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鱼眼草抗氧化、α-糖苷酶抑制活性和抑菌活性研究



全 文 :第 40 卷第 12 期
2012 年 6 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 40 No. 12
June. 2012
鱼眼草抗氧化、α -糖苷酶抑制活性和抑菌活性研究*
朱少晖
(健雄职业技术学院,江苏 太仓 215400)
摘 要:通过对 DPPH自由基的清除能力对鱼眼草的抗氧化活性进行评价;考察了鱼眼草的抗氧化、α -葡萄糖苷酶抑制活性
和抑菌活性。应用体外 α -葡萄糖苷酶筛选模型进行鱼眼草酶抑制活力的测定;采用 KB纸片法和肉汤稀释法测定鱼眼草的抑菌活
性。结果:鱼眼草的化学成分及各部位提取物的抗氧化活性并不理想;化合物脱镁叶绿素甲酯(IC50 = 19. 23 mg·L
-1)和柳穿鱼素 -
7 -葡萄糖甙(IC50 = 30. 27 mg·L
-1)的体外抑制 α -糖苷酶抑制活性远高于对照 acarbose(IC50 = 1081. 27 mg·L
-1) ;KB纸片法表明
部分化合物和提取物具有较好的抑菌活性,肉汤稀释法表明乙酸乙酯部位的抑菌活性较好(金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、铜绿
假单胞菌的 MIC分别为 32、64、128 μg·mL -1)。
关键词:鱼眼草;DPPH;α -糖苷酶抑制;抑菌活性
中图分类号:R284. 1,R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1001 - 9677(2012)12 - 0083 - 03
* 基金项目:贵州省自然科学基金(编号:黔科合 J字[2008]2144)。
作者简介:朱少晖(1984 -) ,女,硕士研究生,研究方向为应用有机化学。
α -Glucosidase Inhibitory,Antioxidant and Antimicrobial Activities
of Dichrocephala integrifolia (L.)O. Kuntze*
ZHU Shao - hui
(Chien - shiung Institute of Technology,Jiangsu Taicang 215400,China)
Abstract:The α - glucosidase inhibitory,antioxidant and antimicrobial activities of Dichrocephala integrifolia (L.)
O. Kuntze. were investigated used the 1,1 - diphenyl - 2 - picryl - 2 - picryl - hydrazyl(DPPH)radical scavenging to de-
termine the total antioxidant capacity and used external model to screen α - glucosidase inhibitory activity,antimicroorgan-
ism was detected by the disk diffusion method and the broth dilution method. DPPH models showed that all the compounds
and parts had no antioxidant activity on it,methyl phaeophorbide a (IC50 = 19. 23 mg·L
-1)and Pectolinarigenin - 7 -
glucoside (C50 = 30. 27 mg·L
-1)had higher inhibitory α - glucosidase activity than that of acarbose (IC50 = 1081. 27 mg
·L -1). Disk diffusion method showed that some compounds and extract parts had good antimicrobial activity,broth dilu-
tion method showed that ethyl acetat extract of Dichrocephala integrifolia significantly exhibited inhibitory activity against
the Staphylococcus aureus,Klebsiella pneumonia and Pseudomonas aeruginosa.
Key words:Dichrocephala integrifolia(L.)O. kuntze;DPPH;O. kuntze α - glucosidase inhibitory;antimicrobial activity
菊科(Compositae)鱼眼草属(Dichrocephala )植物为一年生草
本植物,该属约有 5 ~6种植物,分布于亚洲、非洲及大洋洲热带地
区,我国境内约有 3 种,贵州有两种,小鱼眼草(Dichrocephala
benthamii C. B. Clarke)和鱼眼草(Dichrocephala integrifolia (L.)
O. Kuntze)。鱼眼草具有清热解毒,利湿,祛翳作用,民间用于治疗
疟疾,痢疾,腹泻,肝炎,妇女白带,日翳,口疮,疮疡等[1]。
本实验工作主要涉及黔产鱼眼草植物生物活性研究,以期
发现其活性部位及有效活性成分,为有效开发和利用提供科学
的依据。
1 材 料
1. 1 药材
鱼眼草植物采自贵州省贵阳市,经贵阳医学院陈德媛教授
鉴定为菊科(Compositae)鱼眼草属(Dichrocephala)鱼眼草(Di-
chrocephala integrifolia (L.)O. Kuntze)全草,标本存于贵州大学
化学与化工学院化学系。
1. 2 药品
1,1 -二苯基苦基苯肼(DPPH) ,日本东京化成工业株式会
社;α - 糖苷酶(EC)和对硝基苯基 - β - D - 吡喃葡萄糖苷
(PNPG) ,Sigma公司;二甲基亚砜,天津基准化学试剂有限公司;
阿卡波糖(Acarbose,Lot 16869) ,德国 Serva 公司;4 -硝基苯酚
(4 - Nitrophenol,PNP) ,美国 Alfa Aesar 公司;黄色葡萄球菌、肺
炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌,上海天呈生物信息有限公司;其
余试剂均为国产分析纯。
1. 3 仪器
紫外可见分光光度计(UV -2000 型) ,上海尤尼克仪器有限
公司;万分之一分析天平,美国 Mettler - Toledo公司;混合器(CS
- H1 型) ,北京博励阳科技公司;酶标仪,美国 Thermo Electron
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公司;生化培养箱(LRH -150) ,上海一恒科学仪器有限公司;立
式压力蒸汽灭菌器(LDZX - 30KB) ,上海申安医疗器械厂;洁净
工作台(JJ - CJ - 2FD) ,吴江市净化设备总厂。
2 实验方法
2. 1 提取分离
干燥鱼眼草全草 10 kg 粉碎,用 95% 乙醇冷浸提取 4 次(每
次 10 d)。减压回收乙醇,得浸膏(1200 g) ,加水分散,分别用石
油醚,乙酸乙酯,正丁醇萃取,减压回收溶剂得到石油醚部分
(170 g) ,乙酸乙酯部分(420 g) ,正丁醇部分(550 g)。
利用多种层析手段对鱼眼草乙醇提取物各部分进行分离和
纯化,得到 15 个单体化合物,通过理化数据和波谱分析方法鉴
定了 13 个单体化合物结构,分别是:正十八烷酸(1)、豆甾 - 7,
22 -二烯 - 3 -醇(2)、α -香树脂醇(3)、表木栓醇(4)、十八酸
甲酯(5)、正四十三烷(6)[2]、正二十二烷(7)、正二十八烷酸
(8)、正二十酸甲酯(9)、十六烷酸三十烷醇酯(10)、脱镁叶绿素
甲酯(11)、柳穿鱼素(12)、柳穿鱼素 - 7 -葡萄糖甙(13)[3]。所
有化合物均为首次从该种植物中分离得到。
2. 2 抗氧化活性
DPPH 方法:按照文献[4],将样品用甲醇配制成一系列浓度,
取 0. 1 mL样品加入 3. 5 mL DPPH甲醇溶液(0. 06 mmol·L -1) ,
混合 30 min 后测定 515 nm 波长处吸光度。每份样品平行操作
3 次,取平均值,计算出清除率,并计算出半数抑制率(IC50)。
表 1 抗氧化活性(DPPH)筛选
Table 1 Screening of antioxidant activity
筛选样品
抑制率
/%
是否
复筛
IC50
/(μg /mL)
TEAC
/(μmol /g)
乙醇初提物 11. 09 -
乙酸乙酯部分 22. 4 -
正丁醇部分 22. 96 -
脱镁叶绿素甲酯 9. 64
柳穿鱼素 - 7 -葡萄糖甙 2. 78 - - -
利用体外 DPPH微量抗氧化模型进行抗氧化活性筛选,结
果表明:所得化合物和 4 个部位的抗氧化活性都不理想。
2. 3 α -糖苷酶抑制活性
α -葡萄糖苷酶活力的测定参照文献方法,根据所采用的反应
体系:112 μL磷酸钾缓冲液(pH 6 ~8) ,加入 20 μL 0. 2 U·mL -1
α -葡萄糖苷酶,8 μL DMSO,37 ℃恒温,15 min后加入215 mmol·
L -1 PNPG 20 μL,摇匀,37 ℃恒温反应 15 min。再加入 80 μL 0. 2
mol·L -1的 Na2CO3溶液,于 405 nm波长下测 OD值
[5]。
初筛浓度为 50 μg /mL,并对初筛抑制率大于 50%的化合物
进行复筛。其筛选结果如下表 2。
表 2 α -糖苷酶活性筛选
Table 2 Screening of α - glucosidase inhibitory activity
筛选样品 抑制率 /% 是否复筛 IC50 /(μg /mL)
乙酸乙酯部分 7. 5 -
正丁醇部分 8. 75 -
脱镁叶绿素甲酯 76. 3 + 19. 23
柳穿鱼素 - 7 -葡萄糖甙 96. 03 + 30. 27 ± 3. 06
采用 α -葡萄糖苷酶抑制模型进行 α -糖苷酶抑制活性测
试,结果表明:脱镁叶绿素甲酯(IC50 = 19. 23 mg·L
-1)和柳穿鱼
素 - 7 -葡萄糖甙(IC50 = 30. 27 mg·L
-1)的体外抑制 α -糖苷
酶抑制活性远高于对照 acarbose(IC50 = 1081. 27 mg·L
-1)。
2. 4 抑菌活性
2. 4. 1 KB纸片法
纸片扩散法按照文献的方法[6],用微量加样器分别取 5 μL
样品加到直径 6 mm 的圆形滤纸片上,挥干试剂后,置于含菌平
板,37 ℃恒温培养 24 h,记录下抑菌圈的大小。每份样品平行操
作 3 次,用 DMSO 作空白对照。
表 3 抑菌活性筛选
Table 3 Screening of antibacterial activity
筛选样品
小麦赤霉病
/ cm
玉米斑枯病
/ cm
番茄灰霉病
/ cm
Fusarium
graminearum
Septoria
zeicola
Botrytis
cinerea
乙醇初提物 1. 6 1. 7 2. 3
石油醚部分 1. 2 1. 3 2. 1
乙酸乙酯部分 - 1. 2 1. 8
正丁醇部分 2. 5 - 1. 9
脱镁叶绿素甲酯 - 1. 5 2. 7
柳穿鱼素 - 7 -葡萄糖甙 2. 4 1. 1 2. 0
注:“ -”表示无抑菌作用。
初筛结果表明:所有筛选样品中,化合物柳穿鱼素 - 7 -葡
萄糖甙和正丁醇部位对小麦赤霉病菌的抑制活性最好(抑菌圈
直径 d分别为 2. 4 cm,2. 5 cm) ,醇提物和石油醚部位对小麦赤
霉病菌也有明显抑制效果(抑菌圈直径 d 分别为 1. 6 cm,
1. 2 cm) ;醇提物部位、石油醚部位、乙酸乙酯部位脱镁叶绿素甲
酯、柳穿鱼素 - 7 -葡萄糖甙对玉米大斑病菌有明显的抑制效果
(抑菌圈直径 d 分别为 1. 7 cm,1. 3 cm,1. 2 cm,1. 5 cm,
1. 1 cm) ;所有筛选样品中,醇提部位、石油醚部位和化合物脱镁
叶绿素甲酯、柳穿鱼素 - 7 -葡萄糖甙对番茄灰霉病菌的抑制效
果最好(抑菌圈直径 d 分别为 2. 3 cm,2. 1 cm,2. 7 cm,
2. 0 cm) ,乙酸乙酯部位、正丁醇部位对番茄灰霉病菌也有明显
抑制效果(抑菌圈直径 d分别为 1. 8 cm,1. 9 cm)。
2. 4. 2 肉汤稀释法
最低抑菌浓度(MIC)的测定将出现抑菌圈的样品进行对半
梯度稀释,按文献方法操作进行,每个浓度梯度平行 3 次,取平
均值。用 DMSO 作空白对照出现抑菌圈的最低样品浓度即为
MIC 值[7]。
表 4 抑菌活性筛选
Table 4 Screening of antibacterial activity
筛选样品
MIC /(μg /mL)
金黄色葡萄球菌 肺炎克雷伯氏菌 铜绿假单胞菌
石油醚部分 128 256 256
乙酸乙酯部分 32 64 128
运用肉汤稀释法进行抑菌活性实验,实验结果表明:石油醚
部位和乙酸乙酯部位对金黄色葡萄球菌,肺炎克雷伯氏菌,铜绿
假单胞菌都具有抑制作用,乙酸乙酯部位的抑菌活性较好。
(下转第 106 页)
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气在甲醇中有较好的溶解性,同时能使原料和产品互溶为均相,
又由于甲醇价格较低,来源广,易回收套用,所以选用甲醇作溶剂。
2. 1. 4 重复性实验
综合上述分析,在溶剂用量 300 mL,反应时间 3 h、催化剂种
类(Ni /SO2,ω(Ni)= 20%)及用量(5 g)一定的条件下,优选的工
艺条件为:溶剂种类为甲醇,反应温度为 57. 5 ℃,反应压力为
0. 85 Mpa,为了验证上述结论,在该条件下做五组重复实验,结
果见表 4。由表 4 可以看出,邻苯二胺的质量分数稳定在 98%以
上,收率稳定在 95%以上,表明优选的工艺条件是可靠的。
表 4 重复实验结果
Table 4 Results of parallel experiments
质量百分数 /% 收率 /% 熔点 /℃
98. 6 95. 4 102 ~ 104
98. 9 95. 9 102 ~ 104
98. 4 95. 7 102 ~ 104
98. 7 95. 6 102 ~ 104
98. 2 96. 1 102 ~ 104
2. 2 催化剂循环套用对收率的影响
表 5 催化剂循环套用对收率的影响
Table 5 Effect of recycling of catalyst on yield
套用次数 催化剂用量 / g 质量分数 /% 收率 /% 熔点 /℃
0 5 98. 3 95. 7 102 ~ 104
1 补加 0. 03 98. 7 95. 4 102 ~ 104
2 补加 0. 03 99. 2 95. 8 102 ~ 104
3 补加 0. 03 98. 7 95. 6 102 ~ 104
4 补加 0. 03 98. 4 95. 2 102 ~ 104
5 补加 0. 03 98. 6 95. 8 102 ~ 104
本实验所使用的 Ni /SO2(ω(Ni)= 20%)催化剂如只使用一
次,不进行回收套用,无疑是增加了邻苯二胺的生产成本。为降
低成本在优选条件下进行了催化剂的循环套用实验,结果见表
5。由表 5 可知,在每次补加 0. 03 g Ni /SO2(ω(Ni)= 20%)催化
剂的情况下,套用 5 次,每次套用后催化剂都具有相当高的催化
活性,邻苯二胺的质量分数在 98. 4%以上,收率在 95. 2%以上,
熔点都稳定在 102 ~ 104 ℃范围。因此,催化剂套用对产品收率
及品质影响不大,可以套用。
3 结 论
(1)邻硝基苯胺催化加氢合成邻苯二胺,最佳工艺条件为:
反应温度为 57. 5 ℃,反应压力为 0. 85 MPa,溶剂选用甲醇。
(2)该工艺条件经重复实验证明是可靠的,邻苯二胺的质量
分数稳定在 98%以上,收率稳定在 95%以上。
(3)催化剂可循环套用,对产品的含量及收率不影响,可降
低产品成本。
参考文献
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檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵
29 - 30.
(上接第 84 页)
3 结 论
前期对新鲜鱼眼草的花和茎叶采用固相微萃取技术提取挥
发油成分,用气相色谱 -质谱联用技术对挥发油进行分析测定,
发现 β -蒎烯成分在鱼眼草花和茎叶挥发油中都有且含量较
大[8],根据文献记载,此成分具有较强的抗炎作用[9]。
本实验通过提取分离化合物,并对各萃取部分和所得单体
化合物进行抗氧化(DPPH)、α -糖苷酶、抑菌活性筛选,发现了
鱼眼草的活性部位及其有效活性成分,为开发和利用这种药用
植物资源提供了科学的依据。
参考文献
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