全 文 ：天然产物研究与开发 Nat Prod Ｒes Dev 2013，25:1037-1040，1066
文章编号:1001-6880(2013)8-1037-05
收稿日期:2013-05-06 接受日期:2013-07-18
基金项目:西部资源生物与现代生物技术教育部重点实验基金项
目(KH09030) ;西藏自治区科技厅重大科技专项基金项
目(20091012) ;陕 西 省 科 技 厅 科 学 研 究 项 目
(2010JK862)
* 通讯作者 E-mail:flysnow002001@ 163． com;nsfstone@ 126． com
缬草与蜘蛛香挥发油的抗菌抗氧化活性研究
赵 兵1，郝 萍2，高 昂1，巩 江3* ，陈千良1，倪士峰1*
1西北大学 生命科学学院，西安 710069;
2陕西师范大学生命科学学院，西安 710062;3 西藏民族学院 医学系，咸阳 712082
摘 要:通过对缬草和蜘蛛香挥发油抗菌抗氧化活性的研究，为开发天然高效的抗菌抗氧化药物提供新的选
择。采用纸片扩散法和试管稀释法对缬草和蜘蛛香挥发油进行抑菌圈大小及最小抑菌浓度的测定;用 DPPH法
对其抗氧化能力进行研究。结果表明:缬草和蜘蛛香挥发油均具有一定的抗菌作用，细菌试验中对金黄色葡萄
球菌的作用最强，二者对其最小抑菌浓度分别为 3． 125 mg /mL和 6． 25 mg /mL;对真菌的抑制作用相对较弱，其
中蜘蛛香挥发油作用强于缬草挥发油。两者挥发油不同浓度对 DPPH自由基有较好的清除能力，实验浓度范围
内，最高清除率分别达 65． 35%和 71． 75%，均强于阳性对照品 BHT。
关键词:缬草;蜘蛛香;挥发油;抗菌;DPPH
中图分类号:Ｒ285. 5 文献标识码:A
Study on Antimicrobial and Antioxidant Activities of Essential Oils from
Valeriana officinalis L． and Valeriana jatamansi Jones．
ZHAO Bing1，HAO Ping2，GAO Ang1，GONG Jing3* ，CHEN Qian-liang1，NI Shi-feng1*
1College of Life Science，Northwest University，Shaanxi Xi＇an 710069，China;2College of
Life Science，Shaanxi Normal University，Shaanxi Xi＇an 710062，China;3Department of Medicine，Tibet Nationality
College，Shaanxi Xianyang 712082，China
Abstract:In this study，the antibacterial and antioxidant activities of essential oil from Valeriana officinalis L． and Valeri-
ana jatamansi Jones． were investigated． Disc diffusion method and tube dilution method were applied to measure the anti-
bacterial circle diameter and the Minimum Inhibitory Concentration (MIC)of the essential oils of V． officinalis L． and V．
jatamansi Jones． ． The DPPH radical scavenging activity was detected by UV-Vis spectrophotometry． The results showed
that the essential oils of V． officinalis L． and V． jatamansi Jones． had antibacterial effects and the strongest effect was a-
gainst Staphylococcus aureu，the MICs of V． officinalis L． and V． jatamansi Jones． were 3． 125 mg /mL and 6． 25 mg /mL，
respectively． In addition，different concentrations of the two volatile oils possessed good scavenging activity on DPPH free
radical． The highest scavenging rates reached to 65． 35%，71． 75%，respectively and were both stronger than the positive
control BHT．
Key words:Valeriana officinalis L．;Valeriana jatamansi Jones．;essential oil;antimicrobial;DPPH
近年来，由于各种抗生素的滥用，导致临床上细
菌与真菌抗药性问题日益严重。随着人类生活水平
不断提高，各种富贵疾病发病率急剧增高，国外相关
研究发现糖尿病、高血脂及心脑血管类疾病与自由
基所导致的生物大分子(如脂质、DNA以及蛋白质)
的抗氧化损伤有关［1］，因此寻找天然的抗菌抗氧化
剂就显得尤为重要。挥发油中含多种活性成分，协
同作用，可有效地避免耐药及抗药性，是发挥中草药
的治病优势的重要化合物群。
缬草(Valeriana officinalis L．)和蜘蛛香(V． jata-
mansi Jones．)均为败酱科缬草属(Valeriana Linn．)
植物，作为常用的中草药，其应用较为广泛，研究前
景好。两者药用部位均为干燥的根及根茎，具有镇
静催眠、安神、解痉、镇痛及抗菌等功效［2，3］。研究
发现，两种药材均含有挥发油、环烯醚萜类及黄酮类
等多种活性成分［4，5］。缬草与蜘蛛香为缬草属植物
中具有重要药用价值的资源植物及芳香植物，其含
有的挥发油作为天然香料可应用于食品与香烟中。
文献报道中对两者的挥发油成分研究较多，对于其
体外抗菌及抗氧化等药理活性研究有限，仅有少量
文献对缬草挥发油的抑菌作用进行报道。根据文献
资料，鉴于两者在化学成分和药理活性方面的相似
性［2-5］，本实验对两者挥发油的抗菌抗氧化效果进行
比较分析，为进一步扩大该属植物的利用价值奠定
了基础。
1 仪器与材料
1． 1 实验仪器
SW-CJ-1F型无菌操作台(苏净集团苏州安泰空
气技术有限公司) ;LDZX-50KBS 型立式蒸汽灭菌锅
(上海申安医疗器械厂) ;MH-2000 型电热套(北京
科伟永兴仪器有限公司) ;1000 μL、100 μL 移液器
(日本立洋) ;KW-1 型恒温培养箱(银川市金属制品
厂) ;UV-2550 紫外可见分光光度计(日本津岛公
司)。
1． 2 药材及菌株
缬草于 2011 年 6 月采自陕西省西安市长安县
鸡窝子村，蜘蛛香于 2011 年 10 月购自河北安国药
材市场，经西北大学倪士峰老师分别鉴定为缬草
(Valeriana officinalis L．)的干燥全草及蜘蛛香(Vale-
riana jatamansi Jones．)的干燥根茎。
大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌
(Staphyloccocus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus sub-
tilis) ;黑曲霉(Aspergullus niiger)、黑根霉(Ｒhizopus
nigricans)、桔青霉(Penicillium citrinum) ，各供试菌
种均由西北大学微生物实验室提供。
1． 3 试剂及药品
Mueller-Hinton肉汤(MHB) (中国检验检疫科
学研究院) ;琼脂(青岛水产品加工厂) ;葡萄糖(天
津市天力化学试剂有限公司) ;1，1-二苯基-2-三硝
基苯肼(DPPH，北京奥康科鼎盛生物科技有限公
司) ;2，6-二叔丁基对甲基苯酚(BHT，天津市福晨化
学试剂厂) ;乙醇(天津市富宇精细化工有限公司) ，
均为分析纯。庆大霉素颗粒(云南省玉溪望子隆生
物制药有限公司)。
2 实验方法
2． 1 挥发油的提取制备
称取缬草及蜘蛛香药材根茎粉末各 200 g，分别
置于 2000 mL圆底烧瓶中，加入 1200 mL 的蒸馏水
浸泡过夜，提取方法参照《中国药典》一部附录中的
水蒸气蒸馏法［6］，将提取到的挥发油用少量乙醚多
次萃取，再加入适量无水硫酸钠进行脱水处理，挥去
乙醚后得黄色透明油状物，低温避光保存。
2． 2 培养基的制备
细菌培养基的制备:25 g 肉汤培养基粉末加入
1000 mL蒸馏水，加热至完全溶解，再加入 15 g琼脂
粉，搅拌均匀使其完全溶解。在三支试管中各加入
10 mL的培养基，其余则分装至三个 1000 mL 锥形
瓶中，在 103． 43 kPa，121 ℃下高压灭菌 20 min。将
三支装有肉汤培养基的试管倾斜放置，制成斜
面［7］。剩余培养基倒成平板，备用。
马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)真菌培养基的制备:
称取干净去皮的土豆丁 200 g，加入 1000 mL 水，煎
煮 30 min，过滤，收集滤液。称取 20 g 葡萄糖和 18
g琼脂加入上述滤液中，加热使其完全溶解，再将体
积定容至 1000 mL。在三支试管中各加入 10 mL培
养基，其余则分装至三个 1000 mL 锥形瓶中，在
103． 43 kPa，121 ℃下高压灭菌 20 min，取出，将三支
装有 PDA培养基的试管倾斜放置，制成斜面，放置
待水分挥发及凝固［8］。
2． 3 菌悬液的制备
将受试菌在斜面培养基上活化 2 ～ 3 代，用接种
环从斜面上刮取菌苔两环，分别收集到含 100 mL无
菌水的 250 mL的锥形瓶中，采用平板菌落计数法将
受试菌配成终浓度为 1 × 108 个 /mL 的菌悬液，备
用。
2． 4 抑菌作用的测定
采用纸片扩散法及试管连续稀释法，测定药材
挥发油的抑菌圈(Inhibition zone)大小及最小抑菌
浓度(Minimal inhibitory concentration，MIC) ，以判断
其抑菌效果。
2． 4． 1 纸片扩散法
将若干 6 mm滤纸片高温灭菌备用。用无水乙
醇将挥发油分别稀释成 90、50、10 mg /mL 的挥发油
乙醇溶液。取浓度 1 × 108 个 /mL 的菌悬液 0． 1 mL
将其均匀涂布于各培养基平板表面，将滤纸片分别
吸取不同浓度挥发油乙醇溶液(每片吸取 10 μL)
后，贴于平板表面。用无水乙醇及 0． 1 mg /mL 庆大
霉素溶液作为阴性对照和阳性对照，每板 3 片，每个
菌种平行两组。细菌放置于 37 ℃的恒温箱培养中
培养 24 h，真菌于 28 ℃培养 72 h，观察并测量抑菌
8301 天然产物研究与开发 Vol. 25
圈直径，取平均值。运用 SPSS 软件 t检验方法进行
统计分析。
2． 4． 2 试管连续稀释法测定 MIC
取 8 支无菌试管依次编号 1 ～ 8。在 8 支无菌
试管中分别加入 1 mL液体培养基，再加入 10 μL吐
温-80，1 号试管中加入 0． 1 mg /mL的阳性对照溶液
5 μL;2 号管再加入 1 mL液体培养基和 20 mg 挥发
油样品，混匀，初始浓度为 10 mg /mL，然后吸取 1
mL混悬液加入第 3 管，混匀，依次进行二倍稀释至
第 7 管，混匀后去掉 1 mL;8 号管为阴性对照组，不
做任何处理。然后向每管中加入菌悬液 0． 1 mL，混
匀。每个浓度平行 3 组，细菌于 37 ℃的恒温箱培养
中培养 24 h，霉菌 28 ℃培养 72 h。取出，观察并记
录。
2． 5 抗氧化作用的测定
抗氧化实验，参考 Kim 等［9］的方法测定挥发油
对 DPPH自由基的清除作用，并稍作修改。用 95%
乙醇将挥发油配制成 0． 5、0． 8、1． 2、1． 6 mg /mL 的
样品溶液，将 400 μL 上述样品溶液加入 2 mL
0. 004% DPPH液中，室温放置 10 min，在最大吸收
波长 517 nm 处测其吸光度(A1) ，以不加提取液的
DPPH 为空白对照(A0) ，以 BHT乙醇溶液为阳性对
照，各实验组平行 3 组，取平均值。根据公式:清除
率 = (1-A1 /A0)× 100%，计算各浓度药液对 DPPH
自由基的清除率。式中，A1 为加药液后 DPPH 溶液
的吸光度;A0 为未加药液时 DPPH溶液的吸光度。
3 结果与讨论
3． 1 抑菌圈测定结果
缬草和蜘蛛香挥发油对供试菌株的抑菌效果与
样品浓度呈量效关系，随着样品浓度的增加抑菌效
果增强(表 1)。缬草挥发油的抑菌效果为:金黄色
葡萄球菌 ＞大肠杆菌 ＞枯草芽孢杆菌 ＞根霉 ＞青霉
＞黑曲霉，其中对黑曲霉，根霉和青霉三种真菌的抑
制效果较小。蜘蛛香挥发油的抑菌效果为:金黄色
葡萄球菌 ＞枯草芽孢杆菌 ＞大肠杆菌 ＞根霉 ＞青霉
＞黑曲霉，对各菌株均有一定抑制作用。结果分析
表明，缬草与蜘蛛香挥发油均具有一定的抑菌作用，
效果显著(P ＜ 0． 01) ，其中蜘蛛香挥发油对细菌和
真菌的抑菌效果均优于缬草挥发油，而缬草挥发油
抗细菌效果强于真菌。
表 1 样品挥发油对各供试菌株的抑菌圈直径(x ± s，n = 6)
Table 1 Diameters of inhibition zone of essential oil samples against different strains (x ± s，n = 6)
菌种
Strains
挥发油
Essential oils
抑菌圈直径 Diameter(mm)
浓度 Concentration (mg /mL)
90 50 10
庆大霉素
Gentamicin
(0． 1 mg /mL)
无水乙醇
Anhydrous ethanol
大肠杆菌 E． coli 缬草 V． officinalis L． 11． 67 ± 0． 58* 9． 33 ± 0． 29* 7． 73 ± 0． 05* 9． 00 ± 0． 00* 6． 00 ± 0． 00
蜘蛛香 V． jatamansi Jones． 12． 17 ± 0． 15* 9． 36 ± 0． 15* 8． 66 ± 0． 15*
金黄色葡萄球菌 S． aureus 缬草 V． officinalis L． 13． 80 ± 0． 20* 11． 95 ± 0． 07* 11． 40 ± 0． 36* 17． 30 ± 0． 34* 6． 00 ± 0． 00
蜘蛛香 V． jatamansi Jones． 12． 80 ± 0． 10* 11． 30 ± 0． 10* 9． 23 ± 0． 20*
枯草芽孢杆菌 B． subtilis 缬草 V． officinalis L． 9． 60 ± 0． 14* 8． 63 ± 0． 55* 7． 96 ± 0． 35* 16． 00 ± 1． 00* 6． 00 ± 0． 00
蜘蛛香 V． jatamansi Jones． 12． 33 ± 0． 89* 9． 77 ± 0． 15* 8． 87 ± 0． 15*
黑曲霉 niiger 缬草 V． officinalis L． 7． 05 ± 0． 07* 6． 40 ± 0． 10* 6． 00 ± 0． 00 11． 23 ± 0． 25* 6． 00 ± 0． 00
蜘蛛香 V． jatamansi Jones． 7． 10 ± 0． 10* 6． 63 ± 0． 20* 6． 37 ± 0． 15*
黑根霉 Ｒhizopus nigricans 缬草 V． officinalis L． 9． 06 ± 0． 15* 6． 67 ± 0． 15* 6． 00 ± 0． 00 9． 33 ± 0． 57* 6． 00 ± 0． 00
蜘蛛香 V． jatamansi Jones． 7． 43 ± 0． 15* 7． 07 ± 0． 15* 6． 40 ± 0． 10*
桔青霉 Penicillium citrinum 缬草 V． officinalis L． 7． 17 ± 0． 15* 6． 60 ± 0． 14* 6． 00 ± 0． 00 6． 66 ± 0． 57* 6． 00 ± 0． 00
蜘蛛香 V． jatamansi Jones． 7． 23 ± 0． 15* 6． 50 ± 0． 20* 6． 00 ± 0． 00
注:抑菌圈直径大于 6 mm表示有抑菌作用，小于或等于均为无抑菌作用;* 表示与阴性对照组比较，t检验 P ＜ 0． 01。
Note:The diameter of inhibition zone greater than 6 mm means having antimicrobial effect，less than or equal to 6 mm means no inhibitory effect;* compare
with negative control，P ＜ 0． 01．
3． 2 最小抑菌浓度(MIC)测定结果
由表 1 分析可知，缬草和蜘蛛香挥发油的抑菌
效果具有量效关系，随着浓度的增加而增加。进一
步对最小的样品浓度进行梯度稀释，探索挥发油的
9301Vol. 25 赵 兵等:缬草与蜘蛛香挥发油的抗菌抗氧化活性研究
最小抑菌浓度(表 2)。样品挥发油的初始浓度为
50 mg /mL，缬草挥发油对大肠杆菌的 MIC 为 6． 25
mg /mL，金黄色葡萄球菌为 3． 125 mg /mL，枯草芽孢
杆菌为 12． 5 mg /mL，对黑曲霉、根霉、青霉三种真菌
最低抑菌浓度均大于 25 mg /mL。蜘蛛香挥发油对
大肠杆菌的最小抑菌浓度为 12． 5 mg /mL，对金黄色
葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 MIC 均为 6． 25 mg /mL，
对三种真菌的 MIC均为 25 mg /mL。
表 2 样品挥发油对各供试菌种的最小抑菌浓度
Table 2 MICs of essential oil samples against different strains
菌种
Strains
MIC(mg /mL) (n = 3)
缬草
(V． officinalis L．)
蜘蛛香
(V． jatamansi Jones．)
大肠杆菌 E． coli 6． 25 12． 5
金黄的葡萄球菌 S． aureus 3． 125 6． 25
枯草芽孢杆菌 B． subtilis 12． 5 6． 25
黑曲霉 A． niiger ＞ 25 25
黑根霉 Ｒ． nigricans ＞ 25 25
桔青霉 P． citrinum ＞ 25 25
注:样品挥发油的初始浓度为 50 mg /mL。
Note:The initial concentration of the volatile oil samples was 50 mg /mL．
挥发油呈油状液体，在称量时很难准确量取其
体积，用移液器等测量其体积，会严重影响称量的准
确性，因此，挥发油初始浓度的计算忽略了样品挥发
油自身体积对挥发油乙醇溶液浓度的影响。
3． 3 对 DPPH自由基的清除作用结果
图 1 样品对 DPPH自由基的清除率
Fig. 1 DPPH free radical scavenging rate of essential oil
samples and BHT
通过对自由基的清除作用衡量样品体外抗氧化
活性的大小，清除率越大，则抗氧化活性越强。BHT
作为食品加工常用的抗氧化剂，其抗氧化效果明显，
因此，本实验采用其作为抗氧化活性的阳性对照。
不同浓度的缬草、蜘蛛香及阳性对照 BHT 的清除
DPPH 自由基的作用效果见上图。结果表明:缬草
和蜘蛛香挥发油均具有清除 DPPH 自由基的能力，
且其清除率均大于阳性对照 BHT。自由基清除率
与样品浓度成正比，当浓度为 1． 6 mg /mL 时，蜘蛛
香挥发油的清除率达 71． 75%，缬草挥发油的清除
率达 65． 35%，随着浓度增加，其清除率仍然有剂量
依赖性，但是渐趋于稳定。
4 结论
本研究表明:缬草与蜘蛛香挥发油对供试菌种
均具有不同程度的抑制作用，其中蜘蛛香挥发油对
细菌和真菌的抑制作用比较明显，而缬草挥发油对
不同菌株也具有一定的抑制作用。与杨杰等［10］文
献报道的缬草挥发油对根霉和黑曲霉基本上没抑制
效果、对青霉有一定的抑制作用的研究结果有差异，
可能与实验采用的条件及方法不同有关。通过对两
种挥发油清除 DPPH 自由基的效果可知，二者均具
一定的抗氧化效果，且蜘蛛香挥发油强于缬草挥发
油。本实验结果可为今后缬草和蜘蛛香挥发油相关
活性的开发利用提供有效借鉴和科学依据。
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