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The Microwave-assisted Two-phase Solvent Extraction of Essential Oil from Taiwanofungus camphoratus and Its Antifungal Activity

樟芝挥发油的微波辅助双液相萃取及其抗菌活性研究



全 文 :·研究报告·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2015, 31(12):122-130
樟芝(Taiwanofungus camphoratus)又称牛樟菇、
牛樟芝、樟内菇和红樟菰等,属于多孔菌科、台芝
属,为台湾特有珍贵药用真菌[1],具有保肝、抗肿
瘤、抗氧化、调节免疫、解毒等功效[2,3]。近年来,
研究表明樟芝子实体和菌丝体对不同种类的癌细胞
均具有显著的抗癌活性[4-7],樟芝的液体发酵培养、
子实体或菌丝体中的多糖和三萜化合物等有效成分
受到研究者的广泛关注,而樟芝挥发油组分的提取
和分析研究相对较少。目前,挥发油组分的定性定
量分析主要采用指纹图谱色谱法、气相色谱 - 质谱
联用仪(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)法[8-10]。
研究表明,樟芝菌丝体中含有的挥发油成分十分复
杂,主要为醇类、醛类、酯类、酮类和酸类,且不
同菌株或同一菌株采用不同的碳源、氮源进行发酵,
获得的挥发油成分及各组分的相对含量也显著不同。
白岩岩等[11]发现以葡萄糖为碳源樟芝发酵液中醛
收稿日期 :2015-03-28
基金项目 :国家自然科学基金项目(31172012/C1506),青岛农业大学高层次人才科研基金项目(6631112308),辽宁省教育厅计划项目项
目(L2012255)
作者简介 :刘琳,女,博士,讲师,研究方向 :微生物生物转化与分离 ;E-mail :liulin@qau.edu.cn
通讯作者 :郭立忠,男,教授,硕士生导师,研究方向 :食药用真菌品种改良和活性成分分离纯化 ;E-mail :glz119@126.com
陈慧黠,女,博士,讲师,研究方向 :应用微生物 ;E-mail :huixiac@163.com
樟芝挥发油的微波辅助双液相萃取及其抗菌活性研究
刘琳1  陈慧黠2  郭立忠1
(1. 青岛农业大学生命科学学院 山东省应用真菌重点实验室,青岛 266109 ;2. 大连海洋大学水产与生命学院,大连 116023)
摘 要 : 采用微波辅助石油醚 / 乙醇双液相萃取技术提取樟芝发酵液中的挥发油,并考察了其对 7 种皮肤癣菌的最低抑制浓
度(MIC)。优化的提取条件为:乙醇体积浓度 56%,石油醚体积浓度 30%,固液比 1∶50,微波功率 380 W,微波时间 90 s。此时,
挥发油的提取率为 0.69%,真菌 MIC 为 5-20 mL/L。微波辅助双液相萃取挥发油耗时短,提取率高,且获得的挥发油抗皮肤癣菌效
果显著。
关键词 : 微波辅助双液相萃取 ;挥发油 ;樟芝 ;最低抑制浓度(MIC);皮肤癣菌
DOI :10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.12.018
The Microwave-assisted Two-phase Solvent Extraction of Essential Oil
from Taiwanofungus camphoratus and Its Antifungal Activity
Liu Lin1 Chen Huixia2 Guo Lizhong1
(1. College of Life Science,Qingdao Agricultural University,Shandong Provincial Key Laboratory of Applied Mycology,Qingdao 266109 ;
2. College of Life Science, Dalian Ocean University,Dalian 116023)
Abstract: In this study microwave-assisted petroleum ether/ethanol two-phase solvent extraction was applied to extract the essential
oil from the fermentation broth of Taiwanofungus camphoratus, and the minimal inhibitory concentration(MIC)of the essential oil against 7
species of dermatophyte were determined. The optimized extraction conditions are as following :ethanol concentration 56%(v/v), petroleum
ether concentration 30%(v/v), solid-to-liquid ratio 1∶50, microwave power 380 W and microwave time 90 s. The highest yield of extracted
essential oil was 0.69%, and the MIC against the tested fungi were 5-20 mL/L. This extraction technology is efficient and time saving, moreover,
the produced essential oil shows significant inhibitory effect on the growth of the tested dermatophyte.
Key words: microwave-assisted two-phase solvent extraction ;essential oil ;Taiwanofungus camphoratus ;minimal inhibitory
concentration(MIC);dermatophyte
2015,31(12) 123刘琳等:樟芝挥发油的微波辅助双液相萃取及其抗菌活性研究
类百分含量最高,约为 21.90%,以蛋白胨为氮源樟
芝发酵液中醛类相对含量达到 41.60%。Liu 等[12]以
葡萄糖为碳源、黄豆粉为氮源,获得的樟芝发酵液
中主要有酯类、醇类、酮类和酸类,而其中乙酸乙
酯、丁位十一内酯和 3-羟基 -2- 丁酮含量最多。陈
菲等[13]的研究表明,台湾樟芝发酵菌粉中的挥发
油组分以醛类为主,而广东的樟芝发酵菌粉中以酮
类为主。Lu 等[14]采用顶空固相微萃取技术提取樟
芝发酵液和菌丝体中的挥发油,获得了 55 种挥发油
成分,其中醇类和酮类含量较高。以往大量研究表
明,挥发油对细菌和真菌均具有不同程度的抑制作
用[15-18]。目前,仅有马刚等[19]报道了从樟芝发酵
液中提取的挥发油对棉花枯萎病菌和沙门氏菌具有
显著的抑制活性。
常用的挥发油提取方法有水蒸气蒸馏法、CO2
超临界萃取法和有机溶剂提取法[20-23]。水蒸气蒸馏
法提取率较低且费时 ;CO2 超临界萃取法设备投资
大、成本高 ;有机溶剂提取法直接使用石油醚、乙
醚等低沸点溶剂进行回流提取,得到的挥发油组分
含杂质较多。微波辅助提取具有操作时间短、溶剂
消耗量少、适于热不稳定成分等优点,被广泛地应
用于挥发油的提取[24-26]。液 - 液萃取是广泛应用于
提取香气物质的方法之一,大量实验结果表明,其
具有较高的分配系数,且能够萃取的香气物质种类
范围宽、数量多[27,28]。本实验将微波辅助提取与液 -
液萃取结合,提出微波辅助石油醚 / 乙醇双液相萃
取技术,并将其应用于樟芝液体发酵液中挥发油的
提取,考察微波辅助双液相萃取樟芝挥发油的影响
因素,确定挥发油的最佳提取工艺,并进一步研究
挥发油对几种常见皮肤癣菌的抑制作用。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌种 樟芝(Taiwanofungus camphoratus)购
于 BCRC 生 物 资 源 保 存 及 研 发 中 心(Bioresource
Collection and Research Center),编号为 37848。红色
毛癣菌、须癣毛癣菌、絮状表皮毛癣菌、紫色毛癣菌、
断发毛癣菌、石膏样小孢子菌和许兰氏毛癣菌由温
州医科大学提供。
1.1.2 培养基及发酵培养 樟芝菌种活化培养基 :
马铃薯葡萄糖琼脂培养基。
种子培养基(W/V):葡萄糖 2%,蛋白胨 0.2%,
KH2PO4 0.1%,MgSO4·7H2O 0.05%,pH 自 然,250
mL 锥形瓶装液量为 100 mL。
发酵培养基(W/V):麸皮 1%,麦芽糖 2%,葡
萄糖 3%,酵母膏 0.4%,蛋白胨 0.5%,KH2PO4 0.1%,
MgSO4·7H2O 0.05% 组成,250 mL 锥形瓶装液量为
100 mL。
摇瓶发酵培养 :取适量菌丝接种于菌种活化培
养基平板 28℃培养 7-10 d,当菌丝覆盖整个平板后,
用打孔器取 3 个菌块接种于种子培养基,28℃,150
r/min,培养 4 d 后,以 10%(V/V)接种于发酵培养
基,28℃,150 r/min,培养 8 d。
1.2 方法
1.2.1 微波辅助双液相萃取 发酵结束后,将发酵
液于 5 000 r/min 离心 5 min,分离上清和菌丝体沉
淀。将 1 g 干重菌丝体获得的发酵液上清,转移入
分液漏斗,加入适量石油醚(60-90℃),混匀,静
置 30 min,反复萃取 3 次,分离石油醚相,备用。
将菌丝体(相当 1 g 干重)放入 150 mL 圆底烧瓶中,
加入萃取上清后的石油醚、适量的乙醇和水组成双
液相体系,进行微波辅助提取。提取结束后,室温
静置 30 min,收集石油醚相,加入适量无水硫酸钠,
冷冻(-18℃)过夜,过滤,旋转蒸发去除石油醚获
得樟芝挥发油。
×100%㧼эփᒢ䟽 g ᥕਁ⋩䟽䟿 g ᥕਁ⋩ᨀਆ⦷ %
1.2.2 其他提取方法
1.2.2.1 索氏提取法 将发酵液于 5 000 r/min 离心
5 min,分离上清和菌丝体沉淀。用滤纸将菌丝体
(相当于 1 g 干重)包成小包放入索氏提取器中,加
入石油醚(60-90℃)50 mL,置于恒温水浴锅中,
90℃提取 6 h。取出提取液,与分离的上清混合,分
层后静置 30 min,反复萃取 3 次,取上相,加入适
量无水硫酸钠,冷冻(-18℃)过夜,过滤,旋转蒸
发挥去滤液中的石油醚,收集挥发油并称重。
水蒸气蒸馏法 :发酵液转移入 250 mL 圆底烧
瓶中,连接精油测定器和回流冷凝管。向精油测定
器中加水直至充满刻度部分,并溢流入烧瓶中为止。
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.12124
置电炉上缓缓加热至沸,并保持微沸约 4 h,停止加
热,放置 1 h 以上,读取挥发油量。
1.2.2.2 微波辅助提取法 将发酵液于 5 000 r/min
离心 5 min,分离上清和菌丝体沉淀。菌丝体(相当
于 1 g 干重)置于圆底烧瓶中,加入 50 mL 的石油
醚(60-90℃)作为萃取剂,用微波炉中火处理 90
s,滤出萃取液,与上清混合,分层后室温静置 30
min,反复萃取 3 次,萃取液加入适量无水硫酸钠冷
冻(-18℃)过夜,过滤,旋转蒸发去石油醚,收集
挥发油并称重。
1.2.3 挥发油中石油醚和乙醇残留量的检测 采用
Agilent 6890N 气相色谱(Agilent 科技有限公司,美
国)检测挥发油组分中乙醇和石油醚的残留量。色
谱 柱 为 DB-WAX 毛 细 管 柱(30 m×250 μm×0.25
μm);升温程序 :30℃保持 25 min,以 20℃/min 升
温 至 220℃, 保 持 20 min ;进 样 口 温 度 为 200℃ ;
检测器温度为 300℃ ;进样量为 1 μL ;载气为氦气
(>99.999%);流速 1.0 mL/min ;分流比为 3∶1。将
待测挥发油以适量二甲基亚砜稀释并定容。精密称
取乙醇和石油醚(60-90℃)适量,用二甲基亚砜稀
释配制成每 1 mL 中含乙醇 250 μg、石油醚 15 μg 的
对照溶液。
1.2.3.1 乙醇体积浓度对挥发油提取率的影响 挥
发油组分在石油醚和乙醇中均具有较好的溶解性。
实验中首先用石油醚萃取樟芝发酵液上清中的挥发
油,然后利用石油醚 / 乙醇双液相体系作为萃取剂,
微波辅助提取樟芝菌丝体中的挥发油。取 1 g 干重
菌丝体获得的发酵液上清,加入 15 mL 石油醚萃取。
将菌丝体(相当于 1 g 干重)加入适量乙醇、水以
及萃取上清后的石油醚,配制成含有不同乙醇体积
浓度的双液相体系,体系总体积为 50 mL,石油醚
体积浓度为 30%。在 380 W 下,微波提取 60 s,考
察乙醇浓度对挥发油提取率的影响。
1.2.3.2 石 油 醚 体 积 浓 度 对 挥 发 油 提 取 率 的 影
响 取 1 g 干重菌丝体获得的发酵液上清,分别加
入 10、15、20 和 25 mL 石油醚萃取。将菌丝体(相
当于 1 g 干重)与萃取发酵液后的石油醚混合,配
制成总体积为 50 mL 的双液相体系,体系中石油醚
体积浓度分别为 20%、30%、40% 和 50%,乙醇和
水的用量比例同乙醇体积浓度为 56% 的双液相体系。
在 380 W 下,微波作用 60 s,考察石油醚体积浓度
对挥发油提取率的影响。
1.2.3.3 固液比对挥发油提取率的影响 取 1 g 干
重菌丝体获得的发酵液上清,加入石油醚萃取。将
菌丝体(相当于 1 g 干重)加入到不同体积的双液
相体系中,体系中石油醚和乙醇的体积浓度分别为
30% 和 56%。在 380 W 下,微波作用 60 s 提取挥发油,
考察固液比对挥发油提取率的影响。
1.2.3.4 微波功率对挥发油提取率的影响 取菌丝
体(相当于 1 g 干重),按固液比 1∶50 配制双液相
体系,体系中乙醇体积浓度为 56%,石油醚体积浓
度为 30% 石油醚(萃取 3 次发酵液后的),在不同
的微波功率下作用 60 s 提取挥发油,考察微波功率
对挥发油提取率的影响。
1.2.3.5 微波时间对挥发油提取率的影响 将以上
确定的双液相体系与菌丝体(相当于 1 g 干重)混合,
在 380 W 微波功率下分别作用不同时间,考察微波
时间对挥发油提取率的影响。
1.2.4 抑制真菌试验 菌种的活化 :将保藏于 4℃
冰箱的 7 种皮肤癣菌,接种到沙氏琼脂培养基斜面,
28℃ 培 养 14 d。 沙 氏 琼 脂 培 养 基(Sabouraud agar
medium,简称 SDA):葡萄糖 40 g,蛋白胨 10 g,琼
脂 20 g,用蒸馏水定容至 1 000 mL,充分搅拌后,
调 pH7.0,高压蒸汽灭菌(115℃,15 min)。
采用沙氏培养基试管内药基法测定挥发油对真
菌的抑制效果。培养基经 115℃灭菌 15 min,冷却
至 50℃,趁培养基未凝固,用培养基将挥发油稀释
成不同的浓度,充分搅拌均匀后,分装试管摆成斜
面。菌种活化后,用 0.85% 的无菌生理盐水将孢子
洗下,血球计数板调整孢子浓度,制备成孢子浓度
为 105 个 /mL 的菌悬液。然后将各种皮肤癣菌的菌
悬液(105/mL)接种于每个试管,接种量为 50 μL,
并接种药基不含挥发油的试管沙氏培养基作为空白
对照,将接种后的试管放入 28℃恒温箱中连续培养
14 d,观察各种真菌的生长情况,并刮取菌丝体称重,
测定生物量。若 14 d 内无菌落生长或菌落明显生长
但明显小于对照菌落者为有抑菌作用。“-”表示菌
落未生长,“+”表示菌落有生长,以“+”的个数表
示菌体的长势,个数越多,长势越好。“+++”表示空白
对照的菌体生物量为 100% ;“++”表示菌体生物量
2015,31(12) 125刘琳等:樟芝挥发油的微波辅助双液相萃取及其抗菌活性研究
为空白对照的 60%-80%;“+”表示菌体生物量为空白
对照的 20%-50%。
克霉唑抑菌实验 :将市售克霉唑溶液(广州白
云山何济公制药厂)通过微孔滤膜过滤除菌,用灭
过菌的沙氏培养基将克霉唑稀释成不同浓度,分装
试管摆成斜面,以试管培养基中不含有克霉唑的沙
氏培养基作为空白对照。将 7 种皮肤癣菌接种于含
不同浓度克霉唑的试管斜面中,菌种活化、接种方法、
生物量测定以及菌体生长情况表示方法同挥发油对
真菌抑制效果检测。
2 结果
2.1 微波辅助石油醚/乙醇双液相萃取
2.1.1 乙醇体积浓度对挥发油提取率的影响 结果
(图 1)表明,挥发油提取率随着乙醇浓度的增加,
先增加后减少。当体系中乙醇体积浓度为 35%-42%
时,挥发油提取率较低。当乙醇体积浓度为 56% 时,
挥发油提取率最大为 0.63%。乙醇体积浓度为 63%
时,挥发油提取仅为 0.53%。实验结果表明,石油
醚能够实现樟芝发酵液上清中的挥发油和乙醇溶液
中菌丝体挥发油的有效萃取,而白岩岩等[11]利用
石油醚萃取樟芝发酵液上清中的挥发油,获得的挥
发油组分仅有 4 种。这主要是由于发酵菌株、培养
基中营养物质的差异造成挥发油组分及其相对含量
的不同,从而导致挥发油整体极性的变化,而呈现
不同的萃取效果。石油醚 / 乙醇双液相体系能够有
效提取樟芝发酵液中的挥发油,最适的乙醇体积浓
度为 56%。
2.1.2 石油醚体积浓度对挥发油提取率的影响 结
果(图 2)表明,当石油醚体积浓度由 20% 增加至
30% 时,挥发油提取率显著增加,继续增加石油醚
浓度,挥发油提取率变化不大。这表明体积浓度为
30% 的石油醚能够同时实现发酵液上清和菌丝体中
挥发油的萃取,因此,确定最佳的石油醚体积浓度
为 30%。
0.1
35 49҉䞷⎃ᓖ %ˈV/V 56 63420.20.30.4ᥕਁ⋩ᨀ
ਆ⦷/% 0.50.60.7
图 1 乙醇体积浓度对挥发油提取率的影响
0.40
20 40⸣⋩䟊⎃ᓖ %ˈV/V 50300.450.500.55ᥕਁ⋩ᨀਆ
⦷/% 0.600.650.70
图 2 石油醚浓度对挥发油提取率的影响
2.1.3 固液比对挥发油提取率的影响 结果(图 3)
显示,当固液比由 1∶40 增加至 1∶50 时,挥发油
提取率显著增加,继续增加固液比至 1∶60,提取
率几乎不变,当固液比为 1∶70 时,挥发油提取率
较 1∶60 时降低了 14.44%。因此,确定最佳的固液
比为 1∶50。
0.40
1∶40 1∶60പ⏢∄ 1∶701∶500.45
0.55ᥕਁ⋩ᨀਆ⦷/% 0.500.650.60
图 3 固液比对挥发油提取率的影响
2.1.4 微波功率对挥发油提取率的影响 结果(图
4)表明,随着微波功率的增加,挥发油提取率先增
加后减少,当微波功率为 380 W 时,提取率最高。
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.12126
因此,最适的微波提取功率为 380 W。
2.1.5 微波时间对挥发油提取率的影响 结果(图
5)显示,微波作用时间从 30 s 增加至 90 s 时,挥
发油提取率显著增加,而当提取时间由 90 s 增加至
150 s 时,提取率变化不大。因此,确定 90 s 为最佳
提取时间,此时挥发油提取率为 0.69%。
表 1 不同提取方法的比较
方法 挥发油提取率 /% 颜色 提取时间
微波辅助双液相萃取 0.69±0.01 澄清油状 90 s
水蒸气蒸馏提取 0.47±0.03 澄清油状 4 h
索氏提取 0.71±0.01 深红棕色 6 h
微波辅助提取 0.62±0.02 深红棕色 90 s
2.2.2 抗真菌作用比较 检测获得的挥发油组分中
乙醇和石油醚的残留量(石油醚检出限 0.5 μg/mL、
乙醇检出限为 0.8 μg/mL),结果表明微波辅助双液
相萃取得到的挥发油无乙醇残留,石油醚残留量为
7.13 μg/mL ;索氏提取法和微波辅助提取法获得挥发
油的石油醚残留量分别为 7.06 μg/mL 和 7.17 μg/mL。
不同方法得到的挥发油石油醚残留量相差不大,且
该浓度下的石油醚对微生物菌体的生长没有影响。
樟芝挥发油对几种常见皮肤癣菌的抑制活性,结果
(表 2-表 5)表明,樟芝挥发油对考察的几种真菌
均具有一定的抑制作用,但不同提取方法获得的挥
发油,其抑菌效果不同。索氏提取得到的挥发油抑
制各种真菌的最低抑制浓度(MIC)为 10-60 mL/L,
微波辅助提取为 20-40 mL/L,水蒸气蒸馏为 10-20
mL/L,微波辅助双液相萃取为 5-20 mL/L。克霉唑
对考察真菌的 MIC 为 25-100 mL/L(表 6)。微波辅
助双液相萃取和水蒸气蒸馏法获得的挥发油对真菌
的抑制效果均优于克霉唑。
3 讨论
微波辅助石油醚 / 乙醇双液相体系,能够有效
地提取樟芝发酵液中的挥发油组分,获得较高的挥
发油提取率。在微波的交变电磁场作用下,菌体细
胞内的水分子引起强烈的电磁振荡,导致细胞分子
间氢键松弛,细胞膜结构破裂,加速了溶剂分子对
基体的渗透和挥发油组分的溶剂化[29]。由于存在分
相行为,提取过程中挥发油组分不断地被萃取到石
油醚相。边提取边分离,降低了菌丝体周围挥发油
的浓度,加快了传质速率,有利于提取的进行。同时,
石油醚对乙醇相中挥发油组分的萃取,去除了挥发
油外的部分杂质,实现了挥发油的初步纯化。
双液相体系中,当乙醇体积浓度为 56% 时,挥
发油的提取率最高。体系中乙醇浓度过高会导致乙
醇相和石油醚相的极性差距缩小,不利于挥发油组
100 300ᗞ⌒࣏⦷W400 500 600 7002000.20.30.4ᥕਁ⋩ᨀਆ
⦷/% 0.50.60.7
图 4 微波功率对挥发油提取率的影响
0.40
30 90ᗞ⌒ᰦ䰤s 120 150600.450.500.55ᥕਁ⋩ᨀਆ
⦷/% 0.600.650.700.75
图 5 微波时间对挥发油提取率的影响
2.2 不同提取方法的比较
2.2.1 提取率的比较 考察不同提取方法获得的樟
芝挥发油提取率,结果(表 1)表明,索氏提取>
微波辅助双液相萃取>微波辅助提取>水蒸气蒸馏
提取。微波辅助双液相萃取获得的挥发油提取率与
索氏提取相差不大,可见该法能够实现樟芝发酵液
中挥发油的有效提取。微波辅助双液相萃取和传统
水蒸气蒸馏获得的挥发油颜色澄清。索氏提取和微
波辅助提取使用石油醚作为提取剂导致挥发油中混
有脂溶性杂质,而呈深红棕色。
2015,31(12) 127刘琳等:樟芝挥发油的微波辅助双液相萃取及其抗菌活性研究
分向石油醚相转移,部分挥发油组分仍然保留在乙
醇相中。因此,当体系中乙醇体积浓度为 63% 时,
挥发油提取率较 56% 时降低了 15.53%。挥发油组
分多为非极性物质,当乙醇浓度较低时,提取剂的
表 2 微波辅助双液相萃取樟芝挥发油的抗真菌活性
菌种
浓度 /(mL·L-1)
对照(CK) 最低抑菌浓度(MIC)
150 100 60 40 20 10 5 2.5 1.2
红色毛癣菌(Trichophyton rubrum) - - - - - - + ++ +++ +++ 10.00
须癣毛癣菌(Trichophytonmentagrophyte) - - - - - - - +++ +++ +++ 5.00
絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum) - - - - - - + ++ +++ +++ 10.00
紫色毛癣菌(Trichophyton violaceum) - - - - - - - + +++ +++ 5.00
断发毛癣菌(Trichophyton tonsurans) - - - - - - + ++ +++ +++ 10.00
石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum) - - - - - - + ++ +++ +++ 10.00
许兰氏毛癣菌(Trichophyton xulanshi) - - - - - + ++ +++ +++ +++ 20.00
表 3 水蒸气蒸馏樟芝挥发油的抗真菌活性
菌种
浓度 /(mL·L-1)
对照(CK) 最低抑菌浓度(MIC)
150 100 60 40 20 10 5 2.5 1.2
红色毛癣菌(Trichophyton rubrum) - - - - - - ++ +++ +++ +++ 10.00
须癣毛癣菌(Trichophytonmentagrophyte) - - - - - + ++ +++ +++ +++ 20.00
絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum) - - - - - - + ++ +++ +++ 10.00
紫色毛癣菌(Trichophyton violaceum) - - - - - - + +++ +++ +++ 10.00
断发毛癣菌(Trichophyton tonsurans) - - - - - - + +++ +++ +++ 10.00
石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum) - - - - - - + +++ +++ +++ 10.00
许兰氏毛癣菌(Trichophyton xulanshi) - - - - - + ++ +++ +++ +++ 20.00
表 4 索氏提取樟芝挥发油的抗真菌活性
菌种
浓度 /(mL·L-1)
对照(CK) 最低抑菌浓度(MIC)
150 100 60 40 20 10 5 2.5 1.2
红色毛癣菌(Trichophyton rubrum) - - - + ++ ++ +++ +++ +++ +++ 60.00
须癣毛癣菌(Trichophytonmentagrophyte) - - - - - + +++ +++ +++ +++ 20.00
絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum) - - - - - + ++ +++ +++ +++ 20.00
紫色毛癣菌(Trichophyton violaceum) - - - - - - +++ +++ +++ +++ 10.00
断发毛癣菌(Trichophyton tonsurans) - - - - - + ++ +++ +++ +++ 20.00
石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum) - - - - - + +++ +++ +++ +++ 20.00
许兰氏毛癣菌(Trichophyton xulanshi) - - - - - + +++ +++ +++ +++ 20.00
表 5 微波辅助提取樟芝挥发油的抗真菌活性
菌种
浓度 /(mL·L-1)
对照(CK) 最低抑菌浓度(MIC)
150 100 60 40 20 10 5 2.5 1.2
红色毛癣菌(Trichophyton rubrum) - - - - ++ ++ +++ +++ +++ +++ 40.00
须癣毛癣菌(Trichophytonmentagrophyte) - - - - + + +++ +++ +++ +++ 40.00
絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum) - - - - - + ++ +++ +++ +++ 20.00
紫色毛癣菌(Trichophyton violaceum) - - - - - + +++ +++ +++ +++ 20.00
断发毛癣菌(Trichophyton tonsurans) - - - - + + ++ +++ +++ +++ 40.00
石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum) - - - - - + +++ +++ +++ +++ 20.00
许兰氏毛癣菌(Trichophyton xulanshi) - - - - - + +++ +++ +++ +++ 20.00
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.12128
极性相对较大,不利于挥发油的溶解,所以乙醇体
积浓度为 35%-42% 时,获得的挥发油提取率较低。
固液比影响固相主体和液相主体的浓度差,即传质
动力,从而直接影响提取效果[30]。固液比由 1∶40
增加到 1∶50,挥发油提取率提高了 1.46 倍,这是
由于提取剂的增加促进了固液物料之间的传质,有
利于挥发油的提取。然而,过多的提取剂会吸收大
量的热量,造成热量损失,影响菌丝体对热的吸收,
降低提取效率[31],因此,当固液比为 1∶70 时,挥
发油提取率仅为 0.54%,较 1∶60 时降低了 14.44%。
微波功率越大,分子运动越剧烈,细胞破壁效果越好,
提取效率相对越高[32]。当微波功率低于 380 W 时,
菌体细胞获得的能量较少,细胞由于不能被充分加
热而导致提取率较低。但当微波功率过大时,活性
分子运动过于剧烈,活性物质间容易发生副作用,
或者变质[33,34],而导致提取率下降。微波提取过程中,
在固定功率下,提取剂的温度与提取时间成正相关。
因此,提取时间由 30 s 延长至 90 s,挥发油提取率
显著升高。当提取时间达到一定范围后,有效成分
萃取完全,溶液内部达到萃取平衡,再次延长时间
对提取效果没有显著影响。因此,90 s 后继续延长
提取时间,提取率几乎不变。
大量研究表明,挥发油具有一定的抑菌作用。
马刚等[19]报道樟芝发酵液提取的挥发油对棉花枯
萎病菌和沙门氏菌具有一定的抑制活性。本实验表
明,樟芝挥发油对考察的几种常见皮肤癣菌均具有
一定的抑制作用。然而,挥发油成分复杂多样,不
同方法获得的挥发油因组分不同,而表现不同的生
理活性。因此,不同提取方法获得的挥发油,抑制
几种真菌的 MIC 不同。其中,微波辅助双液相萃取
的挥发油 MIC 最低,为 5-20 mL/L,抑菌活性优于
市售克霉唑。索氏提取得到的挥发油提取率最高,
但由于直接使用石油醚为提取剂,挥发油中含有脂
溶性杂质,导致抑制真菌有效浓度高,且该法耗时长。
与其它提取方法相比,微波辅助双液相萃取不仅提
取率高,挥发油抑制真菌有效浓度低,而且耗时短。
4 结论
微波辅助石油醚 / 乙醇双液相萃取技术提取樟
芝挥发油的最适条件为 :乙醇体积浓度 56%,石油
醚体积浓度 30%,固液比 1∶50,微波功率 380 W,
微波时间 90 s。此条件下,挥发油提取率为 0.69%,
对红色毛癣菌等 7 种常见皮肤癣菌的 MIC 为 5-20
mL/L,抑菌效果优于市售克霉唑。微波辅助双液相
萃取挥发油耗时短,提取率高,且获得的挥发油对
几种常见皮肤癣菌抑制效果显著。
参 考 文 献
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表 6 市售克霉唑的抗真菌活性
菌种
浓度 /(mL·L-1)
对照(CK) 最低抑菌浓度(MIC)
500 200 100 50 25 15 7.5 2.5
红色毛癣菌(Trichophyton rubrum) - - - + + ++ +++ +++ +++ 100.00
须癣毛癣菌(Trichophytonmentagrophyte) - - - + + ++ +++ +++ +++ 100.00
絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum) - - - - + ++ +++ +++ +++ 50.00
紫色毛癣菌(Trichophyton violaceum) - - - - - + ++ +++ +++ 25.00
断发毛癣菌(Trichophyton tonsurans) - - - + + ++ +++ +++ +++ 100.00
石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum) - - - - + ++ +++ +++ +++ 50.00
许兰氏毛癣菌(Trichophyton xulanshi) - - - + + ++ +++ +++ +++ 100.00
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(责任编辑 马鑫)