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Antioxidation and Antimicrobial Activities of Extracts Parts of Chestnut Catkins

板栗雄花序萃取物抗氧化及抑菌效果


【目的】 研究板栗雄花序不同萃取物的抗氧化及抑菌效果,为其进一步开发与利用提供基础。【方法】 用不同极性溶剂对板栗雄花序乙醇浸膏进行萃取分离,得到石油醚萃取物、二氯甲烷萃取物、乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物4个部分; 并采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)自由基清除和硫代巴比妥酸法测定醇提物及不同萃取物的抗氧化能力,以滤纸片琼脂扩散法和共培养测定抗菌活性。利用高效液相色谱法(HPLC)和核磁共振波谱法(NMR)鉴定出板栗雄花序中的鞣花酸(EA),并对其进行初步定量与结构分析。【结果】 1)通过系统提取法得到板栗雄花序醇提物提取率为16.6%,其他4种萃取物提取率在2.6%~26.2%,其中乙酸乙酯萃取物提取率最高。2)板栗雄花序醇提物及不同萃取物对DPPH·自由基、卵黄脂质过氧化物都有一定的清除能力,其中乙酸乙酯萃取浓度为0.01 mg·mL-1时,对DPPH·清除率达到94.4%,对卵黄脂质过氧化物的清除率为95.69%,与同浓度的抗坏血酸(Vc)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)清除率相当。3)板栗雄花序醇提物对12种细菌都有一定程度的抑制效果,在不同萃取物中乙酸乙酯萃取物抑菌效果最好,对大肠杆菌的最低抑菌浓度为0.98 mg·mL-1,最低杀菌浓度为1.96 mg·mL-1。板栗雄花序样品中有游离鞣花酸,含量为2.267 mg·g-1。【结论】 板栗雄花序中含有较多抗氧化和抑菌的活性物质,其醇提物及不同极性萃取物的抗氧化能力存在较大差异,乙酸乙酯萃取物抗氧化活性较高,对清除DPPH·自由基和脂质过氧化物都有较好的效果。各个萃取物对G+菌和G-菌都有一定作用,其中乙酸乙酯萃取相的抑菌活性最好。

【Objective】In this study, effects of the different extracts of chestnut catkins on antioxidation and antibacterial were investigated to provide a basis for the further development and utilization of the catkins.【Method】Methanol extract of chestnut catkins was further partitioned with petroleum ether, dichloromethane, ethyl acetate and n-butyl alcohol and four crude extractives were successively obtained. The antioxidant activities of the different extractives were evaluated by two methods: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging ability and resistance to the peroxidation of unsaturated fatty acids in egg yolk. The antimicrobial activity was analyzed by agar diffusion and co-culture method. The structural formula and content of ellagic acid (EA) in the extractives were determined by HPLC and NMR. 【Result】1) Extraction rate of chestnut catkins through methanol extractives was 16.6%, and the rates of other four extractives were between 2.6 % to 26.2 % with ethyl acetate extract the highest. 2) All of extractives were able to some degrees to scavenge DPPH radical and yolk lipid peroxide. Among them, ethyl acetate extract possessed similar antioxidation level compared with vitamin C (Vc) and 2,6- tert butyl-4- methyl phenol (BHT). The rates of scavenging DPPH radical and yolk lipid peroxide were 94.4 % and 95.69 % under a concentration of 0.01 mg mL-1, respectively. 3) Antimicrobial activity of the methanol extract of chestnut catkins was effective to 12 kinds of bacteria. The ethyl acetate extract had the most inhibitory effect to bacteria in different extractives and the minimum inhibitory concentration and the minimum bactericidal concentration against Escherichia coli were 0.98 mg·mL-1and 1.96 mg·mL-1, respectively. The content of free ellagic acid was 2.267 mg·g-1. 【Conclusion】Chestnut catkins contain abundant antioxidant and antibacterial substances. The antioxidant capacity was different among alcohol extracts of chestnut catkins and polar extracts. The ethyl acetate extract has higher antioxidant activity and higher scavenging rate to DPPH radical and lipid peroxides. Various extractives have to different degrees effects on the G+and G-bacteria, and antibacterial activity of ethyl acetate extract has the highest effect among the several extractives.


全 文 :第 51 卷 第 5 期
2 0 1 5 年 5 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51,No. 5
May,2 0 1 5
doi:10.11707 / j.1001-7488.20150517
收稿日期: 2014 - 08 - 21; 修回日期: 2015 - 02 - 06。
基金项目: 北京市科技计划项目(D13110000051301) ; 北京市教委科技创新平台(PXM2013_014207_000041)。
* 秦岭为通讯作者。
板栗雄花序萃取物抗氧化及抑菌效果*
柏宏伟1 成 军2 杨 柳1 姜奕晨1 曹庆芹3 张 卿1 秦 岭1
(1.北京农学院 农业应用新技术北京市重点实验室 北京 102206; 2.北京农学院 农业部都市农业(北方)
重点开放实验室 北京 102206; 3.北京农学院生物科学与工程学院 北京 102206)
摘 要: 【目的】研究板栗雄花序不同萃取物的抗氧化及抑菌效果,为其进一步开发与利用提供基础。【方法】
用不同极性溶剂对板栗雄花序乙醇浸膏进行萃取分离,得到石油醚萃取物、二氯甲烷萃取物、乙酸乙酯萃取物、正
丁醇萃取物 4 个部分; 并采用 1,1 -二苯基 - 2 -三硝基苯肼(DPPH·)自由基清除和硫代巴比妥酸法测定醇提物
及不同萃取物的抗氧化能力,以滤纸片琼脂扩散法和共培养测定抗菌活性。利用高效液相色谱法(HPLC)和核磁
共振波谱法(NMR)鉴定出板栗雄花序中的鞣花酸(EA),并对其进行初步定量与结构分析。【结果】1)通过系统提
取法得到板栗雄花序醇提物提取率为 16. 6%,其他 4 种萃取物提取率在 2. 6% ~ 26. 2%,其中乙酸乙酯萃取物提取
率最高。2)板栗雄花序醇提物及不同萃取物对 DPPH·自由基、卵黄脂质过氧化物都有一定的清除能力,其中乙酸
乙酯萃取浓度为 0. 01 mg·mL - 1时,对 DPPH·清除率达到94. 4%,对卵黄脂质过氧化物的清除率为 95. 69%,与同浓
度的抗坏血酸(Vc)和 2,6 -二叔丁基 - 4 -甲基苯酚(BHT)清除率相当。3)板栗雄花序醇提物对 12 种细菌都有
一定程度的抑制效果,在不同萃取物中乙酸乙酯萃取物抑菌效果最好,对大肠杆菌的最低抑菌浓度为 0. 98 mg·
mL - 1,最低杀菌浓度为 1. 96 mg·mL - 1。板栗雄花序样品中有游离鞣花酸,含量为 2. 267 mg·g - 1。【结论】板栗雄
花序中含有较多抗氧化和抑菌的活性物质,其醇提物及不同极性萃取物的抗氧化能力存在较大差异,乙酸乙酯萃
取物抗氧化活性较高,对清除 DPPH·自由基和脂质过氧化物都有较好的效果。各个萃取物对 G + 菌和 G - 菌都有一
定作用,其中乙酸乙酯萃取相的抑菌活性最好。
关键词: 板栗雄花序; 溶剂萃取; 抗氧化; 抗菌; 鞣花酸
中图分类号: S718. 43 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2015)05 - 0145 - 08
Antioxidation and Antimicrobial Activities of
Extracts Parts of Chestnut Catkins
Bai Hongwei1 Cheng Jun2 Yang Liu1 Jiang Yichen1 Cao Qingqin3 Zhang Qing1 Qin Ling1
(1 . Beijing Key Laboratory of New Technology in Agricultural Application,Beijing University of Agriculture Beijing 102206;
2 . Key Laboratory of Urban Agriculture (North) of Ministry of Agriculture Beijing University of Agriculture Beijing 102206;
3 . College of Biological Science and Engineering,Beijing University of Agriculture Beijing 102206)
Abstract: 【Objective】In this study, effects of the different extracts of chestnut catkins on antioxidation and
antibacterial were investigated to provide a basis for the further development and utilization of the catkins.【Method】
Methanol extract of chestnut catkins was further partitioned with petroleum ether,dichloromethane,ethyl acetate and n-
butyl alcohol and four crude extractives were successively obtained. The antioxidant activities of the different extractives
were evaluated by two methods: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging ability and resistance to the
peroxidation of unsaturated fatty acids in egg yolk. The antimicrobial activity was analyzed by agar diffusion and co-culture
method. The structural formula and content of ellagic acid (EA) in the extractives were determined by HPLC and NMR.
【Result】1) Extraction rate of chestnut catkins through methanol extractives was 16. 6%,and the rates of other four
extractives were between 2. 6 % to 26. 2 % with ethyl acetate extract the highest. 2) All of extractives were able to some
degrees to scavenge DPPH radical and yolk lipid peroxide. Among them, ethyl acetate extract possessed similar
antioxidation level compared with vitamin C (Vc) and 2,6- tert butyl -4-methyl phenol (BHT) . The rates of scavenging
DPPH radical and yolk lipid peroxide were 94. 4 % and 95. 69 % under a concentration of 0. 01 mg mL - 1,respectively.
3) Antimicrobial activity of the methanol extract of chestnut catkins was effective to 12 kinds of bacteria. The ethyl acetate
林 业 科 学 51 卷
extract had the most inhibitory effect to bacteria in different extractives and the minimum inhibitory concentration and the
minimum bactericidal concentration against Escherichia coli were 0. 98 mg·mL - 1 and 1. 96 mg·mL - 1,respectively. The
content of free ellagic acid was 2. 267 mg· g - 1 . 【Conclusion】Chestnut catkins contain abundant antioxidant and
antibacterial substances. The antioxidant capacity was different among alcohol extracts of chestnut catkins and polar
extracts. The ethyl acetate extract has higher antioxidant activity and higher scavenging rate to DPPH radical and lipid
peroxides. Various extractives have to different degrees effects on the G + and G - bacteria,and antibacterial activity of
ethyl acetate extract has the highest effect among the several extractives.
Key words: chestnut catkin; solvent extraction; antioxidant; antimicrobial; ellagic acid
板栗(Castanea mollissima)为壳斗科(Fagaceae)
栗属(Castanea)植物。板栗是雌雄异花同株植物,
雄花序数量明显高于雌花序。据《中药大辞典》记
载,板栗花具有治泻痢、便血、瘰疬、日久赤白痢疾、
大肠下血、小儿消化不良等功效,民间用其水煎剂治
疗细菌性痢疾(江苏医学院,1985)。利用板栗花饲
喂治疗家畜 (猪、牛)泄泻病取得了令人满意的疗
效,治愈率达 96% (徐燏,1989),板栗花水提取物
对多种大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌
( Staphylococcus aureus) 和绿脓杆菌 ( Pseudomonas
aeruginosa)具有抑菌效果(孙永科等,2010),板栗雄
花序中含有黄酮类、多种酚类和甾醇类等多种成分
(马宏峰等 2010; 杜彬,2011)。采用不同提取方法
得到的板栗花粗提物有较强的抗氧化活性,其清除
DPPH·自由基、·OH 自由基和亚硝酸盐都有较好的
效果(吴雪辉等,2008; 张利燕等,2012a; 2013b),
但其主要作用成分尚未见进一步研究。Vekiari 等
(2008)在欧洲栗(Castanea sativa)树皮和果实中提
取并鉴定出游离鞣花酸,而中国板栗中尚未见报道。
本研究以板栗雄花序为材料,进行乙醇粗提和
不同极性试剂萃取,研究不同萃取物抗氧化和抑菌
效果,进一步鉴定其主要作用成分,为板栗雄花序的
进一步开发与利用提供基础。
1 材料和方法
1. 1 试验材料 选自北京市怀柔板栗试验站种植
的‘燕山红栗’雄花序,置于阴凉处干燥,然后利用
粉碎机将其粉碎,备用。试验用菌种均由北京农学
院兽医学(中医药)北京市重点实验室提供(表 1)。
1. 2 试验方法 1) 板栗雄花序活性成分提取 采
用加热回流进行提取,取粉碎好的板栗雄花序粉末
2 kg,加入 15 倍量的 95% 乙醇,80 ℃ 热回流提取
2 h,重复 3 次。合并 3 次提取液,然后用布氏漏斗
减压分离提取液,将所得到的滤液在旋转蒸发仪减
压蒸馏 ( 45 ℃,0. 05 MPa ),回收乙醇。最后在
- 50 ℃条件下冷冻干燥得到板栗雄花序浸膏,称
质量。
提取率(% ) = A0 /2 000 × 100,
式中: A0为板栗雄花序醇提物提取量。
表 1 试验用菌种
Tab. 1 Sample of bacterium
菌种
Bacterium
革兰氏阳性菌 /
革兰氏阴性菌)
Gram-positive /
Gram-negative
大肠杆菌 Escherichia coli G +
发根农杆菌ⅠAgrobacterium rhizogene Ⅰ G +
发根农杆菌ⅡAgrobacterium rhizogene Ⅱ G +
根癌农杆菌ⅠAgrobacterium tumefaciens Ⅰ G +
根癌农杆菌ⅡAgrobacterium tumefaciens Ⅱ G +
假单胞杆菌 Pseudomonadaceae G +
耐氰根癌农杆菌
Cyanide-resistant Agrobacterium tumefaciens G
+
油菜黄单胞菌疤斑致病变种
Xanthomonas campestris pv. vesicatoria G
+
油菜黄单胞菌油菜致病变种
X. campestris pv. campestris G
+
丁香假单胞菌流泪致病变种
Pseudomonas syringae pv. lachrymans G
+
丁香假单胞菌番茄致病变种
Pseudomonas syringae pv. tomato G
+
金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus G ˉ
2) 板栗雄花序浸膏萃取 将上述所得的板栗
雄花序醇提物经系统萃取法依次用石油醚、二氯甲
烷、乙酸乙酯及正丁醇分别萃取 3 ~ 4 次,然后各部
分所得萃取液减压浓缩,得到相应的石油醚、二氯甲
烷、乙酸乙酯及正丁醇萃取物。
提取率(% ) = A1 / A0 × 100,
式中: A0为板栗雄花序醇提物提取量,A1 为板栗雄
花序萃取物提取量。
3) DPPH·清除能力的测定 利用 DPPH 溶液
的紫红色团的吸收峰特征,以分光光度法测定加抗
氧化剂或植物提取液后 A517吸收的下降表示其对有
机自由基消除能力( Larrauri et al.,1998;Yokozaw
et al.,1998),重复 3 次。
4) 抗脂质过氧化能力测定 以硫代巴比妥酸
641
第 5 期 柏宏伟等: 板栗雄花序萃取物抗氧化及抑菌效果
法(TBA 法)测定样品对卵黄脂质过氧化的影响(邓
胜国等,2006; 杨君等,2014),重复 3 次。
5) 板栗雄花序醇提物及不同极性萃取物的抑
菌试验 分别取各萃取物 0. 6 g,用乙醇溶解并定容
至 10 mL,将无菌的滤纸片 (6 mm)浸泡于此溶液
24 h,烘干滤纸片。取试验菌 0. 1 mL 涂布于 LB 固
体培养基上。将干燥的滤纸片放入己接种的 LB 固
体培养基上,用乙醇作对照,28 ℃培养 24 h,测定试
验菌的最大抑菌圈直径,重复 3 次。
6) 板栗雄花序乙酸乙酯萃取物抑菌活性试验
供试药剂的准备与处理: 称取板栗雄花序乙酸乙
酯萃取物,用灭菌蒸馏水中配制成 7. 84 mg·mL - 1溶
液,然后用浓度为 1 mol·L - 1 NaOH 溶液,将药液 pH
调至 7. 2。
体外抑菌试验: 采用二倍稀释法测定板栗雄花
序乙酸乙酯萃取物的 MIC。每支试管加入 2 mL 灭
菌营养肉汤,然后加入 2 mL 受试药物,依次倍比稀
释,9 个梯度,用 1 ~ 9 管表示,第 10 管为阳性对照
(乙酸乙酯萃取物),第 11 管为阴性对照(营养肉汤
培养基)。于 37 ℃培养 24 h 观察结果。以无菌生
长的最低稀释度为 MIC,重复 3 次。
体外杀菌试验: 取上述清洁透明的各试管培养
物,划线接种营养琼脂平板,37 ℃培养 24 h 后,以无
细菌生长试管内药物的稀释度为该菌株的最小杀菌
浓度(MBC),重复 3 次。
7) 中压制备液相色谱法收集与检测 色谱柱
为 TSKGEL ODS-80TS(5 μm,4. 5 mm × 150 mm),柱
温 25 ℃,流动相为乙腈和 0. 1% 磷酸梯度洗脱(表
2),流速 5. 0 mL·min - 1,检测波长254 nm,上样量
500 μL。
8) HPLC 定量检测游离鞣花酸 色谱柱为
TSKGEL ODS-80TS(5 μm,4. 5 mm × 150 mm),柱温
25 ℃,流动相为乙腈和 0. 1%磷酸梯度洗脱(表 3),
流速 1. 0 mL·min - 1,检测波长254 nm,上样量 10 μL。
9 ) 鞣花酸核磁共振波谱特征鉴定 采用
BRUKER ULTRASHIELDTM 400MHs PLUS 核磁仪,
采集样品的 1H-NMR 谱、13C-NMR 谱数据,结合化
合物的核磁数据库,鉴定化合物结构。
表 2 中压制备液相色谱法梯度洗脱程序
Tab. 2 The gradient elution program of PR-HPLC
时间
Time /min
流动相组分
Solvent programme
乙腈
Acetonitrile(% )
0. 1%磷酸 0. 1%
Phosphoric acid(% )
0 15 85
6 20 80
12 35 65
18 40 60
24 45 55
30 15 85
表 3 鞣花酸梯度洗脱程序
Tab. 3 The gradient elution of ellagic acid
时间
Time /min
流动相组分
Solvent programme
乙腈
Acetonitrile(% )
0. 1%磷酸
0. 1% Phosphoric acid(% )
0 15 85
3 20 80
6 35 65
9 40 60
12 45 55
15 15 85
2 结果与分析
2. 1 板栗雄花序醇提物及不同极性萃取物的特点
通过系统提取法得到板栗雄花序醇提物提取率为
16. 6%,其他 4 种萃取物提取率在 2. 6% ~ 26. 2%之
间,其中乙酸乙酯萃取物提取率最高。除石油醚萃取
物难溶于水之外,其他 4 种萃取物可溶于水,pH2. 80 ~
3. 23 之间,平衡溶解度在 5. 31 ~ 8. 51 mg·mL - 1之间
(表 4)。
表 4 板栗雄花序醇提物及不同极性萃取物的基本特征
Tab. 4 The basic characteristics of chestnut cathin in the ethanol and different polar extractives
萃取物
Extractive
提取率
Extraction rate(% )
pH
平衡溶解度
Equilibrium solubility /
(mg·mL - 1 )
醇提物 Ethanol extractives 16. 6 3. 23 5. 86
石油醚萃取物 Petroleum ether extractives 7. 8 — —
二氯甲烷萃取物 Dichloromethane extractives 2. 6 2. 95 5. 31
乙酸乙酯萃取物 Ethyl acetate extractives 26. 2 2. 80 7. 84
正丁醇萃取物 n-Butyl alcohol extractives 18. 0 2. 88 8. 51
2. 2 板栗雄花序提取物的抗氧化作用 1) 板栗雄
花序醇提物抗氧化能力分析 板栗雄花序醇提物对
DPPH·有一定的清除能力,随着样品浓度的增加,对
DPPH·清除能力均逐渐增强。当板栗雄花序醇提物
741
林 业 科 学 51 卷
浓度为 0. 1 mg·mL - 1时,其对 DPPH·的清除率为
73. 3%。但与 Vc 清除 DPPH·97. 2% 相比,效果较
差(图 1)。
图 1 板栗雄花序醇提物对 DPPH·自由基的清除能力
Fig. 1 Scavenging rate of DPPH· in ethanol
extractives of the chestnut catkins
板栗雄花序醇提物对卵黄脂质过氧化清除有一
定作用,浓度在 0. 025 ~ 0. 1 mg·mL - 1时,随浓度增
加板栗雄花序醇提物对卵黄脂质过氧化清除能力有
所提高,当板栗雄花序醇提物浓度为 0. 1 mg·mL - 1
时,其对卵黄脂质过氧化清除率为 51. 21% (图 2)。
图 2 板栗雄花序醇提物抑制
卵黄脂质过氧化能力
Fig. 2 Scavenging rate of ethanol extractives of the
chestnut catkins inhibited the yolk lipid
2) 板栗雄花序不同极性萃取物抗氧化能力分析
随着样品浓度的增加,乙酸乙酯萃取物和正丁醇萃
取物对 DPPH·清除能力均逐渐增强,其中乙酸乙酯
萃取相对 DPPH·清除能力与 Vc 相当。而石油醚萃取
物、二氯甲烷萃取物对 DPPH·清除能力较差。乙酸乙
酯萃取物浓度在 0. 05 mg·mL - 1时,对 DPPH·清除率
为75. 4%,明显高于对照组 Vc 的清除率(图 3)。
板栗雄花序石油醚萃取相对卵黄脂质过氧化
图 3 板栗雄花序不同萃取物对
DPPH·自由基的清除能力
Fig. 3 Scavenging rate of DPPH· in different
polar extraction of the chestnut catkins
清除能力较弱,随着样品浓度的增加,二氯甲烷萃取
相、乙酸乙酯萃取相和正丁醇萃取相对卵黄脂质过
氧化清除能力均逐渐增强,当样品浓度为 0. 05 ~
0. 1 mg·mL - 1时,乙酸乙酯萃取相其清除能力相当
于同浓度的强抗氧化剂 2,6 - 二叔丁基对甲酚
(BHT),表现出较强的抗氧化活性(图 4)。
图 4 板栗雄花序不同萃取物
抑制卵黄脂质过氧化能力
Fig. 4 Scavenging rate of different fractions of the
chestnut catkins inhibited the yolk lipid
2. 3 板栗雄花序提取物对细菌的抑制作用 1) 板
栗雄花序醇提物的抑菌效果 板栗雄花序醇提取物
对不同菌种抑菌圈大小都在 11 mm 以上,其中对油
菜黄单胞菌油菜致病变种的抑菌效果最好,抑菌圈
最大达到 18 mm 以上。与其他菌种抑菌圈相比,对
841
第 5 期 柏宏伟等: 板栗雄花序萃取物抗氧化及抑菌效果
油菜黄单胞菌油菜致病变种的抑菌效果有极显著差
异,而对丁香假单胞菌番茄致病变种的抑菌效果最
差,抑菌圈在 11. 73 mm(表 5)。板栗雄花序中所含
的化学成分对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有较
好的抑制作用。
表 5 板栗雄花序醇提物抑菌效果①
Tab. 5 Anti-bacteria tests of ethanol extractives
of the chestnut catkins
菌种
Bacterium
抑菌圈直径
Diameters of
inhibitory
zone /mm
油菜黄单胞菌油菜致病变种
X. campestris pv. campestris
18. 72 ± 4. 71Aa
金黄色葡萄球菌 S. aureus 16. 53 ± 0. 75ABab
发根农杆菌ⅠAg. rhizogene Ⅰ 16. 03 ± 0. 95ABab
油菜黄单胞菌油菜致病变种
X. campestris pv. vesicatoria
15. 13 ± 0. 25ABbc
根癌农杆菌ⅠAg. tumefaciens Ⅰ 14. 79 ± 1. 48ABbc
根癌农杆菌ⅡAg. rhizogene Ⅱ 14. 50 ± 2. 50ABbc
大肠杆菌 Escherichia coli 14. 40 ± 1. 28ABbc
假单胞杆菌 Pseudomonadaceae 13. 73 ± 1. 02Bbc
发根农杆菌ⅡAgrobacterium tumefaciens Ⅱ 13. 57 ± 1. 53Bbc
耐氰根癌农杆菌
Cyanide-resistant Ag. tumefaciens
13. 17 ± 1. 36Bbc
丁香假单胞菌流泪致病变种
P. syringae pv. lachrymans
13. 10 ± 1. 44Bbc
丁香假单胞菌番茄致病变种
P. syringae pv. tomato
11. 73 ± 0. 80Bc
①不同大写字母表示极显著性差异(P≤0. 01),不同小写字母
表示显著性差异 ( P≤0. 05 )。Different uppercase indicates ertremely
significant (P≤0. 01),different lowercase indicates significant ( P≤
0. 05) .下同。The same below.
2) 板栗雄花序不同极性萃取物的抑菌效果
利用板栗雄花序不同极性萃取物测定抑菌效果(表
6),结果表明,4 种不同萃取物对大肠杆菌和金黄色
葡萄球菌均有不同程度的抑菌作用,乙酸乙酯和正
丁醇萃取物抑菌作用较强,对大肠杆菌和金黄色葡
萄球 菌 的 抑 菌 圈 直 径 分 别 达 到 12. 51 mm 及
14. 65 mm以上,与其他 2 种萃取物抑菌效果相比达
到极显著水平。
表 6 板栗雄花序不同萃取物抑菌效果①
Tab. 6 Anti-bacteria tests of different
fractions of the chestnut catkin
样品
Sample
大肠杆菌
Escherichia
Coli /mm
金黄色葡萄球菌
Staphylococcus
aureus /mm
乙酸乙酯萃取物
Ethyl acetate extractives
13. 85 ± 0. 81Aa 15. 95 ± 1. 12Aa
正丁醇萃取物
n-Butyl alcohol extractives
12. 51 ± 2. 02ABa 14. 65 ± 1. 76Aa
石油醚萃取物
Petroleum ether extractives
8. 83 ± 1. 00BCb 7. 93 ± 0. 62Bb
二氯甲烷萃取物
Dichloromethane extractives
8. 10 ± 1. 40Cb 6. 99 ± 0. 25Bb
3)板栗雄花序乙酸乙酯萃取物对细菌抑制作用
板栗雄花序乙酸乙酯萃取相对大肠杆菌体外抑菌
的最高稀释度为 24,最低抑菌浓度为 1∶ 16,生药含量
为 0. 98 mg·mL - 1(表 7)。板栗雄花序乙酸乙酯萃取
物对大肠杆菌体外杀菌的最高稀释度为 23,最低杀菌
浓度为 1∶ 8,生药含量为 1. 96 mg·mL - 1(表 8)。
表 7 板栗雄花序乙酸乙酯萃取物对大肠杆菌的体外抑菌效果①
Tab. 7 Anti-Escherichia coli tests of ethyl acetate fraction of the chestnut catkins
样品
Sample
稀释倍数 Dilution multiple
21 22 23 24 25 26 27 28 29
阳性对照
Positive control
阴性对照
Negative control
乙酸乙酯萃取相
Ethyl acetate extractives
— — — — + + + + + — —
①“—”表示无细菌生长; “ +”表示有细菌生长。“ -”indicates no bacterial growth; “ +”indicates bacterial growth.下同。The same below.
表 8 板栗雄花序乙酸乙酯萃取物对大肠杆菌的体外杀菌效果
Tab. 8 Escherichia coli sterilization tests of ethyl acetate fraction of the chestnut catkins
样品
Sample
稀释倍数 Dilution multiple
21 22 23 24 25 26 27 28 29
阳性对照
Positive control
阴性对照
Negative control
乙酸乙酯萃取相
Ethyl acetate extractives
— — — + + + + + + — —
2. 4 板栗粗提物中活性成份的纯化与检测 1) 中
压制备液相色谱法纯化 按照中压制备液相色谱法
分离纯化样品后,根据设定条件进行上样分析,出现
一个主峰和多个其他小峰,主峰是其主成分 (图
5A)。通过对主峰保留时间的分析,推测主成分可
能是鞣花酸。对鞣花酸标品按同样色谱条件分析,
经计算其与前后共存峰的分离度均大于 1. 5,符合
分析要求(图 5B),初步证明主成分为鞣花酸。采用
外标法定量计算样品中鞣花酸含量,结果表明每克
栗花干粉中含游离鞣花酸 2. 267 mg。
941
林 业 科 学 51 卷
图 5 鞣花酸色谱图
Fig. 5 Chromatogram of ellagic acid
A. 栗花样品 Chestnut catkin sample; B. 鞣花酸标准品 16 μg·mL - 1 Ellagic acid standard 16 μg·mL - 1 . EA: 鞣花酸 Ellagic acid.
2) 鞣花酸的 NMR 结果分析 淡黄色粉末,1H
NMR (DMSO-d6,400MHz) δ: 7. 25 (2H,s,H - 5,
5) . 13C NMR (DMSO-d6,100MHz) δ: 112. 2 (C -
1,1),136. 3 ( C - 2,2),139. 4 (C - 3,3),
148. 0 (C - 4,4),110. 2 (C - 5,5),107. 7 (C -
6,6),159. 0 (C - 7,7)。故鉴定该化合物为鞣
花酸。
图 6 鞣花酸的化学结构
Fig. 6 Chemical structure of ellagic acid
3 讨论
板栗生产中会产生多种废弃物,如栗花、栗壳、
栗蓬等,这些废弃物具有很高的化学和药用价值。
目前对其提取工艺研究较多,杜彬等(2011)采用微
波浸提法对板栗花中多酚物质提取最优条件为
40%甲醇、提取时间 60 s、微波功率 480 W、料液比
1∶ 25 ( g·mL - 1),在此条件下,得率为 6. 69%。鲁晓
翔等(2008)提取板栗壳多酚物质最佳提取条件为
30%乙醇,料液比 1∶ 23 ( g·mL - 1 ),并在70 ℃水浴
条件下振荡提取 170 min,得率为 7. 9%。石恩慧等
(2013)采用醇水溶液为提取剂提取板栗苞多酚,优
化工艺为 30%的乙醇,料液比 1 ∶ 18 ( g·mL - 1 ),在
80 ℃提取条件下提取 140 min,在此条件下,得率为
22. 61%。从以上板栗废弃物提取率可以看出板栗
壳和板栗总苞的提取率均高于板栗花,原因可能是
板栗花中活性物质含量较低。本试验提取板栗雄花
序的条件为 95% 乙醇,料液比 1 ∶ 15 ( g·mL - 1 ),
80 ℃热回流 120 min,醇提物得率为 16. 6%。试验
结果表明,本试验提取工艺可行,降低了原料的使用
量,同时提高了活性物质的提取率。
抗氧化活性物质可以减少和清除自由基,具有
延缓人体衰老、防治疾病的作用(成喜雨等,2006;
陈会良等,2006)。脂质过氧化损伤与肿瘤、衰老、
心脑血管病、炎症和辐射损伤等的发生和发展有密
切关系(张尔贤等,1996)。Jelena 等(2009)采用超
声波提取法对欧洲栗叶、花序和栗壳进行物质提取,
利用电子顺磁共振(EPR)光谱得出欧洲栗提取物都
有较高的抗氧化活性,对保护细胞膜免受氧化应激
损伤有很好的效果。吴雪辉等 (2008)采用热回流
提取得到的板栗雄花序粗提物,对 DPPH·清除率为
85. 8%。Muji 等(2011)得到板栗提取物可以抑制
脂质过氧化,其表现为降低丙二醛水平,这对治疗糖
051
第 5 期 柏宏伟等: 板栗雄花序萃取物抗氧化及抑菌效果
尿病有非常好的效果。板栗雄花序醇提物及不同极
性萃取物的抗氧化能力存在较大差异,通过试验结
果可知,乙酸乙酯萃取物抗氧化活性较高,其 DPPH
·自由基清除率与 Vc 接近,清除率为 94. 4%,抗脂
质过氧化抑制率与 BHT 相当,清除率为 95. 69%,说
明板栗雄花序作为生产保健产品的原料具有一定的
开发利用价值。长期和广泛使用抗生素不仅造成病
原微生物产生耐药性,并且还会带来毒副作用、污染
环境以及影响畜产品品质等诸多弊端 (王强等,
2009)。Hao 等 (2012)通过对板栗栗壳、表皮和栗
叶提取物进行抗菌活性测定,表明 3 种提取物对细
菌有较好的抑菌效果,对霉菌效果较差。孙永科等
(2010)研究表明,板栗花提取物对大肠杆菌和金黄
色葡萄球菌等有较好的抑菌效果,并且抑菌效果与
浓度成正相关性。本试验通过对板栗雄花序醇提物
进行抑菌试验,结果显示板栗雄花序醇提物对 12 种
供试菌种的生长都有不同程度的抑制作用。此外,
本试验板栗雄花序各萃取相抑菌效果表明,各个萃
取物对 G +菌和 G -菌都有一定作用,其中乙酸乙酯
萃取相的抑菌活性最好,对大肠杆菌的最低抑菌浓
度为 0. 98 mg·mL - 1,最低杀菌浓度为 1. 96 mg·
mL - 1,表明板栗雄花序中具有较高抑菌的活性
物质。
鞣花 酸 具 有 抗 肿 瘤、抗 病 毒 和 抗 菌 活 性
(Okuda,2005),关于鞣花酸的高效液相色谱检测
分析已有很多相关报道,涉及欧洲栗、葡萄 ( Vitis
vinifera)、石榴(Punica granatum)皮、红树莓(Rubus
idaeusl)、番石榴(Psidium guajava)等植物材料。不
同欧洲栗品种的树皮和栗果中鞣花酸含量范围介于
0. 71 ~ 21. 6 mg·g - 1 之间(Vekiari et al.,2008)。中
国板栗‘燕山红栗’品种雄花序中的游离鞣花酸含
量为 2. 267 mg·g - 1,高于红树莓(0. 223 mg·g - 1 )和
番石榴叶(0. 814 mg·g - 1) (李小萍等,2009; 刘玉
革等,2011)。由此可见,板栗雄花序可作为天然鞣
花酸提取资源。
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(责任编辑 王艳娜)
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