全 文 :芦荟抗菌作用与蒽醌化合物的关系
田 兵t o华跃进t o马小琼u o王关林v
kt q浙江大学 应用生物科学系 原子核农业科学研究所 o浙江 杭州 vtssu| ~
u q中国科学院 化学物理研究所 o辽宁 大连 ttystu ~
v q辽宁师范大学 生物工程研究所 o辽宁 大连 ttysu|l
≈摘要 目的 }分析芦荟抗菌作用与蒽醌化合物含量的关系 o比较芦荟大黄素和芦荟苷的抗菌作用 o探讨糖基
取代结构对芦荟苷抗菌活性的影响 ∀方法 }利用琼脂扩散法分析皂质芦荟叶皮提取物 !芦荟大黄素和芦荟苷对 v
种革兰氏阴性菌 !u种革兰氏阳性菌的抑菌活性 o利用扫描电镜技术分析了芦荟苷对大肠杆菌的作用 ∀结果 }芦荟
的抗菌作用与蒽醌化合物的含量呈正相关性 ∀芦荟苷kt ª#p tl具有较强的抗菌活性≈抑菌直径大于kz qt ? s qtxl
°° o对革兰氏阳性菌的抗性高于革兰氏阴性菌 ∀芦荟大黄素的抗菌活性较弱 ∀芦荟苷能够改变细胞的形态 o破
坏细胞结构 ∀结论 }蒽醌化合物是芦荟中的抗菌成分 o芦荟苷是主要抗菌有效成分之一 o葡萄糖基取代结构增强了
其侵入细胞外被和杀菌的能力 ∀
≈关键词 芦荟 ~芦荟苷 ~芦荟大黄素 ~抗菌作用
≈中图分类号 u{w qt ~ u{x qx ≈文献标识码 ≈文章编号 tsst2xvsukussvltt2tsvw2sw
芦荟为百合科芦荟属植物 o有 xss多种 ∀芦荟
是一种传统上用于治疗创伤 !致泻等方面的中草药 o
目前广泛地应用于保健食品 !化妆品 !医药等方面 ∀
芦荟中的有效成分包括多糖≈t !蒽醌类化合物和蛋
白质等 ∀
芦荟抗菌作用的研究是芦荟药理作用研究的重
要方面之一 o研究表明芦荟提取物的抗菌活性在伤
口愈合治疗中能够有效地抑制微生物感染≈u ∀芦荟
粗提物能有效地杀死因使用抗生素而产生的耐性
菌≈v ∀目前研究报道主要是对芦荟叶粗提物的抗菌
作用 ∀有关芦荟中抗菌有效成分的研究报道一直存
在着争议 oº¤§« ¬¯等学者的研究结果表明芦荟叶
表皮提取物是抗菌的活性成分≈w o而 ≤ µ¨¤ 等则
报道抗菌成分存在于芦荟凝胶中≈x ∀我们对 y种芦
荟的研究结果表明 oy种芦荟的叶皮组织提取物均
对各种菌具有直接抑制作用 o而叶肉组织基本上没
有抗性≈y ∀芦荟叶皮组织中的蒽醌类化合物主要是
芦荟苷和芦荟大黄素≈z o但是到目前为止还没有对
芦荟苷和芦荟大黄素抗菌活性的比较和作用机理的
研究 o以确定芦荟中的主要抗菌活性成分 ∀
≈收稿日期 ussv2sx2sx
≈通讯作者 田兵 ר¯ }ksxztl{y|zt|tv ∞2°¤¬¯}·¬¤±¥¬±ª
½∏q¨§∏q¦±
本文考察了芦荟抗菌作用与其蒽醌化合物含量
的关系 o分析了芦荟大黄素和芦荟苷的抗菌活性 o探
讨了两者的结构差异与抗菌能力的关系 ∀研究结果
对芦荟在治疗创伤 !炎症等作用机制的解释上有一
定意义 o并对确定芦荟抗菌制品的质量控制指标也
有参考价值 ∀
1 材料与方法
1 q1 芦荟材料
皂质芦荟 Αλοε σαποναρια ¤º采自辽宁师范大
学植物园 o为 u年以上生叶子 o由辽宁师范大学生物
系方宏筠教授鉴定 ∀芦荟苷 !芦荟大黄素标准品由
中国药品生物制品检定所提供 ∀
1 q2 供试菌体
大肠杆菌 Εσχηεριχηια χολιk≥t qtstzl ~变形杆
菌 Προτευσ ϖυλγαρισ≈≤ ≤≤k
l w|sst ~金黄色葡萄
球菌 Σταπηψλοχοχχυσ αυρευσ≈≤ ≤≤k
l uysst ~枯
草芽孢杆菌 Βαχιλλυσ συβτιλισ≈≤ ≤≤k
lyvxst ~绿
脓杆菌 Πσευδοµονασ αερυγινοσαk≥t quxsl o以上菌
种均由大连医科大学微生物教研室提供 ∀微生物培
养基 }牛肉膏蛋白胨液体培养基 o用于菌种培养kt
l }牛肉膏 x ªo蛋白胨 ts ªo氯化钠 x ªo³ z qu ∀牛
肉膏蛋白胨琼脂培养基 o用于抑菌实验kt l }牛肉
膏 x ªo蛋白胨 ts ªo氯化钠 x ªo琼脂 tx ªo³ z qu ∀
1 q3 方法
#wvst#
第 u{卷第 tt期
ussv年 tt月
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Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂ ²¯ qu{ o¶¶∏¨ tt
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1 q3 q1 芦荟提取物的制备 取芦荟叶 t qx ®ªo清洗
干净 o仔细将叶表皮和叶肉凝胶分开 ∀叶表皮部分
用 u倍甲醇在室温下浸提 uw «o过滤离心后 o上清
液减压浓缩 o真空干燥 ∀
1 q3 q2 蒽醌化合物含量分析 采用醋酸镁甲醇比
色法≈{ ∀称取 us °ª样品 o置于 uxs °圆底烧瓶
中 o加入 u qx °²¯#p t u≥w vs °o直火加热水解 u
«o冷却后加入氯仿 vs °o在沸水浴上加热回流 t
«o冷却 o吸取底层的氯仿提取液 o酸水层再加新鲜的
氯仿 vs °o置沸水浴上回流 vs °¬±o合并底层的氯
仿提取液 o用少量蒸馏水洗至中性 o减压浓缩 o在残
渣中加入 s qx h 醋酸镁甲醇溶液溶解 o移至 ux °
容量瓶中定容 o于 w|{ ±°处测定吸收值 o以 s qx h
醋酸镁甲醇溶液作空白对照 ∀以不同浓度的 t o{2二
羟基蒽醌的乙醚标准溶液绘制标准曲线 o根据标准
曲线计算蒽醌含量 ∀
1 q3 q3 抗菌作用的测定 采用琼脂扩散法≈| ∀取
xss Λ菌悬液k含细胞 tsts ∗ tstt#p tl与 us °灭
菌的琼脂培养基混合后 o倒平板 o凝固后 o在平板中
用无菌的打孔器打孔k直径 v °°l ∀将 {s Λ的实
验样品水溶液k经过滤膜除菌l分别加入各个孔中 ∀
对照实验用无菌水 ∀平板先在 w ε 冰箱中放置 v «o
使样品充分扩散到琼脂层中 ∀然后在 vz ε 条件下
倒置培养 uw «∀取出平板 o测量抑菌直径 o抑菌直径
为抑菌圈直径减去孔径 o重复 v次 o取平均值 o用抑
菌直径表示抗菌活性 ∀
1 q3 q4 扫描电镜分析 取大肠杆菌悬液ktstt #
ptl离心 v sss µ#°¬±p t o得菌体沉淀物 o用生理盐
水洗 v次 o离心得到菌体 o用生理盐水配成 ts|#pt
菌悬液 ∀取菌悬液 t °o加入 s qt ª#p t浓度的样
品 tss Λo混匀放置 t «o离心去上清液 o将处理的菌
体沉淀涂到金属箔片上 o真空干燥固定 o喷金 o扫描
电镜观察菌体形态和结构变化 ∀
2 结果与分析
2 q1 芦荟提取物的抗菌作用与蒽醌化合物含量的
关系
对皂质芦荟叶皮提取物的抗菌活性与其蒽醌含
量进行了分析 o结果如图 t ∀芦荟叶皮提取物对测
试的 v种革兰氏阴性菌和 u种革兰氏阳性菌均有抗
性 o但对不同的测试菌表现出不同程度的抗性 o其中
对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗性较强 ∀图 t的
结果表明芦荟提取物的抗菌活性与蒽醌化合物的含
量呈正相关性 ∀在 s qst h ∗ s qsx h k Ω/ Ωl的范
围内 o随着蒽醌化合物的含量愈高 o芦荟提取物的抑
菌能力愈强 ∀
图 t 芦荟叶皮提取物的抗菌活性
与蒽醌化合物含量的关系
抑菌直径 u qs o表示有抗菌作用 ~
抑菌直径 y qs o表示较强的抗菌活性 ~
抑菌直径 x qs o表示较弱的抗菌活性k表 t同l
2 q2 芦荟苷和芦荟大黄素的抗菌作用比较
对芦荟叶皮中的主要蒽醌化合物芦荟苷 !芦荟
大黄素的抗菌作用的分析结果如表 t o图 u所示 ∀芦
荟苷对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有较强的抗
性 o抑菌直径 kz qt ? s qtxl °° o对革兰氏阳性菌
的抑菌作用≈抑菌直径 k| qs ? s qusl °° 略高于
革兰氏阴性菌k抑菌直径 z qs ∗ { qy °°l ∀芦荟大黄
素的抗菌活性较弱 o抑菌直径 x qs °° ∀在相同浓
度条件下kt ª#tl o芦荟苷和芦荟大黄素的抗菌能
力明显高于芦荟叶皮提取物 ∀
表 t 芦荟苷和芦荟大黄素的抗菌作用k ξ ? σl
试样
抑菌直径r°°
大肠杆菌 变形杆菌 金黄色葡萄球菌 枯草芽孢杆菌 绿脓杆菌
芦荟苷 { qx ? s qtu z qt ? s qtx | qs ? s qus ts qv ? s qtt { qs ? s qtw
芦荟大黄素 w qu ? s qts v qx ? s qt| w qw ? s qty v qx ? s qty w qx ? s qtx
叶皮提取物tl u qs ? s qtt u qy ? s qtv v qt ? s qtz u qu ? s qtw u qx ? s qts
注 }tl皂质芦荟叶皮提取物 o样品浓度为 t ª#p t
#xvst#
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图 u为芦荟苷和芦荟大黄素对大肠杆菌和枯草
芽孢杆菌的抑菌实验结果 o图中的 t号样品为芦荟
苷 ou号是芦荟大黄素 ∀可以看出 o芦荟苷对大肠杆
菌和枯草芽孢杆菌的抑制作用是非常明显的 o并且
芦荟苷的抗菌活性明显高于芦荟大黄素 ∀
图 u 芦荟蒽醌化合物抗菌作用的比较
t q芦荟苷 u q芦荟大黄素 v q皂质芦荟叶皮提取物
w q对照k无菌水l q大肠杆菌
q枯草芽孢杆菌
2 q3 芦荟苷抗菌作用的扫描电镜分析
利用大肠杆菌为靶细胞和扫描电镜技术 o研究
了芦荟苷的抗菌作用 o结果如图 v o图 w ∀
图 v 芦荟苷对菌体 Ε . χολι生长和形态
结构作用的扫描电镜分析k ≅ v sssl
q对照 o未经芦荟苷作用
q芦荟苷作用后的菌体
图 w 芦荟苷对菌体 Ε . χολι生长和形态结构作用的
扫描电镜分析k ≅ ts sssl
在空白对照实验中k图 vl o菌体数量较多并且
菌体大小形态均匀 o菌体表面形态完整 o表明菌体生
长状况良好 ∀图 v
和图 w中显示为芦荟苷作用后
的菌体 o数量明显减少 o同时菌体形态大小不一 o部
分菌体发生断裂 o形成菌体碎片 o表明细菌结构受到
了破坏 o证实了芦荟苷直接破坏细菌细胞结构和杀
菌的功能 ∀
3 讨论
实验结果表明芦荟叶皮提取物的抗菌作用与蒽
醌化合物的含量呈正相关性 o而且蒽醌类化合物主
要产生并贮藏于芦荟的叶皮组织中 o因此蒽醌类化
合物是芦荟中主要的抗菌物质 ∀
芦荟苷 !芦荟大黄素是芦荟中含量最多 !最重要
的蒽醌化合物 ∀实验结果表明 o芦荟苷能够有效地
抑制测试菌的生长 o是芦荟叶皮中的主要抗菌活性
成分 ∀芦荟苷的抗菌活性明显高于芦荟大黄素 o这
可能与两者结构上的差异有关 ∀芦荟苷和芦荟大黄
素的结构如图 x所示 o它们具有相同的蒽醌母环结
构 o芦荟苷是芦荟大黄素的糖苷衍生物 ∀芦荟苷和
芦荟大黄素的不同之处是芦荟苷在芦荟大黄素蒽醌
环的 ≤ts位上由一个葡萄糖基取代了羰基 o而糖苷
的存在使芦荟苷对细菌细胞壁的亲和力更强 o从而
使它更容易作用并破坏菌体细胞壁的结构 o增加了
它侵入细胞外被和杀菌的能力 ∀
图 x 芦荟苷和芦荟大黄素的结构
q芦荟苷
q芦荟大黄素
另外 o芦荟苷对不同菌种的抗性不同 o而且对革
兰氏阳性菌的抗性略高于对革兰氏阴性菌 o这可能
#yvst#
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是因为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的细胞壁结构
不同的缘故 ∀革兰氏阳性菌的细胞壁只有 t层 o主
要由肽聚糖组成 o含脂量低 ~革兰氏阴性菌的细胞壁
由内壁层和外壁层两层构成 o含脂量高而肽聚糖含
量相对较少 o而且革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌在
肽聚糖亚单位的连接方式上也有差异 ∀因此芦荟苷
对细菌的作用可能是对细菌细胞壁的肽聚糖产生影
响 o破坏细菌的细胞壁而达到抑菌的目的 ∀
4 结论
本文考察了芦荟抗菌作用与蒽醌化合物的关
系 o得出芦荟苷的抗菌活性明显高于芦荟大黄素 o糖
基配体的存在能够显著提高芦荟苷的抗菌活性 o芦
荟苷是芦荟中的主要抗菌活性成分之一 ∀利用扫描
电镜技术进一步证实了芦荟苷能够改变菌体形态和
破坏菌体结构的功能 ∀本文的工作有益于芦荟抗菌
制品的应用研究 o蒽醌化合物和芦荟苷的测定可以
用作检测芦荟抗菌制品的指标 o有利于对芦荟制品
进行质量控制 ∀
≈参考文献
≈t 高文远 o肖培根 q芦荟叶肉组织糖的高效液相色谱分析 q中国
中药杂志 ot||z ouuktsl }x|s q
≈u ¼¨±²¯§¶ × o ⁄º ¦¨® ≤ q ²¯¨ ∂ µ¨¤ ¨¤© ¨¯ } √¨¬¨ º ³2
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∞©©¨ ¦¤¦¼ ²© ²¯¨ ∂ µ¨¤ ≤µ¨¤° k⁄¨ µ°¤¬§¨ ²¯¨ k× ll ¬± ׫¨ µ°¤¯
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≈y 王关林 o田 兵 o易 庆 o等 q芦荟抑菌作用成分的筛选提取及
其活性的比较分析 q中国微生态学杂志 ousst otvkyl }vu{ q
≈z ¼¨±²¯§¶× q ׫¨ ≤²°³²∏±§¶¬± ²¯¨ ¨¤© ∞¬∏§¤·¨¶} √¨¬¨ º q
²·¬±± ≥²¦ot|{x o|s }txz q
≈{ 姚桂根 o孙小萍 o马星航 o等 q用醋酸镁2甲醇比色法测定何首
乌及其制剂中蒽醌类成分的含量 q中草药 ot|{v otwkyl }tx q
≈| • ¬¯®¬±¶× ⁄o¬²¯§¨ °¤± o ¥µ¤°¶²± o ·¨¤¯ q ±·¬°¬¦µ²¥¬¤¯
ª¨ ±·¶q≤«¨ °²·«¨µot|zu ot }wxt q
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Αχτιϖιτψ οφ Αλοε ανδ Ιτσ Αντηαθυινονε Χοµ πουνδσ
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kt q⁄¨ ³¤µ·° ±¨·²© ³³¯¬¨§
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[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε: ײ¬±√ ¶¨·¬ª¤·¨ ·«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨¨ ±·«¨ ¤±·¬¥¤¦·¨µ¬¤¯ ¤¦·¬√¬·¼ ²©¤¯²¨ ¤±§¬·¶¦²±·¨±·¶²©¤±·«¤´ ∏¬±²±¨
¦²°³²∏±§¶o° ¤¨¶∏µ¨ ¤±§¦²°³¤¯¨¤±·¬¥¤¦·¨µ¬¤¯ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²©¤¯²¬± ¤±§¤¯²¨ 2¨°²§¬±o¤±§¤±¤¯¼¶¨ ·«¨ ©¨©¨ ¦·²©ª¯¼¦²¶¬§¨ ²±·«¨ ¤±·¬¥¤¦·¨2
µ¬¤¯ ¤¦·¬√¬·¼ ²©¤¯²¬± q Μετηοδ : × «¨ ¤±·¬¥¤¦·¨µ¬¤¯ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²©·«¨ ¬¨·µ¤¦·¶©µ²° ·«¨ ²∏·¨µ¯ ¤¨©²© ²¯¨ ¶¤³²±¤µ¬¤ ¤º o¤¯²¬± ¤±§¤¯²¨ 2 2¨
°²§¬± ¤ª¤¬±¶··«µ¨¨ µ¤°2±¨ ª¤·¬√¨¤±§·º² µ¤°2³²¶¬·¬√¨¥¤¦·¨µ¬¤ º µ¨¨ ¬±√ ¶¨·¬ª¤·¨§ º¬·«·«¨ ° ·¨«²§²©¤ª¤µ§¬©©∏¶¬²±q׫¨ ¤±·¬¥¤¦2
·¨µ¬¤¯ ©¨©¨ ¦·²© ¤¯²¬± ²± ∞q¦²¯¬ º¤¶©∏µ·«¨µ¶·∏§¬¨§ º¬·«¶¦¤±±¬±ª ¨¯ ¦¨·µ²± °¬¦µ²¶¦²³¼ q Ρεσυλτ : × «¨ ¤±·¬¥¤¦·¨µ¬¤¯ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²© ¤¯²¨
¶«²º §¨·² ¥¨ §¨ ³¨ ±§¨ ±·²±·«¨ §²¶¨ ²©¤±·«µ¤´ ∏¬±²±¨ o¤¯²¬± kt ª#p tl ¬¨«¬¥¬·¨§«¬ª«¨µ¤±·¬¥¤¦·¨µ¬¤¯ ¤¦·¬√¬·¼ ≈¬±«¬¥¬·¬²± §¬¤° ·¨¨µ
kz qt ? s qtxl °° ·«¤± ²¯¨ 2¨°²§¬± k¬±«¬¥¬·¬²± §¬¤° ·¨¨µ x qs °°l o¤±§¤¯²¬±¦«¤±ª¨ §·«¨ °²µ³«²¯²ª¼ ²©∞q¦²¯¬¤±§§¤°¤ª¨ §·«¨
²∏·¨µ¦¨¯¯ ¶·µ∏¦·µ∏¨ qΧονχλυσιον : ±·«µ¤´ ∏¬±²±¨ ¦²°³²∏±§¶¤µ¨ ·«¨ ¤¦·¬√¨¤±·¬¥¤¦·¨µ¬¤¯ ¦²°³²±¨ ±·¶¬± ¤¯²¨ ¤±§¤¯²¬±¬¶·«¨ °¤¬± ¤¦·¬√¨
¦²°³²∏±§q × «¨ ª¯¼¦²¶¬§¨ °¤®¨ ¶¬·¨ ¤¶¼ ©²µ¤¯²¬±·²¬±√¤§¨ ¦¨¯¯¶¤±§ ±¨«¤±¦¨¶¬·¶¤¦·¬√¬·¼ q
[ Κεψ ωορδσ] ²¯¨ ~¤¯²¬± ~¤¯²¨ 2¨°²§¬± ~¤±·¬¥¤¦·¨µ¬¤¯ ¤¦·¬√¬·¼
≈责任编辑 李 禾
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