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3种姜科植物提取物的体外抗菌活性



全 文 :随着集约化、 规模化畜禽养殖业迅猛发展, 抗
生素因其能防治动物感染性疾病, 促进动物生长,
提高饲料转化率等作用被广泛使用。 但抗生素滥用
带来的耐药性、 药物残留、 环境污染等诸多问题日
益突出, 严重制约了畜禽养殖业的健康发展[1-2]。
植物提取物是以植物为原料, 采用物理或化学方法
提取或加工而成的物质, 含有多种有效活性成分,
具有抗菌消炎、 抗氧化等多种功能和不易产生耐药
性、 无残留、 无污染、 价廉无毒等优点, 将其科学
合理开发应用, 作为抗生素替代品越来越受到人们
的广泛关注。 砂仁、 草豆蔻和高良姜均属于姜科
(Zingiberaceae)植物, 主要分布于热带地区, 多年
生草本, 是重要的调味品和药用植物。 已有研究表
明, 砂仁、 草豆蔻、 高良姜具有抗菌、 抗炎、 止
痛、 止泻、 抗肿瘤、 抗氧化和促进胃肠运动等多种
功能[3-10]。 本试验旨在研究 3种姜科植物提取物对
猪、 鸡常见致病菌的体外抗菌效果, 为其作为饲料
添加剂开发应用提供参考。
1 材料与方法
3种姜科植物提取物的体外抗菌活性①
周璐丽② 周汉林 王定发③
(中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 海南儋州 571737)
摘 要 采用试管倍比稀释法研究 3种姜科植物(砂仁、 草豆蔻和高良姜)乙醇提取物对 5种鸡、 猪致病菌的体
外抗菌活性。 结果表明, 3种姜科植物提取物对 5种致病菌均有较好的抑制作用, 对鸡和猪大肠杆菌、 鸡和猪
金黄色葡萄球菌、 鸡沙门氏菌最低杀菌浓度(MBC)分别为 125、 15.6、 2.5mg/mL。 说明 3种姜科植物乙醇提取
物对鸡、 猪 5种常见致病菌均具有较好的体外抗菌效果, 其中对金黄色葡萄球菌的体外抑杀效果优于大肠杆菌
和沙门氏菌。
关键词 姜科植物 ; 抗菌活性 ; 大肠杆菌 ; 沙门氏菌 ; 黄金色葡萄球菌
中图分类号 Q949.71+8.33文献分类号 A Doi: 10.12008/j.issn.1009-2196.2016.05.018
In Vitro Antibacterial Activity of Three Ginger Plant Extracts
ZHOU Luli ZHOU Hanlin WANG Dingfa
(Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737)
Abstract In Vitro antibacterial activity of three kinds of ginger plants ethanol extracts was analysed to
pig and chicken through dilution method . The results indicated that three plant extracts of ginger have
antibacterial effect on five pathogenic bacterias. The minimum bactericidal concentration (MBC) of three
plant extracts to the chickens and swine Escherichia coli, chicken and swine Staphylococcus aureus,
chicken Salmonella gallinarum is 125, 15.6 and 62.5 mg/mL, respectivelly. Three kinds of ethanol extracts
of ginger plants have good in vitro antibacterial activity, and in vitro inhibitary activity of
Staphyloeoeeusaureus is better than that of Eseheriehiaeoli and Salmonella.
Keywords ginger plant extracts ; antibacterial activity ; Escherichia coli ; Salmonella bacteria ;
Staphylococcus aureus
Vol.36, No.5
2016年5月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第36卷第5期
May. 2016
① 基金项目: 海南省重大科技项目课题(No.ZDZX2013008-4), 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(No.163003
2015042; No.16300320150046)。
收稿日期: 2016-03-04; 责任编辑/古小玲; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 周璐丽(1980~), 女, 研究实习员, 研究方向为动物营养与饲料添加剂, E-mail: 1141772283@qq.com。
③ 通讯作者: 王定发(1979~), 男, 副研究员, 研究方向为动物营养与饲料科学, E-mail: wangdingfa197945@aliyun.com。
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周璐丽 等 3种姜科植物提取物的体外抗菌活性
1.1材料
草豆蔻(Katsumada)、 高良姜(Galangal)、 砂仁
(Amomum)3种植物茎叶均采自中国热带农业科学
院热带作物品种资源研究所南药种质圃。 鸡大肠杆
菌(Avian E.coli, CVCC249)、 鸡沙门氏菌(Avian
Salmonellade, CVCC533)、 鸡金黄色葡萄球菌(A-
vian Staphylococcus, CVCC1885)、 猪 大 肠 杆 菌
(Swine E.coli, CVCC224)、 猪 金 黄 色 葡 萄 球 菌
(Swine Staphylococcus, CVCC546)标准菌株, 均由
中国兽医微生物菌种保藏中心提供; 营养肉汤培养
基 、 营 养 琼 脂 培 养 基 、 麦 康 凯 培 养 基 、
Baird-parker琼脂基础培养基、 SS琼脂培养基均
购于北京奥博星生物技术有限公司。
1.2方法
1.2.1植物提取物制备
将新鲜采集的草豆蔻(Katsumada)、 高良姜
(Galangal)、 砂仁(Amomum)3种植物茎叶烘干, 粉
粹。 采用乙醇回流法, 用80%乙醇溶剂, 70℃, 热
回流提取4h, 旋转蒸发浓缩得到浸膏, 再将其定容,
按原料干粉样算得各提取物浓度均为 1000 mg/L,
备用[11]。
1.2.2菌悬液制备
将 5种菌株分别接种到已加有 2mL灭菌营养
肉汤试管中进行纯培养活化。 准确吸取已活化好的
菌悬液 0.5mL, 置已有 4.5mL的灭菌营养肉汤试
管中 , 依次进行 10倍比稀释 , 采用 10-5、 10-6、
10-7浓度涂板, 每个浓度 3个平行, 选取 30~300
菌落数进行计数。 根据菌悬液浓度, 将其配制成
10×105cfu/mL试验菌液。
1.2.3最低杀菌浓度(minimal bacteriocidal con-
centration, MBC)测定[12]
采用试管倍比稀释法, 每支试管用移液枪准
确加入 1mL灭菌营养肉汤, 再将 1mL3种姜科植
物提取物溶液(1000g/L)分别置每组第 1支试管中,
轻轻用枪吹匀, 然后再从每组第 1管吸取 1mL混
合溶液置第 2支试管, 依次类推, 直到第 7管 ,
再从第 7管中吸取 1mL混合液弃掉, 再在以上各
管中分别加入1mL10×105cfu/mL试验菌液。 第 8
管为阳性对照, 第 9管为阴性对照。 阳性对照加
入 1mL灭菌营养肉汤和 1mL10×105cfu/mL试验
菌液, 阴性对照只加入 2mL灭菌营养肉汤。 混匀
后, 将上述试管放入 37℃培养箱中培养 24h后,
将含有鸡和猪大肠杆菌的试管培养物分别接种到
麦康凯培养基培养板上; 含有鸡沙门氏菌的试管
培养物接种到 SS琼脂培养基上; 含有鸡和猪金黄
色葡萄球菌试管培养物接种到 Baird-Parker琼脂
基础培养基上, 每个试管接种到3个培养基作为重
复, 37℃培养 24h后, 肉眼观察有无细菌生长,
以无菌生长平板对应的试管内药物浓度为该菌株的
最低杀菌浓度(MBC)。
2 结果与分析
由表 1~2可知, 3种姜科植物提取物对鸡和
猪大肠杆菌 MBC均为 125mg/mL; 对鸡和猪金黄色
表1 不同浓度提取物对鸡致病菌的杀菌效果
样品
浓度/(mg·mL-1)
阳性对照 阴性对照
250 125 62.5 31.25 15.6 7.80 3.90
鸡大肠杆菌 Avian E.coli
草豆蔻 - - + + + + + + + + + + + -
砂 仁 - - + + + + + + + + + + + -
高良姜 - - + + + + + + + + + + + -
鸡沙门氏菌 Avian Salmonellade
草豆蔻 - - - + + + + + + + + + -
砂 仁 - - - + + + + + + + + + -
高良姜 - - - + + + + + + + + + -
鸡金黄色葡萄球菌 Avian Staphylococcus
草豆蔻 - - - - - + + + + + -
砂 仁 - - - - - + + + + + -
高良姜 - - - - - + + + + + -
说明: “-” 和 “+” 表示平皿培养基是否长有菌落。 “-” 无菌落生长; “+” 有少量菌落生长; “++” 菌落数较多。 下同。
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2016年5月 第36卷第5期热带农业科学
表2 不同浓度提取物对猪致病菌的杀菌效果
样品
浓度/(mg·mL-1)
阳性对照 阴性对照
250 125 62.5 31.25 15.6 7.80 3.90
猪大肠杆菌 Swine E.coli
草豆蔻 - - + + + + + + + + + + + -
砂 仁 - - + + + + + + + + + + + -
高良姜 - - + + + + + + + + + + + -
猪金黄色葡萄球菌 Swine Staphylococcus
草豆蔻 - - - - - + + + + + -
砂 仁 - - - - - + + + + + -
高良姜 - - - - - + + + + + -
葡萄球菌MBC均为15.6mg/mL; 对鸡沙门氏菌MBC
均为62.5mg/mL。
3 讨论与结论
本试验中, 3种姜科植物提取物对鸡、 猪 5种
常见致病菌均表现较好的体外抗菌效果。 可能是因
为高良姜叶醇提取物含有高良姜素、 芹菜素等 12
种黄酮类物质[13], 高良姜素对耐 β-内酰胺类抗生
素的金黄色葡萄球菌产生的青霉素酶和内酰胺酶有
显著抑制作用[14]。 高良姜因其与多重耐药的大肠杆
菌的DNA促旋酶的A副族相互作用而表现出很好的
抗大肠杆菌活性[15]。 草豆蔻中含有黄酮和双苯庚酮
类化合物具有抗菌活性[16]。 砂仁中含有乙酸龙脑
酯、 龙脑、 樟脑等化合物[17], 其中龙脑具有较好的
体外抗菌活性[18]。
大肠杆菌、 沙门氏菌均属革兰氏阴性肠道杆
菌, 细胞壁中肽聚糖含量低, 层薄, 但脂类含量
高。 金黄色葡萄球菌属革兰氏阳性菌, 细胞壁较
厚, 肽聚糖含量高, 质地致密坚固[19]。 已有研究表
明, 姜科植物提取物对革兰氏阳性菌的体外抑杀效
果明显优于革兰氏阴性菌, 均与本试验结果一致,
其机理有待进一步研究[3,14,20-21]。
大肠杆菌、 沙门氏菌主要侵袭动物肠道, 引起
急性腹泻, 严重时可引起出血, 侵入血液导致败血
症等。 金黄色葡萄球菌可引起局部化脓感染, 引发
炎症, 甚至出现脓毒症等全身感染。 为了预防和治
疗动物感染性疾病, 抗生素被大量广泛使用于畜禽
养殖业, 造成多重耐药菌株产生、 肉食品药物残
留、 粪便污染等严重影响畜产品质量安全和威胁人
们身体健康, 制约畜禽养殖业的发展。 研究开发植
物提取物作为抗生素类促生长剂的替代品已成为当
今的发展趋势。 本试验中, 3种姜科植物提取物对
鸡、 猪5种常见致病菌均表现出较好的体外抑菌活
性, 且具有植物资源丰富、 价廉无毒等优点, 可为
其作为饲料添加剂开发应用提供参考。
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(下转第101页)
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唐思静 等 羔羊补饲饲料中添加酸化剂的应用
率, 增加羊场经济收入。 这一结果与在其它畜种的
幼畜日粮中添加酸化剂的研究结果相一致。 但也有
一些报道指出, 降低日粮系酸度虽可适当提高幼畜
日增重和饲料转化率, 但效果不显著, 这可能与酸
化剂的种类、 添加量及幼畜日龄等因素有关。
本试验结果表明, 不同种类酸化剂对羔羊的作
用效果存在一定差异。 在本次试验中, Ⅱ型酸化剂
对提高羔羊的增重速度、 降低羔羊的腹泻作用效果
均优于Ⅰ型酸化剂, 这说明与不同酸化剂产品中酸
的种类、 组成成份等有关, 其机理尚有待进一步研
究。 Ⅱ型酸化剂产品组在开始的一周内平均日增重
的增幅最大, 从试验时间上的增重数据来看, 又说
明更早添加Ⅱ型酸化剂可能对羔羊的增重效果更佳,
作用效果可能会得到进一步的体现。 因此, 羔羊日
粮中添加酸化剂的适宜时间尚需要进一步研究。
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