全 文 ：苋菜活性物提取工艺及抑菌活性研究
夏日照　谢　燕　尹　维　张　亚　廖晓兰 *
（湖南农业大学植物保护学院，植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室，湖南长沙410128）
摘　要：以对柑橘溃疡病菌抑制率为考察指标，采用乙酸乙酯浸提苋菜叶干粉，获得苋菜活性物，通过正交试验分别考察料
液比、提取次数、提取时间对苋菜活性物提取效果的影响。结果表明：不同因素对苋菜活性物提取效果的影响程度不同，依
次为料液比＞提取温度＞提取时间；正交试验优化得到苋菜活性物最佳提取工艺参数为：料液比 1∶5、提取温度 30℃、提
取时间 24h，在此条件下苋菜活性物的抑制率为 73.81%。紫外线、C源（蔗糖）和无机盐离子（NaCl）的胁迫作用均对苋菜
活性物抑菌活性影响不大；苋菜活性物有一定的耐热性，温度为 80℃时抑制率仍可达 49.41%。
关键词：苋菜活性物；正交试验；提取工艺；抑菌活性
夏日照，男，硕士研究生，专业方向：植物病害生物防治，E-mail：
908302479@qq.com
* 通讯作者（Correspondingauthor）：廖晓兰，女，教授，博士生导师，
专业方向：生防资源的挖掘与利用，E-mail：liaoxl88@126.com
收稿日期：2015-01-07；接受日期：2015-04-05
苋为苋科苋属（Amaranthus L.）作物总称，生
长快、耐瘠、耐旱，种植地区分布全球，我国大
部分地区都有栽培，按其栽培目的不同可分为粒
用苋、菜用苋、饲用苋、观赏苋等，Teutonico 与
Knorr 等学者把苋鉴定为主要是菜用型，认为所有
苋属物种的叶子均能食用，因此习惯上把苋统称为
苋菜（肖深根等，2000）。目前苋菜（Amaranthus
tricolor） 的 开 发 利 用 涉 及 食 用（Silva-Sanchez
etal.，2008）、工业（王宁等，2009）、观赏（汪劲武，
1996）、饲用（武之新和徐玉鹏，1997）以及医用
（Mendoncaetal.，2009；Zeashanetal.，2009） 等
方面，有关苋菜在农业植物病害防治方面的研究鲜
见报道，仅有 Lyapkova 等（2001）研究发现苋菜
Abstract：5kindsofnewormixedpesticides〔20%allyl isothiocyanateEW（AITC），99%petroleumoil
EC，mixtureof22.4%spirotetramatSCand20%nitenpyramWG，mixtureof240g·L-1spirodiclofenSCand
20%nitenpyramWG，BemisiatabaciNo.1〕wereappliedinfieldstocarryoutpesticideeffectandphytotoxicity
experiments，andtoevaluate thefast-actingproperty，durableeffectandsecurityofpesticidescontroleffect．
Theresults indicatedthatall these5pesticideshadno injuryat therecommendeddose．Themixtureof22.4%
spirotetramatSCand20%nitenpyramWGshowedbettereffectoncontrollingBemisia tabaci，itsdurableeffect
wasobviouscomparedwith thecontrast20%nitenpyram，thecontrol efficacy reached65.6%3daysafter
spraying，thento84.5%20daysafterspraying．ThismixedpesticidecouldbeusedtocontrolBemisia tabaci．
3daysaftertaking99%petroleumoilEC，thecontrolefficacyonBemisia tabacireached53.0%，soitpossessed
agreatpotential incontrollingBemisia tabaci inorganicandgreenagricultureproduction．20%AITChadfast
actingeffectonBemisia tabaci，itscontrolefficacycouldreach70.9%3aysafterspraying，butitsdurableeffect
wasnot ideal．Therefore，whenBemisia tabaci was prevailing，AITCshouldberapidlyappliedandcombined
withotherpesticides，whichhadlong-lastingeffecttocontrolBemisia tabaci ．WhileBemisiatabaciNo.1andthe
mixtureof240g·L-1spirodiclofenSCand20%nitenpyramWGwerenotsuitableforcontrollingBemisia tabaci
consideringapreventioneffect，costandeaseofoperationandotherfactors．
Key words：Bemisia tabaci；Mixedpesticides；Controlefficacy
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种子含有抗真菌多肽，可抑制部分植物病原真菌；
AbdAziz 等（2011）研究发现苋菜叶片中提取的蛋
白质对黄瓜花叶病毒（CMV）具有显著的抑制作
用。笔者在研究过程中发现苋菜活性物对柑橘溃疡
病菌（X. axonopodis pv. citri）、水稻细菌性条斑病
菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola）、西瓜细菌性
果斑病菌（Acidovorax avenaesubsp.citrulli）、烟草
青枯病菌（Ralstonia solanacearum）以及欧式杆菌
（Erwinia carotovora）等常见植物病原细菌有极好
的室内平板抑制效果，其中对柑橘溃疡病菌的离体
试验结果表明苋菜活性物在防治植物细菌性病害方
面有巨大的潜力（尹维，2014）。
本研究在前期试验的基础上，为获得大量稳
定的苋菜活性物，采用正交试验对苋菜活性物提取
工艺进行优化和完善，并对其稳定性进行了初步探
究，以期为苋菜活性物进一步开发为新型生防制剂
提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
试验于 2014 年 7～9月在植物病虫害生物学与
防控湖南省重点实验室进行。供试苋菜由湖南农业
大学浏阳科研基地提供，选取株高为 18～23cm 的
圆叶红苋菜，取叶片洗净、晒干，高速粉碎机粉
碎，过 60 目筛，阴凉处保存备用。试验指示菌为
柑橘溃疡病菌，由湖南农业大学植物病理学实验室
提供，铂尚生物技术（上海）有限公司测序比对
（表 1）。
供试培养基为蔗糖蛋白胨培养基：蔗糖 20.0
g、蛋白胨 5.0g、磷酸氢二钾 0.5g、结晶硫酸
镁 0.25g、琼脂 24.0g、蒸馏水 1000mL、pH 值
7.0～7.2。
1.2　菌悬液制备及抑菌活性测定
柑橘溃疡病菌菌悬液制备：挑取活化培养 24h
的标准菌落，加入无菌水，比对麦式比浊管，调整
菌悬液浓度为 3×108cfu·mL-1。
抑菌活性测定：采用抑菌圈法（孙长霞等，
2012），在蔗糖蛋白胨培养基表面接种 200μL 菌
悬液并涂布均匀，取已灭菌的打孔器（Φ=7mm）
在培养皿中心打取小孔，分别注入苋菜活性物 150
μL，设相应空白对照，重复 2次；26～28℃培养
24h，观察抑菌圈的大小，采用十字交叉法测量抑
菌圈直径。
1.3　苋菜活性物制备
称取 40.0g 苋菜叶干粉，按料液比 1∶20 加入
乙酸乙酯（分析纯，下同），常温振荡提取 24h，
收集上清液；40℃旋蒸至膏状物，80mL 无水乙醇
（分析纯，下同）溶解定容，冷藏备用。
1.4　苋菜活性物提取纯化工艺优化
在单因素试验基础上，选取提取温度（A）、
料液比（B）、提取时间（C）3个因素对苋菜活性
物提取工艺进一步优化，采用 L9（3
4）正交表进行
试验（表 2），以确定最佳提取条件。
称取苋菜叶干粉 20.0g，放入 1000mL 锥形瓶
中，按设计的料液比（加入乙酸乙酯）、温度和时
间进行提取。
将上述处理液在摇床上常温振荡提取 24h，
重复 1 次，收集上清液；40℃减压旋蒸至膏状
物，40mL 无水乙醇溶解定容，抑菌活性测定方法
同 1.2。
1.5　苋菜活性物的稳定性
1.5.1　温度处理　取冷藏的苋菜活性物 6份，分别
在 50、60、70、80、90、100℃条件下水浴处理 20
min，以未处理苋菜活性物为对照，抑菌活性测定
方法同 1.2。
1.5.2　紫外线照射处理　取冷藏的苋菜活性物 6
表 1　柑橘溃疡病菌测序结果
菌株 匹配程度 登录序列长度/bp NCBI 登录号
Xanthomonas axonopodis；sdau08-29 1.000 1316 GU129691
Xanthomonas arboricola；GXMG2 0.990 1336 JF803830
Xanthomonas arboricola；GXMG5 0.990 1336 JF803831
Xanthomonas arboricola；GXMG8 0.990 1336 JF803832
Xanthomonas arboricola；GXMG9 0.990 1336 JF803833
Xanthomonas arboricola；GXMG10 0.990 1336 JF803834
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表 2　苋菜活性物提取工艺优化的 L9（3
4）正交试验结果
试验号
A B C
抑制率/%
提取温度/℃ 料液比/g·mL-1 提取时间/h
A1B1C1 30 1∶5 6 61.93
A1B2C2 30 1∶10 12 61.91
A1B3C3 30 1∶20 24 71.13
A2B1C2 50 1∶5 12 71.87
A2B2C3 50 1∶10 24 43.25
A2B3C1 50 1∶20 6 49.18
A3B1C3 70 1∶5 24 65.65
A3B2C1 70 1∶10 6 44.87
A3B3C2 70 1∶20 12 42.16
K1 194.91 199.54 156.02
K2 164.43 150.15 175.86
K3 152.72 162.37 180.15
k1 64.97 66.51 52.01
k2 54.81 50.05 58.62
k3 50.91 54.12 60.05
R 14.06 16.46 8.04
份，分别用紫外灯照射处理 5、15、30、60、120
min，以未处理苋菜活性物为对照，抑菌活性测定
方法同 1.2。
1.5.3　C 源和无机盐离子胁迫作用　取冷藏的苋菜
活性物 10份，分别按体积比 2∶1与浓度为 10%、
20%、30%、40%、50%的蔗糖溶液和浓度为 5%、
10%、15%、20%、25%的 NaCl 溶液混合，配制成
含不同浓度糖和 NaCl 的混合液，以未处理苋菜活
性物为对照，抑菌活性测定方法同 1.2。
1.6　数据处理
活性物浓度（g·mL-1）=膏状物质量 /定容有机溶剂
采用 DPS、Excel 软件进行数据处理，运用
Duncan’s 新复极差法进行差异显著性分析。
2　结果与分析
2.1　苋菜活性物提取工艺优化
由表 2 极差分析可知，RB ＞ RA ＞ RC，即各
因素对苋菜活性物提取效果的影响程度依次为料液
比＞提取温度＞提取时间。在本试验设计范围内，
苋菜活性物的最佳提取条件为 B1A1C3，即当料液比
为 1∶5、提取温度为 30℃、提取时间为 24h 时苋
菜活性物抑菌效果最佳。按 B1A1C3 条件进行 3次
平行试验，抑菌圈直径达到 46.53mm，抑制率为
73.81%，高于表 3中任意一组试验结果，故 B1A1C3
为苋菜活性物最优提取条件。
2.2　温度对苋菜活性物抑菌活性的影响
如图 1所示，当温度为 50～80℃时，苋菜活
性物抑菌活性基本没有变化，抑制率维持在 50%
左右；当温度超过 80℃时，抑菌活性明显开始下
降；当温度达到 100℃时，基本丧失了抑菌活性，
抑制率仅为 19.12%。这表明苋菜活性物在一定温
度范围内具有较好的热稳定性，但过高的温度会破
坏活性物结构，从而使其失活，降低抑菌活性。
图 1　不同温度对苋菜活性物抑菌活性的影响
ួ㣸⢳ ⍕Ꮢč$, 




2.3　紫外线对苋菜活性物抑菌活性的影响
如图 2所示，紫外灯照射处理时间对苋菜活性
物抑菌活性影响不大，抑制率基本维持在 55%左
右。由此可见，苋菜活性物分子结构稳定，活性基
团不易被破坏，对紫外光具有极高的稳定性。
图 2　不同紫外线照射时间对苋菜活性物抑菌活性的影响
ួ㣸⢳ ⚓ᄰᬢ䬠NJO$,     
2.4　C 源和无机盐离子对苋菜活性物抑菌活性的
影响
如图 3、4所示，随着蔗糖和NaCl 浓度的增加，
苋菜活性物的抑制率变化不明显，维持在 48%左
右。表明苋菜活性物本身具有较好的抑菌作用，无
机盐离子（NaCl）、C源（蔗糖）对苋菜活性物的
胁迫作用不明显。
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而受到破坏（吴传万等，2004）。苋菜是一种功能
性蔬菜，富含红色素、花色苷色素、酚类、蛋白质、
黄酮类、角烯鲨等活性成分。红色素主要以溶剂
浸提和超声波萃取为主（吕玉珍等，2010；陈晓
光等，2012；曾庆祝等，2012；张瑞等，2013）；
植物甾醇和三萜类皂苷合成先导物角鲨烯的提取
方法也有研究（岳才军等，2010）；至于黄酮类、
蛋白质等常见植物源活性成分更是有完整的提取
工艺（李启照，2013；林燕茹和张晓芝，2013）。
本试验提取的苋菜活性物稳定性好，在紫外线、C
源和无机盐离子的胁迫下抑菌活性基本保持不变；
耐热性好，80℃时对柑橘溃疡病菌的抑制率仍有
49.41%。这说明苋菜中可能含有与目前已发现提
取的活性物不同的活性成分，且性质稳定，能满足
田间复杂环境的要求，有利于推动苋菜活性物从实
验室向大田应用的转变。因此，纯化和了解其活性
成分，不仅对了解苋菜活性物的抑菌机制有重要意
义，而且对苋菜活性物的开发利用等都有重要的理
论参考和实用价值。
苋科植物种类繁多，总计 60 属约 850 种，多
以草本或灌木为主，其中苋属是苋科植物重要的
一科，该属有反枝苋（Amaranthus retroflexus）、
籽 粒 苋（Amaranthus hypochondriacus L.）、 刺 苋
（Amaranthus spinosus）、 尾 穗 苋（Amaranthus
caudatus L. ）、绿穗苋（Amaranthus hybridus L. ）
等 40 余种。随着科技进步，苋科植物在农用和药
用方面的价值逐渐受到人们关注。Lina 和 Manuel
（2007）从籽粒苋中分离出一种抗真菌肽，对白色
念珠菌（Candida albicans）、褐黄曲霉（Aspergillus
ochraceus）等真菌表现出极佳的抑制作用；绿穗
苋和尾穗苋对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus
aureus）、芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、铜绿假单胞
菌（Pseudomonas aeruginosa）等细菌也表现出显著
的抑菌活性（Maiyoetal.，2010）；作为重要外来入
侵生物的反枝苋也在植物化感作用和改善植物根际
土壤方面表现出促进作用（Zhang&Mu，2008；龚
振平等，2010）。上述报道均表明了苋菜中是含有
抑菌活性物的，且可以利用一定提取方法进行有效
提取。这与本试验结果是一致的，为进一步挖掘苋
菜及其他苋科植物作为植物源农药新材料和探究苋
菜活性物具体结构提供了科学依据。
3　结论与讨论
L9（3
4）正交试验结果表明，苋菜活性物最佳
提取工艺为料液比 1∶5、提取温度 30℃、提取时
间 24h，对柑橘溃疡病菌的抑制率为 73.81%。但
是在试验过程中发现，随着提取苋菜干粉质量的增
加，该工艺组合往往不能达到预期的提取效果。
这可能是因为 1∶5的料液比太小，无法充分溶解
苋菜干粉和振荡，在造成试验材料消耗的同时，
影响了结果的精确性、稳定性，不利于苋菜活性
物的大量提取。当料液比 1∶20、温度 30℃、提
取时间 24h（B3A1C3）时，与理论最优条件 B1A1C3
的抑制率差别不大（B3A1C3 为 71.13%，B1A1C3 为
73.81%），而且二者所用乙酸乙酯的回收率也都达
到了 90%以上。这解决了试验过程中因溶剂较少
而降低提取效率的问题，同时也迈出了苋菜活性物
由试验提取走向生产应用的关键一步，为苋菜活性
物的工业化大规模提取，实现活性成分的分离合成
提供了技术可能。
植物源活性成分种类繁多，稳定性不一，其活
性会因光照、紫外线、温度以及金属盐离子等因素
图 3　不同蔗糖浓度对苋菜活性物抑菌活性的影响
图 4　不同 NaCl 浓度对苋菜活性物抑菌活性的影响
ួ㣸⢳ 㩃㈂≿Ꮢ



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Abstract：Took inhibition ratioofcitruscankorpathogenas investigation target，lixivitedrypowderof
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liquidratio，extractiontemperature，andextractiontimeofAmaranthus tricoloractivesbyorthogonalexperiment．
Theresults indicatedthatdifferent factorshaddifferentdegreeeffectsonextractionefficiency．Threeextraction
parameterswererankedindescendingorderoftheireffectonextractionofAmaranthus tricoloractivesasfollows
solid-liquidratio ＞ extractiontemperature ＞ extractiontime．Theiroptimal levelswere1∶5，30 ℃，24h，
respectively．Undertheseconditions，theinhibitionratewas73.81%．Ultravioletradiation，Csource（sucrose）
andinorganicion（NaCl）stresshadlittleeffectsonAmaranthus tricoloractivesstability．Itpossescertainheat
tolerance，itsinhibitionratewasstillupto49.41%，whenthetemperaturewas80℃．
Key words：Amaranthus tricoloractive；Extractiontechnology；Antibacterialactivity
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