全 文 ：[收稿日期] 　2002-03-21
[基金项目] 　广东省重点科研成果推广项目资助(C40205)
[作者简介] 　郭　凌(1976～ ),男 ,硕士研究生 ,研究方向:天然产物的分析与应用.通讯联系人:岑颖洲.
琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜硫酸多糖
及其水解产物的抑菌作用
郭　凌1 , 　包惠燕2 , 　叶绍明1 , 　邢莹莹1 , 　许少玉1 , 　岑颖洲1
(暨南大学 1.化学系;2.食品科学与工程系 ,广东 广州 510632)
[ 摘　要] 　目的:探讨琼枝麒麟菜(Eucheuma gelatinae)和异枝麒麟菜(Eucheuma striatum)硫酸多糖
的KCl分级产物 , 以及其经HCl水解的不同程度的水解产物对大肠埃希氏菌等 8 种细菌的抑菌作
用 ,研究抗菌活性与样品化学组成的关系.方法:用肉汤稀释法测定不同样品对不同菌株的最低抑
菌浓度(MIC);用明胶-BaCl2 法测定硫酸基含量;用红外光谱初步分析琼枝和异枝麒麟菜硫酸多
糖及其水解产物化学组成的差异.结果:未水解的琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖均无抑菌活性;琼枝
和异枝麒麟菜硫酸多糖的抑菌谱范围随着水解程度增加而增大;异枝麒麟菜硫酸多糖部分水解的
水解产物的抑菌谱范围比琼枝麒麟菜硫酸多糖部分水解的水解产物广.结论:水解琼枝和异枝麒
麟菜硫酸多糖抑菌活性的强弱和抑菌谱范围的大小可能与多糖中硫酸基含量高低和所含κ—卡拉
胶成分多少以及多糖水解程度有关.
[ 关键词] 　麒麟菜;　多糖类;　抑菌活性
[ 中图分类号] 　O621.17　　[文献标识码] 　A　　[ 文章编号] 　1000-9965(2002)03-0079-05
　　据文献报道硫酸多糖具有显著的抗病毒 、抗凝血[ 1] 、抗肿瘤[ 2]等生物活性 ,而有关海藻硫
酸多糖抗菌作用的研究迄今未见报道.为了研究琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖在抗菌方面的生
物活性 ,为其在生物医药材料 、食品 、化妆品等领域应用提供进一步的科学依据.本文研究分
析了琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖 、氯化钾(KCl)分级产物 ,以及用酸水解的不同程度的水解产
物对大肠埃希氏菌(ATCC8739)、表皮葡萄球菌(ATCC12228)、金黄色葡萄球菌(ATCC6538P)、猪
霍乱沙门氏菌(DMS4224)、粪链球菌(ATCC23212)、藤黄微球菌(ATCC9341)、枯草芽胞杆菌
(ATCC6633),及铜绿假单胞杆菌(ATCC9027)的体外抑菌活性 ,并通过样品的红外光谱特征 ,初
步探讨了琼(异)枝麒麟菜硫酸多糖体外抑菌活性强弱与其化学组成的关系.
1　材料
(1)原料:琼枝麒麟菜(Eucheuma gelatinae);异枝麒麟菜(Eucheuma striatum).2种原料来自
海南文昌养殖场.
(2)实验菌种:大肠埃希氏菌(Escherichia coli , ATCC8739)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus
epidermidids , ATCC12228)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus , ATCC6538P)、猪霍乱沙门氏
菌(Salmonella choleraesu , DMS4224)、粪链球菌(Streptococcus faecal , ATCC23212)、藤黄微球菌
第 23卷第3期
2002年 6月　　　　　　
暨南大学学报 (自然科学版)　　
Journal of Jinan University(Natural Science)　　　　　
Vol.23No.3
　Jun.2002
(Micrococcus luteus , ATCC9341)、枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis , ATCC6633)、铜绿假单胞杆菌
(Pseudomonas aeruginos , ATCC9027).
(3)培养基:MH 琼脂(广东省科学院微生物研究所);MH肉汤(浙江省军区后勤部卫生所
防疫站检验所).
2　实验方法
2.1　样品制备
(1)琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖的制备[ 3 ～ 5] :称取已经洗净 、切碎的琼 、异枝麒麟菜各2.00
g 放入烧瓶中 ,加 120 mL 蒸馏水 ,将烧瓶放在 80℃恒温水浴箱中 ,搅拌器搅拌提取 1 h ,用的确
良布抽滤 ,滤液加 3倍的质量分数95%乙醇沉淀 ,用的确良布抽滤 ,滤渣烘干 ,称量 ,产品为琼
枝硫酸多糖(GSPSA)和异枝硫酸多糖(SSPSA).
(2)琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖 KCl分级产物的制备[ 6] :称取琼枝麒麟菜 2.00 g 放入烧瓶
中 ,加质量分数 10%KCl水溶液 40 mL ,将烧瓶放入 80℃恒温水浴箱 1 h ,抽滤 ,得滤液和琼枝
麒麟菜剩余物 ,滤液用蒸馏水稀释 3倍后 ,加 3倍的质量分数 95%乙醇沉淀 ,抽滤 ,沉淀收集 ,
烘干称量 ,得KCl分级产物 I(GSPSA1),琼枝麒麟菜剩余物用蒸馏水除去大部分氯离子后 ,放入
烧瓶中 ,加入 120 mL蒸馏水 ,然后在 80℃恒温水浴中搅拌 1 h ,抽滤 ,滤液加 3倍的质量分数
95%乙醇沉淀 ,抽滤 ,沉淀烘干 ,称量 ,得 KCl分级产物Ⅱ(GSPSA2).
用上述方法制备异枝硫酸多糖 KCl分级产物 I(SSPSA1)和 II(SSPSA2).
(3)琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖 HCl水解产物的制备[ 7] :
①完全水解产物取琼枝麒麟菜硫酸多糖粉末1 g ,pH为 3.0的 HCl溶液 150 mL , 加入烧
瓶中 ,80℃恒温水浴 24 h后 ,用 1 mol/L的 NaOH 调节溶液 pH为 7.0 ,70℃减压浓缩至浸膏状 ,
60℃烘箱干燥 ,得完全水解产物GH24 h(下标 24 h表示水解时间是 24 h).
②部分水解产物取琼枝麒麟菜硫酸多糖粉末 1 g ,水解方法同① ,水解时间为4.5 h ,70℃减
压浓缩至浸膏状 ,60℃烘箱干燥 ,得部分水解产物GH4.5 h(下标4.5 h表示水解时间是4.5 h).
用上述方法制备异枝硫酸多糖完全水解产物 SH24 h和部分水解产物 SH4.5 h
2.2　抑菌试验
(1)增菌培养及菌液配制:将菌种划线于MH 琼脂培养板上 ,35℃培养 24 h ,分出单个菌
落 ,将单个菌落接种到MH 肉汤中 ,35℃培养 24 h ,然后用 BaCl2比浊法确定菌的浓度 ,MH肉汤
稀释后使其最终菌量(集落形成单位 ,CFU)为 1.5×106 CFU.
(2)最低抑菌浓度(MIC)的确定[ 8] :在 96孔板上用对倍稀释法测定各样品对各株细菌的最
低抑菌浓度(MIC).先在 1 ～ 9孔中分别加入 MH 肉汤 0.05 mL ,将样品最高质量浓度水溶液
0.05 mL 加入第1孔 ,混匀后吸0.05mL到第 2孔 ,依次类推至第9孔.然后每孔分别加入0.05
mL 稀释好的菌液.同一样品每个菌种做 3个平行样组和一个不加样品的参比样组 ,35℃培养
24 h后 ,每孔分别加入显色剂(0.5%TTC)0.005 mL ,35℃培养 1 ～ 3 h ,肉眼观察结果 ,在参比样
组全部显色的条件下 ,平行样组不显色的孔(至少两个同质量浓度的孔)的样品质量浓度为最
低抑菌浓度(MIC).
2.3　红外光谱分析[ 9 ,10]
采用 Bruke EQUINOX 55红外分光光度计 ,样品用KBr压片法制备.
80　　 暨南大学学报(自然科学版) 2002 年
2.4　样品部分理化性质检测
(1)粘度测定[ 9] :用乌氏粘度计测定一定体积的质量分数为 0.1%多糖溶液在 40℃时流过
毛细管的时间 ,然后计算出相对粘度 ηr.
(2)硫酸基含量(相对于多糖样品质量的百分数)的测定[ 11] :明胶-BaCl2法
(3)蛋白质检测 :茚三酮法(有蛋白质显蓝色为+,无色为-)
3　结果
3.1　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜硫酸多糖各样品的部分理化性质
　　从表 1的粘度数据可见 GH4.5 h/SH4.5 h中
多糖已经大部分水解 ,GH24 h/SH24 h中多糖几
乎完全水解.
实验结果表明 ,所有样品不含蛋白质.异
枝麒麟菜硫酸多糖各样品的硫酸基含量都比
琼枝麒麟菜的相应样品高;样品经盐酸水解 ,
硫酸基含量有所增加 ,并且随水解时间的延
长 ,进一步增加.
3.2　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜多糖各样品的
抗菌活性及最低抑菌浓度
琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜多糖各样品的
抗菌活性及最低抑菌浓度见表2.由表2可
表 1　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜硫酸
多糖各样品的部分理化性质
样品 ηr w(硫酸基)/ %茚三酮反应显色
GSPSA 2.030 12.48 -
GSPSA1 1.343 12.71 -
GSPSA2 1.911 12.45 -
GH4.5 h 1.056 15.11 -
GH24 h 1.039 17.40 -
SSPSA 2.490 18.31 -
SSPSA1 1.730 18.39 -
SSPSA2 5.338 14.02 -
SH4.5 h 1.031 19.43 -
SH24 h 1.013 21.30 -
知 ,琼 、异枝麒麟菜硫酸多糖的非水解产物在所试验浓度范围没有抑菌活性 ,而其水解产物有
一定抑菌活性 ,抑菌谱较广.
表 2　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜多糖及其水解样品的最低抑菌质量浓度 mg/mL
样品 大肠埃希氏菌
表皮葡萄
球菌
金黄色葡
萄球菌
猪霍乱沙
门氏菌
粪链
球菌
藤黄微
球菌
枯草芽
胞杆菌
铜绿假单
胞杆菌
GSPSA - - - - - - - -
GSPSA1 - - - - - - - -
GSPSA2 - - - - - - - -
GH4.5 h - 25 50 - 25 - - 50
GH24 h 25 25 25 25 25 25 50 25
SSPSA - - - - - - - -
SSPSA1 - - - - - - - -
SSPSA2 - - - - - - - -
SH4.5 h 25 25 25 - 25 25 50 25
SH24 h 25 25 　12.5 25 25 25 25 25
　　异枝麒麟菜硫酸多糖水解产物中 ,用盐酸水解4.5 h的样品SH4.5 h除了对猪霍乱弧菌外的
其余供试菌种都有抑菌活性 ,其 MIC基本为 25 mg/mL;样品 SH24 h则对所有供试菌种都有抑菌
活性 ,其MIC一般为 25 mg/mL ,对金黄色葡萄球菌的MIC为 12.5 mg/mL.
81第 3期 郭　凌等:　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜硫酸多糖及其水解产物的抑菌作用 　　
样品琼枝麒麟菜硫酸多糖水解产物中 ,样品 GH4.5 h只对表皮葡萄球菌 、金黄色葡萄球菌 、
粪链球菌 、铜绿假单胞杆菌有抑菌活性 ,MIC为 25 ～ 50 mg/mL;样品GH24 h则对所有供试菌种
均有抑菌活性 ,MIC除枯草杆菌外均为 25 mg/mL.
由此可见 SH4.5 h的抑菌谱比 GH4.5 h要广 ,用盐酸水解24 h所得样品的抑菌谱比水解 4.5 h
的样品要广.
3.3　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜硫酸多糖样品的红外图谱分析
　　由图 1可见 , 所有样品都在 930 、1 260 、
845 cm-1处有强吸收峰.与文献值对照:此 3
峰是κ-卡拉胶的特征峰 ,说明所有样品都含
有κ-卡拉胶[ 9 ,10] .异枝麒麟菜硫酸多糖比琼
枝麒麟菜硫酸多糖在 930 cm-1和845 cm-1的
吸收峰要强得多 ,说明前者含有的κ-卡拉胶
成分多于后者;同样琼枝和异枝麒麟菜硫酸多
糖水解产物比非水解产物在 930 和845 cm-1
的吸收峰要强得多 ,说明在其水解产物中κ-
卡拉胶所占的比例高于非水解产物.3 400
cm
-1是羟基的特征吸收峰 , GH24 h/SH24 h在
3 400 cm-1的吸收峰比 GH4.5 h/SH4.5 h要强得
多 ,说明琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖水解24 h
样品的水解程度比琼枝和异枝麒麟菜硫酸多
糖水解4.5 h要大;GSPSA1/SSPSA1和GSPSA2/
SSPSA2都有强吸收峰 ,说明溶于 KCl的级分
与不溶于 KCl的级分都含有κ-卡拉胶成分 ,
此结果与文献[ 9 ,10]不同 ,可能是提取时的温
度过高所致.
λ/ cm
A:GSPSA ;B:GSPSA 1;C:GSPSA2;D:GH4.5 h;E:GH24 h;
F:SSPSA;G:SSPSA1;H:SSPSA 2;I:SH4.5 h;J:SH24 h
　　图 1　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜
硫酸多糖样品的红外图谱
4　讨论
琼枝和异枝是一种由 D-半乳糖残基α-(1※3)和 β-(1※4)交替键合而成的假重复结构
的硫酸脂多糖.不仅应用于食品 、化妆品等行业中 ,而且在医疗领域中也有广泛的应用前景.
国内外研究结果表明红藻硫酸多糖有多方面的生物活性 ,如:抗病毒[ 12] 、抗肿瘤[ 13] 、抗凝血 ,
和免疫系统的调节作用[ 6]等 ,因此海藻硫酸多糖有着良好的开发应用前景.对琼枝和异枝麒
麟菜硫酸多糖的提取 、分离 、水解等工艺条件及其抑菌活性进行深入的研究 ,结果表明 ,未水解
的琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖在所试验的浓度范围内无抑菌活性;琼枝和异枝麒麟菜硫酸多
糖水解程度越高 ,抑菌谱越广;异枝麒麟菜硫酸多糖水解 4.5 h的水解产物的抑菌谱比琼枝麒
麟菜硫酸多糖水解 4.5 h的水解产物要广.琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖水解程度越高 ,硫酸基
的含量越高;异枝麒麟菜硫酸多糖中硫酸基的含量高于琼枝麒麟菜硫酸多糖;红外光谱显示 ,
异枝麒麟菜硫酸多糖的κ-卡拉胶含量比琼枝高.因此推测琼枝和异枝麒麟菜硫酸多糖抑菌
82　　 暨南大学学报(自然科学版) 2002 年
活性和抑菌谱的大小与其κ-卡拉胶和硫酸基的含量以及多糖水解程度高低有关.
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Antibacterial activities of Eucheuma gelatinae , Eucheuma striatum
and their hydrolysates
GUO Ling1 , 　BAO Hui-yan2 , 　YE Shao-ming1 , 　XING Ying-ying1 , 　CEN Ying-zhou1
(1.Dept.of Chemistry;2.Dept.of Food Science and Engineering , Jinan University , Guangzhou 510632 , China)
[ Abstract] 　Aim:Sulfated polysaccharide(SPS)is extracted from E .gelatinae and E.striatum .The
classification products(SPSA1 , SPSA2)of SPS are fracted by KCl.The hydrolysates(H4.5 h , H24 h)of
SPS are soluted by HCl.This paper studies the antibacterial effect of the above samples on eight strains of
bacteria such as E.coli.and the relationship between the chemistry composes of the samples and their
antibacterial activity.Methods:MIC of different samples to various bacteria is determined by way of
double-dilute method in plates of 96 wells.The contents of sulfated group in the samples are determined
by gelatin-BaCl2 method.The composition of the samples was analyzed by IR spectra.Results:The hy-
drolysates of the extracted sulfated polysaccharide have antibacterial activity while the unhydrolyzed sam-
ples have no effect at the tested concentration.The range of antimicrobial spectrum extends as the degree
of SPS hydrolyzation increases.The range of antimicrobial spectrum of SH4.5 h from E .striatum is more
extended than GH4.5 h from E .gelatinaet.Conclusion:It is inferred that the antibacterial activity and
the range of antimicrobial spectrum of the samples have relationship with the content ofκ-carrageen and
sulfated group , and degree of hydrolysis.
[ Key words] 　Eucheuma;　polysaccharides;　inhibit bacteria activity
83第 3期 郭　凌等:　琼枝麒麟菜和异枝麒麟菜硫酸多糖及其水解产物的抑菌作用