全 文 ：　　　　　　 天然产物研究与开发　 　　　　　
2005　Vol.17　No.3 NATURAL PRODUCT RESEARCH AND DEVELOPMENT　 　　　　　　　　
　
　
　
　
　　收稿日期:2005-03-10　　　接受日期:2005-04-01
　＊通讯作者 Tel:86-21-65710346
多棘海盘车皂甙抗菌活性研究
刘文杰 ,周培根＊
(上海水产大学食品学院 ,上海 200090)
摘　要:采用有机溶剂法从多棘海盘车中提取皂甙化合物 ,通过中性氧化铝柱的色素吸附以及 AmberLite XAD-
2 树脂柱的富集 ,得到海星皂甙。采用“管碟法”分别研究了海星皂甙对 4 种细菌和 4 种真菌的体外抑菌作用。
对细菌的抗菌效果表明:海星皂甙对金黄色葡萄球菌 、腊样芽孢杆菌的生长有较好的抑制作用 , 最低抑菌浓度
分别是 10、12.5 mg/mL , 而对大肠杆菌则无抑菌作用;对真菌的抗菌效果表明:海星皂甙对黑曲霉的生长有显著
的抑制作用 ,而对啤酒酵母 、青霉 、根霉则无抑菌作用。从而说明海星皂甙对细菌和真菌的抑制作用均有一定
的选择性。
关键词:多棘海盘车;皂甙化合物;提取;抗菌活性;管碟法;最低抑菌浓度
中图分类号:R282.77　　　
Study of Saponins from Asterias amurensis on Their Antibiotic Activity
LIU Wen-jie ,ZHOU Pei-gen＊
(College of Food Science , Shanghai Fisheries University , Shanghai 200090 , China)
Abstract:The saponins were extracted from Asterias amurensis with organic solvent and purified by neutral Al2O3 column and
Amerlite XAD-2 resin column.Then the cylinder plate method was adopted to study antibiotic activity in vitro of the total
spaonins from Asterias amurensis.The experimental results indicated that this kind of extractives inhibited the growth of
Staphylococcus aureus , Bacillus cereus and Aspergillus niger , with the minimal inhibitory concentration of 10 mg/ mL , 12.5
mg/mL and 10 mg/ mL , respectively.However , Escherichia coli , Bacillus subtilis , Saccharomyces cerevisiae , Penicillium sp.
and Rhizopus oryzae could be hardly inhibited by total saponis from Asterias amurensis.This suggests that extractives of Asterias
amurensis can selectively inhibit some kinds of bacteria and fungi.
Key words:Asterias amurensis;saponin;extraction;antibiotic activity;cylinder plate method;minimal inhibitory concentration
(MIC)
　　海星是诸多海洋生物的一种 ,属棘皮动物门
(Echinodermate),海星纲(Acanthaster Planci),有 20余
种。桥本等在 1964年从海星中分出皂甙 ,发现它的
甙元与海参皂甙元骨架不同 ,命名为海星皂甙(as-
terosaponin)[ 1] 。研究发现它具有溶血 、抗肿瘤 、抗
菌 、抗病毒 、抗炎 、抗动脉粥样硬化病和降血压等多
种活性作用。自 Hashimoto 等从海星中分离出类似
皂甙的化合物以来[ 2] ,已从海星纲中的几十余种动
物中分离得到了皂甙纯品 。并鉴定了结构。目前所
发现的海星皂甙主要是甾体寡糖苷 。本文从多棘海
盘车中提取海星皂甙 ,对其抗菌活性进行了初步的
研究 ,为今后深入研究海星皂甙类化合物奠定基础。
1　材料与方法
1.1　实验材料
1.1.1　原料:多棘海盘车 ,采自山东省青岛市东海
沿岸。实验前洗净 ,自然风干 ,粉碎后 ,于干燥器内
保存备用。
1.1.2　试剂:乙醚 、无水乙醇 、正定醇 、甲醇 、α-奈
酚 、三氯化锑 、三氯乙酸 、氢氧化钡 、氯仿 、醋酐 、浓硫
酸等 ,均为分析纯;中性氧化铝(100 目 ,层析用);
Amberlite XAD-2(sigma 公司购得);PDA(上海华美
试剂);琼脂粉(上海华美试剂);氯化钠(A.R.)。
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1.1.3　仪器:紫外扫描仪(UV-2102PC)、紫外分光光
度计(UV-2000)、高速离心机(LGR10-4.2)、恒温水
槽 、旋转蒸发器(ZX-98)、电子天平 、无菌室 、电热干
燥箱 、隔水式恒温培养箱 、电热压力蒸汽消毒器 、游
标卡尺等 。
1.1.4　菌种:根霉 、黑曲霉 、青霉 、啤酒酵母 、大肠杆
菌 、金黄色葡萄球菌 、枯草芽孢杆菌 、腊样芽孢杆菌 ,
供试菌株由上海卫生防疫站提供 。
2　实验方法
2.1　海星皂甙化合物的提取
　　称取一定量的多棘海盘车干粉 ,加入适量的乙
醇 ,在80 ℃下 ,回流提取三次。海星总皂甙的制备
流程如图1所示。
图 1　海星总皂甙制备流程图
Fig.1　Preparation of saponins from Asterias amurensis
2.2　海星皂甙化合物的定性鉴别[ 4]
2.2.1　Molish 反应　在海星粗皂甙中加入 10%α-
奈酚醇溶液2 ～ 3滴 ,摇匀 ,沿试管壁加浓硫酸1 mL ,
如有糖或甙类成分时 ,则两液层的交界面应产生紫
红色环。
2.2.2　Salkowski反应　取海星粗皂甙样品少许 ,加
氯仿 1 mL 溶解 ,再缓慢加入浓硫酸 ,用紫外光观察 ,
如两界面出现绿色荧光 ,表面可能含有甾体或三萜 。
2.2.3　Carr-Price 反应　将海星粗皂甙溶于少量
水中滴于滤纸上 ,喷洒三氯化锑试剂 ,100 ℃加热 3
～ 5 min后于紫外灯下观察 ,如出现黄色或紫蓝色荧
光 ,说明可能含有甾体或三萜 。
2.2.4　Resen-Heimer 反应　取海星粗皂甙水溶液
(1 mg/mL),在滤纸上滴几滴 ,然后喷雾三氯乙酸的
氯仿试液 ,加热 60 ℃,观察现象。
2.2.5　Libermann-Buehard 反应 　取海星粗皂甙 8
mg ,加醋酐 3 mL 溶解 ,然后滴一滴浓硫酸 ,摇匀 ,观
察颜色变化。
2.2.6　泡沫试验　将海星粗皂甙水溶液 2 mL 置于
大试管中 ,密塞后猛力振摇 1 min ,如产生持久性泡
沫 ,则可能含有皂甙成分 。
2.2.7　硫酸基鉴定试验　将海星皂甙水溶液滴于
滤纸上 ,喷洒 BaCl2的 70%甲醇溶液(浓度为 2 mg/
mL),干燥后观察。再于紫外荧光下照射 ,观察现
象。
2.2.8　沉淀反应　在海星粗皂甙水溶液中加入固
体氢氧化钡 ,振摇 ,观察是否有白色沉淀 。
3　海星皂甙化合物体外抗菌活性的初
步研究
　　据报道 ,从海星纲 10余种动物中分离出的皂甙
样品具有抗菌活性[ 3] ,但国内尚未有关多棘海盘车
皂甙化合物抗菌活性的报道 。本试验针对几种代表
性的细菌和真菌进行了体外抑菌作用的初步探讨。
3.1　常规法制备完全培养基和马铃薯培养基[ 5]
3.2　海星总皂甙液的制备
　　无菌室内准确称取干燥的海星总皂甙 1 g ,用无
菌水定容于 10 mL容量瓶中 ,充分溶解超滤膜过滤
后备用 。
3.3　接种
　　供试细菌分别接种于完全培养基斜面 , 37 ℃活
化 18 h;供试真菌分别接种于 PDA 斜面 ,29 ℃活化
72 h。
3.4　双碟的制备
　　取已校正好的底部水平的平皿 ,加 15 mL 普通
琼脂斜面作为底层 ,另取适量的培养基冷却至 48
℃,加入试验菌悬液适量(通过预试使中心浓度抑菌
圈直径在 15 ～ 18 mm时的细菌浓度为最适菌浓度 ,
菌浓度为 3×107 ～ 3.6×108 cfu/mL),每皿加 5 mL
含菌液的培养基均匀摊布在底层上 ,作为菌层 ,置水
平台上冷却备用。
3.5　检测不同浓度的海星总皂甙液对 4 种细菌和
4种真菌的抑菌效果
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　　将总皂甙液用无菌水倍比稀释至所需浓度 ,以
生理盐水作为空白对照。在制备好的双碟平皿中等
距离均匀放置不锈钢管(牛津杯)6个 ,其中一个滴
加空白对照液 ,另 5个分别滴加不同浓度的总皂甙
液至满。每个浓度重复 3次 。将滴加药液的平皿置
37 ℃或 29 ℃恒温培养箱中培养 18 ～ 24 h ,取出观察
钢管周围细菌或真菌生长情况 ,无细菌或真菌生长
的最低总皂甙液浓度为最低抑菌浓度(MIC)[ 6] 。用
游标卡尺测量抑菌圈直径。
4　结果与讨论
4.1　海星皂甙化合物的定性检测
　　定性检测结果如表 1 ,推断出:从多棘海盘车中
提取的有效成分为皂甙化合物。
表 1　海星粗皂甙定性检测结果
Table 1　The result of qualitative test on saponins from Asterias amurensis
反应试剂 反应现象 结果讨论
Molish反应 两液层的交界面产生紫红色环 含有糖或甙类
Salkowski反应 两界面出现绿色荧光 含有甾体或三萜
Carr-Price反应 在紫外灯下滤纸出现黄色荧光 含有甾体
Resen-Heimer 反应 滤纸上显红色斑点 ,渐变为紫色 可能是甾体皂甙
Libermann-Buehard反应 颜色变化:黄-红-绿 ,放置 24 h后绿色褪去 含有甾体皂甙
泡沫试验 产生持久性泡沫 含有皂甙成分
硫酸基鉴定试验 滤纸上呈现黄斑 ,于紫外荧光灯下显明显的荧光 可能含有硫酸基团
沉淀反应 白色沉淀产生 含有甾体皂甙
　　皂甙的显色反应所用的试剂多属于酸类 ,反应
机理尚不完全清楚 ,显色时呈现多种不同的颜色 ,借
显色反应检识皂甙只是一个定性分析 ,往往有例外 ,
但在多数情况下对其鉴定能够提供一定的参考[ 7] 。
4.2　多棘海盘车皂甙体外抑菌试验的测定结果
　　海星皂甙液对 4种细菌和 4种真菌的生长抑制
作用见表 2和表 3。
　　同时 ,还对抑菌效果比较明显三种供试菌腊样
芽孢杆菌(Bc)、金黄色葡萄球菌(Sa)和黑曲霉(An)
分别进行了MIC的测定 ,结果如表 4。在皂甙液体
积相同的条件下 ,对上述三种供试菌的抑菌圈直径
大小随皂甙液浓度不同而变化的结果如图 2 、图 3
和图 4所示 ,变化趋势如图 5所示 。
表 2　不同浓度的皂甙液对细菌生长的抑制
Table 2　Antibacteria activities of different concentration of saponins
from Asterias amurensis
供试细菌
Strains
皂甙液浓度Concentration of saponins(mg/mL)
100 50 25 12.5 10 6.3 3.2 1
大肠杆菌
Escherichia coli
- - - - - - - -
枯草芽孢杆菌
Bacillus subti lis - - - - - - - -
腊样芽孢杆菌
Bacillus cereus
+ + + + - - - -
金黄色葡萄球菌
Staphylococcus aureus
+ + + + + - - -
　　注:“ +”表示:抑菌;“ -”表示:有细菌生长
　　Note:“ +” stands for ant i-bacteria;“ -” stands for growth of bacteria
表 3　不同浓度的皂甙液对真菌生长的抑制
Table 3　Anti-fungal activities of different concentration of saponins
from Asterias amurensis
供试细菌
St rains
皂甙液浓度 Concent ration of saponins(mg/mL)
100 50 25 12.5 10 6.3 3.2 1
啤酒酵母
Saccharomyces cerevisiae
- - - - - - - -
青霉
Penici llium sp. - - - - - - - -
黑曲霉
Aspergillus niger
+ + + + + - - -
根霉
Rhizopus oryzae
- - - - - - - -
　　注:“ +”表示:抑菌;“ -”表示:有细菌生长
　　Note:“ +” stands for anti-bacteria;“-” stands for growth of bacteria
表4　海星总皂甙液对供试菌的最低抑菌浓度
Table 4　The result of M IC of saponins against tested bacteria and
fungi
菌种
Strain
最低抑菌浓度(mg/mL)
Concentration
腊样芽孢杆菌 Bacillus cereus 12.5
金黄色葡萄球菌 S taphylococcus aureus 10
黑曲霉 Aspergillus niger 10
2852005　Vol.17　No.3 刘文杰等:多棘海盘车皂甙抗菌活性研究 　
图 2　腊状芽孢杆菌的 MIC 测定
Fig.2　Determination of MIC against Bacillus cereus
图 3　金黄色葡萄球菌的MIC测定
Fig.3　Determination of MIC against Staphylococcus aureus
图 4　黑曲霉的MIC测定
Fig.4　Determination of MIC against Aspergillus niger
图 5　抑菌圈直径随皂甙液浓度的变化趋势
Fig.5　The changing trend on circle of inhibition of different
concentration of saponins against bacteria and fungi
　　从图 4中我们发现 ,抑菌圈边缘出现不光滑现象 ,
主要可能由检测液不纯造成。由于海星总皂甙含有多
种不同的皂甙 ,所以每种皂甙对黑曲霉的最低抑菌浓
度(MIC)也不同 ,从而导致在形成抑菌圈的过程中 ,可
能出现抑菌圈边缘不清晰。从表 4中 ,可以看出MIC
普遍偏高 ,这可能是海星总皂甙的纯度不高所致。
通过体外抗菌实验我们还可以看出:海星皂甙对
金黄色葡萄球菌均有较强的抗菌能力 ,一方面为今后
用于开发治疗皮肤溃烂感染及化脓性炎症的新药获
得了有用的依据;另一方面 ,目前由于金黄色葡萄球
菌对青霉素的耐药菌株高达 90%以上[ 8] ,利用海星总
皂甙开发抗菌药物 ,也为我们解决金黄色葡萄球菌耐
药性问题提供了一个重要的途径。
黑曲霉虽然在食品和医药上有重要应用 ,但对粮
油的危害也存在。它的次生代谢所产生的毒素(黄曲
霉素 、Bl或单端孢菌毒素)可通过损伤皮肤而产生癌
肿。因此防止黑曲霉滋生也是食品生产中一个十分
值得注意的问题。从图5中可以发现 ,本实验所制备
的海星皂甙在相同剂量的条件下对黑曲霉的抑菌效
果明显高于对其它两种细菌;从表 3中我们还可以发
现 ,海星总皂甙对啤酒酵母 、青霉 、根霉均没有明显的
抑制作用 ,这就说明了海星总皂甙不仅对黑曲霉的生
长有着较强的抑制作用 ,而且这种抑制作用具有一定
的专一性。
最后 ,从表 2和表 3中我们还可以看出:海星体
内的皂甙类化合物不论对细菌还是真菌的生长都具
有选择性抑制作用 。但究竟多棘海盘车皂甙中哪一
种皂甙化合物对哪一类菌株或真菌具有抑菌活性以
及它们的抑菌机理尚有待进一步研究 。
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