2008年第6期 牛蒡子提取物体外抑茵作用的研究 孙 佳,王学英 ,臧 楠,石成林,李 群,陈 丹 (沈阳农业大学生物科学技术学院,辽宁沈阳110161) 摘要:用体积分数为7O 的乙醇溶液提取牛蒡子,然后用滤纸片法测定提取液对病原茵的抑制作 用,用二倍稀释法确定提取液的最低抑茵浓度(MIC),并进一步研究提取液的热稳定性。结果表 明,牛蒡子乙醇提取液对柞蚕链球菌、金黄色葡萄球菌、番茄早疫病菌和小麦赤霉病菌等有比较明 显的抑制效果,而对玉米小斑病菌和玉米弯孢病菌没有抑制作用。提取液对柞蚕链球菌的最低抑 茵浓度为0.125g/L,蜡质芽孢杆菌为0.250g/L,苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌 为0.500g/L,乳酸茵为1.000g/L,大肠杆菌、番茄早疫病菌为2.000g/L,小麦赤霉病菌、柞蚕白僵 病菌、葡萄白腐病菌、谷子白发病菌、烟草赤星病菌、毛霉以及水稻恶苗病菌为4.000 g/L。热处理 对提取物的抑茵效果无显著影响(P>0.05)。 关键词:牛蒡子;乙醇提取液;抑茵活性 中图分类号:¥482.2 92 文献标识码:A 文章编号:1004—3268(2008)06—0074一O4 Antifungal Activity in vitro of Arctium Ethanol Extract SUN Jia,WANG Xue—ying ,ZANG Nan,SHI Cheng—lin,LI Qun,CHEN Dan (College of Biotechnology,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China) Abstract:The antimicrobial activities of arctium extract with 70 ethanol were studied in the paper.The result showed that the extract had significant antifungal effect against Streptococcus pernyi,S 口p^ Z0c0cc“s ureus,Alternaria solani and Fusarium graminearum,but had no effect on Helminthosporium maydis and Curvularia lunata.The MIC of extract was 0.125 g/L to Strepto— COCCUS pernyi,0.250 g/L to Bacillus cereus,0.500 g/L to Bacillus thuringiensis,Bacillus cereus and S 口p^ Z0c0cc“s ureus,1.000 g/L to Lactobacillus acidophilus,2.000 g/L to Escherichia coli and Alternaria solani,and 4.000 g/L to Fusarium graminearum,Beauveria bassiana,Coniella diplodiella,Sclerospora graminicola,Mucor,Alternaria alternata and Cibberella fujikuroi. Heat treatment had no significant effect on the antimicrobial activities of arctium extract. Key words:Arctium;Alcohol extract;Bacteriostatic activity 近年来,化学农药带来的环境污染和残留问题 新型生物制剂,并将其应用于医药卫生、生物农药等 已引起人们的广泛关注,研究开发安全无害、无毒副 领域有着重要的意义。 作用的生物农药已成为保护生态环境、发展绿色农 牛蒡子为菊科植物牛蒡(Arctium lappa L.)的 业的关键措施之一。此外,在细菌对抗生素的耐药 干燥成熟果实,又称为恶实、大力子、蝙蝠刺、夜叉头 性逐渐增强而新的抗生素又很难发现的今天,分离 等[1]。牛蒡过去为野生植被,现已有人工栽培,全国 提纯传统中药中的抗菌物质,研究开发高效、环保的 大部分地区均有产出,资源丰富。 收稿日期:2008一O1—22 基金项目:辽宁省科技攻关项目(20012088) 作者简介:孙佳(1982一),女,辽宁锦州人,在读硕士研究生,研究方向:生物制药研究。 通讯作者:王学英(1951一),男,辽宁大连人,教授,博士,主要从事生物制药研究。 74 · 维普资讯 http://www.cqvip.com
河南农业科学 现代药理学研究发现,牛蒡中所含的主要成分 木脂素类化合物具有抗流感病毒、抗HIV病毒、抗 1.3 试验万法 1.3.1 牛蒡子提取液的制备 称取牛蒡子药材 肿瘤、改善肾脏代谢功能、降血压、抗菌等多种生理 活性 ]。此外,有资料记载,牛蒡子对金黄色葡萄 球菌、肺炎双球菌以及多种致病性真菌有不同程度 40 g,磨碎,过筛(筛孔径为0.45 mm),先置于索氏 提取器中用石油醚于90℃下抽提至无色,然后放入 65。C的水浴锅中,以8倍量体积分数为70 的乙醇 回流提取3次,每次1 h,合并3次回流液,用旋转蒸 发仪浓缩,使质量浓度达到2.000 g/L,即得牛蒡子 的乙醇提取液l5j。 的抑制作用 “],但尚未见有详细的研究报道。 鉴此,研究了牛蒡子提取液对17种致病菌的抑 菌谱、最低抑菌浓度以及热处理对牛蒡子提取液抑 菌效果的影响等,旨在为研制抑菌生物制剂提供 1.3.2菌株菌液的制备 依据 1材料和方法 1.1 试验材料 1.1.1牛蒡子购于同仁堂大药房。 1.1.2主要药品 无水乙醇、石油醚、甲醇等试剂 均为分析纯试剂。 1.1.3供试菌种大肠杆菌(Escherichia coli)、金 黄色葡萄球菌(S£n ^ Z0c0cc“5 ureus)、枯草芽孢杆 菌(Bacillus cereus)、柞蚕链球菌(Streptococcus pernyi)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、 乳酸菌(Lactobacillus acidophilus)、蜡质芽孢杆菌 (Bacillus cereus)、玉米小斑病菌(Helminthospori一 “m maydis)、玉米弯孢病菌(Curvularia lunata)、 番茄早疫病菌(Alternaria solani)、小麦赤霉病菌 (Fusarium graminearum)、柞蚕白僵病菌(Beau- veria bassiana)、葡萄白腐病菌(Coniella diplodiel— la)、谷子白发病菌(Sclerospora graminicola)、烟草 赤星病菌(Alternaria alternata)、毛霉(Mucor)、水 稻恶苗病菌(Cibberella fujikuroi)。以上菌种由沈 阳农业大学微生物教研室提供,常规保存,用前 活化。 1.1.4 培养基 马铃薯培养基(PDA):马铃薯 200g,葡萄糖10~20 g,琼脂17~20 g,磷酸二氢钾 1 g;细菌培养基(LB):胰蛋白胨10 g,氯化钠10 g, 琼脂15~20g,酵母提取物5 g;牛肉膏蛋白胨培养 基:胰蛋白胨10g,牛肉膏8g,酵母提取物3 g,葡萄 糖10g,氯化钠5 g,磷酸二氢钾1.5 g,硫酸镁0.2 g, 硫酸锰0.5 g,琼脂15~20g。 以上各培养基按配方配好后,调pH值,定容至 1 000 mL,121uC高压灭菌20min备用。 1.2 主要仪器 恒温水浴锅、旋转蒸发仪、电子分析天平、无菌 操作台、恒温振荡培养箱、高压灭菌锅、紫外分光光 度仪、血球计数器、台式高速冷冻离心机。 1.3.2.1供试菌株的准备 在无菌室中将供试菌 种接入相对应的试管斜面培养基上,细菌置37 C恒 温培养箱内培养24h;真菌置25℃恒温培养箱内培 养48 h,之后将其置于4'C冰箱冷藏备用。 1.3.2.2 菌悬液的制备 用接种环挑取少许菌体 于装有10 mI 无菌水的试管中,制成菌悬浮液。用 血球计数器计数,调整菌悬浮液的浓度至含孢子或 菌体为10。个/L的菌液。 1.3.3 比浊法测定提取液抑菌活性 选取大肠杆 菌、金黄色葡萄球菌和柞蚕链球菌3种比较常见且 较易培养的细菌为供试菌种。取对数生长期的细菌 菌液,3 000 r/min离心10min,弃上清,无菌、冰浴, 加pH 6.5磷酸缓冲液洗涤、稀释,使OD 。为0.3~ 0.5,取提取液与菌液共育(体积比为1:10),以未 加提取液的菌液为对照,将共育液和对照液分别作 用10 min,20 min,30 min,40 min,50 min后分别测 定OD值。比活力:(()D—OD。)/OD。(比活力的单 位为U/mg;OI)o为初始的吸光值;OD为作用一定 时间后的吸光值)。 1.3.4滤纸片法 测定提取液抑菌活性 把已配 好并经过高压蒸汽灭菌的各种固体培养基融化后分 别倒入已灭菌的培养皿中制成平板,将各供试菌悬 液取0.5mL至凝固好的无菌平板上,用无菌三角 耙涂布均匀。取直径10mlTl的灭菌滤纸片放人牛 蒡子提取液中浸泡过夜,用无菌镊子取含有提取液 的滤纸片贴在含菌平板上,每皿4片,每菌做3次重 复。细菌置37℃恒温培养箱内培养24h,真菌置 25℃恒温培养箱内培养48h,测量滤纸片的抑菌圈 直径,比较抑菌效果,结果求平均值。 1.3.5最低抑菌浓度(MIC)的测定 采用二倍稀 释法 ],将牛蒡子提取液用无菌蒸馏水进行倍比稀 释,制备浓度为4.000 g/I ,2.000 g/I ,1.000g/I , 0.500 g/L,0.250 g/L和0.125 g/I 的稀释液。用 无菌吸管分别吸取2 mL稀释液加入到无菌培养皿 中,然后每皿倒入15~20mI PDA培养基,充分混 75 · 维普资讯 http://www.cqvip.com
2008年第6期 匀,静置凝固后,制成含样品平板。在平板内加入 0.5 mL菌悬液,用无菌三角耙涂布均匀,细菌置 37℃恒温培养箱内培养24h,真菌置25℃恒温培养 箱内培养48h,观察各种菌的生长情况。另取一相 同的稀释系列,不接种任何菌作为对照,以完全没有 菌生长的最低提取物浓度为该提取物的最低抑菌浓 度。每个浓度及对照均设3个重复。 1.3.6不同温度处理对牛蒡子提取液抑菌效果的 影响[7] 取牛蒡子提取液分别置于4O℃,6O℃, 8O℃,100℃水浴处理30min,以原液为对照。用滤 纸片法测定处理前后样品的抑菌效果,每个温度处 理及对照均设3个重复。 2结果与分析 2.1提取液的抑茵效果 图I 牛蒡子提取液对3种细菌的杀菌活力 时间(min) 2.1.2抗菌物质的抑菌谱 由表1可知,牛蒡子提 取液对大部分病原菌具有抑制作用,并且对细菌的 抑制效果要好于真菌,其中对柞蚕链球菌、蜡质芽孢 杆菌的抑菌作用最明显,抑菌圈直径达到15mm以 上;对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢 杆菌、番茄早疫病菌和小麦赤霉病菌也比较明显,抑 菌圈直径在13 mm以上;对乳酸菌、大肠杆菌、毛 2.1.1提取液的杀菌活力 由图1可知,牛蒡子提 取液对3种供试菌的作用在30rain内随着时间的 延长,抑菌效果明显增强,30 min后,oD值变化不 (暑曼n)R蚂丑 明显,柞蚕链球菌和金黄色葡萄球菌镜检无菌体存 在,涂平板后无菌落,大肠杆菌有稀疏菌落,可见提 5 4 仉 3 2 仉 1 霉、烟草赤星病菌、谷子白发病菌、葡萄白腐病菌、柞 蚕白僵病菌以及水稻恶苗病菌也有抑菌效果,抑菌 圈直径为1Imm左右;而对玉米弯孢病菌、玉米小 斑病菌没有明显的抑菌效果。 O 取液对细菌的抑制作用主要发生30 airn内,且其对 柞蚕链球菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果比对大肠 杆菌强,此结果与抑菌圈法一致[5]。 表I 牛蒡子提取液对部分病原菌的抑茵作用 病原菌种类 柞蚕链球菌Streptococcus pernyi 蜡质芽孢杆菌Bacillus cereus 枯草芽孢杆菌Bacillus cereus 金黄色葡萄球菌S£口 j,z0f0ff“s ureus 抑菌效果 卅卅 病原菌种类 烟草赤星病菌Alternaria alternata 谷子白发病菌Sclerospora graminicola 葡萄白腐病菌Coniella diplodlella 柞蚕白僵病菌Beauveria bassiana 抑菌效果 + + + +/一 _卜+ _卜+/一 苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis 乳酸菌Lactobacillus acidophilus _卜+/一 + 水稻恶苗病菌Cibberella fuj ikuroi 玉米弯孢病菌Curvularia lunata + 一 大肠杆菌Escherichia coli 毛霉Mucor +/一 +/一 玉米小斑病菌Helminthosporium maydis 小麦赤霉病菌Fusarium graminearum 一 _卜+ 番茄早疫病菌Alternaria solani 注:卅-H- :d≥15;_卜+:13≤d<15;+:I1≤d<13;一:抑菌效果不明显;+十/一:13≤d<I5或者抑菌效果不明显;+/一:I1≤d<13或者 抑菌效果不明显;d为抑菌圈直径(mm)。表2同 2.2提取液对各种供试茵的最低抑茵浓度 用。从表2还可以看出,牛蒡子提取液对细菌的最 由表2结果可知,牛蒡子提取液对柞蚕链球菌 的最低抑菌浓度为0.125g/L,对蜡质芽孢杆菌的最 低抑菌浓度为0.250g/L,对苏云金芽孢杆菌、枯草 低抑菌浓度低于对真菌的最低抑菌浓度,说明牛蒡 子提取液对细菌的杀菌作用要好于真菌,杀灭真菌 时需用较大浓度的药液。 芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度为 0.500g/L,对乳酸菌的最低抑菌浓度为1.000g/i , 2.3 不同温度处理对牛蒡子提取液抑茵作用的 影响 对大肠杆菌、番茄早疫病菌的最低抑菌浓度为 2.000g/L,对小麦赤霉病菌、柞蚕白僵病菌、葡萄自 腐病菌、谷子白发病菌、烟草赤星病菌、毛霉以.Tk 稻恶苗病菌的最低抑菌浓度为4.000g/L,提取液对 玉米弯孢病菌和玉米小斑病菌没有明显的抑制作 如图2所示,牛蒡子提取液经过不同温度热处 理后对柞蚕链球菌的抑制效果影响不大,各温度之 间抑菌圈差异不显著(P>O05),说明牛蒡子提取 液有较好的热稳定性76 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 河南农业科学 一星一 ]亘日褪最 5 O 5 O O 圈 ∞ ∞ 圉 菌剂的研究带来了一定的难度。因此,在抑菌活性 物质筛选[8 明中,应采用多种方法有机结合。本试 验目前只是进行了体外的离体试验,初步测定了牛 蒡子乙醇提取液的抑菌活性,但其杀菌作用机理还 有待进一步研究。此外,作为生物杀菌制剂,尚需进 步进行盆栽以及大田作物的杀菌试验,验证牛蒡 100 子提取液在离体、活体条件下均有抑菌活性,以利于 进一步开发利用。 注:以柞蚕链球嗣为指不菌,浓度为1×10 cfu/mI 图2热处理对牛蒡子提取液抑茵效果的影响 参考文献: 3结论与讨论 [1] 肖培根.新编中药志[M].北京:化学工业出版丰十, 2002:48. 1)在本试验条件下,牛蒡子提取液对7种细菌 和8种致病真菌均具有一定的抑制作用,并且对细 菌的抑制效果要好于真菌。被抑制的病原菌中既有 革兰氏阳性菌也有革兰氏阴性菌;既有球菌也有杆 [2] 龚又明,刘利根,宋科峰,等.牛蒡子的研究进展[J].海 峡药学,2005,17(4):1—4. [3] 任常胜,朱庆龄.牛蒡子的研究概况[J].中国民族医药 杂志,2003,12(增刊):36—39. [4]郝林华,陈靠山,李光友.耐盐植物牛蒡的研究进展与 应用[J].海洋科学,2004,28(5):69—72. [5]周邦靖.常用中药的抗菌作用及其测定方法[M].重 庆:科学技术出版社重庆分社,1987:289—306. 菌;既有细菌又有真菌,说明牛蒡子提取液具有高效 广谱的抑制作用。 2)研究结果表明,牛蒡子提取液对大肠杆菌以 外的其他细菌的最小抑菌浓度都小于1.000 g/i ,对 大部分真菌的最小抑菌浓度也都小于4.000 g/L,其 [6]李传仁,严赞开.龙柏叶提取物对食品抑菌作用研究 [J].安徽农业科学,2005,33(2):294—299. [7]吴传茂,吴周和,曾莹,等.从植物中提取天然防腐剂的 研究[J].食品科学,2000(5):24—27. [8]倪长春,沈宙,顾必文,等.杀菌剂生物活性筛选离体活 体兼顾的重要性[J].浙江化工,2000,31(增刊):61—64. [9] 张穗.杀菌剂生物测定技术[J].植物保护,1999,25 (3):35—37. 中对柞蚕链球菌的最低抑菌浓度仅为0.125 g/i ,而 对玉米弯孢病菌和玉米小斑病菌的抑制作用不佳, 无法测出最低抑菌浓度。 3)热处理对牛蒡子醇提取液的抑菌效果无显 著影响(P>0.05)。 4)目前开发新型杀菌剂的重要途径之一是从 植物中寻找生物活性物质,但植物体在生长过程中 能够产生各种各样的次生代谢产物,这为植物源杀 Elo]祁之秋,王英姿,夏敏,等.拮抗细菌R26发酵滤液对 灰葡萄孢菌的抑菌活性研究[J].河南农业科学,2007 (1 2):81—82. 77 ·
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