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海南两种江蓠不同提取物的抗菌活性

2015-07-02陈惠兰陈雨田罗先群王新广

化学与生物工程 2015年2期
关键词:石油醚海藻乙酸乙酯

杨 璐,蔡 寅,姚 帅,陈惠兰,陈雨田,王 捷,罗先群,王新广

(海南大学海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南海口 570228)

海南两种江蓠不同提取物的抗菌活性

杨 璐,蔡 寅,姚 帅,陈惠兰,陈雨田,王 捷,罗先群,王新广

(海南大学海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南海口 570228)

以4种细菌,大肠埃希菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus Rosenbach)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和4种真菌,白色念珠菌(Candida albicans)、番木瓜炭疽菌(Colletotrichum papayae P.Henn)、芒果炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)、芒果蒂腐菌(Dothiorella dominicana)作为供试菌,用圆形纸片法对海南2种江蓠(海南江蓠和细基江蓠)的乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取物进行抗菌活性比较研究。结果表明:2种江蓠提取物均具有较为广谱的抗菌能力,且不同提取物的抗菌活性物质、抗菌活性和范围不同,海南江蓠的抗菌效果优于细基江蓠。

江蓠提取物;海南江蓠;细基江蓠;抗细菌;抗真菌

海洋与陆地的生境截然不同,使得海洋各种生物之间有着密切相关的生态关系,其中的生物活性物质和化学防御机制起着重要作用。海藻是生长在海洋中的低等隐花植物,也是海洋食物链的基础。为了抵抗海洋生物的大量吞食、维护自身的生存繁衍,海藻大多能产生一些化学结构新颖、伴有多种杂原子取代、生理活性独特的化学防御物质。对海藻天然活性物质的研究正日益受到人们的关注,研究者已从海藻中分离提取出多种具有抗肿瘤、抗病毒、抗细菌、抗真菌、细胞毒和拒食杀虫活性的天然活性物质[1-5]。海藻中具有抗菌作用的化合物主要是脂类、酚类、倍半萜类、多糖类、卤代化合物、含硫化合物、吲哚和甾体类等活性物质[6-11]。由于一些人类病原菌对抗生素的耐药性不断增强,而海藻不同溶剂提取物能够抑制许多食物腐败菌及条件腐败菌的生长、对动植物病原菌具有杀灭作用,因此,从海洋藻类的活性物质中找寻结构新颖、更具抗菌生物活性的新药成为研究热点。

江蓠为红藻门 (Rhodophycophyta)、红藻纲(Florideophyceae)、杉藻目 (Gigartinales)、江蓠科(Gracilariaceae)、江蓠属(Gracilaria)海藻。海南江蓠枝条细小,是亚热带红藻,主要产地是中国海南及越南;细基江蓠在我国主要分布于海南岛,也是海南海藻栽培的主要产品,生长快,产量高,发展潜力大,制取的琼胶被广泛应用于食品工业和医药卫生工业,经济价值极为显著。鉴于目前国内对细基江蓠抗真菌研究鲜有报道及海南江蓠抗真菌、抗细菌研究还未见报道,作者在此对海南2种江蓠的乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取物进行抗菌活性比较研究,以期发现有生物活性的先导化合物,为进一步研究和开发利用江蓠奠定基础。

1 实验

1.1 材料

海南江蓠(Gracilaria hainanensis),采集于海南文昌;细基江蓠(Gracilaria tenuistipctata),采集于海南海口。

供试细菌:大肠埃希菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus Rosenbach)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),均由海南大学生物工程系提供。

供试真菌:白色念珠菌(Candida albicans)、番木瓜炭疽菌(Colletotrichum papayae P.Henn)、芒果炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)、芒果蒂腐菌(Dothiorella dominicana),均由海南大学生物工程系提供。

1.2 方法

1.2.1 江蓠提取物的制备及预处理

2种江蓠采集后,观察藻体的形态学特征,并进行物种鉴定。

挑除藻中杂物,清洗藻体表面盐分,于45℃烘干,粉碎,过40目筛,保存于干燥瓶中,备用。

取全藻粉末,用95%乙醇于50℃水浴提取3次,真空旋转蒸干溶剂,得乙醇粗提物浸膏。加10倍蒸馏水,搅拌,得到混悬液。按有机溶剂极性由小到大的顺序依次进行石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取,获得石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取物,分别真空旋转蒸干。

将各溶剂提取物配成0.1 g·mL-1溶液进行抗菌活性实验。

1.2.2 抗菌活性实验

采用圆形纸片法进行抗菌活性实验:用接种环从已经活化好了的菌种试管内刮取一环菌于5 mL的无菌水中,充分振荡摇匀后,得到菌悬液。取经高压湿热灭菌过的圆形滤纸片(直径为5 mm)浸渍于各提取物溶液中,两片准确重叠,待溶剂挥发后,贴于涂布细菌或真菌菌悬液的培养皿上,置于恒温培养箱中倒置培养(细菌37℃培养18~24 h;真菌28℃培养48~72 h)。测量抑菌圈直径,同时做空白对照实验,每个样品做3个平行样,结果取平均值。

2 结果与讨论

2.1 抗细菌活性比较研究

海南2种江蓠不同提取物的抗细菌活性见表1。

表1 海南2种江蓠不同提取物的抗细菌和抗真菌活性Tab.1 Antibacterial and antifungal activity of different extracts from two Hainan Gracilaria

由表1可看出:(1)海南2种江蓠不同提取物均具有较为广谱的抗细菌能力,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌作用。(2)细基江蓠的乙酸乙酯和正丁醇提取物对4种受试细菌均有抗菌作用,其中细基江蓠石油醚提取物对金黄色葡萄球菌的抗菌作用最强。(3)海南江蓠的乙醇、石油醚、乙酸乙酯提取物对4种受试细菌均有抗菌作用,乙醇提取物的抑菌圈直径最大,石油醚提取物次之,说明海南江蓠乙醇提取物和石油醚提取物对受试细菌的抑制作用最强。(4)海南江蓠抗菌效果总体优于细基江蓠。(5)细基江蓠乙醇提取物对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌无抗菌活性,但经过石油醚、乙酸乙酯萃取后,却出现了抗金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的活性,这可能是由于乙醇提取物中多种成分共同起作用或者具有抗菌活性的功能基团被其它化合物屏蔽了的缘故[6]。徐年军等[12]曾报道通过薄层层析分离、刮取特征带分析,可检测到粗提物中被屏蔽的低活性组分。可见,不同江蓠使用不同的有机溶剂提取得到的活性物质及其抗菌能力是不同的。

2.2 抗真菌活性比较研究

海南2种江蓠不同提取物的抗真菌活性见表1。

由表1可看出:(1)2种江蓠不同提取物均具有较广谱的抗真菌能力,但抗菌范围与抗菌能力不同,海南江蓠的抗菌效果总体优于细基江蓠。(2)2种江蓠乙醇提取物对同种供试真菌的抑菌圈直径均最大,说明2种江蓠乙醇提取物对受试真菌的抑制作用最明显。

此外,海南江蓠石油醚提取物能使番木瓜炭疽菌的菌丝生长稀疏,但最外围较为茂密;番木瓜炭疽菌的菌丝生长对海南江蓠乙醇提取物敏感并且受抑制后产生清晰的抑菌圈。倒置显微镜下观察发现,海南江蓠乙醇提取物对番木瓜炭疽菌孢子的萌发有抑制作用。细基江蓠乙醇提取物、乙酸乙酯提取物对芒果炭疽菌有微弱的抑制活性,产生的抑菌圈不明显。

2.3 讨论

(1)海南2种江蓠一年四季均能生长,但抗菌实验表明,抗菌活性最强的是夏季季风期。这是因为,江蓠在此季节可分泌相比于冬季更多的抗菌活性物质。

(2)本实验是在体外的培养皿内完成的,需要进一步在活体实验中验证。

(3)江蓠抗菌活性物质种类繁多,不同的物质有不同的抗菌能力和范围。本实验仅对4种细菌和4种真菌进行了抗菌活性研究,在抗菌活性物质筛选中应该进一步扩大筛选的靶目标。

(4)本实验研究的是不同溶剂提取物的抗菌活性。可采用硅胶柱层析、凝胶Sephadex LH-20柱层析、制备薄层层析和高效液相色谱等技术手段分离、纯化海南2种江蓠化学成分,得到单体化合物,为抗菌活性研究奠定基础。

3 结论

以4种细菌和4种真菌作为供试菌,用圆形纸片法对海南2种江蓠(海南江蓠和细基江蓠)的乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取物进行抗菌活性比较研究。结果表明:2种江蓠提取物均具有较为广谱的抗菌能力,且不同提取物的抗菌活性物质、抗菌能力和范围不同,海南江蓠的抗菌效果优于细基江蓠。为热带植物病原真菌和细菌病害的防治提供了新的参考。

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Antibacterial Activity of Different Extracts from Two Hainan Gracilaria

YANG Lu,CAIYin,YAO Shuai,CHEN Hui-lan,CHEN Yu-tian,WANG Jie,LUO Xian-qun,WANG Xin-guang
(Key Laboratory of Ministry of Education for Application Technology of Chemical Materials in Hainan Superior Resources,Hainan University,Haikou 570228,China)

Four kinds of bacterium(Escherichia coli,Staphylococcus aureus Rosenbach,Bacillus subtilis,Pseudomonas aeruginosa)and four kinds of fungus(Candida albicans,Colletotrichum papayae P.Henn,Colletotrichum gloeosporioides,Dothiorella dominicana)were used as the test bacteria,the antibacterial activities of extract of ethanol,petroleum ether,ethyl acetate,n-butanol from two Hainan Gracilaria(Gracilaria hainanensis,Gracilaria tenuistipctata)were studied by circular papermethod.Results showed that,two kinds of Gracilaria extract both had more broad-spectrum antibacterial activities,and antibacterial active substances,antibacterial activities and range of different extractwere different,the antibacterial efficiency of Gracilaria hainanensis was better than that of Gracilaria tenuistipctata.

Gracilaria extract;Gracilaria hainanensis;Gracilaria tenuistipctata;antibacterial;antifungal

Q 949.2 R 931.1

A

1672-5425(2015)02-0040-03

10.3969/j.issn.1672-5425.2015.02.010

海南省自然科学基金资助项目(213013),2013年度中西部高校提升综合实力工作资金“大学生创新创业训练计划”资助项目

2014-10-11

杨璐,女,云南昆明人;通讯作者:王新广,副教授,研究方向:生物化工,E-mail:xg-wang@163.com。

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