植物源有效成分抑菌活性及机理研究进展
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安徽农学通报,Anhui Agri,Sci,Bull,2019,25(11)紫茎泽兰对植物病原菌的抑制作用研究进展姚秉富李明霞孙雨晴肖鹏荆晶李强*(湖南农业大学农学院,湖南长沙410128)摘要:该文综述了近些年紫茎泽兰在植物病原菌抑制作用方面包括化学成分、抑菌活性和抑菌机理的研究进展,并展望了紫茎泽兰作为植物源农药的开发前景。
关键词:紫茎泽兰;植物病原菌;化学成分;抑菌活性;抑菌机理中图分类号S451文献标识码A文章编号1007-7731(2019)11-0087-3Study on the Inhibitory Effect of Eupatorium adenophorum on Plant PathogensYao Bingfu et al.(College of Agronomy,Hunan Agricultural University,Changsha410128,China)Abstract:In this paper,the chemical constituents,bacteriostatic activity and bacteriostatic mechanism of Eupatori⁃um adenophorum on the inhibition of plant pathogenic bacteria in recent years were reviewed,and the development prospect of Eupatorium adenophorum as botanical pesticide was prospected.Key words:Eupatorium adenophorum;Plant pathogen;Chemical constituents;Bacteriostatic activity;Bacteriostatic mechanism紫茎泽兰为菊科泽兰属多年生植物,是一种世界性的恶性杂草。
博落回抑菌活性成分的研究博落回(Macleaya cordata(Willd.)R.Br.),罂粟科博落回属植物,具有镇静止痛、抗肿瘤、抗菌杀虫等功效。
研究表明,博落回中含有生物碱、黄酮、萜类、甾体挥发油等多种化学成分,其中主要的生物活性成分为异喹啉类生物碱。
本研究采用活性追踪法研究博落回全草中的抗菌活性成分,为开发新型植物源杀菌剂提供了一定的理论指导。
论文取得如下主要结果:1.采用乙醇超声提取(固液比10:1),粗提物平均提取率为20.7%。
2.以25%甲醇水溶液溶解粗提物,采用不同溶剂对粗提物进行萃取,极性依次增大,最终得到石油醚相(P)、氯仿相(C)、正丁醇相(B)和水溶物(W)4种萃取物,其中,石油醚相含量最高,正丁醇相含量最低。
3.在2 mg/mL浓度下,分别测定了粗提物及4种萃取物对12种植物病原真菌的抑制活性。
试验表明,氯仿相和正丁醇相的平均抑制率高于粗提物、石油醚相和水溶物。
4.通过硅胶柱层析对氯仿相和正丁醇相梯度洗脱,洗脱梯度为氯仿:甲醇=20:1、10:1和1:2(V/V),对应组分为C1,C2,C3;正丁醇相的洗脱梯度为氯仿:甲醇=10:1、5:1和0:1(V/V),对应组分为B1,B2,B3。
对上述组分进行了抑菌活性测评,试验表明,C1,C2和B1,B2具有较强的抗菌活性。
5通过硅胶柱色谱和薄层制备从活性组分(C1,C2和B1,B2)中分离出了7种单体化合物,利用化学分析、薄层检测及NMR波谱技术对其进行结构鉴定:BLH-1(二氢血根碱),BLH-2(二氢白屈菜红碱),BLH-3(血根碱),BLH-4(白屈菜红碱),BLH-5(6-甲氧基二氢血根碱),BLH-6(原阿片碱),BLH-7(别隐品碱)。
6.测定了7种单体化合物对12种植物病原菌的抑制活性,抑菌试验结果表明:血根碱、白屈菜红碱和6-甲氧基二氢血根碱具有广谱抗菌性。
7.对正丁醇酸化后萃取处理,发现处理后的正丁醇相活性高于酸水相,认为正丁醇相中具有活性作用的是非生物碱成分。
天然抑菌剂来源及应用现状天然抑菌剂指的是从天然植物、动物和微生物中提取的具有抗菌活性的化合物或物质。
使用天然抑菌剂可以有效地抑制细菌、真菌和病毒的生长和繁殖,具有广泛的应用前景。
天然抑菌剂来源广泛,下面分别介绍几种常见的来源:1. 植物来源:许多植物具有抗菌活性的物质。
例如茶树油、薄荷油和丁香油等具有广谱抗菌活性,可用于消毒和防腐。
另外,许多中草药如金银花、黄连等也含有抗菌成分,可用于传统中药配方或做为口服药物。
2. 微生物来源:一些微生物本身具有产生抗菌物质的能力。
例如链霉菌和放线菌等土壤微生物可以产生一系列抗生素,如青霉素和头孢菌素等,被广泛用于临床和养殖行业。
此外,乳酸菌等益生菌也具有一定的抗菌作用,可用于食品加工和保健品制造。
3. 动物来源:一些动物体内含有具有抗菌活性的物质。
例如蜂蜜中含有过氧化氢和酸性物质,具有较强的抗菌作用。
另外,蜈蚣、蜘蛛等动物体表分泌的毒液中也存在一些具有抗菌和抗真菌作用的成分。
天然抑菌剂在生活中有广泛的应用。
下面介绍几个常见的应用领域:1. 食品加工:天然抑菌剂可以用于食品杀菌和保鲜。
例如,茶多酚可用于腐败食品的保鲜,丙酸和天然抗氧化剂可用于食品的防腐。
2. 医药领域:天然抑菌剂被广泛用于药物的研发和生产。
许多植物提取物或精油可以制成口服或外用的药物。
例如,广薄荷油和茶树油可以用于皮肤病的治疗。
3. 清洁产品:天然抑菌剂可用于清洁产品的生产。
例如,柠檬酸和醋酸可用于制作清洁剂,有效去除细菌和污垢。
4. 化妆品:一些天然抑菌剂可以用于化妆品的生产。
例如,白癜风中常用的黄芩提取物具有抗菌和抗炎作用,可以用于皮肤护理产品。
目前,天然抑菌剂的研究和应用都处于相对初级阶段。
由于天然抑菌剂取之于自然,相对于化学合成的化合物更加环保和安全。
然而,天然抑菌剂存在着原料来源不稳定、提取和纯化技术复杂、成本较高等问题。
此外,天然抑菌剂在抗菌效果和机理方面仍需进一步研究和探索。
总之,天然抑菌剂作为一种绿色环保的抗菌剂,具有广泛的应用前景。
植物源抗菌素的研究及其应用近年来,随着人们生活水平的提高和医学技术的不断进步,各种疾病得到的治疗也越来越好。
然而,由于过度使用化学合成抗生素,导致耐药性的增强,加剧了临床治疗的难度。
因此,研究植物源抗菌素并将其应用于疾病治疗中已成为当今抗菌素研究的热点和难点。
本文将从植物源抗菌素的研究、应用和前景三个方面详述植物源抗菌素的研究及其应用情况。
一、植物源抗菌素的研究现状植物源抗菌素是指从植物中萃取的具有较强杀菌活性的化合物。
目前已有多种植物源抗菌素被用于疾病治疗,如黄酮、生物碱、烯醇、多糖等。
其中,黄酮类化合物是目前应用较为广泛的植物源抗菌素之一。
黄酮类化合物具有明显的抗氧化、抗病毒、抗菌、抗炎和抗癌等多种生物活性。
在抗菌方面,黄酮类化合物可作用于细胞膜,破坏细胞膜结构或使其失去通透性,从而引起菌体内部环境紊乱,导致细胞死亡。
此外,还有一些植物中的生物碱和烯醇类化合物,也具有较强的抗菌作用。
二、植物源抗菌素的应用情况随着植物源抗菌素的研究逐步深入,其在医学领域中的应用也越来越广泛。
目前,已有多种植物源抗菌素被用于疾病治疗,如苦参碱、黄芩素、茶多酚、黄酮等。
以苦参碱为例,其具有较强的抑菌作用,并已应用于临床治疗中,可用于治疗呼吸道感染、肺结核、肝胆疾病等。
同时,植物源抗菌素在食品行业中应用也越来越广泛,如茶多酚、青蒿素、葵花素等可用于食品保鲜及防腐。
此外,植物源抗菌素还可用于农业领域,做为生物农药应用,以代替传统农药对环境的污染和副作用。
三、植物源抗菌素的前景展望植物源抗菌素研究和应用的发展前景不可估量。
一方面,植物资源广泛、来源多样延伸了植物源抗菌素的研究空间,通过提取、分离和纯化技术,植物中含有的抗菌素可以被迅速且高效地提取出来。
另一方面,植物源抗菌素在环保、健康、食品加工等领域的广泛应用也会促使植物源抗菌素的研究得到更广泛的应用和发展。
总之,随着对植物源抗菌素的深入研究和应用,未来一定会有更多更好的植物源抗菌素问世,成为挑战细菌的有效手段。
沙棘果油的提取及抑菌作用研究进展摘要:沙棘是医食两用植物,其富含沙棘果油是具有很高的经济价值和开发潜力。
本文主要对沙棘果油的提取工艺方法及药理作用进行综述,为沙棘的进一步开发研究提供参考。
关键词:沙棘果;沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)为胡颓子科、沙棘属落叶性灌木,又名黑刺、醋柳、酸刺、沙枣、酸刺柳等。
沙棘特性是耐干旱,抗风沙,可以在盐碱化土地上生存,被广泛用于水土保持。
中国是天然沙棘资源最丰富的国家,也是人工种植沙棘面积最大的国家。
沙棘在医药、保健、食品、化妆品等多方面也有着较高的开发利用价值[1]。
沙棘果为胡颓子科酸刺属的灌木或小乔木沙棘(Hippophae rhamnoides L.)的果实,具有抗心肌缺血、抗心律失常、抗血栓形成、降血糖、抗氧化、抗肿瘤、抗过敏、抑菌等药理作用,尤其是在治疗心血管疾病、抗氧化、抗肿瘤等方面的应用前景将更加广阔。
沙棘是医食两用植物,有很高的经济价值和开发潜力,《中国药典》、藏医名著《四部医典》中都对沙棘的功效有明确记载。
研究表明,沙棘果中含有十分丰富的维生素、脂类、多糖、氨基酸、挥发油、原花青素、黄酮类化合物、微量元素等营养成分,在食品、药品等领域的应用研究越来越多而备受关注[2]。
1沙棘果油的提取方法1.1压榨法其方法主要是借助机械压力将沙棘中的油脂压榨出来的一种方法。
该方法的优点有设备投资少,技术简单,操作简便安全,油脂清亮无其他杂质的残留。
缺点是在压榨过程中由于压力的升高,内摩擦增大,会使温度升高,所以要得到优质的沙棘果油,必须在压榨过程中将所产生的热量除去。
另一方面压榨法的出油率极低,原材料浪费严重,经过检测油脂中活性物质含量低,影响沙棘油的药用效果,降低了沙棘油的使用价值。
1.2溶剂提取法研究者采用响应面优化了正己烷-丙酮复合溶剂浸提沙棘油的提取条件,并对沙棘油的理化性质进行分析。
结果表明:最优条件为料液比1:14.02、粉碎度35.00目、正己烷:丙酮为6:4、浸提温度44.00℃、浸提时间1.84h,在该条件下沙棘油提取率为13.788%。
天然药物在抗感染治疗中的应用随着抗生素滥用和耐药性菌株的出现,人们对传统药物治疗感染病症的效果越来越持怀疑态度。
因此,天然药物作为一种潜在的抗感染治疗选择逐渐备受关注。
天然药物指的是从植物、动物、微生物等天然资源中提取的具有生物活性的化合物,其具有广泛的化学多样性和生物活性,对抗感染具有潜在的治疗作用。
本文将分析天然药物在抗感染治疗中的应用现状及相关研究进展,为未来天然药物在临床治疗中的应用提供参考。
一、天然药物的来源和分类天然药物的来源广泛,主要包括植物、动物和微生物三大类。
植物天然药物主要指从植物中提取得到的具有生物活性的化合物,如黄连、青霉素等;动物天然药物则是从动物身上提取得到的具有药理活性的成分,如蛇胆汁、鱼胶等;微生物天然药物则是从微生物中提取得到的具有生物活性的成分,如链霉素、青霉素等。
根据其来源的不同,天然药物可以分为植物药、动物药和微生物药三大类。
二、天然药物在抗感染治疗中的应用现状1. 植物药在抗感染治疗中的应用植物药是天然药物中应用最为广泛的一类,其具有广泛的药理活性和化学多样性,对多种感染病原体具有潜在的杀菌、抑菌作用。
例如,黄连、金银花等植物药均具有明显的抗菌活性,对细菌、病毒和真菌等感染病原体具有一定的抑制作用。
植物药中的有效成分主要包括生物碱、鞣质、黄酮、挥发油等,这些成分具有不同的药理活性,可用于抗感染治疗的研究和开发。
2. 动物药在抗感染治疗中的应用动物药是一类具有特殊药理活性的天然药物,其来源于动物身体的各个部位,如蛇胆、虫草等。
动物药具有独特的生物活性,对某些感染病原体具有显著的抑制作用。
例如,蛇胆中含有丰富的胆碱、生物硫化合物等成分,具有良好的抗菌活性,可用于治疗某些细菌感染病症。
因此,动物药在抗感染治疗中也具有一定的潜力和应用前景。
3. 微生物药在抗感染治疗中的应用微生物药是一类来源于微生物体内的具有生物活性的天然药物,如青霉素、链霉素等。
微生物药具有广泛的抗感染活性,可用于治疗多种感染病症。
伞形科两种植物化学成分和药理活性研究伞形科(Apiaceae)植物化学成分丰富,主要有香豆素类、精油、黄酮类、酚类、生物碱等。
伞形科植物具有多种应用价值,可作为药材、蔬菜、香料、农药等。
现已发现其多种化学成分具有很强的药理活性,其中抗菌活性成分备受关注。
多伞阿魏(Ferula ferulaeoides)是伞形科阿魏属植物。
该属药用植物作为传统中药被用于治疗神经障碍、炎症、消化紊乱、风湿症和关节炎等多种疾病。
现代药理研究表明,阿魏具有抗病毒、抗炎、杀虫、抗癌和抗菌等多种药理活性。
目前文献共报道多伞阿魏化学成分约55个多为倍半萜及其衍生物。
论文第一部分,以抗耐药金黄色葡萄球菌作用为主要活性指导,研究多伞阿魏化学成分,寻找具有抗耐药金黄色葡萄球菌或者协同抗菌作用的化合物,并对活性化合物构效关系和抗耐药菌机制(外泵抑制作用)进行研究。
同时,对多伞阿魏中分离到的天然产物进行了抗肿瘤,抗病毒和杀虫活性评价。
首先,采用GC-MS联用技术对多伞阿魏二氯甲烷部位化学成分进行分析测定,鉴定了其中34个化合物。
主要成分为萜类化合物,含量最高的成分为愈创木烷型倍半萜guaiol (37.01%)。
采用色谱分离技术从该部位分离纯化得到40个化合物,通过波谱解析等手段鉴定了34个化合物的结构(苯乙酮衍生物16个,香豆素13个,倍半萜5个):其中12个为新化合物(9-10,12-16,24-28),另有10个化合物(1-4,24,29-31,33-34)为首次从该植物中发现。
结合文献报导,对化合物生物演化途径进行了推导。
通过结构修饰得到了天然产物衍生物19个(F系列)。
本文对多伞阿魏中天然产物抗耐药金黄色葡萄球菌活性进行了重点研究。
研究中引入和部分使用了一种抗菌物质快速活性筛选方法—TLC-生物自显影法,并利用此方法从多伞阿魏中分离得到两个具有抗耐药金黄色葡萄球菌活性的化合物(5和11)。
采用微量肉汤稀释法对多伞阿魏中天然产物最低抑菌浓度(MIC)进行了测定,研究发现倍半萜类化合物没有抗耐药金黄色葡萄球菌活性。
抗菌肽的提取分离及抑菌机理研究进展一、本文概述抗菌肽,又称抗菌蛋白质或抗菌因子,是一类具有抗菌活性的多肽或蛋白质。
自20世纪80年代以来,抗菌肽因其独特的抗菌机制和广泛的应用前景,受到了全球科研人员的广泛关注。
本文旨在综述抗菌肽的提取分离技术以及其抑菌机理的最新研究进展。
文章首先对抗菌肽的定义、分类及其抗菌特性进行概述,接着详细介绍抗菌肽的提取分离方法,包括传统提取方法、现代生物技术提取方法以及新兴的纳米技术提取方法等。
随后,文章对抗菌肽的抑菌机理进行深入探讨,包括其直接杀菌作用、免疫调节功能以及与其他抗菌剂的协同作用等。
文章对抗菌肽的研究前景和应用领域进行展望,以期为抗菌肽的研究和开发提供有益的参考和启示。
二、抗菌肽的提取方法抗菌肽的提取和分离是抗菌肽研究的重要环节,其方法的选择和优化直接影响到最终产物的纯度和活性。
抗菌肽的提取方法主要包括物理法、化学法、生物酶解法以及近年来兴起的基因工程技术等。
物理法主要利用温度、压力、溶剂等因素对抗菌肽进行提取。
例如,通过控制温度和压力,利用超临界流体萃取技术可以从生物组织中提取抗菌肽。
这种方法具有提取效率高、对原料破坏小等优点,但设备成本较高,操作复杂。
化学法主要利用化学试剂对抗菌肽进行提取。
常用的化学试剂包括酸、碱、有机溶剂等。
酸碱提取法通过改变溶液的酸碱度,使抗菌肽从组织中溶解出来。
有机溶剂提取法则利用有机溶剂对目标物质的溶解能力,将抗菌肽从原料中提取出来。
化学法提取效率高,但可能引入杂质,影响产物的纯度。
生物酶解法利用特定的酶对原料进行水解,从而释放出抗菌肽。
这种方法具有条件温和、产物纯度高等优点,但酶的选择和酶解条件的优化是关键。
常用的酶包括蛋白酶、纤维素酶等。
近年来,随着基因工程技术的发展,越来越多的研究者开始利用基因工程手段提取抗菌肽。
通过基因克隆和表达,可以在体外大量合成抗菌肽,从而实现对抗菌肽的高效提取。
这种方法具有产物纯度高、产量大等优点,但技术难度较大,需要较高的研究水平。
本科生毕业论文(设计)题目姓名学号院系班级导师答辩时间目录1仪器与材料 (4)1.1微生物菌种 (4)1.2仪器 (4)1.3材料 (5)2实验方法 (5)2.1纯露提取 (5)2.2纯露成分分析预实验 (5)2.3气质联用检测条件 (5)2.4抑菌活性检测方法 (6)3结果与分析 (7)3.1纯露提取率 (7)3.2纯露成分分析 (7)3.2.1Molish反应 (7)3.2.2三氯化铝反应 (7)3.2.3三氯化铁反应 (8)3.4纯露的抑菌研究 (14)3.4.1纯露对金黄色葡萄球菌的MIC (14)3.4.2纯露对枯草芽孢杆菌的MIC (14)3.4.3纯露对绿脓杆菌的MIC (15)3.4.4纯露对大肠杆菌的MIC (15)4讨论 (15)5结论 (15)参考文献 (16)谢辞 (18)德国洋甘菊纯露的成分分析及抑菌活性研究摘要:洋甘菊纯露,指在提炼洋甘菊精油的过程中,从新鲜花瓣里分离出的饱和溶液。
目的以德国洋甘菊为主要研究对象,采用蒸馏法、琼脂扩散法和稀释法等对洋甘菊纯露的抑菌效果进行研究,并且采用气相色谱-质谱联用技术测定分析德国洋甘菊纯露成分。
结果从德国洋甘菊纯露中鉴定出65个挥发性化合物,其中酯类和醇类含量较高。
关键词:德国洋甘菊;精油成分分析;GC-MS分析Study on composition analysis and bacteriostasis ofchamomile extractAbstract: Chamomile Hydrosol is a saturated solution separated from fresh petals in the process of refining chamomile essential oil. Objective Taking German chamomile as the main research object, using distillation, agar diffusion and dilution methods to study the antibacterial effect of chamomile pure dew, and using gas chromatography-mass spectrometry to determine and analyze the components of German chamomile pure dew. Results 65 volatile compounds were identified from German Chamomile Pure Dew, among which esters and alcohols were higher in content.Keywords: German chamomile; essential oil composition analysis; GC-MS analysis德国洋甘菊,属于菊科中的母菊,高度在0.4m上下,直径在6mm左右,原产欧洲[1]。
动物营养学报2016,28(8):2344-2452C hi ne s e J our nal of A ni m al N ut r i t i ond o i :10.3969/j .i ssn .1006-267x.2016.08.004植物提取物抑菌活性及作用机理刘旺景 敖长金*萨茹丽 陈圣阳 丁 赫(内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特010018)摘 要:天然植物中含有多种抑菌活性成分,可大致归纳为如下几大类,即生物碱类、挥发油类、黄酮类、有机酸类、多糖类、单宁类和植物色素等。
本文借鉴国内外学者近年来的研究成果,对植物提取物抑菌活性成分及抑菌机理方面的研究进行了概括和总结,展望了植物源性添加剂在动物饲养方面的开发及应用前景,以期为抑菌性植物源饲料添加剂的开发及应用提供参考依据。
关键词:植物提取物;抑菌活性成分;作用机理中图分类号:S816.7 文献标识码:A 文章编号:1006-267X (2016)08-2344-09收稿日期:2016-02-26基金项目:国家自然科学基金(31260558);国家科技支撑计划课题(2013B A D 10B 04)作者简介:刘旺景(1991—),男,山西孝义人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。
E -m a i l :1051327358@qq.c om *通信作者:敖长金,教授,博士生导师,E-m a i l :c ha ngj i na o@s ohu.c om植物提取物顾名思义是指存在于植物体中人们通过物理或者化学的方法提取出具有生物活性的物质,其有效成分如生物碱、挥发油、黄酮、多糖、有机酸、单宁、油脂和大蒜素等均具有不同程度的抗菌作用,作为饲料添加剂,其耐药性极小,不易出现残留和毒副作用,具有极高的安全可靠性。
因此以植物为原料进行饲料添加剂的研制与开发已经成为各国研发的热点。
我国的植物资源非常丰富,尤其是有些植物已被证明具有良好的药用价值,所以,研究开发植物提取物为饲料添加剂对我国畜牧业的健康发展和畜产品品质的改善和提高具有重要的意义。
天然产物研究与开发 Not Ped Res Dev
2019
,31
:1177A152
天葵子化学成分及抑菌活性研究刘学勇S姬志勤
1西北农林科技大学植物保护学院;
-陕西省植物源农药研究与开发重点实验室,杨凌
712100
摘要:为探究天葵子化学成分及其抑菌活性。采用色谱法从天葵子中分离得到13
个化合物
,利用波谱学等方法鉴
定了它们的化学结构,分别鉴定为蝙蝠葛内酯(1)、格列风内酯(2)、"谷X醇
(3)、胡萝卜昔(4)、对径基苯乙醇(5)、
邻苯二甲酸一二可一乙基一己酯(6)、小(碱(7)、木兰碱(8)、唐松草酚定(9)、果糖(10)、紫草氤昔(11)、小(红碱(12
)、
bauhinm(13)o其中化合物12和13为首次从天葵子中分离得到。采用滤纸片
琼脂扩散法测定了所得化合物的抑菌
活性,其中化合物7和12具有明显的抑菌活性,在载药量为5 #g/片时,化合物7对白菜软腐病菌和+猴桃溃疡病菌 的抑菌圈直径分别为19-、13. 3 mm;化合物12对青枯病菌和+猴桃溃疡病菌的抑菌圈直径分别为13. 2、12. 5 mm,
表明天葵子对于防治作物细菌性病害具有较好的应用前景。
关键词:天葵子;小(碱
;抑菌
活性;分离鉴定
中图分类号:R254.2 文献标识码:A 文章编号:1001可880
(2019 )7-117726
D01: 10. 16333/j. 1001 -6550.2019. 7.
009
Studies on chemical
constituents
and antibacterial
activity of
Semiaquilegia adoxoides
LIU Xue-yong1 , JI Zhi-qin1,2
*
收稿日期:20192127 接受日期:2019-05-21
基金项目:国家重点研发计
划(
2017YFD0201402);
陕西省教育厅
重点实验室科研计划(13JS005)
* 通信作者 Tel : 56-015309203529 ; E-mail: jizhiqin@ nwsuX. edu. a
Botanical Research 植物学研究, 2018, 7(1), 29-36Published Online January 2018 in Hans. /journal/brhttps:///10.12677/br.2018.71005Research Progress of Plant Active Ingredient Antibacterial Abilities and MechanismKeke He, Xuechen Yang, Liya Song*Beijing Key Lab of Plant Resources Research and Development, Beijing Technology and Business University,BeijingReceived: Dec. 6th, 2017; accepted: Dec. 28th, 2017; published: Jan. 12th, 2018AbstractPlant-based antibacterial substances can be obtained from a variety of natural resources and these antibacterial substances includes flavonoids, terpenoids, tannins, plant essential oils and polysaccharides according to the special structure. In this paper, these plant-based antibiotic ma-terial and their antibacterial effects and antifungal mechanism were summarized. Moreover, con-clusion and prospect of the research are given finally. The study provided evidence for the re-search and development of botanical bacteriostats.KeywordsPlant Resource, Antibacterial Mechanism, Research Progress植物源有效成分抑菌活性及机理研究进展贺可可,杨雪晨,宋丽雅*北京工商大学,北京市植物资源研究开发重点实验室,北京收稿日期:2017年12月6日;录用日期:2017年12月28日;发布日期:2018年1月12日摘要具有抑菌活性的植物源有效成分来源广泛,大致可分为黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类等。
本文综述了黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类以及其他有效成分的抑菌活性以及机理研究进展,并对植物源抑菌剂进行总结和展望,期望为开发植物源抑菌剂提供借鉴意义。
*通讯作者。
贺可可等关键词植物源,抑菌机理,研究进展Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言防腐剂是食品、药品、化妆品等产品不可缺少的添加剂,具有延长产品保质期及确保产品质量的作用。
目前,致病菌的耐药性以及人们对化学防腐剂可能引起健康问题的担忧,使得研究人员将目光投向了来源广泛的植物源抑菌剂。
植物源抑菌剂是指由植物中提取得到具有抑菌活性的物质。
与现有的防腐剂相比,植物源抑菌剂的优势在于部分植物源抑菌剂已有上千年的使用历史,安全性较高,同时我国幅员辽阔,地理复杂多变,植物资源丰富,为植物源抑菌剂开采利用提供了得天独厚的条件。
植物源有效成分如黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类以及其他有效成分皆具有抑菌功能。
本文总结比较了各类植物源有效成分的抑菌活性并对抑菌机制进行梳理,期望为植物源抑菌剂的研发及应用做出贡献。
2. 黄酮类黄酮类物质是含有2-苯基色原酮结构的统称。
黄酮类物质又称为黄酮、黄碱素。
黄酮类分子上1号位是碱性氧原子可与酸性物质结合形成盐,而该盐的羟基衍生物显示黄色,黄酮因此而得名[1]。
黄酮类物质具有清除自由基、抗衰老、抗菌等活性。
黄酮类物质开发的抑菌类药物已运用到实际生产中,对人体造成严重不良反应的案例未见报道[2]。
王昱儒等[3]利用超声乙醇提取法提取荞麦麸皮中黄酮类物质,所得的含量为2.93%,并对水果腐败菌大肠杆菌、荧光假单胞菌进行抑菌实验,结果发现荞麦麸皮中黄酮类提取物对上述两种菌的最低抑菌浓度为0.595、1.190 mg/mL。
荞麦麸皮黄酮对二者的最低杀菌浓度分别为1.19、2.38 mg/mL。
杨小慧[4]采用紫外分光光度法测量得到文冠果落果中含有 1.84%的黄酮类物质,采用红外光谱与高效液相色谱、显色反应测定发现文冠果落果中一共含有15种黄酮单体,其中芦丁占据总黄酮的6%。
牛津杯抑菌实验中,黄酮类含量在15 mg/mL时,大肠杆菌的抑菌圈直径可达16.0 ± 0.3 mm,枯草芽孢杆菌的抑菌圈直径为13.0 ± 0.5 mm。
黄酮类含量为20 mg/mL时,对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径可达14.0 ± 0.1 mm。
王丽丽等[5]利用28 μg/mL、140 μg/mL、280 μg/mL、560 μg/mL不同浓度的洋葱黄酮提取物单独、同时复配不同的抗结核病药物利福平、异烟肼、链霉素和乙胺丁醇干预结核杆菌生长。
结果发现单独使用280 μg/mL洋葱黄酮提取物的抑菌效果优于单独使用上述各种抗结核杆菌药物。
小鼠腹腔巨噬细胞与结核杆菌共培养加入不同组别的洋葱黄酮提取物或是抗结核杆菌药物,检测巨噬细胞因子发现280 μg/mL与560 μg/mL洋葱黄酮提取物相比于140 μg/mL洋葱黄酮提取物IFN-γ、IL-1β、IL-6水平升高显著(p< 0.05)。
与异烟肼组相比,280 μg/mL与560 μg/mL洋葱黄酮提取物处理组巨噬细胞因子升高显著(p < 0.05),被巨噬细胞吞噬的分枝杆菌DNA扩增Ct值较低,DNA拷贝数增加。
该实验表明洋葱黄酮提取物能够抑制结核杆菌生长,提高吞噬细胞的吞噬能力,具有一定的浓度依赖性。
目前关于黄酮类物质抑菌机理的探索主要集中于细胞膜的完整性,DNA、蛋白质的合成上等。
王海涛[6]发现大豆异黄酮在0.3 mg/mL浓度下能够抑制金黄色葡萄球菌的生长,在该抑制浓度下,第6 h时贺可可等细菌培养液电导率变化达4.61%,细胞膜通透性遭到破坏,第24 h时细胞壁在扫描电镜下观察看到菌体干瘪,变形;同时,大豆异黄酮能够抑制供试菌株糖代谢途径中三羧酸循环途径,影响DNA、RNA、蛋白质合成。
何梦影[7]利用山奈酚、橙皮素、儿茶素、鹰嘴豆芽素A四种黄酮类物质作用于人工模拟的金黄色葡萄球菌细胞膜,研究黄酮类在细胞膜水平上的抑菌方式,结果发现山奈酚能够插入细胞膜磷脂的极性区域,儿茶素、橙皮素、鹰嘴豆芽素A则是进入到细胞膜的疏水区,磷脂分子排列顺序被打乱,同时细胞膜的流动性改变,菌体受到破坏。
Wu等[8]人研究发现黄酮类物质可通过改变黑曲霉的通透性进而抑制黑曲霉的生长。
3. 萜类萜类物质主要为异戊二烯为单元的衍生物,按照结构主要分为单萜(C10)、倍半萜(15)、二萜(C20)、三萜(30)等。
萜类物质因为含有氧原子,据此可分为醇、酸、酮、羧酸、酯及苷等萜类。
萜类物质种类繁多,目前结构已被解析的萜类物质高达5万多。
萜类物质的功能主要为抗肿瘤、抗疟疾、抗炎、杀虫、抑菌等[9]。
杨婷等[10]选取了百里香酚、香芹酚、丁香酚、异丁香酚、薄荷酮、香芹酮、长叶薄荷酮、马鞭草烯酮、小茴香酮、莰酮、柠檬醛、香茅醛、枯茗醛十三种萜类在浓度为400 μg/mL时对胶孢炭疽菌与链格孢杆菌进行抑菌率实验,优选出五种抑菌率较高的萜类,之后将五种优选萜类物质浓度设置为50 μg/mL、100 μg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL进行梯度活性实验,结果发现五种萜类抑制孢炭疽菌的效果强弱依次为:香芹酚> 丁香酚> 异丁香酚> 枯茗醛> 百里香酚,其IC50分别为40.89、42.95、88.86、170.58、348.56 μg/mL。
五种优选萜类抑制链格孢杆菌强弱依次为:香芹酚> 异丁香酚> 丁香酚> 枯茗醛> 百里香酚,IC50分别为18.19、22.43、114.64、339.35、384.65 μg/mL。
王晓玲[11]用250 μg/mL紫芝胞内酸性三萜、紫芝胞外酸性三萜处理人肝癌细胞BEL7402和人乳腺癌细胞MCF-7,结果发现两种癌细胞生长受到显著抑制(p < 0.05),同时抑菌实验表明40 mg/mL的胞内酸性三萜能够显著抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的生长(p < 0.05)。
李娟等[12]从水菖蒲分离倍半萜物质,利用波谱技术鉴定出11种物质,其中鉴定出的三种倍半萜teuclatriol、oxyphyllenodiols、bullatantriol对于细菌、真菌具有较好的抑菌活性。
此抑菌实验结果与Begum J等[13]人研究一致。
郭阿君[14]利用固相微萃取与气质联用技术从红皮云杉中分离鉴定了14种萜类物质,其中1S-α-蒎烯、β-月桂烯在50 μL/mL浓度时能够完全一致枯草芽孢杆菌的生长。
Yumi Eguchi等[15]利用从百里香中分离出的γ-松油烯进行抑菌实验,发现其浓度为0.05 μL/mL时即可抑制灰葡萄孢菌的生长。
关于萜类的抑菌机理研究,目前已有较多报道出现。
程敬丽[16]收集了红豆杉内生真菌紫杉木霉代谢产物木霉菌素,并在C4位、C8位、C9位进行衍生物的设计。
实验发现木霉菌素C4位衍生物中的部分物质比木霉菌素的对稻瘟病菌抑制作用强2.1倍,通过Autodock 4和DS Libdock技术发现抑菌活性物质真正作用于在细菌、真菌中P450家族中CYP51蛋白。
Shang等[17]发现双萜类化合物截短侧耳素能够作用细菌核糖体50S亚基,结合位点为肽基转移酶,抑制蛋白质的合成。
丁兰[18]由香茶菜属植物中分离鉴定得到出二萜leukamenin E,实验证明leukamenin E能使得尖镰孢菌丝体细胞膜微丝细胞内微丝结构被破坏,细胞膜通透性增加,进而影响菌丝体生长。