韓本勇（昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南昆明 650500）

仙人掌總皂苷的提取及部分活性研究

韓本勇
（昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南昆明 650500）

通過濾紙片法研究了仙人掌總皂苷的抑菌活性，結(jié)果表明仙人掌總皂苷對大腸桿菌、巨大芽孢桿菌、青霉都有抑制作用，但對黑曲霉沒有抑制作用。通過仙人掌總皂苷對羥基的清除作用和對油脂的抗氧化作用研究了其抗氧化活性，試驗結(jié)果表明仙人掌總皂苷的確有清除羥基的作用，而且有明顯的量效關(guān)系，但在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)其清除羥基的作用弱于抗壞血酸；仙人掌總皂苷也具有一定的抗氧化性，但比沒食子酸丙酯（PG）的性能略差。

仙人掌；皂苷；抗氧化；抑菌作用

0 引言

仙人掌為仙人掌科仙人掌（Opuntia dillenii Haw）的根及莖，為多年生熱帶、亞熱帶植物［1］，含有有機(jī)酸類、甾醇類、生物堿類、黃酮類、糖類、萜類等多種較為復(fù)雜的化學(xué)成分［2］。皂苷化合物也是仙人掌的有效成分之一［3］，具有明顯的鎮(zhèn)痛作用［4］。仙人掌及其提取物具有較強(qiáng)的抗氧化作用［5］；仙人掌具有抗脂質(zhì)過氧化功能，同時對-OH具有清除作用［6］。萬紹華等人［7］用昆明種小鼠以400 mg/kg劑量OMAH灌胃給藥28 d，采用TBA比色法、化學(xué)比色法、DTNB比色法分別測定血清MDA，SOD和GSH-Px，結(jié)果表明米邦塔仙人掌提取物能提高小鼠血清SOD和GSH-Px活性，降低MDA含量。仙人掌粉及仙人掌的乙醇提取液也具有抗氧化作用［8-9］。仙人掌中有明顯的抗氧化作用成分，主要為黃酮類化合物和多糖類，同時仙人掌中含有的超氧化物歧化酶（SOD）也是仙人掌中起抗氧化作用的有效成分。還有報道說，仙人掌體內(nèi)抗氧化作用可能也與起含有VC和 VE有關(guān)［10］，但還沒有具體研究表明仙人掌皂苷是否是仙人掌抗氧化作用中有效成分之一。

楊洋等人對食用仙人掌和野生仙人掌提取物進(jìn)行的抑菌研究表明，野生仙人掌提取物對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌有明顯的抑制作用。仙人掌乙醇提取物、乙酸乙酯提取物對巨大芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、青霉菌、枯草芽孢桿菌的抑制效果比較好。雖然已經(jīng)證明仙人掌提取物具有抑菌作用，但仙人掌皂苷是否是其中起抑菌作用的有效成分并不清楚。

本試驗在采用先醇提再除雜質(zhì)的方法提取仙人掌皂苷的基礎(chǔ)上，對其部分活性進(jìn)行了研究。通過仙人掌皂苷對羥基的清除作用和其對油脂的抗氧化作用研究其抗氧化作用；通過濾紙片法研究仙人掌皂苷的抑菌活性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料與試劑

材料：新鮮仙人掌，采自云南省昆明市西山區(qū)；豬油和色拉油為市售。供試菌種為實驗室提供的大腸桿菌（Escherichia coli）、巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）、青霉（Penicillium citainum）、黑曲霉（Aspergillus niger）。

試劑：無水乙醇、石油醚、正丁醇、蒸餾水、丙酮、三氰醋酸、氫氧化鋇，鄰二氮菲、磷酸、FeSO4、氯仿、冰乙酸、碘化鉀、I2、Na2S2O3、抗壞血酸、氯化鋇、硫酸、葡萄糖、瓊脂粉、牛肉膏、蛋白胨，以上均為分析純。

1.1.2 儀器設(shè)備

索氏提取器，R501型升降恒溫水浴鍋、R-501型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海申科機(jī)械研究所產(chǎn)品；分液漏斗；立式壓力蒸汽滅菌鍋；ULTRAscan2000型紫外可見光分光光度計，Pharmacia Biotech公司產(chǎn)品；FA2104型電子分析天平，上海天平儀器廠產(chǎn)品；超凈工作臺；光照培養(yǎng)箱；恒溫?fù)u床；恒溫培養(yǎng)箱；移液器；真空泵、布氏漏斗、抽濾瓶、干燥器等。

1.2 試驗方法

1.2.1 仙人掌總皂苷的提取與鑒定

（1）仙人掌總皂苷的提?。?1］。把新鮮仙人掌清洗干凈、去刺，然后切成片，放于80℃恒溫箱中烘干，粉碎成粉末。稱取一定量的仙人掌干粉，用定性濾紙包成小包，置于索氏提取器中，用無水乙醇回流提取一定時間；提取液減壓蒸餾回收乙醇，用蒸餾水進(jìn)行溶解，石油醚脫脂，脫脂后用水飽和的正丁醇萃取，萃取液減壓濃縮，濃縮后加丙酮進(jìn)行沉淀，經(jīng)濾紙過濾后，于恒溫箱中進(jìn)行干燥，得到仙人掌總皂苷。

（2）仙人掌皂苷化合物的定性鑒別。①泡沫試驗，將皂苷水溶液加入到試管中，蓋塞后猛力振搖1 min，若有持久性泡沫產(chǎn)生，可判別產(chǎn)物含有皂苷成分。②顯色反應(yīng)，采用三氰醋酸反應(yīng)，樣品溶液滴于濾紙上，噴灑三氯醋酸試劑，加熱到100℃后于紫外燈下觀察，看是否顯紫紅色。③沉淀反應(yīng)，將固體氫氧化鋇加入到仙人掌總皂苷水溶液中，振搖，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生。

1.2.2 抑菌活性的測定

（1）菌懸液及樣品的制備。

菌懸液的制備：采用比濁法制備菌懸液，將供試菌種進(jìn)行斜面活化，細(xì)菌在37℃恒溫條件下培養(yǎng)24 h；霉菌在28℃恒溫培養(yǎng)48 h，如此重復(fù)2～3次。挑取活化好的菌苔于裝有液體培養(yǎng)基的錐型瓶中，進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，邊培養(yǎng)邊與比濁管對照，制成濁度略高于0.5麥?zhǔn)蠘?biāo)準(zhǔn)（約1×108個/mL）菌懸液。

供試樣品制備：仙人掌粗皂苷溶液，將提取的仙人掌粗皂苷200 mg加無菌水定容至10 mL，制成20 mg/mL的仙人掌粗皂苷溶液；仙人掌乙醇浸提液，取仙人掌干粉，按1∶30的比例和70%乙醇溶液混合，用索氏提取器提取6 h，把提取液減壓濃縮（除去乙醇后繼續(xù)濃縮），制成20 mg/mL的仙人掌乙醇浸提液。

（2）抑菌圈直徑大小的測定。

采用濾紙片法測定抑菌圈直徑大小。把配制好并經(jīng)滅菌的培養(yǎng)基融化，每個平皿倒入約20 mL培養(yǎng)基，再用無菌棉簽蘸取菌懸液，均勻涂抹在平皿培養(yǎng)基表面，涂布完成后倒置平板3～5 min，放置在37℃恒溫箱中10 min后取出，使瓊脂表面干燥。

選取定性濾紙，用打孔機(jī)打成圓形小紙片，直徑為6 mm，進(jìn)行干熱滅菌，然后用無菌鑷子夾取濾紙片，蘸取樣品液后貼在含菌平皿內(nèi)，每種樣品液的濾紙片在每皿內(nèi)間隔一定的距離貼3片（結(jié)果求平均值），樣品液分別為仙人掌皂苷溶液、仙人掌醇提取液，滅菌蒸餾水作為對照。各平皿放入恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)完成后取出測量抑菌圈直徑大小。

1.2.3 抗氧化活性的測定

（1）對-OH的清除作用。采用鄰二氮菲-金屬鐵離子-H2O2體系，取5×10-3mol/L鄰二氮菲溶液1.5 mL，加pH值7.4，0.05 mol/L的磷酸緩沖液2.0 mL充分混勻后，加7.5×10-3mol/L FeSO4溶液1.0 mL，每加一管立即混勻，加0.1%H2O21.0 mL，最后以H2O補(bǔ)充至總體積為10 mL。反應(yīng)液37℃保溫1 h，于波長536 nm處測吸光度A536（損傷）。仙人掌粗皂苷溶液清除-OH作用，依上法試驗，分別加入不同濃度粗皂苷溶液、抗壞血酸（1.3×10-3mol/L）1 mL后再加H2O2，37℃保溫1 h，測A536（加樣）。未損傷管不加H2O2及粗皂苷溶液。

-OH清除率（d）計算法：

（2）對油脂的抗氧化作用。將仙人掌總皂苷溶于適量蒸餾水中，制得質(zhì)量濃度不同的樣品。稱取20 g基質(zhì)油放于燒杯中，加入質(zhì)量濃度不同的仙人掌總皂苷樣品，攪拌均勻，再放入65℃的恒溫箱中，以加有沒食子酸丙酯（PG）的油樣和不加抗氧化劑的油樣作為對照，每隔一定時間測定POV值，至誘導(dǎo)終點即POV值為0.15%時止。采用分光光度法測定POV值。

2 結(jié)果與討論

2.1 仙人掌皂苷定性檢測

仙人掌總皂苷化合物定性檢測結(jié)果見表1。

由表1可知，從仙人掌中提取的成分含有皂苷，與文獻(xiàn)［11］一致。

2.2 抑菌試驗結(jié)果

表1 仙人掌總皂苷化合物定性檢測結(jié)果

試驗考察了質(zhì)量濃度為20 mg/mL仙人掌總皂苷溶液和20 mg/mL仙人掌乙醇浸提液的抑菌效果。

仙人掌提取物對供試菌的抑制圈直徑見表2。

表2 仙人掌提取物對供試菌的抑制圈直徑 /mm

由表2可知，仙人掌總皂苷溶液和仙人掌乙醇浸提液對大腸桿菌、巨大芽孢桿菌、青霉都有抑制作用，但對黑曲霉沒有抑制作用，且仙人掌乙醇浸提取液的抑制作用強(qiáng)于總皂苷溶液。這說明仙人掌提取物中起抑菌作用的成分不單是皂苷，還有其他成分。

2.3 抗氧化活性研究

2.3.1 仙人掌粗皂苷對羥基的清除作用

抗壞血酸為已知的-OH清除劑，試驗檢測了仙人掌總皂苷與VC對清除-OH的效應(yīng)比較。

仙人掌總皂苷對羥基的清除作用見表3。

表3 仙人掌總皂苷對羥基的清除作用

由表3可知，仙人掌粗皂苷的確有清除羥基的作用，而且它的作用效果與質(zhì)量濃度成正比，有明顯的量效關(guān)系，但在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)其清除羥基的作用弱于抗壞血酸。

2.3.2 粗皂苷對油脂的抗氧化作用

不同質(zhì)量濃度仙人掌總皂苷樣品對色拉油的抗氧化作用見表4，不同質(zhì)量濃度仙人掌總皂苷樣品對豬油的抗氧化作用見表5。

表4 不同質(zhì)量濃度仙人掌總皂苷樣品對色拉油的抗氧化作用

表5 不同質(zhì)量濃度仙人掌總皂苷樣品對豬油的抗氧化作用

由表4～表5可知，在不同基質(zhì)油中，隨著樣品質(zhì)量濃度的增加，誘導(dǎo)天數(shù)也隨之增加。說明仙人掌總皂苷溶液具有一定的抗氧化作用，但比沒食子酸丙酯（PG）的抗氧化性能差一些，同時總皂苷溶液對動物油（如豬油）的抗氧化性要強(qiáng)于植物油（如色拉油）。

3 結(jié)論與展望

仙人掌總皂苷對大腸桿菌、巨大芽孢桿菌、青霉有比較明顯的抑制作用，但由于抑菌試驗中涉及到的菌種比較少，不能很好的說明仙人掌總皂苷是否有較好的抗炎、殺菌、防腐作用。通過其清除羥基和對油脂的抗氧化試驗，證明了仙人掌總皂苷有明顯的抗氧化作用，只是在一定質(zhì)量濃度內(nèi)其效果相對于抗壞血酸、沒食子酸丙酯（PG）弱些。同時由于本試驗未對仙人掌總皂苷進(jìn)行純化，故所的數(shù)據(jù)也不夠精確，只能做定性的分析，如果想對仙人掌總皂苷進(jìn)行進(jìn)一步的研究，應(yīng)對起進(jìn)行分離純化，得到較純的皂苷。

仙人掌可食用、飼用和藥用。近年來的研究表明，仙人掌中含有豐富的生物活性物質(zhì)，具有潛在的應(yīng)用價值。我國仙人掌資源較為豐富，科學(xué)地開發(fā)利用仙人掌資源具有一定的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 中國農(nóng)業(yè)百科全書.中國農(nóng)業(yè)百科全書——生物學(xué)卷［M］.第1版.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1991.

［2］Pieters E P．Fatty acids of opuntia Engelmannnii［J］.Phytochemistry，1992，11（8）：2 623-2 624.

［3］ 陳朝銀，趙聲蘭，曹建新.仙人掌莖有效成分分析 ［J］.中國野生植物資源，1997，16（4）：25-28.

［4］ 覃特營，韋國鋒.仙人掌三萜皂甙鎮(zhèn)痛作用的研究 ［J］.右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報，1995，17（4）：399-400.

［5］ 韓本勇，陳朝銀.仙人掌抗氧化作用的研究進(jìn)展 ［J］.海峽藥學(xué)，2013，25（8）：1-4.

［6］ 潘麗新，張壽軍.保健食品中仙人掌抗氧化作用的研究 ［J］.中國衛(wèi)生工程學(xué)，2006，5（2）：103-105.［7］ 萬紹華，張道明，晏年春.米邦塔仙人掌抗衰老作用的實驗研究 ［J］.湖北省衛(wèi)生職工醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2004，17（4）：12-14.

［8］ 崔美芝，劉浩，李春艷.仙人掌粉抗氧化延緩衰老的作用及其機(jī)制研究 ［J］.中國臨床康復(fù)，2004，8（24）：5 052-5 053.

［9］ 李冬生.仙人掌抗氧化作用的初步研究 ［J］.糧油加工與食品機(jī)械，2004（2）：41-42.

［10］賴亞輝，馬中春，潘麗新.仙人掌抗氧化作用的研究［J］.中國老年學(xué)雜志，2006（9）：26-28.

［11］林愛琴，方幼蘭，林曦.仙人掌中皂甙化合物的提取與含量的測定 ［J］.福建師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003，19（4）：116-120.◇

Extraction of Total Saponins from Opuntia and its Bioactivity

HAN Benyong
（Facul of Life Science and Technology，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650500，China）

The antibacterial activity is investigated using the method Kirby-Bauer.The results show that the cactus saponin can inhibit the growth of Escherichia coli，Bacillus megaterium and Penicillium citainum，but can not inhibit the growth of Aspergillus niger.The activity of cactus anti-oxidation is studied using the experiments of eliminating hydroxy groups and grease anti-oxidation.It shows that the cactus saponin can eliminate the hydroxy groups with high relationship between the quantity and effect.In a certain scope of saponin concentrations，the activity of hydroxy group elimination is less than that of ascorbic acid.The cactus saponin also has the ability of anti-oxidation，but the activity of anti-oxidation is less than that of propyl gallate.

cactus；saponin；anti-oxidation；bacteriostasis

R284.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.10.011

1671-9646（2016）10a-0036-03

2016-08-25

韓本勇（1974— ），男，在讀博士，副教授，研究方向為生物資源開發(fā)工程。