吳永祥 王 祥 江海濤 丁康俊 趙成龍 胡長玉
(黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,安徽 黃山 245041)
不同極性柳葉蠟梅葉萃取物總酚含量及其抗氧化、抑菌能力研究
吳永祥 王 祥 江海濤 丁康俊 趙成龍 胡長玉
(黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,安徽 黃山 245041)
采用甲醇回流提取、梯度萃取得到正己烷萃取物、二氯甲烷萃取物、乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物和水萃取物5個(gè)不同極性部分,以多酚含量、還原能力、對(duì)1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 自由基的清除能力及抑制微生物生長為評(píng)價(jià)指標(biāo),研究其體外抗氧化和抑菌活性能力。結(jié)果表明:柳葉臘梅葉多酚量較為豐富,乙酸乙酯萃取物含量最多,為(309.5±4.81) mg/g。柳葉臘梅葉萃取物具有較強(qiáng)的抗氧化活性,其還原能力和對(duì)DPPH自由基清除能力隨其濃度的增加而增強(qiáng)。甲醇、正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取物對(duì)DPPH自由基清除能力的半數(shù)抑制濃度 (IC50) 值分別為1.24,1.11,0.61,0.48,0.98,1.36 mg/mL。柳葉臘梅葉萃取物對(duì)大腸桿菌、金黃葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和綠膿桿菌均有抑制作用,二氯甲烷萃取物的抑菌活性最顯著,其對(duì)4種受試菌的最低抑制濃度為2 mg/mL。故柳葉臘梅葉萃取物具有較好的抗氧化和抑菌特性,為進(jìn)一步分離提取活性化合物提供依據(jù)。
柳葉臘梅葉;極性;萃取物;抗氧化;抑菌
Abstract:ChimonanthussalicifolicusHu leaves extracts were prepared by methanol circumfluence extraction. Five fractions were obtained by extraction with different polar solvents including n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate, n-butanol and water. Then fractions were detected by total polyphenol content, reducing power, scavenging DPPH free radical and antimicrobial activities. The results showed that all the fractions exhibited high content of total polyphenol, and ethyl acetate fraction had the highest phenolic compounds, with the content of (309.50±4.81) mg/g. The fractions had strong antioxidative capacities such as reducing power and DPPH free radical scavenging ability. The fractions of methanol, n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate, n-butanol and water had certain scavenging ability on DPPH free radical withIC50of 1.24, 1.11, 0.61, 0.48, 0.98 and 1.36 mg/mL, respectively. The fractions also had the inhibiting effects onE.coli,S.aureus,B.subtilisandP.aeruginosa. Dichloromethane fraction presented the best antimicrobial effect than other fractions. Its MIC against four common bacterial strains was 2 mg/mL. In conclusion, the fractions have good antioxidant and antimicrobial activities, and this research was profitable for the further study of the separation of active compounds fromChimonanthussalicifolicusHu leaves.
Keywords:ChimonanthussalicifolicusHu leaves; different polarity fractions; antioxidant; antimicrobial activity
柳葉臘梅(ChimonanthussalicifolicusHu)為臘梅科臘梅屬半常綠灌木,是中國特有植物,主產(chǎn)于江浙皖南一帶。柳葉蠟梅葉揉碎極芳香,可入藥,是畬族民間常用的藥材[1],可用于治療因感受風(fēng)寒而引起的肚痛、肚脹、腹瀉,或傷食所致的消化不良、腹部脹痛等[2]?,F(xiàn)代藥理學(xué)表明:柳葉臘梅葉中含有揮發(fā)油、生物堿、香豆素類、黃酮類、蒽醌類等活性成分[3-5],具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、修復(fù)酒精性肝損傷及增強(qiáng)機(jī)體免疫等功效[6-8]。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)柳葉蠟梅葉的研究主要集中在揮發(fā)油及其抗氧化方面[3,9],對(duì)柳葉蠟梅葉主要活性成分系統(tǒng)分離的研究仍然缺乏,比較全面的研究其抗氧化和抑菌性能尚未見報(bào)道。
現(xiàn)在抗氧化、抑菌的食品化學(xué)添加劑濫用又日趨嚴(yán)重,而柳葉蠟梅葉作為藥食同源的天然植物,具有多種生物活性且無任何副作用,是研究開發(fā)新的抗氧化與抗菌藥物的理想資源。本研究擬以柳葉臘梅葉為原料,采用甲醇回流提取、梯度萃取得到正己烷萃取物、二氯甲烷萃取物、乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物和水萃取物5個(gè)不同極性部分,分析萃取物的多酚含量、還原能力、對(duì)DPPH自由基的清除能力及抑菌效果,為該植物活性成分的進(jìn)一步分離及開發(fā)利用提供試驗(yàn)依據(jù)。
1.1 材料與儀器
1.1.1 材料與試劑
柳葉臘梅葉:2016年3月于安徽省黃山市采集,新鮮,無病蟲害;
大腸桿菌(Escherichiacoli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、枯草桿菌(Bacillussubtilis)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa):武漢大學(xué)微生物保藏中心;
二甲基亞砜、甲醇、正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇、三氯乙酸、三氯化鐵、氯化鈉、無水硫酸鈉、鐵氰化鉀、苯酚、無水乙醇、無水碳酸鈉等:分析純,南京化學(xué)試劑有限公司;
蛋白胨、牛肉膏、瓊脂:生物試劑,北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司;
DPPH、VC、丹寧酸、Folin-Ciocalteu試劑、對(duì)羥基苯甲酸丙酯 (Propylparaben, PP):美國Sigma公司。
1.1.2 主要儀器設(shè)備
全波長酶標(biāo)儀:SpectraMax-190型,美國Molecular Devices公司;
電子天平:FA2004N型,上海精密科學(xué)儀器有限公司;
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:EV341型,北京萊伯泰科儀器有限公司;
電熱恒溫水浴鍋:HWS-24型,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;
鼓風(fēng)干燥箱:GRX20型,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;
臺(tái)式高速微量離心機(jī):TG16A型,上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司;
生物安全柜:BHC-1300IIB2型,蘇州安泰技術(shù)有限公司;
不銹鋼立式電熱蒸汽消毒器:YM50Z型,上海三申醫(yī)療器械有限公司;
智能生化培養(yǎng)箱:SPT-P250A型,安徽佳創(chuàng)醫(yī)療器械有限公司。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 柳葉臘梅葉不同極性萃取物的制備 新鮮柳葉臘梅葉清水洗凈后,60 ℃烘干至恒重,粉碎成粉末。取柳葉臘梅葉粉末80 g,加入甲醇400 mL,60 ℃恒溫回流提取3 h,抽濾得甲醇提取液,濾渣用甲醇以同樣方法重復(fù)提取2次。合并3次濾液,于50 ℃下減壓濃縮回收溶劑,得到甲醇提取物(methanol extract, MeOH)27.87 g。再依次用不同溶劑進(jìn)行萃取[10-12],分別減壓濃縮回收溶劑,冷凍干燥得到柳葉蠟梅葉的正己烷萃取物(n-hexane fraction, Hexane) 6.82 g、二氯甲烷萃取物 (dichloromethane fraction, CH2Cl2) 0.84 g、乙酸乙酯萃取物 (ethyl acetate fraction, EtOAc) 0.45 g、正丁醇萃取物 (n-butanol fraction, BuOH) 5.57 g 和水萃取物 (water fraction, H2O) 13.6 g。按式(1)計(jì)算各萃取物的提取率。
(1)
式中:
T——各萃取物的提取率,%;
WS——各萃取物濃縮干燥后的重量,g;
W0——甲醇提取物的重量,為27.87 g。
1.2.2 總多酚含量測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[13~15],采用Folin-Ciocalteu法修改如下:取0.000,0.025,0.050,0.100,0.150,0.200 mL單寧酸(1 mg/mL),將溶液定容至1 mL,制成待測(cè)液。取0.05 mL各待測(cè)液和0.05 mL Folin-Ciocalteu試劑 (0.25 mol/L),反應(yīng)3 min后,加入1 mL 0.7 mol/L碳酸鈉溶液,30 ℃靜置1 h顯色,精確吸取0.2 mL于酶標(biāo)儀750 nm處測(cè)定吸光度。同時(shí)將Folin-Ciocalteu試劑換成去離子水作為空白對(duì)照組,繪制質(zhì)量濃度—吸光值的標(biāo)準(zhǔn)曲線。按同法測(cè)定柳葉蠟梅葉不同萃取物的多酚含量,其中1 g 萃取物中的多酚含量以單寧酸當(dāng)量 (tannic acid equivalent,TAE) 計(jì)。
1.2.3 還原能力的測(cè)定 參考文獻(xiàn)[16~17] 修改如下:取0.1 mL不同濃度的柳葉蠟梅葉萃取物 (0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mg/mL) 與0.1 mL pH 6.6磷酸緩沖溶液、0.1 mL 1%鐵氰化鉀溶液混合,50 ℃水浴反應(yīng)20 min,冷卻后加入0.1 mL 10%三氯乙酸,3 000 r/min離心15 min,取上清液0.1 mL,加入超純水0.1 mL與0.01 mL 0.1%三氯化鐵,靜置10 min后于酶標(biāo)儀700 nm波長處測(cè)定吸光值。同時(shí)將鐵氰化鉀溶液替換成0.1 mL去離子水作為空白對(duì)照組。以VC為陽性對(duì)照,重復(fù)3次,取平均值。
1.2.4 DPPH自由基清除能力的測(cè)定 參考文獻(xiàn)[18~20]修改如下:取0.1 mL不同濃度的柳葉臘梅葉萃取物 (0.00,0.05,0.10,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00 mg/mL),加入0.05 mL 2 mol/L的DPPH溶液,混勻,避光反應(yīng)10 min,于517 nm處測(cè)定樣品吸光值(AS)。 樣品對(duì)照組為99.9%乙醇與萃取物混合測(cè)定吸光值(ASB),空白組為DPPH溶液與二甲基亞砜混合測(cè)定吸光值(AC),空白對(duì)照組為99.9%的乙醇與二甲基亞砜混合測(cè)定吸光值(ACB)。以Vc為陽性對(duì)照,重復(fù)3次,取平均值。按式(2)計(jì)算DPPH自由基清除率。
(2)
式中:
I——DPPH自由基清除率,%;
AS——樣品組吸光值;
ASB——樣品對(duì)照組吸光值;
AC——空白組吸光值;
ACB——空白對(duì)照組吸光值。
1.2.5 抑菌特性研究
(1) 菌種活化及菌懸液制備:將大腸桿菌、金黃葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和綠膿桿菌接種到試管培養(yǎng)基斜面進(jìn)行活化,于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。長出菌落后,在無菌操作臺(tái)內(nèi)各挑取已活化好的菌種接種到無菌生理鹽水中,配置各菌懸液濃度約為106~107CFU/mL[21-22]。
(2) 抑菌試驗(yàn):濾紙片法。參考文獻(xiàn)[23]修改如下:在超凈工作臺(tái)中,將滅菌好的培養(yǎng)基倒入已滅菌的培養(yǎng)皿中,約15~20 mL,冷卻凝固后,背面劃線,編號(hào),倒放在37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 h后,在超凈工作臺(tái)內(nèi)取菌懸液0.1 mL于培養(yǎng)皿中,用涂布棒涂布均勻。吸取0.01 mL 不同濃度的柳葉臘梅葉萃取物 (0,2,4,6,8,10 mg/mL) 加在濾紙片中央,37 ℃倒置培養(yǎng)24 h后測(cè)量抑菌圈直徑,出現(xiàn)抑菌圈所對(duì)應(yīng)的柳葉臘梅萃取物濃度即為最小抑菌濃度。以萃取物的溶劑 (二甲基亞砜) 為空白對(duì)照,以1 mg/mL對(duì)羥基苯甲酸丙酯 (Propylparaben,PP) 為陽性對(duì)照,重復(fù)3次,取平均值。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
所得數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,運(yùn)用SPSS 18.0軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分 (One-way ANOVA),利用鄧肯式多重比較對(duì)差異顯著性進(jìn)行比較分析,P<0.05表示差異顯著。
2.1 不同極性萃取物的多酚含量
單寧酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y=0.001 5x+0.012 8 (其中x表示丹寧酸質(zhì)量濃度μg/mL,y表示吸光值),R2=0.998 7,在0~0.2 mg/mL時(shí),丹寧酸質(zhì)量濃度與其吸光度線性關(guān)系良好,該方程可用于柳葉臘梅葉萃取物多酚含量測(cè)定。
由表1可知,由于溶劑極性不同對(duì)萃取物的得率、萃取物的成分組成有較大的影響,其中水相、正己烷相、正丁醇相的提取率較高(分別為48.80%,24.47%,19.99%)。多酚含量從大到小排序?yàn)橐宜嵋阴ハ?正丁醇相>甲醇相>水相>二氯甲烷相>正己烷相,其中乙酸乙酯相從甲醇提取物中分離的酚類高達(dá)(309.5±4.81) mg/g。
表1不同極性萃取物的提取率和多酚含量?
Table 1 The extraction yields and content of polyphenol compounds of different polarity fractions ofChimonanthussalicifolicusHu leaves
萃取物提取率/%多酚含量/(mg·g-1)MeOH34.84196.70±4.10cHexane24.47132.05±4.17fCH2Cl23.01145.30±1.98eEtOAc1.61309.50±4.81aBuOH19.99233.60±3.96bH2O48.80175.15±1.06d
? 同列不同字母表示在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著差異 (P<0.05)。
2.2 不同極性萃取物的還原能力
由圖1可知,柳葉臘梅葉不同極性萃取物均表現(xiàn)出不同程度的還原能力,在0.2~1.0 mg/mL時(shí),隨著萃取物濃度的增加,其還原能力不斷增強(qiáng),且呈明顯的計(jì)量依賴關(guān)系。還原力從大到小排序?yàn)橐宜嵋阴ハ?正丁醇相>水相>甲醇相>二氯甲烷相>正己烷相,當(dāng)濃度為1.0 mg/mL時(shí),還原能力吸光值分別為0.91±0.01,0.51±0.04,0.46±0.013,0.44±0.01,0.31±0.01,0.29±0.02,在同濃度條件下 VC的吸光值為1.39±0.02,表明乙酸乙酯萃取物具有較強(qiáng)的還原能力。
圖1 不同極性萃取物的還原能力
2.3 不同極性萃取物的DPPH自由基清除能力
由圖2可知,萃取物都有較強(qiáng)的抗氧化能力,在0.05~1.0 mg/mL時(shí),柳葉臘梅葉萃取物對(duì)DPPH自由基的清除能力與萃取物濃度呈顯著正相關(guān)。當(dāng)乙酸乙酯萃取物濃度為1.0 mg/mL時(shí),對(duì)DPPH自由基的清除率可達(dá)91.62%,在同濃度條件下 VC的清除能力為94.20%,說明乙酸乙酯萃取物的抗氧化能力與VC的相當(dāng)??寡趸钚詮拇蟮叫∨判?yàn)橐宜嵋阴ハ?二氯甲烷相>正丁醇相>正己烷相>甲醇相>水相,其IC50值分別為0.48,0.61,0.98,1.11,1.24,1.36 mg/mL,表明乙酸乙酯相的抗氧化能力最強(qiáng)。
圖2 不同極性萃取物對(duì)DPPH自由基清除作用
Figure 2 Scavenging activity against DPPH free radicals of different polarity fractions ofChimonanthussalicifolicusHu leaves
2.4 不同極性萃取物的抑菌作用
由表2可知,不同極性萃取物中二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯及甲醇提取物對(duì)大腸桿菌、金黃葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和綠膿桿菌均有一定的抑制作用,以二氯甲烷萃取物的抑菌活性最顯著。當(dāng)二氯甲烷萃取物濃度為10 mg/mL時(shí),對(duì)大腸桿菌、金黃葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和綠膿桿菌的最大抑菌圈直徑分別為(11.50±1.05),(11.33±0.82),(11.57±1.62),(11.25±1.04) mm,陽性對(duì)照PP(終質(zhì)量濃度為1 mg/mL)的最大抑菌圈直徑分別為(11.88±0.83),(12.17±0.98),(12.38±0.92),(11.88±0.64) mm。表明二氯甲烷萃取物和對(duì)羥基苯甲酸丙酯對(duì)4種供試的革蘭氏陽性細(xì)菌和革蘭氏陰性細(xì)菌都有明顯的抑制作用。
為了定量研究柳葉蠟梅葉萃取物對(duì)食品中常用菌的抑制活性,本試驗(yàn)進(jìn)一步測(cè)定了其最小抑菌濃度(MIC),其中甲醇、正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯不同濃度萃取物對(duì)大腸桿菌、金黃葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和綠膿桿菌的抑制效果可見圖3。由圖3可知,不同極性萃取物在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)4種菌的抑制效果呈濃度依賴性增大。二氯甲烷和正己烷萃取物對(duì)4種菌的最低抑制濃度為2 mg/mL;乙酸乙酯萃取物對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度為6 mg/mL,對(duì)枯草芽孢桿菌和綠膿桿菌的最低抑制濃度為4 mg/mL。通過各菌株抑制效果的比較可以看出,柳葉蠟梅葉不同極性萃取物對(duì)不同菌株的最小抑制濃度不同,其中二氯甲烷萃取物活性最強(qiáng),可進(jìn)一步通過柱層析分離二氯甲烷萃取物,能夠篩選出針對(duì)不同菌株的有效活性成分,從而開發(fā)出有針對(duì)性的抑菌藥物。
表2 不同極性萃取物對(duì)4種菌的抑菌圈直徑?
? 萃取物濃度10 mg/mL;同列不同字母表示在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著差異 (P<0.05)。
圖3 不同極性萃取物對(duì)4種菌的抑菌圈直徑
經(jīng)過以上試驗(yàn),可知柳葉蠟梅葉不同極性萃取物的總酚含量豐富,均具有較強(qiáng)的還原能力和DPPH自由基清除能力。乙酸乙酯萃取物的抗氧化能力最為顯著,可能與其高含量的總酚物質(zhì)有關(guān)[24-25]。體外抑菌試驗(yàn)顯示,除正丁醇和水萃取物無明顯抑制作用外,其它3種萃取物對(duì)大腸桿菌、金黃葡萄球菌、枯草芽抱桿菌和綠膿桿菌均具有顯著的抑菌效果。本試驗(yàn)系統(tǒng)地探究了柳葉蠟梅葉萃取物的抗氧化和抑菌性能,填補(bǔ)了之前沒有柳葉蠟梅葉主要活性成分分離及抗氧化、抑菌性能系列數(shù)據(jù)的空白,為該植物的進(jìn)一步活性成分分離及開發(fā)利用提供試驗(yàn)依據(jù)。但柳葉蠟梅葉中總酚物質(zhì)種類繁多,需更深入地分離純化,以篩選出更加明確有效的抗氧化和抑菌活性成分。
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Study on total polyphenol content and antioxidant, antimicrobial activities of different polarity fractions of Chimonanthus salicifolicus Hu leaves
WU Yong-xiangWANGXiangJIANGHai-taoDINGKang-junZHAOCheng-longHUChang-yu
(CollegeofLifeandEnvironmentScience,HuangshanUniversity,Huangshan,Anhui245041,China)
10.13652/j.issn.1003-5788.2017.08.033
安徽省高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào):KJ2017A398);2016年度安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):AH201610375055);博士人才引進(jìn)啟動(dòng)基金項(xiàng)目(編號(hào):2016xkjq004)
吳永祥,男,黃山學(xué)院講師,博士。
胡長玉(1956—),男,黃山學(xué)院副教授,碩士。 E-mail:hcy@hsu.edu.cn
2017—04—01