朱怡珂 李定國(guó) 田 勇 余奕穎 田 博 曹 妮 劉 君
(海南醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室,海南 海口 571199)
魚腥草(Houttuynia cordata thunb),雙子葉植被三白草科的蕺菜屬,植物學(xué)名稱蕺菜。其揮發(fā)油癸酰乙醛(Decanoylacetal dehyde),即魚腥草素,是產(chǎn)生魚腥味的主要成分[1]。魚腥草在我國(guó)生長(zhǎng)廣泛,不僅含有各種營(yíng)養(yǎng)元素,還具有多糖、生物堿、有機(jī)酸、黃酮以及揮發(fā)油類等各種藥用成分,是一類富有經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值的藥食同源的野生植物[2,3]。現(xiàn)代科學(xué)研究證實(shí),魚腥草有止痛、抗菌、耐病毒、抗老化、抗氧化、抗射線、增強(qiáng)機(jī)體免疫、減少應(yīng)激和氧化反應(yīng)、利尿、止血及降血糖等作用[4-6]。
本實(shí)驗(yàn)以魚腥草為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,分別利用無菌水、乙醇提取其有效成分,對(duì)金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、傷寒沙門氏菌(Salmonella typhi)、大腸埃希菌(Escherichia coli)、痢疾志賀氏菌(Shigella dysenteriae)進(jìn)行體外抑菌實(shí)驗(yàn),探討魚腥草的不同提取方法對(duì)人體4種常見致病菌的抑菌活性和特性[7]。為魚腥草的進(jìn)一步開發(fā)利用和體外抑菌效果的研究提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料 新鮮魚腥草地下莖,在海南省??谑猩礁叽遛r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買。
痢疾志賀氏菌(GDMCC801366),金黃黃葡萄球菌(GDMCC1.2442),大腸埃希菌(GDMCC1.737),傷寒沙門氏菌(GDMCC1.2777),購(gòu)于廣東微生物菌種保藏中心。
1.2 供試儀器與試劑 GR60DR立式自動(dòng)壓力蒸發(fā)滅菌器[致微(廈門)儀器有限公司];420-B恒溫水箱(江蘇大唐醫(yī)療器械有限公司);HR40-ⅡA2生物安全柜(青島海爾生物醫(yī)療股份有限公司);SW-CJ-1FD清潔控制系統(tǒng)(蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司);SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱(上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司);FX-200GD電子天平(東莞市穩(wěn)象科技有限公司)等。無水乙醇(HPLC級(jí),德國(guó)默克公司);營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司)等。
1.3 提取方法
1.3.1 直接研磨法 稱取20 g洗凈后的新鮮魚腥草,研磨充分,取研磨液密封備用。
1.3.2 水提取法 稱取20 g洗凈后的新鮮魚腥草,加入4 mL無菌水,研磨充分,取研磨液密封備用。
1.3.3 無水乙醇提取法 取20 g洗凈后的新鮮魚腥草,搗碎,然后置于500 mL的圓底燒瓶中,再添加約40 mL的無水乙醇,經(jīng)冷凝回流,水浴加熱3 h(加熱過程在通風(fēng)櫥中完成),最終將提取物倒入無菌燒杯中置于室溫下自然揮發(fā)24 h,揮發(fā)完全后,加入4 mL的無菌水備用。
1.4 實(shí)驗(yàn)步驟 用麥?zhǔn)媳葷岱ǖ玫?種菌的0.5濁度菌液,再配比4倍稀釋液、8倍稀釋液。制作直接研磨法、水提取法以及乙醇提取法的魚腥草提取液(物)的藥敏紙片。將每種菌的0.5濁度菌液,4倍和8倍稀釋液分別涂布平板,每個(gè)平板置3種藥敏紙片,對(duì)照組為無菌水藥敏紙片、空白藥敏紙片和空白平板。放入生化培養(yǎng)箱,37 ℃培養(yǎng)8 h。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟3次,得到3組重復(fù)樣本(平行樣本數(shù)為6)。觀察并記錄結(jié)果,測(cè)量抑菌環(huán)的大小。
2.1 魚腥草3種提取方法提取物的抑菌效果 實(shí)驗(yàn)中直接研磨法、水提取法、乙醇提取法的提取物對(duì)大腸埃希菌(E.coli)、金黃色葡萄球菌(S.aureus)、痢疾志賀氏菌(Sh.dysenteriae)有不同程度的抑菌作用,而對(duì)傷寒沙門菌(S.typhi)均沒有觀察到明顯抑制效果。抑菌效果大致上隨菌液濃度增大而減小。見表1。
3種提取方法的提取物對(duì)E.coli的抑制作用均有顯著性差異,且抑制強(qiáng)弱程度依次為:水提取法>直接研磨法>乙醇提取法。直接研磨法的提取物與水提取法的提取物對(duì)S.aureus的抑制作用差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),2種方法的提取物均與乙醇提取法的提取物差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),抑制強(qiáng)弱程度依次為:水提取法=直接研磨法>乙醇提取法。3種提取方法的提取物對(duì)S.flexner的抑制強(qiáng)弱程度依次為:水提取法=直接研磨法>乙醇提取法。見圖1。
表1 不同提取方法下不同菌種的抑菌環(huán)大小
注:*P≤0.05;**P≤0.01;***P<0.001;****P<0.0001。圖1 魚腥草3種提取物對(duì)E.coli、S.aureus、S.flexner的 抑制效果(0.5濁度菌液)
2.2 魚腥草提取物對(duì)3種菌的抑制效果差異 直接研磨液對(duì)E.coli、S.aureus和S.flexner3種細(xì)菌的抑制作用差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。水提取液對(duì)E.coli和S.flexner,S.aureus和S.flexner的抑制效果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);而對(duì)E.coli和S.aureus的抑制作用差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),抑制作用強(qiáng)弱依次為:E.coli=S.aureus>S.flexner。乙醇提取液對(duì)S.aureus和S.flexner的抑制效果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且對(duì)S.aureus的抑制作用強(qiáng)于S.flexner,而E.coli與二者均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見圖1。
2.3 抑菌環(huán)直徑隨菌液稀釋倍數(shù)變化規(guī)律 理論上抑菌環(huán)直徑隨菌液稀釋倍數(shù)增大而增大。但本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的稀釋倍數(shù)-抑菌環(huán)直徑曲線與理性模型不完全一致(見圖2),這可能與細(xì)菌生長(zhǎng)速度、培養(yǎng)時(shí)間以及培養(yǎng)過程中pH值變化有關(guān)。
圖2 抑菌環(huán)直徑隨菌液稀釋倍數(shù)變化規(guī)律
實(shí)驗(yàn)過程中采購(gòu)的不同批次的魚腥草的抑菌效果有差異,可能與魚腥草的新鮮程度、生長(zhǎng)時(shí)間、植株部位、地理位置和植株遺傳因素等方面的差異有關(guān)。魚腥草越新鮮,抑菌效果越明顯。本實(shí)驗(yàn)的魚腥草均在4 ℃冷藏12 h以內(nèi),此時(shí)實(shí)驗(yàn)效果最好。在預(yù)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)冷藏保存36 h以上時(shí),抑菌效果明顯減小且抑菌圈周圍觀察到明顯雜菌環(huán),說明有效抑菌成分失活且腐敗菌滋生。魚腥草的地上組成部分的生長(zhǎng)發(fā)育可分成出苗期、旺長(zhǎng)期、靜止期、枯萎期和冬眠期5期,地下部分成長(zhǎng)的過程可分成出苗期、旺長(zhǎng)期、靜止期和冬眠期4期。不同生長(zhǎng)周期的魚腥草營(yíng)養(yǎng)成分也有明顯差異[8]。魚腥草的活性成分含量和抗氧化功能從部位上看,葉片>地上莖>根狀莖,呈由上往下逐步減少的趨勢(shì)[9]。本實(shí)驗(yàn)選用魚腥草根狀莖,故猜測(cè)魚腥草不同部位的抑菌效果大小依次為葉片>地上莖>根狀莖,有待后續(xù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究。此外,不同地理位置魚腥草的活性成分有所不同,但魚腥草群體間的地理分布和遺傳多樣性分布沒有直接的相關(guān)性,即海拔、緯度和經(jīng)度等的變化還不足以影響魚腥草的遺傳多樣性水平[10]。
除了魚腥草自身的因素,培養(yǎng)基的酸堿度、菌種的迭代培養(yǎng)、提取方法、細(xì)菌的生長(zhǎng)速度等因素也會(huì)影響抑菌環(huán)的直徑。大部分細(xì)菌的生命活動(dòng)受氫離子濃度的影響很大,一般而言,在弱酸條件下活力最高,且魚腥草中一些活性成分如多酚等可通過離子配位結(jié)合改變其抑菌能力[11],所以不同pH條件對(duì)魚腥草的抑菌作用的影響較為復(fù)雜。除此之外,實(shí)驗(yàn)過程中菌種的迭代培養(yǎng)也可能導(dǎo)致基金突變,產(chǎn)生耐藥性,從而影響抑菌效果。新鮮魚腥草的抑菌物質(zhì)主要為具有揮發(fā)性的總黃酮、揮發(fā)油、多糖等[12]。不同提取方法對(duì)魚腥草活性成分的提取程度不同。目前對(duì)魚腥草抗菌物質(zhì)研究得比較多的是魚腥草素,但本試驗(yàn)中具體抗菌物質(zhì)。其中乙醇提取法的抑菌效果并不理想,可能與提取工藝和器材條件有關(guān),導(dǎo)致有效活性成分的損失。本實(shí)驗(yàn)對(duì)傷寒沙門氏菌未觀察到抑制作用,查閱相關(guān)文獻(xiàn)也未見相關(guān)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)細(xì)菌培養(yǎng)條件為37 ℃,8 h,細(xì)菌生長(zhǎng)速度也很大程度影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。金黃色葡萄球菌的繁殖速率最快,3個(gè)濃度梯度的培養(yǎng)皿37 ℃培養(yǎng)8 h,菌落生長(zhǎng)的密度差別最小。痢疾志賀氏菌生長(zhǎng)速度最慢,3個(gè)濃度梯度的培養(yǎng)皿的菌落密度差別最明顯。因此,痢疾志賀氏菌的不同濃度梯度的抑菌環(huán)的直徑差小于理想值,可能與細(xì)菌生長(zhǎng)較慢、藥液抑菌活性減弱有關(guān)。
總的來說,本實(shí)驗(yàn)初步探究了魚腥草的抑菌作用,為魚腥草抑菌類產(chǎn)品的研發(fā)與推廣提供了理論依據(jù)。我國(guó)魚腥草分布范圍廣,中醫(yī)學(xué)中運(yùn)用廣泛且歷史悠久。目前臨床上常見的藥品復(fù)方魚腥草顆粒、魚腥草滴眼液等。魚腥草所含有的活性成分對(duì)多種細(xì)菌和真菌具有抑制作用[13],這為魚腥草在緩解皮膚病、霧化治療肺炎、天然的食品添加劑和畜牧業(yè)飼料添加劑等方面的應(yīng)用提供了可能。