黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
㊀㊀㊀2024年第46卷第1期㊀㊀中国麻业科学㊀㊀PLANTFIBERSCIENCESINCHINA㊀㊀㊀㊀文章编号:1671-3532(2024)01-0032-10
黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析
冯湘沅1ꎬ成莉凤1ꎬ席果果1ꎬ郑科1ꎬ彭正红1ꎬ韩凤波2ꎬ杨琦1∗ꎬ段盛文1∗
(1.中国农业科学院麻类研究所ꎬ湖南长沙410221ꎻ
2.轮台县星博服饰有限责任公司ꎬ新疆巴州841600)
摘㊀要:采用溶剂法从黄麻韧皮纤维中提取黄酮㊁多糖㊁生物碱3种成分ꎬ并对提取物的化学组分及抑菌效果进行测定分析ꎮ结果表明ꎬ3种提取物中总黄酮㊁总多糖㊁总生物碱含量分别为17.36mg/g㊁3.57mg/g㊁61.01μg/gꎮ高效液相色谱法(HPLC)检测出黄酮类提取物主要包括异槲皮素(167.47μg/g)㊁槲皮素(12.35μg/g)㊁木犀草素(6.41μg/g)㊁山奈酚(6.26μg/g)等ꎻ多糖类提取物中的单糖组分有半乳糖(0.41mg/g)㊁半乳糖醛酸(0.43mg/g)㊁阿拉伯糖(1.03mg/g)等ꎻ生物碱类提取物主要组分为盐酸小檗碱(9.97μg/g)ꎮ纸片扩散法㊁二倍稀释观察法㊁扫描电镜分析显示ꎬ3种提取物对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌㊁痢疾杆菌均能产生不同程度的抑制效果ꎮ综上ꎬ黄麻韧皮纤维中的活性物质较为丰富ꎬ且具有良好的抑菌性能ꎮ
关键词:黄麻韧皮纤维ꎻ活性物质ꎻ抑菌ꎻ组分ꎻ含量
中图分类号:S563.4㊀文献标识码:A㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):㊀收稿日期:2023-08-25
基金项目:中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IBFC05)ꎻ财政部和农业农村部:国家麻类产业技术体系(CARS-19-E22)ꎻ中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1610242021005ꎻY2021YJ25)ꎻ长沙市自然科学基金(kq2208247)ꎻ新疆维吾尔自治区科技支疆项目(2022E02105)
作者简介:冯湘沅(1964 )ꎬ女ꎬ高级实验师ꎬ研究方向为生物加工与微生物ꎮE-mail:402313107@qq.com∗通信作者:段盛文(1975 )ꎬ男ꎬ研究员ꎬ研究方向为微生物资源与利用ꎮE-mail:hunandsw@163.comꎻ杨琦(1988 )ꎬ女ꎬ副研究员ꎬ研究方向为生物加工与微生物ꎮE-mail:yangqi@caas.cn
CharacterizationofBioactiveSubstancesinJuteBastFibersandtheirAntibacterialEffectsFENGXiangyuan1ꎬCHENGLifeng1ꎬXIGuoguo1ꎬZHENGKe1ꎬPENGZhenghong1ꎬHANFengbo2ꎬYANGQi1∗ꎬDUANShengwen1∗
(1.InstituteofBastFiberCropsꎬChineseAcademyofAgriculturalSciencesꎬChangsha410221ꎬ
HunanꎬChinaꎻ2.LuntaiCountyStarBoClothingCo.ꎬLTDꎬBazhou841600ꎬXinjiangꎬChina)
Abstract:Threekindsofbioactivesubstancesꎬincludingflavonesꎬpolysaccharidesandalkaloidsꎬwereextractedfromjutebastfibersbysolventmethod.Thechemicalcompositionandantibacterialeffectsofthemwereanalyzed.Thecontentoftotalflavonesꎬtotalpolysaccharidesandtotalalkaloidsinthecorrespondingextractswas17.36mg/gꎬ3.57mg/gand61.01μg/grespectively.Thehighperformanceliquidchromatography(HPLC)indicatedthattheflavonesweremainlycomposedofisoquercetin(167.47μg/g)ꎬquercetin(12.35μg/g)andluteolin(6.41μg/g).Themajormonosaccharidecompositionofpolysaccharidesincludedgalactose(0.41mg/g)ꎬgalacturonicacid(0.43mg/g)andarabinose(1.03mg/g).Additionallyꎬberberinehydrochloride(9.97μg/g)23
wasfoundtobetheprimaryalkaloidcompound.AntibacterialeffectsoftheextractsonStaphylococcusaureusꎬEscherichiacoliꎬandShigelladysenteriaewereallconfirmedbydiskdiffusionassayꎬdoublingdilutionꎬandscanningelectronmicroscope(SEM).Inconclusionꎬabundantbioactivesubstanceswereexistedinjutebastfibersandpresentedpositiveantibacterialeffects.Keywords:jutebastfibersꎻbioactivesubstancesꎻantibacterialeffectsꎻcomponentsꎻcontents
黄麻(CorchoruscapsularisL.)为锦葵科(MalvaceaeJuss.)椴树亚科(Subfam.TilioideaeBurret)一年生草本作物ꎬ普遍种植于孟加拉国㊁中国㊁尼泊尔和印度等国家[1]ꎬ其韧皮纤维为去除根㊁叶和果实以外从茎部剥下的纤维ꎮ由于黄麻韧皮纤维中的非纤维素物质(包括果胶㊁半纤维素㊁木质素等胶质)含量高ꎬ胶质成分多样ꎬ无法进行单纤维纺织ꎬ因此ꎬ在纺纱前必须通过脱胶将纤维提取出来[2-4]ꎮ脱胶方法主要有传统水沤(天然菌)脱胶法㊁化学脱胶法等ꎬ这些方法存在环境污染严重的弊端[5]ꎮ生物(专用菌)脱胶法因具有低污染㊁高品质等优点ꎬ是黄麻韧皮纤维脱胶的发展方向ꎮ
黄麻纤维具有天然抑菌特性[6]ꎬ探究黄麻韧皮纤维抑菌活性物质组成及其抑菌性能ꎬ对黄麻生物脱胶法中微生物的筛选㊁黄麻天然抑菌纤维产品的开发等具有重要意义ꎮ
近年来ꎬ国内学者对黄麻韧皮纤维的抑菌成分进行了探索ꎮ崔启璐等[7]优化了黄麻纤维(经过脱胶处理后的纤维)中黄酮类化合物的提取工艺ꎬ并对其结构进行了表征ꎬ但未对黄麻纤维原麻的活性物质进行研究ꎮ王群等[8]对黄麻原麻纤维的乙酸乙酯提取物进行了抑菌活性测试ꎬ并对其抑菌活性成分进行了分析和鉴定ꎮ冯湘沅等[9]利用GC-MS鉴定了黄麻韧皮纤维(未脱胶的原麻)石油醚提取物的化学成分ꎬ同时对石油醚提取物的抑菌效果进行了分析ꎮ黄麻韧皮纤维中的活性物质包括黄酮㊁多糖㊁生物碱等ꎬ由于其存在化学极性差异ꎬ单独使用乙酸乙酯或石油醚不能提取出全部的活性物质ꎮ基于此ꎬ本研究采用不同溶剂分别对黄麻韧皮纤维中的黄酮㊁多糖和生物碱3类化合物进行提取ꎬ分析各类化合物组分的构成ꎬ评价总黄酮㊁总多糖和总生物碱的抑菌活性ꎬ旨为开发新型功能性纤维以及筛选合适的黄麻脱胶菌株提供基础数据ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀材料与试剂原料:黄麻韧皮纤维(未脱胶原麻)ꎬ由中国农业科学院麻类研究所提供ꎮ将收剥的黄麻韧皮
纤维阴干后ꎬ经粉碎机粉碎ꎬ过20目筛ꎮ供试菌株:金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)㊁大肠杆菌(Escherichiacoli)㊁痢疾杆菌(Shi ̄gelladysenteroae)购于北京北纳创联生物技术研究所ꎮ
试剂:石油醚(沸程为60~90ħ)㊁芦丁㊁盐酸小檗碱及其他试剂均为阿拉丁公司分析纯ꎮLB液体培养基:胰蛋白胨(10g/L)㊁氯化钠(10g/L)㊁酵母提取物(5g/L)混合ꎬ分装ꎬ121ħ灭菌20minꎮLB固体培养基:在LB液体培养基中加入琼脂(20.0g/L)ꎬ121ħ灭菌20min后ꎬ取适量倒入
无菌平皿ꎬ冷却ꎮ
1.2㊀仪器与设备DionexUltimate3000型液相色谱仪(赛默飞世尔科技有限公司提供)ꎻ1510型全波长酶标仪(赛默飞世尔科技有限公司提供)ꎻSU3500型扫描电镜(株式会社日立高新技术/日本提供)ꎻK850型临界点干燥仪(英国Quorum公司提供)ꎻSW-CJ-2FD型超净工作台(苏州净化设备有限公司提供)ꎻFZ102型粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司提供)ꎻZQZY-A8型恒温振荡培养器(上海知楚仪器有限公司提供)ꎻR1001-VN型旋转蒸发仪(郑州长城科工贸有限公司提供)ꎻ3K15型高速冷冻离心机(德国Sigma公司提供)ꎮ
33第1期冯湘沅等:黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析
43㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第46卷1.3㊀方法
1.3.1㊀样品的制备
(1)黄酮类化合物提取物的制备
参照武雪芬等[10]方法略加修改:准确称取粉末15.0gꎬ加入70%乙醇溶液150mLꎬ60ħ水浴回流3hꎬ冷却至室温ꎬ然后移入离心管ꎬ7000r/min离心10minꎬ收集的上清液经蒸发浓缩ꎬ再依次用石油醚㊁乙酸乙酯萃取ꎬ萃取液浓缩㊁烘干(60ħ)得干燥物ꎬ用0.9%生理盐水8mL溶解干燥物ꎬ用于后续分析测定ꎮ
(2)多糖类化合物提取物的制备
综合参照许柑叶等[11]与练冬梅等[12]的方法略加修改:准确称取粉末15.0gꎬ加入石油醚150mLꎬ60ħ水浴回流2hꎬ去石油醚ꎻ取渣加入纯净水150mL于60ħ水浴回流3hꎬ7000r/min离心10minꎬ去渣取上清液ꎬ在60ħ下将上清液浓缩至5mLꎻ加入4倍体积的无水乙醇ꎬ离心取沉淀ꎻ用3%三氯乙酸溶解沉淀ꎬ再离心去沉淀ꎬ在60ħ下将上清液干燥ꎬ加入无菌超纯水8mL溶解干燥物ꎬ用于多糖含量和抑菌测定ꎮ将剩余的干燥物水解㊁衍生ꎬ用于单糖组分含量测定ꎮ(3)生物碱类化合物提取物的制备
参照郝海燕等[13]方法略加修改:准确称取粉末15.0gꎬ加入石油醚150mLꎬ60ħ水浴回流2hꎬ去石油醚ꎻ取渣加入1%盐酸-乙醇溶液150mLꎬ60ħ水浴回流3hꎬ7000r/min离心10minꎬ取上清液浓缩㊁干燥ꎬ再加入超纯水10mL溶解干燥物后ꎬ用4%NaOH调节pH值约为10ꎬ以三氯甲烷20mL萃取3次ꎬ合并萃取液ꎬ浓缩至8mLꎬ用于总生物碱及其组分含量的测定ꎮ将剩余萃取液置于通风柜通风干燥ꎬ用40%丙酮溶液溶解ꎬ用于抑菌测定ꎮ
1.3.2㊀含量测定与组分分析
(1)黄酮类化合物提取物中总黄酮含量测定
以芦丁为标准品ꎬ甲醇溶液为溶剂ꎮ标准品溶液配制浓度为0.2㊁0.4㊁0.6㊁0.8㊁1.0mg/mLꎬ用于标准曲线测定ꎮ
芦丁标准品溶液测定(Al(NO3)3显色法[14]):取标准品溶液1mL加入5%NaNO2溶液1mL混匀ꎬ静置6minꎬ然后加入10%Al(NO3)3溶液1mLꎬ混匀ꎬ静置6minꎬ再加入4%NaOH溶液3mLꎬ混匀ꎬ静置12minꎬ于510nm处测吸光值ꎮ同时设置空白对照ꎬ绘制标准曲线ꎬ得出线性回归方程ꎮ
黄酮类化合物提取物中总黄酮含量测定方法同芦丁标准品溶液的测定ꎮ
总黄酮浓度(mg/mL)按芦丁标准曲线所得的线性回归方程进行计算ꎻ
总黄酮质量(mg)=总黄酮浓度ˑ稀释倍数ˑ总体积ꎻ
总黄酮含量(mg/g)=总黄酮质量ː粉末质量ꎮ
(2)黄酮类化合物中组分及含量测定
参照冯湘沅等[15]方法略加修改:以木犀草素㊁异槲皮素㊁杨梅素㊁槲皮素㊁山奈酚为标准品ꎬ甲醇溶液为溶剂ꎮ标准品溶液进行梯度稀释ꎬ用于标准曲线测定ꎮ
标准品溶液㊁黄酮类化合物提取物用0.45μm滤膜过滤ꎬ用于后续HPLC检测ꎮ
HPLC检测条件:色谱柱为ThermoHypersilBDSC18柱(250mmˑ4.6mmꎬ5μm)ꎻ流动相为v(甲醇)︰v(0.5%磷酸)=55︰45ꎻ流速为1mL/minꎻ洗脱方式为等度洗脱ꎻ柱温为25ħꎻ紫外检测波长为360nmꎻ进样量为20μLꎮ
各组分浓度(mg/mL)按各组分标准曲线所得的线性回归方程进行计算ꎻ
各组分质量(mg)=各组分浓度ˑ体积ꎻ
各组分含量(mg/g)=各组分质量ː粉末质量ꎮ
(3)多糖类化合物提取物中总多糖含量测定
以葡萄糖为标准品ꎬ超纯水为溶剂ꎮ标准品溶液配制浓度为0.02㊁0.04㊁0.06㊁0.08㊁0.10mg/mLꎬ用于标准曲线测定ꎮ
标准品溶液㊁多糖类化合物提取物总多糖的含量测定采用苯酚-硫酸法[16]进行ꎮ
总多糖浓度(mg/mL)按葡萄糖标准曲线所得的线性回归方程进行计算ꎻ
总多糖质量(mg)=总多糖浓度ˑ稀释倍数ˑ总体积ꎻ
总多糖含量(mg/g)=多糖质量ː粉末质量ꎮ(4)多糖类化合物中单糖组分及含量测定以甘露糖㊁核糖㊁半乳糖㊁鼠李糖㊁葡萄糖醛酸㊁半乳糖醛酸㊁氨基葡萄糖㊁氨基半乳糖㊁葡萄糖㊁木糖㊁阿拉伯糖㊁岩藻糖为标准品ꎬ超纯水为溶剂ꎮ标准品溶液进行梯度稀释ꎬ用于标准曲线测定ꎮ标准品溶液㊁多糖类化合物提取物(水解)的衍生方法采用冯湘沅等[16]方法进行ꎬ衍生物用
0.45μm滤膜过滤ꎬ用于后续HPLC检测ꎮHPLC检测条件:色谱柱为XtimateC18柱(4.6mmˑ200mmꎬ5um)ꎻ流动相为v(乙腈)︰v(0.05mol/L磷酸二氢钾)=17︰83ꎻ流速为1.0mL/minꎻ洗脱方式为等度洗脱ꎻ柱温为30ħꎻ紫外检测波长为250nmꎻ进样量为20μLꎮ
各组分浓度(mg/mL)按标准曲线所得的线性回归方程进行计算ꎻ
各组分质量(mg)=各组分浓度ˑ稀释倍数ˑ总体积ꎻ
各组分含量(mg/g)=各组分质量ː粉末质量ꎮ(5)生物碱类化合物提取物中总生物碱含量测定
以盐酸小檗碱为标准品ꎬ三氯甲烷为溶剂ꎮ标准品溶液分别稀释成0.02㊁0.04㊁0.06㊁0.08㊁
0.1mg/mLꎬ用于标准曲线测定ꎮ标准品溶液的测定方法(酸性染料显色法[17]):分别取各浓度盐酸小檗碱溶液1mLꎬ加入pH5.4柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液5mLꎬ溴甲酚绿指示液2mLꎬ摇匀ꎻ加入三氯甲烷10mLꎬ摇匀ꎻ静置30minꎬ于419nm处测吸光值ꎮ同时设置空白对照ꎬ绘制标准曲线ꎬ得出线性回归方程ꎮ提取物总生物碱含量测定方法同标准品溶液的测定ꎮ
总生物碱浓度(mg/mL)按标准曲线所得的线性回归方程进行计算ꎻ
总生物碱质量(mg)=总生物碱浓度ˑ稀释倍数ˑ总体积ꎻ
总生物碱含量(mg/g)=总生物碱质量ː粉末质量ꎮ(6)生物碱类化合物中组分及含量测定
以盐酸小檗碱为标准品ꎬ甲醇溶液作溶剂ꎮ标准品溶液分别稀释成20㊁40㊁60㊁80㊁100μg/mLꎬ用于标准曲线测定ꎮ
标准品溶液㊁生物碱类化合物提取物用0.45μm滤膜过滤ꎬ用于后续HPLC检测ꎮHPLC检测条件[18]:色谱柱为ThermoHypersilBDSC18柱(250mmˑ4.6mmꎬ5μm)ꎻ流动相为v(乙腈)︰v(0.1%磷酸)=36︰65ꎻ流速为1mL/minꎻ洗脱方式为等度洗脱ꎻ柱温为28ħꎻ紫外检测波长为345nmꎻ进样量为20μLꎮ
组分浓度(μg/mL)按组分标准曲线所得的线性回归方程进行计算ꎻ
组分质量(μg)=组分浓度ˑ体积ꎻ
组分含量(μg/g)=组分质量¸粉末质量ꎮ
1.3.3㊀抑菌测定(1)菌液制备
参照冯湘沅等[14]方法进行制备ꎬ将菌液浓度稀释至约为107CFU/mLꎮ
(2)抑菌方法抑菌样品的制备:将做抑菌试验的样品重新进行取样ꎬ干燥后复溶于相关溶剂(0.9%生理盐水㊁无菌超纯水㊁40%丙酮溶液)ꎬ再按照相应测定方法计算各个样品的浓度ꎮ
纸片扩散法:在无菌条件下ꎬ用灭菌镊子夹取无菌纸片(滤纸直径6mm)贴于涂有菌液(0.2mL)的LB固体培养基表面ꎬ取40μL提取物至纸片上ꎬ于37ħ生化培养箱培养18hꎬ准确测量透明圈直径ꎮ同时设置不含样品的相应溶剂(阴性)㊁1mg/mL硫酸链霉素(阳性)为对照ꎮ5
3第1期冯湘沅等:黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析
(3)最小抑菌浓度测定采用二倍稀释观察法进行测定ꎮ取无菌24孔板ꎬ在第1号孔中加入提取物㊁LB液体培养液各1mLꎬ2号~7号孔中分别加入LB液体培养基1mL进行连续稀释后ꎬ从每孔稀释液中吸出0.1mLꎬ再分别添加供试菌株菌液0.1mLꎬ于37ħ生化培养箱培养18hꎬ用肉眼观察每孔细菌生长情况ꎬ以提取物培养基清亮的最低浓度判断为最小抑菌浓度ꎬ同时设置空白阴性㊁硫酸链霉素阳性对照ꎮ(4)扫描电镜观察参考刘芮等[19]方法进行ꎮ分别取稀释菌液(浓度约107CFU/mL)20μLꎬ加入装有最小抑菌浓度提取物200μL和LB培养液200μL的无菌24孔板中混匀ꎬ37ħ培养18h后ꎬ于10000r/min离心3minꎬ收集沉淀ꎻ加入无菌PBS1mL离心3min(重复2次)ꎬ取沉淀ꎬ再加入2.5%戊二醛溶液ꎬ4ħ过夜ꎻ分别用30%㊁50%㊁70%㊁90%㊁100%的乙醇溶液进行梯度离心洗脱㊁干燥㊁喷金ꎬ扫描电镜观察ꎮ
1.4㊀数据处理试验数据均取平行3次测量值的平均值和标准差ꎬ同时采用Excel2016㊁Origin2020b㊁Phtoshop等软件进行图谱处理ꎮ
2㊀结果与分析2.1㊀黄酮类化合物提取物中总黄酮含量的测定
采用Al(NO3)3显色法对各浓度芦丁标准品溶液于510nm波长处测定吸光度ꎬ所得到的线性
回归方程为y=1.1881x+0.0884(R2=0.9995)ꎮ式中:x 芦丁标准品溶液浓度ꎬmg/mLꎻy 吸光度ꎮ
根据芦丁标准品溶液线性回归方程和总黄酮含量计算方法ꎬ得出黄麻韧皮纤维黄酮类化合物提取物中总黄酮含量为17.36mg/gꎮ
2.2㊀黄酮类化合物中组分及含量的测定采用HPLC检测标准品溶液ꎬ以浓度(xꎬμg/mL)为横坐标㊁色谱峰面积(y)为纵坐标绘制的线性回归方程分别为:异槲皮素y=0.7484x-0.7394(R2=0.9989)ꎻ杨梅素y=0.8784x-7.5679(R2=0.9982)ꎻ槲皮素y=0.9491x-5.2378(R2=0.9984)ꎻ木犀草素y=1.1685x+0.2907(R2=0.9971)ꎻ山奈酚y=0.6734x+0.4700(R2=0.9969)ꎮ通过HPLC检测得出黄麻韧皮纤维黄酮类化合物提取物中组分色谱图见图1ꎬ含量测定结果见表
1ꎮ
注:1 异槲皮素ꎻ2 杨梅素ꎻ3 槲皮素ꎻ4 木犀草素ꎻ5 山奈酚ꎮ
图1㊀黄麻韧皮纤维黄酮化合物提取物中组分色谱图
Fig.1㊀Chromatographicdiagramofcomponentsinflavonoidsextractfromjutebastfibers
63㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第46卷
表1㊀黄麻韧皮纤维黄酮类化合物中组分及含量测定结果
Table1㊀Determinationofcomponentsandcontentsofflavonoidsfromjutebastfibers
样品组分含量/(μg g-1)异槲皮素
杨梅素槲皮素木犀草素山奈酚黄酮类化合物提取物167.47ʃ0.590.57ʃ0.0412.35ʃ0.066.41ʃ0.126.26ʃ0.09㊀㊀根据各组分线性回归方程和各组分含量计算方法ꎬ对照黄酮类化合物的组分[20]标准品色谱图(图1)分析可知ꎬ黄麻韧皮纤维黄酮类化合物提取物含有异槲皮素㊁槲皮素㊁木犀草素㊁山奈酚和杨
梅素ꎬ其中ꎬ异槲皮素含量最高ꎬ达167.47μg/gꎮ2.3㊀多糖类化合物提取物中总多糖含量的测定采用苯酚-硫酸法对各浓度葡萄糖标准品溶液于490nm波长处测定吸光度ꎬ所得的标准线性回归方程为y=8.6615x+0.0780(R2=0.9992)ꎮ式中:x 葡萄糖标准品溶液浓度ꎬmg/mLꎻy 吸光度ꎮ
根据葡萄糖标准品溶液线性回归方程和总多糖含量计算方法ꎬ得出黄麻韧皮纤维多糖类化合物提取物中总多糖含量为3.57mg/gꎬ结果表明ꎬ黄麻韧皮纤维存在多糖类化合物ꎮ2.4㊀多糖类化合物中单糖组分及含量测定
黄麻韧皮纤维多糖类化合物提取物经水解㊁衍生ꎬ采用HPLC检测得出单糖色谱图见图2ꎬ含量测定结果见表2
ꎮ注:1 甘露糖ꎻ2 核糖ꎻ3 鼠李糖ꎻ4 葡萄糖醛酸ꎻ5 半乳糖醛酸ꎻ6 氨基葡萄糖ꎻ7 葡萄糖ꎻ
8 氨基半乳糖ꎻ9 半乳糖ꎻ10 木糖ꎻ11 阿拉伯糖ꎻ12 岩藻糖ꎮ图2㊀黄麻韧皮纤维多糖类化合物提取物中单糖组分色谱图
Fig.2㊀Chromatographicdiagramofmonosaccharidescomponentsinpolysaccharidecompoundsextractfromjutebastfibers表2㊀黄麻韧皮纤维多糖类化合物中单糖组分及含量测定结果
Table2㊀Determinationofmonosaccharidescompositionsandcontentsinpolysaccharidecompoundsextractfromjutebastfibers
单糖组分
含量/(mg g-1)甘露糖0.09ʃ0.03㊀核糖
0.01ʃ0.01鼠李糖
0.71ʃ0.03葡萄糖醛酸
0.08ʃ0.02半乳糖醛酸
0.43ʃ0.02氨基葡萄糖
0葡萄糖
0.24ʃ0.03氨基半乳糖
0半乳糖
0.41ʃ0.02木糖
0.07ʃ0.02阿拉伯糖
1.03ʃ0.03岩藻糖0.07ʃ0.02
73第1期冯湘沅等:黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析
㊀㊀由表2可知ꎬ黄麻韧皮纤维多糖水解物中含有甘露糖(0.09mg/g)㊁半乳糖(0.41mg/g)㊁鼠李糖(0.71mg/g)㊁葡萄糖醛酸(0.08mg/g)㊁半乳糖醛酸(0.43mg/g)㊁葡萄糖(0.24mg/g)㊁阿拉伯糖(1.03mg/g)㊁岩藻糖(0.07mg/g)等10种单糖组分ꎮ其中含量最高的为阿拉伯糖ꎬ其次为鼠李糖ꎬ而氨基葡萄糖㊁氨基半乳糖未检测到ꎮ结果表明ꎬ黄麻韧皮纤维多糖类化合物中存在多种单糖组分ꎮ2.5㊀生物碱类化合物提取物中总生物碱含量的测定
采用酸性染料显色法于419nm波长处测定各浓度盐酸小檗碱标准品溶液吸光度ꎬ所得到的线性回归方程为y=6.0559x+0.1429(R2=0.9994)ꎮ
式中:x 盐酸小檗碱标准品溶液浓度ꎬmg/mLꎻy 吸光度ꎮ
根据盐酸小檗碱标准品溶液线性回归方程和总生物碱含量计算方法ꎬ计算得到黄麻韧皮纤维生物碱提取物中总生物碱含量达到61.01μg/gꎬ说明黄麻韧皮纤维中存在生物碱类化合物ꎮ2.6㊀生物碱类化合物中组分及含量的测定
采用HPLC检测盐酸小檗碱标准品溶液ꎬ以浓度(xꎬμg/mL)为横坐标㊁色谱峰面积(y)为纵坐
标绘制的线性回归方程为y=1.0724x+2.9316(R2=0.9985)ꎮ
通过HPLC检测得出黄麻韧皮纤维生物碱类化合物中生物碱组分色谱图见图
3ꎮ
图3㊀黄麻韧皮纤维生物碱类化合物提取物中组分色谱图
Fig.3㊀Chromatographicdiagramofcomponentsinalkaloidsextractfromjutebastfibers根据盐酸小檗碱标准品溶液线性回归方程和组分含量计算方法ꎬ对照生物碱类组分标准品色谱图(图3)可知ꎬ黄麻韧皮纤维生物碱类化合物提取物中含有盐酸小檗碱和其他未知组分ꎬ其中盐酸小檗碱含量为9.97μg/gꎮ结果表明ꎬ黄麻韧皮纤维存在生物碱类化合物组分ꎮ
2.7㊀抑菌效果
2.7.1㊀抑菌透明圈
采用纸片扩散法测得黄麻韧皮纤维中黄酮㊁多糖㊁生物碱3类化合物提取物中活性物质抑菌透明圈直径ꎬ统计结果见表3㊁图4㊁5㊁6ꎮ
由表3可知ꎬ黄麻韧皮纤维的总黄酮提取物浓度在20.35mg/mL时ꎬ对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌㊁痢疾杆菌的抑制透明圈直径分别为12.02㊁10.07㊁10.30mm(抑菌透明圈直径均大于7mmꎬ表示具有抑菌效果[21])ꎻ总多糖提取物浓度在6.71mg/mL时ꎬ对相应菌株的抑制透明圈直径分别为10.45㊁10.32㊁10.39mmꎻ总生物碱提取物浓度在0.09mg/mL时ꎬ对相应菌株的抑制透明圈直径分别为10.51㊁9.23㊁10.52mmꎮ从总体上看ꎬ3类化合物提取物对金黄色葡萄球菌的抑制效果优于大肠杆菌㊁痢疾杆菌ꎮ结果表明ꎬ黄麻韧皮纤维中黄酮㊁多糖㊁生物碱类化合物提取物均对供试菌株产生一定的抑制作用ꎮ
83㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第46卷
表3㊀黄麻韧皮纤维3类化合物提取物的抑菌透明圈直径测定结果Table3㊀Determinationofantibacterialtransparentcirclediameterof3kindsofcompoundsextractfromjutebastfibers
活性物质
浓度/(mg mL-1)抑菌透明圈直径/mm金黄色葡萄球菌大肠杆菌痢疾杆菌总黄酮
20.3512.02ʃ0.0810.07ʃ0.0510.30ʃ0.10总多糖
6.7110.45ʃ0.1010.32ʃ0.1010.39ʃ0.04总生物碱
0.0910.51ʃ0.089.23ʃ0.1110.52ʃ0.03硫酸链霉素
1.00
26.02ʃ0.6513.14ʃ0.0617.75ʃ0.17丙酮(40%)
生理盐水(0.9%)
无菌超纯水
㊀㊀注: 表示抑菌透明圈不明显ꎮ注:1 提取物ꎻ2 生理盐水ꎻ3 硫酸链霉素ꎮ
图4㊀黄麻韧皮纤维中黄酮类化合物提取物的抑菌效果图
Fig.4㊀Antibacterialeffectofflavonoidsextractfromjutebastfibers
注:1 提取物ꎻ2 无菌超纯水ꎻ3 硫酸链霉素ꎮ
图5㊀黄麻韧皮纤维中多糖类化合物提取物的抑菌效果图
Fig.5㊀Antibacterialeffectofpolysaccharidesextractfromjutebastfibers
注:1 提取物ꎻ2 丙酮ꎻ3 硫酸链霉素ꎮ
图6㊀黄麻韧皮纤维中生物碱类化合物提取物的抑菌效果图
Fig.6㊀Antibacterialeffectofalkaloidsextractfromjutebastfibers2.7.2㊀最小抑菌浓度通过二倍稀释观察法考察黄麻韧皮纤维中黄酮㊁多糖㊁生物碱3类化合物提取物的抑制细菌
生长情况ꎬ统计结果见表4ꎮ
9
3第1期冯湘沅等:黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析
表4㊀黄麻韧皮纤维3类化合物提取物的最小抑菌浓度测定结果
Table4㊀Determinationofminimumbacteriostaticconcentrationof3kindsofcompoundsextractfromjutebastfibers
供试菌株
最小抑菌浓度/(mg mL-1)
总黄酮总多糖总生物碱
金黄色葡萄球菌1.27ʃ0.100.21ʃ0.020.01ʃ0.01
大肠杆菌2.54ʃ0.010.21ʃ0.020.02ʃ0.02
痢疾杆菌2.54ʃ0.010.42ʃ0.010.01ʃ0.01
㊀㊀由表4可知ꎬ黄麻韧皮纤维的总黄酮对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌㊁痢疾杆菌的最小抑菌浓度分别为1.27㊁2.54㊁2.54mg/mLꎻ总多糖对相应菌株的最小抑菌浓度分别为0.21㊁0.21㊁0.42mg/mLꎻ总生物碱对相应菌株的最小抑菌浓度分别为0.01㊁0.02㊁0.01mg/mLꎬ其中生物碱对供试菌株的最小抑菌浓度最低ꎮ结果表明ꎬ黄麻韧皮纤维中总黄酮㊁总多糖㊁总生物碱均能以较低的浓度起到较好的抑制作用ꎮ
2.7.3㊀扫描电镜
黄麻韧皮纤维3类化合物提取物对供试菌株分别进行处理后的扫描电镜图见图
7ꎮ
图7㊀黄麻韧皮纤维中3类化合物提取物对供试菌株处理的扫描电镜图(7000ˑ)Fig.7㊀SEManalysisoftheteststrainstreatedby3kindsofcompoundsextractfromjutebastfibers如图7所示ꎬ供试菌株分别经最小抑菌浓度的3类化合物提取物处理18h后ꎬ观察到的各种菌体数量明显稀少ꎬ而未添加提取物处理的各种菌体高度密集㊁数量显著较多ꎮ结果表明ꎬ黄麻韧皮纤维的黄酮㊁多糖㊁生物碱3类化合物提取物对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌㊁痢疾杆菌能构成明显干扰或抑制生长ꎮ
3㊀讨论
黄酮㊁多糖㊁生物碱类化合物等活性物质具有广泛的抑菌性能ꎮ异槲皮素[22]㊁木犀草素[23]㊁杨梅素[24]㊁槲皮素[25]㊁山奈酚[26]对细菌㊁病毒或真菌等具有明显抑制生长作用ꎮ多糖可以破坏细菌的细胞壁结构或细胞膜来抑制细菌生长[27]ꎮ马彩芳等[28]研究显示皂角籽总生物碱对金黄色葡萄球菌㊁炭疽芽孢杆菌㊁铜绿假单胞菌等有一定的抑制能力ꎻ刘萍等[29]发现了盐酸小檗碱对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌具有较强的抑菌作用ꎮ本研究的抑菌分析结果表明ꎬ黄麻韧皮纤维富含的黄酮㊁多糖㊁生物碱类化合物对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌㊁痢疾杆菌等致病菌株均存在抑制效果ꎬ进一步证实了利用黄麻韧皮纤维开发新型功能抑菌纤维的可行性ꎮ在黄麻韧皮纤维的活性物质中ꎬ总黄酮对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌㊁痢疾杆菌的最小抑菌浓度分别为1.27㊁2.54㊁2.54mg/mLꎬ总多糖对相应菌株的最小抑菌浓度分别为0.21㊁0.21㊁0.42mg/mLꎬ总生物碱对相应菌株最小抑菌浓度相应分别为0.01㊁0.02㊁0.01mg/mLꎮ这些分类活性物质(黄酮㊁多糖㊁生物碱类)的抑菌活性高于04㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第46卷
黄麻韧皮纤维的石油醚总提取物[9]ꎬ通过对活性物质组分分析可推测ꎬ黄麻韧皮纤维中活性物质对供试菌株的抑制作用可能来自各自主要组分间的协同作用ꎮ
4㊀结论黄麻韧皮纤维中存在黄酮㊁多糖㊁生物碱3类活性物质ꎬ在本试验条件下均对金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌㊁痢疾杆菌具有明显的抑制作用ꎮ其中黄酮类化合物中含有的黄酮醇类组分为异槲皮素㊁杨梅素㊁槲皮素㊁山奈酚ꎬ黄酮类组分为木犀草素ꎻ多糖类化合物中含有单糖组分为甘露糖㊁鼠李糖㊁半乳糖醛酸㊁葡萄糖㊁阿拉伯糖等10种ꎻ生物碱类化合物中含有盐酸小檗碱等组分ꎬ其后续各类活性物质的抑菌作用机理和提取优化工艺有待进一步研究ꎮ
参考文献:
[1]宁军霞ꎬ李佐深ꎬ凌新龙.黄麻纤维的性能及其改性技术研究进展[J].纺织科学与工程学报ꎬ2020ꎬ37(1):88-96.[2]徐蓓蕾.黄麻纤维精细化改性和可纺性能研究[D].上海:东华大学ꎬ2007.[3]魏晨ꎬ郭荣辉.黄麻纤维的性能及应用[J].纺织科学与工程学报ꎬ2019ꎬ36(4):79-84.
[4]SinghHꎬSinghJIPꎬSinghSꎬetal.ABriefreviewofjutefibreanditscomposites[J].MaterialsToday:Proceedingsꎬ2018ꎬ5:
28427-28437.[5]杨琦ꎬ成莉凤ꎬ冯湘沅ꎬ等.近三年麻纤维生物脱胶技术研究进展[J].中国麻业科学ꎬ2022ꎬ44(4):245-252.[6]王群ꎬ齐鲁ꎬ刘国忠ꎬ等.麻类纤维抗菌机理和性能的研究现状[J].上海纺织科技ꎬ2010ꎬ38(10):11-13.
[7]崔启璐ꎬ李佳蔚ꎬ潘柳桂ꎬ等.黄麻纤维中黄酮类化合物提取工艺优化及表征[J].纺织学报ꎬ2021ꎬ42(8):90-95.[8]王群ꎬ刘国忠ꎬ谢洪平.黄麻纤维中天然抑菌活性成分研究[J].上海纺织科技ꎬ2014ꎬ42(5):14-17.
[9]冯湘沅ꎬ杨琦ꎬ冷鹃ꎬ等.黄麻韧皮纤维石油醚提取物的化学成分及抑菌分析[J].中国麻业科学ꎬ2023ꎬ45(1):13-19.
[10]武雪芬ꎬ白雁.金银花叶药用成分的提取及抑菌试验研究[J].中成药ꎬ2001(6):60-61.[11]许柑叶ꎬ郑怡ꎬ陈晓清.8种蕨类植物多糖提取物抑菌效果的研究[J].福建师范大学学报(自然科学版)ꎬ2005(2):99-102.[12]练冬梅ꎬ姚运法ꎬ赖正锋ꎬ等.菜用黄麻粗多糖含量的测定及其单糖组成分析[J].福建农业科技ꎬ2019(6):14-17.[13]郝海燕ꎬ沙爱龙.硬枝碱蓬化学成分的定性分析及生物碱含量的测定[J].食品科技ꎬ2013ꎬ38(1):244-247.[14]冯湘沅ꎬ杨琦ꎬ谢纯良ꎬ等.莓茶多酚㊁黄酮㊁黄酮醇类组分含量及抑菌分析[J].食品研究与开发ꎬ2022ꎬ43(19):79-86.
[15]冯湘沅ꎬ杨琦ꎬ成莉凤ꎬ等.黄麻叶水解液中总黄酮㊁黄酮醇类组分含量及酪氨酸酶活性抑制分析[J].中国麻业科学ꎬ2022ꎬ44(2):88-94.
[16]冯湘沅ꎬ成莉凤ꎬ谢纯良ꎬ等.不同品种黄麻叶多糖的理化特征及抗氧化活性研究[J].天然产物研究与开发ꎬ2020ꎬ32(8):
1278-1284.[17]王来兵ꎬ马岚ꎬ白文明ꎬ等.蒙药瞿麦中总生物碱含量测定[J].疾病监测与控制ꎬ2018ꎬ12(3):174-176.
[18]屈欢ꎬ黄雪ꎬ王军节ꎬ等.黄连中盐酸小檗碱的提取纯化及抑菌活性研究[J].植物保护ꎬ2020ꎬ46(2):96-100.[19]刘芮ꎬ张文成.银杏黄酮的抑菌活性及机理[J].食品研究与开发ꎬ2022ꎬ43(24):73-79.[20]张强.黄酮和黄酮醇对两株人食管癌细胞的抑制作用[D].哈尔滨:东北农业大学ꎬ2008.
[21]中华人民共和国工业和信息化部.日化产品抗菌抑菌效果的评价方法:QB/T2738 2012[S].北京:中国轻工业出版社ꎬ
2012:1-25.[22]TracannaMIꎬFortunaAMꎬContrerasCardenasAVꎬetal.Anti-leishmanialꎬanti-inflammatoryandantimicrobialactivitiesofphe ̄
nolicderivativesfromTibouchinaparatropica[J].PhytotherapyResearchꎬ2015ꎬ29(3):393-397.[23]王春红ꎬ杨璐ꎬ胡敏ꎬ等.乌拉草提取物中木犀草素含量的测定及其抗菌性能[J].纺织学报ꎬ2021ꎬ42(4):114-120.[24]XUHXꎬLeeSF.Activityofplantflavonoidsagainstantibioticresistantbacteria[J].PhytotherResearchꎬ2001ꎬ15(1):39.[25]司丽君ꎬ王雪ꎬ王林林ꎬ等.槲皮素的抗炎免疫及部分机制研究[J].中国医药导报ꎬ2021ꎬ18(27):26-29.[26]明迪.山奈酚抑制金黄色葡萄球菌生物被膜形成的分子机制研究[D].长春:吉林大学ꎬ2018.
[27]王布雷ꎬ王玉洁ꎬ李杨美汇ꎬ等.油橄榄叶多糖的体外抗氧化和抑菌活性分析[J].天然产物研究与开发ꎬ2016ꎬ28(8):
1284-1288.[28]马彩芳ꎬ许艳萍ꎬ岑兰英ꎬ等.皂角籽的总生物碱含量测定及体外抑菌活性初步研究[J].微量元素与健康研究ꎬ2022ꎬ39
(6):43-44.[29]刘萍ꎬ向灿辉ꎬ邓镇涛ꎬ等.黄连盐酸小檗碱的提取鉴定及抑菌活性研究[J].广西轻工业ꎬ2011ꎬ27(1):3-4.14第1期冯湘沅等:黄麻韧皮纤维活性物质鉴定及抑菌效果分析。