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馬齒莧抑菌活性成分研究進(jìn)展

2023-11-07 11:09:38劉治廷王忠娟張秀娟楊詩涵張金山陳小強(qiáng)
食品科學(xué) 2023年19期
關(guān)鍵詞:吡喃氧基馬齒莧

劉治廷,王忠娟,張秀娟,楊詩涵,張金山,陳小強(qiáng),3,4,5,6,張 瑩,3,4,5,*

(1.東北林業(yè)大學(xué) 森林植物生態(tài)學(xué)教育部重點(diǎn)實驗室,黑龍江 哈爾濱 150040;2.東北林業(yè)大學(xué)化學(xué)化工與資源利用學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040;3.東北林業(yè)大學(xué) 林業(yè)生物制劑教育部工程中心,黑龍江 哈爾濱 150040;4.東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省林源活性物質(zhì)生態(tài)利用重點(diǎn)實驗室,黑龍江 哈爾濱 150040;5.東北林業(yè)大學(xué) 生物資源生態(tài)利用國家地方聯(lián)合工程實驗室,黑龍江 哈爾濱 150040;6.西藏農(nóng)牧學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,西藏 林芝 860000)

馬齒莧(Portulaca oleracea)為馬齒莧科馬齒莧屬一年生草本植物,俗稱馬舌菜、長命菜,廣泛分布在世界各地的溫帶和熱帶地區(qū)[1]。馬齒莧為我國傳統(tǒng)藥食同源植物,中醫(yī)認(rèn)為馬齒莧無毒并且具有清熱、消腫、解毒、止血、祛濕止痢、殺蟲等功效,且未發(fā)現(xiàn)其具有明顯的副作用[2]。馬齒莧中含有黃酮類、多糖類、生物堿類等多種化學(xué)成分,具有抗菌、抗氧化、抗腫瘤、降血糖、抗炎等多種功效[3]。研究已經(jīng)證實馬齒莧對常見細(xì)菌、真菌均有較強(qiáng)抑制效果[4],因此被譽(yù)為“天然抗生素”[5]。目前鮮有對馬齒莧抑菌活性及作用機(jī)制方面的系統(tǒng)總結(jié),本文對馬齒莧中的化學(xué)成分、抑菌活性及可能抑菌機(jī)制進(jìn)行綜述,以為其深入研究和開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 馬齒莧化學(xué)成分及其抑菌機(jī)理

1.1 黃酮類活性成分

黃酮類化合物作為一種重要次生代謝產(chǎn)物在植物中普遍存在,因其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)而具有重要生理、生化作用,對多種細(xì)菌和真菌均有抑制作用[6]。馬齒莧中含有的黃酮類物質(zhì)包括2-(3,4-二羥基苯基)-3,5,7-三羥基-4H-色烯-4-酮(槲皮素)(1)、5,7-二羥基-2-(4-羥基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮(芹菜素)(2)、2-(4-羥基苯基)-3,5,7-三羥基-4H-色烯-4-酮(山柰酚)(3)、2-(3,4-二羥基苯基)-5,7-羥基-4H-色烯-4-酮(木犀草素)(4)、2-(3,4,5-三羥基苯基)-3.5,7-三羥基-4H-色烯-4-酮(楊梅素)(5)、5,7-二羥基-3-(4-羥苯基)-4H-1-苯并吡喃-4-酮(染料木素)(6)、5-羥基-3-(4-羥苯基)-4H-1-苯并吡喃-4-酮-7-糖苷(染料木苷)(7)、5-羥基-2-(3-羥基-4-甲氧基苯基)-7-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-((((2R,3R,4R,5R,6S)-3,4,5-三羥基-6-甲基四氫-2H-2-吡喃基)氧基)甲基)四氫-2H-2-吡喃基)氧基)色烯-4-酮(橙皮苷)(8)[3]、5-羥基-2-(4-甲氧基苯基)-7-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-((((2R,3R,4R,5R,6S)-3,4,5-三羥基-6-甲基四氫-2H-2-吡喃基)氧基)甲基)四氫-2H-2-吡喃基)氧基)色烯-4-酮(金合歡素-7-O-β-D蕓香糖苷)(9)、3-(2-羥基芐基)-5,7-二甲氧基色烯-4-酮(portulacanone A)(10)、3-(2-羥基芐基)-5,6,7-三甲氧基色烯-4-酮(portulacanone B)(11)、5-羥基-3-(2-羥基芐基)-6,7-二甲氧基色烯-4-酮(portulacanone C)(12)、(E)-5-羥基-3-(2-羥基亞芐基)-7-甲氧基苯基-4-酮(portulacanone D)(13)、7-羥基-3-(4-羥基苯基)-4H-色烯-4-酮(大豆黃酮)(14)[7-8]、7-羥基-2-(4-((3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-2-吡喃基)氧基)苯基)色烯-4-酮(甘草苷)(15)、(E)-1-(2,4-二羥基苯基)-3-(4-((3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-2-吡喃基)氧基)苯基)丙-2-烯-1-酮(異甘草苷)(16)、7-羥基-3-(4-羥基苯基)-8-(3,4,5-三羥基-6-(((3,4-5-三羥基四氫-2H-2-吡喃基)氧基)甲基)四氫-2H-2-吡喃基)-4H-色烯-4-酮(葛根素-6-O-木糖苷)(17)、2-(3,4-二羥基苯基)-5-羥基-7-((3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-2-吡喃基)氧基)-4H-色烯-4-酮(木犀草素-7-O-葡萄糖苷)(18)、5,7-二羥基-2-(4-羥基苯基)-8-(3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-2-吡喃基)-4H-色烯-4-酮(牡荊素)(19)、6-((5,6-二羥基-4-氧代-2-苯基-4H-7-色烯基)氧基)-3,4,5-三羥基四氫-2H-吡喃-2-羧酸(黃芩苷)(20)、6-((5,6-二羥基-2-(4-羥基苯基)-4-氧代-4H-7-色烯基)氧基)-3,4,5-三羥基四氫-2H-吡喃-2-羧酸(野黃芩苷)(21)、7-羥基-3-(4-羥基苯基)-8-((3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-基)氧基)-4H-色烯-4-酮(葛根素)(22)[9]、(3S)-5-羥基-3-(2-羥基芐基)-7-甲氧基-4H-酮(23)、(3S)-5-羥基-3-(2-羥基芐基)-7-甲氧基-4H-色烯-酮(24)、1-(2-羥基-4,6-二甲氧基苯基)-3-(2-羥苯基)-1-酮(25)、5,7-二甲氧基-4-O-2-環(huán)黃烷(26)、(2S)-5,2-二羥基-7-甲氧基黃烷酮(27)、2,4-二羥基-4-6-二甲氧基查耳酮(28)[10-11]。上述化合物結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

圖1 馬齒莧中主要黃酮類化合物Fig.1 Major flavonoids in Portulaca oleracea

研究表明植物源黃酮類化合物具有廣譜的抑菌性,其殺菌機(jī)理有3 種[12]:1)破壞微生物細(xì)胞膜和細(xì)胞壁,使細(xì)胞膜穿孔導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)流出和破壞的細(xì)胞壁無法修復(fù)達(dá)到抑菌效果,或降低細(xì)菌的流動性,使細(xì)菌無法轉(zhuǎn)移擴(kuò)散;2)抑制細(xì)菌、真菌內(nèi)ATP合成,影響其能量代謝;3)抑制微生物內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA、RNA等生物大分子的合成。

Wu Dalei等的研究結(jié)果表明槲皮素和芹菜素可以抑制參與構(gòu)建細(xì)胞壁的肽聚糖和磷壁酸等的成分——D-丙氨酸之間連接過程,因此槲皮素和芹菜素可以抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的形成,使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)無法修復(fù),導(dǎo)致細(xì)菌死亡[13]。Da Xia[14]、梁海運(yùn)[15]等的研究結(jié)果表明黃岑苷可破壞細(xì)菌細(xì)胞膜和細(xì)胞壁,并且使細(xì)菌內(nèi)部釋放凋亡信號進(jìn)而導(dǎo)致線粒體活性降低,影響細(xì)菌正常的能量代謝。由此可見,馬齒莧黃酮化合物可能具有破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和影響微生物能量代謝的作用。陳國妮等[16]研究了馬齒莧黃酮類物質(zhì)對大腸桿菌、酵母菌以及金黃色葡萄球菌菌的抑制作用,結(jié)果證實了其具有破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的作用。

1.2 多酚類活性成分

多酚類化合物是指分子結(jié)構(gòu)中有若干個酚羥基的化合物,具有很強(qiáng)的抗氧化作用,且對微生物也有較強(qiáng)的抑制作用[17]。馬齒莧中含有的多酚類化合物包括3,4-二羥基苯甲酸(原兒茶酸)(29)、(E)-3-(3,4-二羥苯基)丙烯酸(咖啡酸)(30)、2-羥基苯甲酸(水楊酸)(31)、(E)-3-((3-(3,4-二羥苯基)丙烯酰)氧基)-1,4,5-三羥基環(huán)己烷-1-羧酸(綠原酸)(32)、(E)-3-((3-(3,4-二羥苯基)丙烯酰)氧基)-1,4,5-三羥基環(huán)己烷-1-羧酸(新綠原酸)(33)、(E)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸(2,4-對羥基肉桂酸)(34)、(E)-3-(3,4-二羥苯基)-2-((3-(3,4-二羥苯基)丙烯基)氧基)丙酸(迷迭香酸)(35)、(E)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯酸(反式阿魏酸)(36)、(E)-2-((3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯基)氧基)丁二酸(6-8-(2R)-(+)-阿魏酰蘋果酸酯)(37)、對羥基苯甲酸(38)、3-羥基-1-(2-羥乙基)苯基-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(39)、2-(3,4-二羥苯基)乙基-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(40)、3,4,5-三羥基苯甲酸(沒食子酸)(41)、4-羥基-3-甲氧基苯甲酸(香草素)(42)、4-羥基-3,5-二甲氧基苯甲酸(丁香酸)(43)等[8],上述化合物結(jié)構(gòu)式如圖2所示。

圖2 馬齒莧中多酚類化合物Fig.2 Polyphenols in Portulaca oleracea

植物源多酚類物質(zhì)的抑菌機(jī)理可總結(jié)為以下3 個方面[18-19]:1)損傷微生物的膜功能,破壞膜的完整性,從而導(dǎo)致微生物細(xì)胞膜的破裂,細(xì)胞內(nèi)成分外泄,最終導(dǎo)致微生物的死亡;2)影響微生物的代謝過程,阻礙微生物的正常生長和繁殖;3)改變微生物生存介質(zhì)的pH值,影響微生物的生長和生存能力,從而達(dá)到抑菌的效果。

天然酚類物質(zhì)對微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)有破壞作用,但低濃度的酚類物質(zhì)有時會促進(jìn)微生物的細(xì)胞膜的形成。Plyuta等[20]研究發(fā)現(xiàn)低濃度的沒食子酸、阿魏酸和綠原酸可促進(jìn)銅綠假單胞菌細(xì)胞膜形成,高濃度時才具有破壞和抑制作用。該研究表明,沒食子酸質(zhì)量濃度在25~100 μg/mL、綠原酸在100~400 μg/mL范圍內(nèi)可使微生物細(xì)胞膜的形成效率增加2~3 倍;沒食子酸質(zhì)量濃度超過100 μg/mL、綠原酸質(zhì)量濃度超過800 μg/mL時會對微生物的細(xì)胞膜產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用。此外,還有研究表明天然酚類物質(zhì)可抑制細(xì)菌內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的合成,進(jìn)而導(dǎo)致微生物死亡[18]。同時,酚類物質(zhì)還具有螯合金屬離子的作用,使微生物缺少微量元素而死亡[21]。

1.3 萜類和甾醇類活性成分

萜類化合物和甾醇類化合物是在自然界中廣泛存在的天然化合物,由于獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)可能具有一定的抗菌、抗炎作用[22]。馬齒莧中含有的萜類和甾醇類化合物包括2,6-二甲基-6-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧)octa-1,7-二烯-3-酮(馬齒莧單萜A)(44)[23]、(2S,3R,4S,5S,6R)-2-(((E)-7-氫過氧化-3,7-二甲基八-1,5-二烯-3-yl)氧)-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-3,4,5-三醇(馬齒莧單萜B)(45)[24]、(3S)-3-O-(β-D-吡喃葡萄糖基)-3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(46)、(3S)-3-O-(β-D-吡喃葡萄糖基)-3,7-二甲基-1,5-辛二烯-3,7-二醇(47)[25]、20(29)-羽扇烯-3β-醇(羽扇豆醇)(48)、17-(5-乙基-6-甲基庚烷-2-yl)-10,13-二甲基-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氫-1H-環(huán)戊基[a]菲-3-醇(β-古甾醇)(49)、6-((17-(5-乙基-6-甲基庚烷-2-yl)-10,13-二甲基-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氫-1H-環(huán)戊基[a]菲-3-yl)氧基)己烷-1,2,3,4,15-戊醇(胡蘿卜甾醇)(50)[26]、(2α,3α)-3-{[4-O-(β-D-吡喃葡萄糖基)-β-D-吡喃木糖基]O}-2,23-二羥基-30-甲氧基-30-氧代-12-烯-28-酸(51)、(2α,3α)-2,23,30-三羥基-3-[(β-D-吡喃木糖基)氧]olean-12-烯-28-酸(52)、2,2,4a,6a,8a,9,12b,14a-八甲基多糖氫比塞(木栓烷)(53)[27]、10-羥基-2,4a,6a,6b,9,9,12a-七甲基-13-羰基-1,2,3,4,4a,5,6,6a,6b,7,8,8a,9,10,11,12a,12b,13,14b-二十碳?xì)浠?2-羧酸(甘草次酸)(54)、4,4a,6b,8a,11,11,12b,14a-八甲基icosahydropicen-3(2H)-酮(無羈萜)(55)、9-羥基-5a,5b,8,8,11a-五甲基-1-(丙烯基)二十烷氫-3aH-環(huán)戊酸[a]chrysene-3a-羧酸(白樺脂酸)(56)、10-羥基-1,2,6a,6b,9,9,12a-七甲基-1,3,4,5,6a,5b,7,8,8a,9,10,11,12a,12b,13,14b-octadecahydropicene-4a(2H)-羧酸(熊果酸)(57)、10-羥基-2,2,6a,6b,9,9,12a-七甲基-1,3,4,5,6a,5b,7,8,8a,9,10,11,12a,12b,13,14boctadecahydropicene-4a(2H)-羧酸(齊墩果酸)(58)、4,4,6a,8a,11,11,12b,14b-八甲基-1,2,3,4,4a,5,6,6a,8,8a,9,10,11,12a,12b,13,14,14a,14b-icosaahydropicen-3-醇(蒲公英萜醇)(59)、6,6,10,13,14-五甲基-17-(6-甲基庚-5-烯-2-yl)-2,3,4,5,6,7,8,10,12,13,14,15,17-十四氫-1H-環(huán)戊基[a]菲-3-醇(帕克醇)(60)、4,4,6a,6b,8a,11,12,14b-八甲基-1,2,3,4,4a,5,6,6a,6b,7,8,8a,9,10,11,12a,14,14a,14b-icosahydropicen-3-醇(α-香樹脂醇)(61)、4,4,10,13,14-五甲基-17-(6-甲基-5-烯-2-yl)-2,3,4,5,6,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氫-1H-環(huán)戊基[a]菲-3-醇(β-香樹脂醇)(62)、10-(3,4-二羥基-5,6-二甲基庚烷-2-yl)-5,6-二羥基-7a,9a-二甲基十六氫-3H-苯并[c]茚并[5,4-e]氧雜吡啶-3-酮(環(huán)阿屯醇)(63)、4,4,10,13,14-五甲基-17-(6-甲基庚-5-烯-2-yl)-2,3,4,5,6,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氫-1H-環(huán)戊基[a]菲-3-醇(丁酰鯨魚醇)(64)、豆甾-4-烯-3-酮(65)[28],上述化合物結(jié)構(gòu)式如圖3所示。

圖3 馬齒莧中萜類和甾醇類化合物Fig.3 Terpenoids and sterols in Portulaca oleracea

目前鮮見馬齒莧中萜類和甾醇類化合物抑菌機(jī)理方面的研究,但有研究驗證了三萜類化合物可使油菜菌核病菌的菌絲發(fā)生扭曲、塌陷,使細(xì)胞壁變薄、菌內(nèi)線粒體數(shù)量大幅度減少從而使菌體缺少能量進(jìn)而殺滅病菌[29]。但馬齒莧中的萜類和甾醇類化合物是否具有殺菌作用尚不清楚。

1.4 香豆素類活性成分

香豆素類化合物是鄰羥基桂皮酸的內(nèi)酯,一般具有芳香氣味,研究表明該類化合物具有抗菌作用[30-31]。馬齒莧中含有的香豆素類化合物包括6,7-二羥基-2H-色烯-2-酮(6,7-二羥基香豆素)(66)、(E)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸(反式-對香豆酸)(67)、7-羥基-2H-色烯-2-酮(傘形花內(nèi)酯)(68)、7-羥基-6-甲氧基-2H-色烯-2-酮(東莨菪亭)(69)、4,9-二甲氧基-7H-furo[3,2-g]色烯-7-酮(異茴香內(nèi)酯)(70)、4,9-二甲氧基-7H-furo[3,2-g]色烯-7-酮(佛手內(nèi)酯)(71)、4-甲氧基呋喃并(2,3-b)喹啉-8-醇(大葉桉亭)(72)、4-羥基-5-甲氧基-3-(4-甲氧基苯基)-8,8-二甲基-10-(3-甲基丁基-2-烯-1-yl)-2H,8H-吡喃[3,2-g]色烯-2-酮(lonchocarpenin)(73)、4-羥基-3-(4-羥基苯基)-5-甲氧基-8,8-二甲基-10-(3-甲基丁基-2-烯-1-yl)-2H,8H-吡喃[3,2-g]色烯-2-酮(lonchocarpic acid)(74)[32],上述化合物結(jié)構(gòu)式如圖4所示。

圖4 馬齒莧中香豆素類化合物Fig.4 Coumarins in Portulaca oleracea

香豆素類化合物具有獨(dú)特的香豆素基團(tuán),可使菌體內(nèi)DNA回旋酶失活進(jìn)而抑制細(xì)菌的分裂增殖過程,例如秦皮素能夠有效阻斷DNA回旋酶與DNA結(jié)合,使細(xì)菌無法順利合成核酸和蛋白質(zhì),從而達(dá)到抑菌效果[33]。此外,香豆素類化合物可以抑制細(xì)菌間的群體感應(yīng)系統(tǒng),從而影響整個細(xì)菌群體的活動,使整個菌群適應(yīng)環(huán)境的能力減弱,降低細(xì)菌的致病性,例如呋喃酮衍生物可以降低銅綠假單胞菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)信號強(qiáng)度,從而抑制菌群中某些基因的表達(dá)[34]。

1.5 生物堿類活性成分

生物堿類化合物是一種天然的堿性含氮有機(jī)物,抗菌作用亦是其眾多生理活性之一[35]。馬齒莧中含有的生物堿類化合物包括4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚(多巴胺)(75)、1-((Z)-2-((S)-2,6-二羧基-2,3-二氫吡啶-4(1H)-亞基)乙基)-5,6-二羥基吲哚-2-羧酸(甜菜紅色素)(76)、2-氨基-3-(3,4-二羥苯基)丙酸(多巴)(77)、1-(3,4-二羥苯基)-2-氨基乙醇(去甲腎上腺素)(78)、N-(2,5-二氧代-4-咪唑啉啶基)尿素(尿囊素)(79)、5-羥基-1-((E)-3-(4-羥基苯基)丙烯酰基)-6-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺A)(80)、5-羥基-1-((E)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯基)-6-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺B)(81)、5-羥基-1-((E)-3-(4-((2,3,4,5,6-五羥基己基)氧基)苯基)丙烯基)-6-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺C)(82)、5-羥基-1-((E)-3-(3-甲氧基-4-((2,3,4,5-四甲基庚基)氧基)苯基)丙烯基)-6-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺D)(83)、8,9-二羥基-1,5,6,10b-四氫吡咯并[2,1-a]異喹啉-3(2H)-酮(馬齒莧酰胺E)(84)、5-羥基-1-((E)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯基)-6-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸甲酯(馬齒莧酰胺F)(85)、甲基1-((E)-3-(3,4-二羥苯基)丙烯基)-5-羥基-6-(((2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-三羥基-6-四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺G)(86)、(E)-5-羥基-1-(3-(4-羥基苯基)丙烯基)-6-((3,4,5-三羥基-6-((3,4,15-三羥基-6(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)四羥基-2H-哌喃-2-yl)氧)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺H)(87)、(E)-5-羥基-1-(3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯基)-6-((3,4,5-三羥基-6-((3,4,15-三羥基-6(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)四羥基-2H-哌喃-2-yl)氧)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺I)(88)、(E)-6-((6-(((3-caffeoyl氧基-4,5-二羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)-3,4,5-三羥基四氫-2H-吡喃-2-yl)氧)-5-羥基-1-(3-(4-羥基苯基)丙烯基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺K)(89)、(E)-6-((6-(((3-caffeoyl氧基-4,5-二羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)-3,4,5-三羥基四氫-2H吡喃-2-yl)氧)-5-羥基-1-(3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺L)(90)、(E)-6-((6-(((3-feruloyl氧基-4,5-二羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)-3,4,5-三羥基四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)-5-羥基-1-(3-(4-羥基苯基)丙烯基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺N)(91)、(E)-6-((6-((((3-feruloyl氧基-4,5-二羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基))甲基)-3,4,5-三羥基四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)-5-羥基-1-(3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺O)(92)、(E)-1-(3-(4-(glu氧基)苯基)丙烯基)-5-羥基-6-(((((3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)四羥基-2H-pyran-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺P)(93)、(E)-1-(3-(4-(glu氧基)-3-甲氧基苯基)丙烯酰)-5-羥基-6-(((((3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)四羥基-2Hpyran-2-yl)氧基)吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺Q)(94)、(E)-6-((6-(((3-(glu氧基)-4,5-二羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)甲基)-3,4,5-三羥基四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)-1-(3-(4-(feruloyl氧基)苯基)丙烯基)-5-羥基吲哚-2-羧酸(馬齒莧酰胺R)(95)、N-二環(huán)己基脲(96)、順式9-十八碳烯酰胺(油酰胺)(97)、8,9-二羥基-1,5,6,10b-四氫吡咯并[2,1-a]異喹啉-3(2H)-酮(金蓮花堿)(98)[32]、2-(2-苯甲酰胺-3-苯基丙胺基)-3-苯丙基乙酸酯(枸杞酰胺)(99)、N-(1-((1-羥基-3-苯基丙基)氨基)-1-氧基-3-苯基丙基)苯甲酰胺(橙黃胡椒酰胺乙酸酯)(100)、1,5-二甲基-6-苯基-1,6,3,4-四氫-1,2,4-2(1H)-三嗪(101)、環(huán)(L-酪氨酸-L-酪氨酸)(102)、3,5-雙(3-甲氧基,4-羥苯基)-5,6-二氫,2(1H)-吡啶酮(103)、(E)-N-(2-羥基-2-(4-羥基-3-甲氧基苯基)乙基)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯)丙烯酰胺(N-阿魏?;ゼ啄I上腺素)(104)、(E)-N-(2-羥基-2-(4-羥基苯基)乙基)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯酰胺(N-反式阿魏?;野罚?05)[36]、8,9-二羥基-5,6-二氫-11H-苯并[d]吡咯并[1,2-a]雜氮吡啶-11-酮(portulacatone)(106)[37]、N-(3-(2-嗎啉乙氧基)苯基)pivalamide(oleraciamide A)(107)、N-(3-(2-(1,5,2-dioxazepan-2-yl)乙氧基)苯基)新戊酰胺(oleraciamide B)(108)[38]、(3R)-3,5-雙(3-甲氧基-4-羥苯基)-2,3-二氫-2(1H)-吡啶酮(109)、1,5-二甲基-6-苯基-1,2-二氫-1,2,4-三嗪-3(2H)-酮(110)[39]、5,6-二羥基-3,4-二氫異喹啉-1(2H)-酮(oleraciamide G)(111)、(E)-1-(5-羥基-6-((3,4,5-三羥基-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2-yl)氧基)-1H-吲哚-1-yl)-3-(4-羥基苯基)-2-烯-1-酮(oleraindole D)(112)[40]、6-乙酰基-2,2,5-三甲基-2,3-二氫環(huán)庚[b]吡咯-8(1H)-酮(oleracone)(113)[41]、(E)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)-N-(4-羥苯乙基)丙烯酰胺(N-反式對香豆?;野罚?14)、(E)-N-(2-乙氧基-2-(4-羥基苯基)乙基)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯酰胺(7-乙氧基-反式-阿魏?;桨罚?15)、(E)-N-(4-羥基-3-甲氧基苯基)-3-(4-羥-3-甲氧基苯基)丙烯酰胺(N-反式阿魏酰基-3-甲氧基酪胺)(116)、6-羥-2-(2-羥基-2-(4-羥基苯基)乙基)-4-(4-羥基-3-甲氧苯基)-7-甲氧基-1H-環(huán)戊[b]萘-1,3(2H)-二酮(oleraisoindole)(117)、(E)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯酸甲酯(阿魏酸甲酯)(118)[42]、(10E,12E)-9-ureidooctadeca-10,12-二烯酸(oleraurea)(119)[43]、2,2,4,5,7,7,8a-七甲基-2,6,7,8,8a,9-六氫-3H-環(huán)戊基[1,2-b:3,4-c’]聯(lián)吡啶-3-酮(oleracimine)(120)、1,3,3,4a,7,7,9-七甲基-2,4a,5,7-四氫-4H-茚并[1,2-c]吡啶-4,8(3H)-二酮(oleracimine A)(121)、N-((1E,5E)-1,3,3,7,7,9-六甲基-8-氧基-3,4,6a,7,8,9-六氫-2H-環(huán)戊基[c]偶氮-5-yl)乙酰胺(oleracone A)(122)[44]、4-(4-羥基-3-甲氧基苯基)-5-(4-羥基苯基)-5,6-二氫吡啶-2(1H)-酮(oleraciamide D)(123)[45]、(9E,12E,14E)-1-((1R,7R,8S,9S,10R)-8,9,10-三羥基-2,5,11-三氧雙環(huán)[5.3.1]十一烷-4-yl)heptadeca-9,12,14-三烯-3-酮(oleraciamide C)(124)[46]、(E)-1-(5,6-二羥基-1H-吲哚-1-yl)-3-(4-羥基苯基)丙烯-1-酮(oleraindole A)(125)、(E)-1-(5,6-二羥基-1H-吲哚-1-yl)-3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)丙烯-1-酮(oleraindole B)(126)[47]、4,9,10-三羥基-2-甲氧基-6,7-二氫二苯并[b,e]雜氮-12(5H)-酮(oleracone L)(127)、9,10-二羥基-5,6-二氫-11H-苯并[d]吡咯并[1,2-a]氮雜吡啶-11-酮(portulacatone B)(128)、8,9-二羥基-6,11-二氫-5H-苯并[d]吡咯并[1,2-a]氮雜-3-甲醛(ortulacatal)(129)[48]。上述化合物結(jié)構(gòu)式如圖5所示。

圖5 馬齒莧中生物堿類化合物Fig.5 Alkaloids in Portulaca oleracea

天然生物堿類化合物的抑菌機(jī)理大致有3 種[49-50]:1)破壞細(xì)菌膜結(jié)構(gòu),使菌體出現(xiàn)萎縮、塌陷;2)抑制細(xì)菌的分裂增殖過程;3)破壞細(xì)菌內(nèi)的DNA、RNA和蛋白質(zhì)。馬齒莧中馬齒莧酰胺A~R、oleraindole A、oleraindole B、oleraindole D均屬于吲哚類生物堿,可能具有抑制細(xì)菌分裂及損傷細(xì)菌的核酸和蛋白質(zhì)的作用[51]。

1.6 有機(jī)酸類活性成分

天然有機(jī)酸是指一些具有酸性的天然有機(jī)化合物,其具有一定的抗炎、鎮(zhèn)痛以及抗菌的作用[52]。馬齒莧中含有的有機(jī)酸類化合物包括L-羥基丁二酸(L-蘋果酸)(130)、L-羥基丁二酸4-甲酯(L-蘋果酸-4-甲酯)(131)、L-羥基丁二酸-1-甲酯(L-蘋果酸-1-甲酯)(132)、L-羥基丁二酸二甲酯(L-蘋果酸二甲酯)(133)、L-2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸-1-甲酯(L-檸檬酸-1-甲酯)(134)、L-2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸-6-乙酯(L-檸檬酸-6-乙酯)(135)、L-2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸-5-二甲酯(L-檸檬酸-1,5-二甲酯)(136)、丁二酸(琥珀酸)(137)、4-甲氧基-4-氧代丁酸(琥珀酸單甲酯)(138)、5-(羥甲基)呋喃-2-羧酸(5-羥甲基糠酸)(139)、4-羥基-5-甲基呋喃-3-羧酸(140)、十八烷酸(硬脂酸)(141)、5-吡咯烷酮-2-羧酸(L-焦谷氨酸)(142)[53]、(9Z,12Z,15Z)-十八碳-9,12,15-三烯酸(α-亞麻酸)(143)、(6Z,9Z,12Z)-十八碳-6,9,12-三烯酸(亞麻油酸)(144)、十六烷酸(棕櫚酸)(145)、十四烷酸(肉豆蔻酸)(146)、(Z)-9-十八(碳)烯酸(油酸)(147)、二十烷酸(花生酸)(148)、二十二酸(山萮酸)(149)、2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸(檸檬酸)(150)、2,3,5,6-四羥基-2-己烯-4-內(nèi)酯(抗壞血酸)(151)、丙二酸(152)、1,2-乙烯二羥酸(富馬酸)(153)、乙酸(154)、苯甲酸(155)、二十二碳-13-烯酸(芥酸)(156)、十二烷酸(月桂酸)(157)、辛酸(158)、壬酸(159)、癸酸(160)、十一烷酸(161)、9-十六碳烯酸(棕櫚油酸)(162)、5,8,11,14,17-二十碳五烯酸(二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA))(163)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic Acid,DHA)(164)[54-55],上述化合物結(jié)構(gòu)式如圖6所示。

圖6 馬齒莧中有機(jī)酸類化合物Fig.6 Organic acids in Portulaca oleracea

有機(jī)酸類化合物的抑菌機(jī)制與改變微生物生存環(huán)境與胞內(nèi)的pH值有關(guān),使介質(zhì)環(huán)境不適宜細(xì)菌生長繁殖從而達(dá)到抑菌效果。此外,對于耐pH值變化的微生物,某些有機(jī)酸如甲酸、乙酸、山梨酸等也可改變其細(xì)胞膜通透性使大量有機(jī)酸電離出的陰離子在胞內(nèi)聚集,改變細(xì)菌內(nèi)外的滲透壓差,從而達(dá)到抑菌效果[56]。

1.7 多糖類活性成分

植物多糖是一類由醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接而成的天然高分子多聚物,幾乎存在于所有植物中,具有抗菌和抗病毒等功效[57]。研究者利用超聲波輔助提取法提取出3 種馬齒莧特有的多糖——POL1、POL2、POL3,分子質(zhì)量分別為18、55、108 kDa[58]。馬齒莧中還有由葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖組成的中性多糖RN;由阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、木糖和葡萄糖醛酸組成的酸性多糖RA;由半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖醛酸、阿拉伯糖和鼠李糖組成的果膠多糖RP[59],但其組成方式和結(jié)構(gòu)式仍不十分清晰。上述單糖的結(jié)構(gòu)式如圖7所示。2,3,4,5,6-五羥基己醛(葡萄糖)(與甘露糖為差向異構(gòu)體)(165)、2,3,4,5-四羥基-6-己酸(葡萄糖醛酸)(166)、(2R,3R,4S,5R,6R)-6-(羥甲基)四氫-2H-吡喃-2,3,4,5-四醇(半乳糖)(167)、(2S,3S,4S,5R,6R)-6-(2,4-二氧-3,4-二氫嘧啶-1(2H)-yl)-4,5-二羥基-3-(3-羥基-2-(2-(甲胺基)乙酰胺基)丙酰胺)四氫-2H-吡喃-2-羧酸(半乳糖醛酸)(168)、6-甲基四氫-2H-吡喃-2,3,4,5-四醇(鼠李糖)(169)、2,3,4,5,6-五羥基己醛(甘露糖)(與葡萄糖為差向異構(gòu)體)(170)、(3R,4S,5R)-四氫-2H-吡喃-2,3,4,5-四醇(木糖)(與阿拉伯糖為立體異構(gòu)體)(171)、(3S,4R,5R)-四氫-2H-吡喃-2,3,4,5-四醇(阿拉伯糖)(與木糖為立體異構(gòu)體)(172)。

圖7 組成馬齒莧中多糖的單糖Fig.7 Monosaccharide composition of polysaccharides in Portulaca oleracea

多糖類化合物可降低細(xì)菌的黏附性、改變菌體細(xì)胞膜的通透性和抑制菌內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的合成,進(jìn)而影響代謝和阻礙菌體吸收營養(yǎng)物質(zhì),達(dá)到抑菌和預(yù)防感染的作用[60]。例如:黃芪多糖可降低細(xì)菌的黏附作用進(jìn)而清除氣管上的綠膿桿菌[61];白芨多糖可改變細(xì)菌細(xì)胞膜通透性使菌內(nèi)物質(zhì)泄漏[62];芍藥多糖和三葉青多糖可抑制菌體產(chǎn)糖和阻礙葡萄糖磷酸化,進(jìn)而抑制細(xì)菌增殖[63-64]。目前鮮見單一多糖類化合物對微生物的抑制機(jī)制方面的研究,因此馬齒莧多糖是否具有抑菌作用尚不明晰,但馬齒莧中所含的多糖種類較多,且和黃芪多糖、白芨多糖具有類似的成分,故馬齒莧多糖的抑菌作用值得進(jìn)一步探究。

不同類型的天然產(chǎn)物抑菌機(jī)理如表1所示。

表1 不同類型的天然產(chǎn)物抑菌機(jī)理Table 1 Antibacterial mechanisms of different types of natural products

1.8 其他

馬齒莧中還含有人體所需的維生素和礦物質(zhì)[65]。馬齒莧作為一種可食用的藥食同源植物,其中含有的維生素包括葉酸、煙酸、泛酸、VB1、VB2、VB6、VA、VC、VE;礦物質(zhì)包括鈣、鋅、磷、硒、銅、鐵、鎂、錳[66]。因此,常食用馬齒莧有助于滿足日常人體對維生素和礦物質(zhì)的需求。馬齒莧中還含有醛類成分如原兒茶醛、對羥基苯甲醛、香草醛等[37],酯類、醇類化合物如表木栓醇、正三十烷醇[67]、3,4-二羥基苯乙醇[53]、正二十六醇、亞油酸三甘油酯、α-棕櫚酸單甘油酯[68],環(huán)二肽成分如環(huán)(苯丙氨酸-酪氨酸)、環(huán)(丙氨酸-亮氨酸)、環(huán)(丙氨酸-異亮氨酸)[69]、環(huán)-(酪氨酸-亮氨酸)[53]。此外,馬齒莧莖葉中還含有多種蛋白質(zhì)和人體必需氨基酸[8]。

2 馬齒莧的抑菌作用研究進(jìn)展

由于人們過度使用抗生素類型藥物,導(dǎo)致多種細(xì)菌及真菌產(chǎn)生了耐藥性,耐藥譜不斷增大[70]。目前已出現(xiàn)某些超級耐藥菌如:耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、耐萬古霉素腸球菌、多重耐藥銅綠假單胞菌等[71]。傳統(tǒng)抗生素難以對超級耐藥菌產(chǎn)生抗菌效果,故如何應(yīng)對耐藥菌以及研制不會產(chǎn)生耐藥性的抗菌劑已成為迫切需要解決的問題。

近年來,天然活性物質(zhì)的抑菌性能得到了廣泛關(guān)注。天然活性物質(zhì)具有易分解、低毒性、低污染以及不易產(chǎn)生耐藥性等特點(diǎn)。馬齒莧對多種菌種均有一定的抑制效果,有“天然抗生素”的美譽(yù)。

2.1 馬齒莧對人體病原菌的抑制作用

劉鵬先等[72]研究了馬齒莧醇提物對大腸桿菌、金色葡萄球菌以及傷寒沙門氏菌的抑制活性,結(jié)果表明馬齒莧對上述細(xì)菌均有抑制作用,有效抑菌濃度為0.5~1.0 g/mL。

葛翎等[73]的研究表明馬齒莧提取物對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠菌、綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度分別為50、50、50、50 mg/mL和100 mg/mL。張德顯等[74]的研究表明馬齒莧對致傷口感染的病菌——化膿隱秘桿菌具有抑制效果,最小抑菌濃度為1.95 mg/mL。上述結(jié)果表明馬齒莧對生活中常見菌種均有較強(qiáng)的抑制效果,此類菌種易導(dǎo)致腸道感染、陰道感染和傷口化膿感染,抑制此類病菌可有效防治人們?nèi)粘I钪械母鞣N感染。因此,馬齒莧具有作為抑菌劑原材料的潛質(zhì)。此外,夏佳音等[4]采用響應(yīng)面法,以抑菌圈直徑為響應(yīng)值確定了馬齒莧抑制金黃色葡萄球菌的提取物最佳提取工藝為:提取溫度70 ℃、提取時間80 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)65%、料液比5∶1、超聲功率360 W。

劉曉敏等[75]研究了馬齒莧對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、黑曲霉菌和白色假絲酵母菌的抑制效果,并將抑菌效果和其他8 種中藥材進(jìn)行對比。結(jié)果表明,馬齒莧對上述菌種均有較強(qiáng)抑制效果且抑菌效果優(yōu)于多種中藥材。因此,相比于黃岑、黃連和魚腥草等中藥材,馬齒莧更具有開發(fā)成抑菌劑的潛力。隨著研究的深入,馬齒莧的抑菌譜不斷增大,呈現(xiàn)出其他中草藥所不具備的優(yōu)勢。張子越[76]的研究表明馬齒莧水煎液對痢疾桿菌具有抑制作用,在體外利用痢疾桿菌侵襲人正常結(jié)腸上皮細(xì)胞,受侵襲的結(jié)腸上皮細(xì)胞整體的活性降低并出現(xiàn)了發(fā)炎的態(tài)勢。用質(zhì)量濃度為12.5 mg/mL的馬齒莧水煎液處理后,侵入結(jié)腸上皮細(xì)胞內(nèi)的痢疾桿菌明顯減少,同時其自身活性降低和發(fā)炎的現(xiàn)象均有所緩解。因此,馬齒莧有望成為治療細(xì)菌性痢疾的中藥材,減輕細(xì)菌性痢疾引起的腸道發(fā)炎、潰瘍、出血等一系列癥狀。

馬嘯宇等[77]的研究結(jié)果表明馬齒莧對糠秕馬拉色菌的最低抑菌濃度為28 mg/mL??凤躐R拉色菌為寄生在人類頭皮上的真菌,該菌導(dǎo)致產(chǎn)生大量頭皮屑,抑制該菌在頭皮上的生長與增殖可減少頭皮屑,但目前抑制糠秕馬拉色菌的抑菌劑多為酮康唑和吡硫鎓鋅等抗生素,已有研究證明上述抗生素直接用于皮膚會產(chǎn)生刺激性及使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性等缺點(diǎn)。去屑劑吡硫鎓鋅對糠秕馬拉色菌的最低抑菌濃度為4 mg/mL,其抑菌效果優(yōu)于馬齒莧提取物的原因可能是馬齒莧提取物中的成分過于復(fù)雜,有些成分可能會影響其抑菌效果,若將馬齒莧中主要抗菌物質(zhì)純化出來,其抑菌效果可能優(yōu)于吡硫鎓鋅。因此,馬齒莧具有制作成溫和去屑劑的潛力,或許在不久的將來,可將其應(yīng)用到洗發(fā)水等日用品行業(yè)中。

張伊娜等[78]的研究結(jié)果表明,馬齒莧水煎液對紅色毛癬菌的最低抑菌濃度、最低殺菌濃度分別為62.5、62.5 mg/mL,對須癬毛癬菌的最低抑菌濃度、最低殺菌濃度分別為62.5、125 mg/mL。紅色毛癬菌可引起手癬和足癬等皮膚淺部真菌病,此真菌分布廣泛。須癬毛癬菌可造成胡須部位和臉頰出現(xiàn)紅斑、水腫、瘙癢和小膿包,易傳染。目前防治這兩種菌感染的主要藥物為酮康唑,但已有大量患者反應(yīng)使用酮康唑會產(chǎn)生刺痛、過敏和瘙癢等副作用,嚴(yán)重時可誘發(fā)皮疹和蕁麻疹等病癥。因此研究者們正在尋找一種可有效治療皮癬類疾病且不會產(chǎn)生副作用的藥物,上述實驗結(jié)果表明馬齒莧具有成為此類新型藥物的潛力。

王麗等[79]研究了包括馬齒莧在內(nèi)的13 種中草藥對申克氏孢子絲菌的抑制效果,發(fā)現(xiàn)馬齒莧提取液對申克氏孢子絲菌的最低抑菌濃度為563.2 μg/mL,該效果優(yōu)于丹參、金銀花等中草藥。申克氏孢子絲菌可引起孢子絲菌病,該病是一種嚴(yán)重的皮膚慢性病,當(dāng)皮膚被感染時會發(fā)生皮膚病變,導(dǎo)致病菌進(jìn)入血液侵襲肺和胃等器官,甚至?xí)绊懼袠猩窠?jīng)系統(tǒng)。常用灰黃霉素治療申克氏孢子絲菌感染,但灰黃霉素可引起精神錯亂、抑郁和幻聽等嚴(yán)重的副作用,應(yīng)用天然產(chǎn)物作為此菌的抑菌劑可在一定程度上避免產(chǎn)生副作用,而馬齒莧有望成為生產(chǎn)新一代申克氏孢子絲菌抑菌劑的原材料。

馬齒莧不僅對常見體外致病菌具有抑制效果,對體內(nèi)病原微生物同樣具有抑制效果。張廣強(qiáng)等[80]的研究表明馬齒莧提取物對志賀氏菌、大腸桿菌、沙門氏菌、糞腸球菌均有較強(qiáng)抑制效果,最低抑菌濃度分別為125、125、125、250 mg/mL。上述細(xì)菌為常見的腸道疾病致病菌,可導(dǎo)致腹瀉、腸炎和泌尿系統(tǒng)感染。周孝瓊等[81]的研究也表明馬齒莧醇提物對腸炎沙門氏菌具有較強(qiáng)的抑制效果,最低抑菌濃度為25 mg/mL。這些研究為馬齒莧應(yīng)用于治療胃腸道細(xì)菌性疾病[82]提供了理論依據(jù),同時也表明應(yīng)用天然產(chǎn)物抑制病原菌具有廣闊前景。

2.2 馬齒莧對植物病原菌的抑制作用

萎蔫病為作物生長中的易患病,可造成作物全株死亡,且易傳染,在作物間傳染可造成極大的經(jīng)濟(jì)損失[83]。青枯菌為萎蔫病主要致病菌,抑制青枯菌可有效預(yù)防萎蔫病。張倩等[84]從馬齒莧中分離出兩種內(nèi)生菌——橘青霉和波蘭青霉,發(fā)現(xiàn)其代謝產(chǎn)物橘霉素可有效抑制青枯菌,且橘霉素對青枯菌的抑制效果優(yōu)于抗生素鏈霉素。此外,該研究還表明可通過培養(yǎng)橘青霉的方式大量獲取橘霉素,這對防治萎蔫病提供了新的參考。

劉婧[85]研究表明馬齒莧黃酮類化合物對黃曲霉菌具有抑制效果,其對黃曲霉菌的最低抑菌濃度為250 μg/mL。黃曲霉菌為常見真菌,分布廣泛,可引起糧食等作物的霉變,嚴(yán)重影響糧食和飼料的產(chǎn)品品質(zhì)。并且該菌會產(chǎn)生黃曲霉素,具有很強(qiáng)的毒性,嚴(yán)重危害人類和牲畜的健康[86]。目前對黃曲霉菌的防治手段主要是抑制其孢子的萌發(fā)和對已感染作物進(jìn)行脫毒,此兩種方法存在著成本高、易污染等缺點(diǎn)。因此,以上研究提供了新的、低成本的黃曲霉菌防治思路。

谷春梅等[87]表明馬齒莧黃酮對酵母菌、醋酸菌、黑曲霉菌均有抑制作用。這3 種菌雖然屬于有益菌種,但在不恰當(dāng)?shù)牡胤酱罅糠敝成L則會導(dǎo)致食物腐敗和食物品質(zhì)下降,因此有時也需對其進(jìn)行抑制。馬齒莧可食用且對健康有益,具有作為食品方面抑菌劑的潛力。該實驗結(jié)果揭示了馬齒莧在預(yù)防食物腐敗方面也具有應(yīng)用前景。

馬齒莧的抑菌活性總結(jié)見表2。

表2 馬齒莧的抑菌活性Table 2 Antibacterial activity of Portulaca oleracea

由表2可以看出,馬齒莧對不同菌種的抑菌效果差異較大,其中真菌對馬齒莧的敏感性普遍強(qiáng)于細(xì)菌,可能是由于真菌與細(xì)菌膜的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器和遺傳物質(zhì)分布之間存在差異,其具體機(jī)制仍需繼續(xù)研究。

3 結(jié)語

藥食同源植物發(fā)揮藥理作用依賴其化學(xué)成分,故闡明馬齒莧化學(xué)成分及其結(jié)構(gòu)有助于發(fā)現(xiàn)馬齒莧更多的藥理活性。本文綜述了近些年來學(xué)者們對馬齒莧化學(xué)成分、抑菌活性、抗氧化活性和抑菌機(jī)理方面的研究,針對馬齒莧對不同菌種的抑制作用和抗氧化作用進(jìn)行總結(jié)。馬齒莧中各種化學(xué)成分的協(xié)同作用使馬齒莧在抗菌方面顯示出優(yōu)異效果,相比于抗生素類抗菌劑,馬齒莧在能夠有效殺菌、抑菌的同時,還具有不易產(chǎn)生耐藥性、無毒、無污染等優(yōu)點(diǎn),但由于馬齒莧抗菌機(jī)理尚不完全明晰,導(dǎo)致以馬齒莧為主要抗菌劑的藥物沒有得到實際應(yīng)用。本綜述根據(jù)植物活性成分抑菌機(jī)理方面的研究,推測馬齒莧的抑菌機(jī)理可能有3 種:1)破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致微生物細(xì)胞質(zhì)泄漏或細(xì)胞膜功能受損;2)抑制微生物內(nèi)的核酸和蛋白質(zhì)等分子的合成,導(dǎo)致微生物無法復(fù)制和正常代謝;3)通過改變微生物生存環(huán)境的pH值,使微生物無法適應(yīng)。加強(qiáng)馬齒莧中具體化學(xué)成分或者多種成分對不同病原菌的協(xié)同抑菌機(jī)理研究,對馬齒莧抑菌研究具有重要意義,還可為其他有資源植物作為抑菌劑天然來源提供參考。另外,已經(jīng)有研究表明,植物活性成分和抗生素的結(jié)合使用會大幅增加抑菌效果[88],馬齒莧中的活性成分和抗生素結(jié)合使用的抑菌效果還鮮見報道。本文為將馬齒莧應(yīng)用于生產(chǎn)提供了一些應(yīng)用思路。

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