中國(guó)樟科植物資源豐富,主要分布于長(zhǎng)江流域南部,四川、廣東、廣西、江西等分布較多[1],是集醫(yī)藥用、材用、城市綠化為一體的植物資源[2]。天竺桂(Cinnamomum japonicum Sieb.)屬于樟科樟屬植物,其枝、干、葉都可提取精油,用來(lái)制作各種香料、調(diào)料、藥物[3]。由于天竺桂枝繁葉茂,生長(zhǎng)較快,用作城市綠化樹(shù)種時(shí),修剪的枝葉常作廢物處理,造成大量浪費(fèi)[4]。大腸桿菌(Escherichia coli)是條件致病菌,可引起各種局部組織器官感染。肺炎克雷伯氏菌(Klebsiel‐la Pneumoniae)能造成肺部感染,最終惡化為肺炎。鮑曼不動(dòng)桿菌(Acinetobacter baumannii)是醫(yī)院感染常見(jiàn)的一種細(xì)菌,通常會(huì)引起各類炎癥。植物精油來(lái)源于自然環(huán)境,使用后不會(huì)產(chǎn)生藥物殘留造成污染[5]。目前,樟屬植物精油在殺菌、抑菌方面的研究較為豐富,具有良好的抑菌活性。新木姜子精油對(duì)大腸桿菌有著較強(qiáng)的抑制效果[6]。肉桂精油對(duì)肺炎克雷伯氏菌有良好的抑制效果[7],能快速滅殺銅綠假單胞菌[8]。天竺桂精油的抑菌范圍廣,對(duì)金黃色葡萄球菌、黑曲霉、大腸桿菌、甘藍(lán)黑腐菌、普通變形桿菌、藤黃八疊球菌、白菜軟腐菌等都有著良好的抑菌效果[9-10],但抑菌活性強(qiáng)弱差異較大。本研究通過(guò)分析天竺桂葉精油的抑菌活性,確定它對(duì)大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌和鮑曼不動(dòng)桿菌抑菌活性的強(qiáng)弱,為其植物資源化開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)理論支撐。
1材料和方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1植物材料
天竺桂新鮮樹(shù)葉采集于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)內(nèi),用水洗凈后裝入尼龍網(wǎng)袋,自然晾干待用。
1.1.2供試菌種與培養(yǎng)基
大腸桿菌(Escherichia coli)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella Pneumoniae)、鮑曼不動(dòng)桿菌(Aci‐netobacter baumannii)菌種均由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)院提供。細(xì)菌的擴(kuò)大培養(yǎng)和最小抑菌濃度的測(cè)定采用肉湯液體培養(yǎng)基進(jìn)行分析。
1.1.3實(shí)驗(yàn)儀器
高溫高壓滅菌鍋MLS-3780、恒溫?fù)u床ZWY-2102C、超凈工作臺(tái)VD-850,恒溫培養(yǎng)箱等。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1精油提取
將天竺桂樹(shù)葉粉碎,采用水蒸氣蒸餾法提取精油。將天竺桂樹(shù)葉與蒸餾水按1:4比例裝入燒瓶中,蒸餾3 h,再用無(wú)水Na2SO4對(duì)精油進(jìn)行干燥,密封避光待用,并計(jì)算提取率。
1.2.2精油溶液配置
以三氯甲烷為溶劑,按100%、75%、50%、25%、0%精油體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行精油溶液的配置,五種體積分?jǐn)?shù)的精油溶液每次配置200 L,現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.2.3細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)
采用恒溫?fù)u床對(duì)三種細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng),轉(zhuǎn)速160 r/min,培養(yǎng)溫度37℃,培養(yǎng)時(shí)間24 h。對(duì)3種菌液濃度采用麥?zhǔn)媳葷岱ㄟM(jìn)行測(cè)定,測(cè)定3種菌液濃度均為3×108/mL。
1.2.4抑菌活性測(cè)定
采用打孔法測(cè)定精油的抑菌活性。具體步驟為:用移液槍將100 L細(xì)菌加入已備好的無(wú)菌培養(yǎng)基中,涂布均勻后靜置,待培養(yǎng)基完全吸收菌液后,用6 mm直徑的無(wú)菌打孔器將其打孔,再將50 L精油溶液加入孔中,放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中。24 h后采用十字交叉法測(cè)量抑菌圈直徑。
1.2.5最小抑菌濃度測(cè)定
采用96孔板法測(cè)定精油的最小抑菌濃度和最小殺菌濃度。吐溫80作為溶劑(按吐溫80:精油= 1:5)配置精油乳濁液,用二倍稀釋法設(shè)置精油乳濁液濃度,取6個(gè)無(wú)菌離心管,依次編號(hào),將300 L精油、60 L吐溫80、840 L培養(yǎng)液加入第1個(gè)無(wú)菌離心管中,搖晃均勻后,將600 L培養(yǎng)液各自加入其余離心管中,再按順序從前1個(gè)離心管中取600 L溶液加入并搖晃均勻。從不同的離心管中,各取20 L乳濁液加入微孔板中,并將160 L培養(yǎng)液和20 L菌懸液加入每個(gè)試樣中,使每個(gè)微孔板中試樣的精油濃度分別為10.0000、5.0000、2.5000、1.2500、0.6250、0.3125 L/mL,將僅加入20μL菌懸液和180 uL培養(yǎng)液的微孔試樣作為陽(yáng)性對(duì)照,再將96孔板放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),24 h后試樣清澈未發(fā)現(xiàn)明顯細(xì)菌生長(zhǎng)的濃度為最小抑菌濃度,從清澈透明的試樣中取100 L涂布于固體培養(yǎng)基上,24 h后平板上完全無(wú)細(xì)菌生長(zhǎng)的濃度為最小殺菌濃度。
2結(jié)果與分析
2.1精油抑菌活性
本研究中,天竺桂葉精油提取率為0.82%。由表1可知,天竺桂葉精油對(duì)大腸桿菌抑菌效果最好,100%體積分?jǐn)?shù)的天竺桂葉精油抑菌圈直徑可達(dá)17.45 mm,25%體積分?jǐn)?shù)的天竺桂葉精油抑菌圈直徑也有10.23 mm;對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌抑菌效果較大腸桿菌略差,最大抑菌圈直徑13.46 mm,最小抑菌圈直徑8.34 mm;對(duì)肺炎克雷伯氏菌的抑菌效果最差,最大抑菌圈直徑10.12 mm,50%體積分?jǐn)?shù)以下的天竺桂葉精油抑菌效果不明顯。
2.2最小抑菌濃度(MIC)
用天竺桂葉精油分別對(duì)大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌、鮑曼不動(dòng)桿菌最小抑菌濃度進(jìn)行測(cè)定,其結(jié)果詳見(jiàn)表2,由表2可知,天竺桂葉精油對(duì)大腸桿菌和鮑曼不動(dòng)桿菌的最小抑菌濃度均為2.5L·mL-1,天竺桂葉精油對(duì)肺炎克雷伯氏菌的最小抑菌濃度為5.0L·mL-1,直徑達(dá)17.45 mm,25%體積分?jǐn)?shù)的天竺桂葉精油抑菌圈直徑也有10.23 mm;對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌抑菌效果較大腸桿菌略差,最大抑菌圈直徑13.46 mm,最小抑菌圈直徑8.34 mm;對(duì)肺炎克雷伯氏菌的抑菌效果最差,最大抑菌圈直徑10.12mm,50%體積分?jǐn)?shù)以下的天竺桂葉精油抑菌效果不明顯。
2.3最小殺菌濃度(MBC)
將最小抑菌濃度實(shí)驗(yàn)中的清澈溶液再培養(yǎng)24 h后的結(jié)果詳見(jiàn)表3,天竺桂葉精油對(duì)大腸桿菌和鮑曼不動(dòng)桿菌的最小殺菌濃度為5.0 L·mL-1,對(duì)肺炎克雷伯氏菌的最小殺菌濃度為10.0 L·mL-1。
3結(jié)論與討論
天竺桂葉精油對(duì)肺炎克雷伯氏菌有抑菌效果但相對(duì)較差,但對(duì)大腸桿菌和鮑曼不動(dòng)桿菌都有著良好的抑菌效果。天竺桂葉精油對(duì)大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌和鮑曼不動(dòng)桿菌的最小抑菌濃度分別為2.5 L·mL-1、5.0 L·mL-1和2.5 L·mL-1,天竺桂葉精油對(duì)大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌和鮑曼不動(dòng)桿菌的最小殺菌濃度分別為5.0 L·mL-1、10.0 L·mL-1和5.0 L·mL-1。與馬英姿等人[9]的研究結(jié)果相比較,本實(shí)驗(yàn)中天竺桂葉精油對(duì)大腸桿菌的抑菌圈直徑較小,推測(cè)原因是抑菌實(shí)驗(yàn)方法的不同和精油溶液含量不同,打孔法精油溶液用量為50 L,馬英姿等人采用牛津杯法精油溶液用量為200 L。另外,本研究中對(duì)大腸桿菌的最小抑菌濃度和最小殺菌濃度與馬英姿等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比濃度更高,推測(cè)原因是所選溶劑不同,在抑菌圈試驗(yàn)中對(duì)肺炎克雷伯氏菌的抑菌效果稍差,而在最小抑菌濃度和最小殺菌濃度實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)尚可,推測(cè)原因是兩個(gè)研究所選溶劑不同。如在黃曉東[10]等人研究中,天竺桂葉精油與青霉素鈉等量合用時(shí)能夠一定程度上的增加青霉素鈉的抑菌效果,與硫酸慶大霉素聯(lián)合用藥時(shí)卻降低了硫酸慶大霉素抑菌效果。申鴿[11]研究表明,當(dāng)香樟葉與天竺桂葉精油按一定比例進(jìn)行混合后,對(duì)蚊蟲(chóng)的毒殺效果增強(qiáng),若將這種方法運(yùn)用在精油抑菌方面,推測(cè)會(huì)有較好的效果,這對(duì)精油抑菌方面具有參考意義,為后續(xù)研究提供了新的方向。
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基金項(xiàng)目:彩葉樹(shù)種資源開(kāi)發(fā)及在龍泉山的應(yīng)用研究(21LQ03);楨楠根腐病原菌與生防細(xì)菌鑒定以及對(duì)植株的抗性生理指標(biāo)分析(23ZR201)
【1成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院特色花木研究所李鳳,唐敏(通訊作者);2四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院張優(yōu)】