第 1 期游瑞云等 : 茶皂素金属复合抗菌剂的制备及抗菌性能研究 15 本文以茶皂素为原料, 与银铜锌三种金属元素进行复配, 制成复合抗菌剂, 研究其抗菌效果 1 实验 1.1 试剂与仪器供试菌体 : strain ATCC25922 strain ATCC6538, 福建师范大学实验室保藏菌

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传韩
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1 第 38 卷第 1 期 2013 年 3 月广州化学 Guangzhou Chemistry Vol. 38 No. 1 Mar 文章编号 : X(2013) 茶皂素金属复合抗菌剂的制备及抗菌性能研究游瑞云 1, 谢绵月 2, 卢玉栋 2, 陈庆华 (1. 福建师范大学材料科学与工程学院, 福建福州 ; 2. 福建师范大学化学与化工学院, 福建福州 ; 3. 福建师范大学环境科学与工程学院, 福建福州 ) 3 * 摘要 : 通过抑菌环法探讨了茶皂素金属离子茶皂素金属复合抗菌剂对和的抗菌活性, 考察了茶皂素纯度浓度金属离子种类等因素对抗菌剂抗菌活性的影响结果表明, 茶皂素的抗菌活性与单一的金属离子的抗菌活性相当, 茶皂素对的最低抑制浓度为 5 mg/ml, 对的最低抑制浓度是 10 mg/ml; 茶皂素与金属离子复配抗菌活性具有协同效应, 尤其茶皂素锌复合抗菌剂对的抑制效果大大加强关键词 : 茶皂素 ; 金属离子 ; 抗菌活性 ; 复合抗菌剂中图分类号 :O629 文献标识码 :A 茶皂素又名茶皂苷, 是从山茶油压榨后的茶籽饼中提取的一种五环三萜皂苷类化合物, 由糖体甙元及有机酸组成 [1] 在茶籽茶叶茶树茎及根系中均有分布, 尤以茶籽中含量最多, 而油茶枯 ( 即油茶籽饼粕 ) 中茶皂素含量亦较高纯的茶皂素为乳白色或淡黄色固体无定形粉末, 熔点为 223~224, 易溶于水含水甲醇含水乙醇和正丁醇中, 不溶于乙醚丙酮及苯等溶剂 [2] 茶皂素是一种性能优良的天然非离子型表面活性剂, 具有良好的发泡分散乳化湿润等性能, 并有抗渗消炎镇痛及扩张血管等作用, 在工业农业及医药卫生行业有良好的应用前景 [3] 在农药方面, 主要作为农药的湿润剂悬浮剂增效剂和助溶剂等, 并且可以直接作为天然无毒性生物农药使用 [4] ; 在畜禽养殖生产中可作为清塘剂生长调节剂和肉质改进剂等 [5] ; 在化工原料的研究方面主要利用其表面活性作用作为起泡剂乳化剂和清洁剂等 [6] ; 最近国内外不少学者又有报道其作为药剂 [7] 污水中重金属离子去除剂 [8] 等自 1931 年日本学者青山新次郎首次从茶树种子中提取到茶皂素, 发现茶皂素对真菌有较强的抑制作用, 对等菌体也有一定的抑制作用 [9], 茶皂素的研究领域不断扩大, 但其与金属离子复合, 制成抗菌剂的报道较少 21 世纪是以健康与环境为全球主题的社会, 健康问题一直是人们最关注的话题之一, 然而, 细菌无处不在, 无孔不入, 因此, 研究和开发抗菌材料, 抑制并杀灭细菌是当今科技发展的重要内容 [10-13] 收稿日期 : 通讯作者 cqhuar@126.com 基金项目 : 福建省基金面上项目 (2011J01288); 企事业单位委托科技项目 (DH-842) 作者简介 : 游瑞云 (1978~), 女, 硕士, 实验师 ; 从事环境友好材料的研究

2 第 1 期游瑞云等 : 茶皂素金属复合抗菌剂的制备及抗菌性能研究 15 本文以茶皂素为原料, 与银铜锌三种金属元素进行复配, 制成复合抗菌剂, 研究其抗菌效果 1 实验 1.1 试剂与仪器供试菌体 : strain ATCC25922 strain ATCC6538, 福建师范大学实验室保藏菌种茶皂素 (57%) 茶皂素(85%) 茶皂素(98%), 福建胜华农业科技发展有限公司提供 LB 培养基 : 蛋白胨, 酵母提取粉, 琼脂, 均为生物试剂 ; 氯化钠, 分析纯手提式不锈钢蒸汽消毒器 ( , 上海三申医疗器械有限公司 ); SPX-250B-Z 型生化培养箱 ( 上海博讯实业有限公司医疗设备厂 ); 培养皿 ( 上海五一玻璃仪器厂 ) 1.2 菌种的活化使用 LB 培养基, 按配方准确称取所需的药品, 溶解过滤分装包扎灭菌 ( min) 冷却摆斜面凝固后放入 37 恒温培养箱培养, 进行无菌检查将无菌室清洁紫外灯灭菌操作人员清洁消毒取出平板上无菌落生长的斜面用接种环接种斜面完成后放入 37 恒温培养箱中培养 1 天, 并重复转接 3 代斜面 1.3 菌种的分离和活化取活化好的菌体, 在无菌操作下打开, 用接种环取少量菌种, 在平板培养基上划线接种, 在 37±1 下培养 18~24 h 再用接种环挑取长势良好的菌落于平板培养基上再次划线培养, 在 37±1 下培养 18~24 h, 同样的方法再次划线培养, 备用 1.4 抑菌试验圆滤纸片的准备将分析滤纸用打孔器制成 9 mm 的圆片, 装在培养皿中包扎好置于高压蒸汽灭菌锅中, 于 0.1 MPa min 进行灭菌, 灭菌后常温干燥, 备用菌悬液的制备在无菌条件下, 从活化分离纯化过的菌落中挑取 1~2 环分别置于 10 ml 灭菌后的蒸馏水中, 制成均匀的菌悬液含菌平板的制备将灭菌好的培养基冷却至 50 左右, 在无菌条件下, 将培养基倒入已灭菌的培养皿中, 每个培养皿约 20 ml, 放于水平面待培养皿中的培养基完全凝固后, 用移液枪吸取 200 µl 菌悬液于培养基表面, 用过火焰的涂布棒将菌液涂布均匀, 备用溶液的制备准确称取所需质量的茶皂素, 倒入烧杯中, 加入蒸馏水溶解, 直至茶皂素完全溶解按正确的步骤将茶皂素溶液倒入 25 ml 的容量瓶中, 定容, 配制成 mg/ml, 备用同上方法, 分别配制硝酸银硝酸铜和硝酸锌溶液往 10 mg/ml 的茶皂素溶液中加入一定量的硝酸银, 配制成银质量浓度为 10 mg/ml 的复合抗菌剂溶液同上方法, 配制茶皂素铜茶皂素锌复合抗菌剂溶液

3 16 广州化学第 38 卷吸附圆滤纸片的制备将中制备的溶液倒入碘量瓶中, 放入准备好的灭菌圆滤纸片各六片, 需保证圆滤纸片被溶液完全浸没, 静置吸附 2 h 抑菌皿的制备在无菌条件下, 从上述溶液中捞出圆滤纸片沥干, 贴于含菌平板中每一平板贴 3 片滤纸, 呈正三角形, 倒置培养 12~24 h, 观察抑菌圈的大小并记录 2 结果与讨论 2.1 茶皂素纯度对抑菌效果的影响为了考察茶皂素纯度对其抑菌效果的影响, 将滤纸片放入不同纯度的茶皂素溶液 ( 质量浓度为 10 mg/ml) 中 2 h 后, 沥干, 贴于含菌平板中, 倒置培养 12~24 h, 观察抑菌圈的大小, 测得抑菌圈的直径如表 1 所示表 1 不同纯度的茶皂素的抑菌结果茶皂素纯度 / % 由表 1 可知, 茶皂素的纯度对的抑菌效果影响较小 ;98% 茶皂素的抑菌效果对有较好的抑制作用, 而低纯度的茶皂素对则无抑制作用, 故下文中茶皂素的纯度均选择 98% 2.2 茶皂素浓度对抑菌效果的影响为了考察茶皂素的抑菌效果, 将滤纸片放入不同浓度的茶皂素溶液中 2 h 后, 分别测定滤纸片对的抑菌效果, 结果如表 2 所示表 2 不同浓度的茶皂素的抑菌结果茶皂素质量浓度 / (mg ml -1 ) 由表 2 可知, 茶皂素浓度对的抑制效果有明显影响其中, 对的最低抑制浓度为 5 mg/ml, 对的最低抑制浓度是 10 mg/ml, 且在实验浓度范围内, 随着浓度的升高, 抑菌圈直径增大, 即随浓度的升高抑菌能力逐渐加强为保证具有抑菌效果, 下文中茶皂素质量浓度均选择 10 mg/ml

4 第 1 期游瑞云等 : 茶皂素金属复合抗菌剂的制备及抗菌性能研究金属种类对抑菌效果的影响为了考察金属离子种类对抑菌效果的影响, 将滤纸片放入不同金属离子 ( 质量浓度为 10 mg/ml) 的溶液中 2 h 后, 测得抑菌圈的直径如表 3 所示表 3 不同金属种类的抑菌结果金属离子种类模糊抑菌圈银铜 11* 11 锌由表 3 可知, 三种金属离子对和均有一定的抑制效果, 相对而言银离子的抑菌效果较好, 锌和铜均较弱 2.4 茶皂素金属复合抗菌剂的抑菌效果表 4 所示为茶皂素金属复合抗菌剂的抑菌结果表 4 茶皂素金属复合抗菌剂的抑菌结果复合抗菌剂茶皂素银茶皂素铜茶皂素锌由表 4 与表 1 表 3 的对比可以看出, 茶皂素金属复合抗菌剂的抑菌效果比单一的抗菌剂有不同程度的增强其中, 茶皂素银复合抗菌剂对的抑制效果较好, 抑菌圈直径增加了 3 mm, 对的抑制效果也略有增强, 抑菌圈直径增加了 1 mm 茶皂素铜复合抗菌剂对的抑制效果明显增强, 抑菌圈直径增加了 9 mm, 对的抑制效果也略有增强, 抑菌圈直径增加了 1 mm 茶皂素锌复合抗菌剂对的抑制效果显著增强, 抑菌圈直径增加了 20 mm, 而对的抑制效果没有影响可见, 茶皂素与铜离子或锌离子复配, 对的抑制具有协同效应 3 结论 1)98% 茶皂素对有较好的抑制作用, 而低纯度的茶皂素对则无抑制作用 2) 茶皂素浓度对的抑制效果有明显影响其中, 对的最低抑制浓度为 5 mg/ml, 对的最低抑制浓度是 10 mg/ml, 且在实验浓度范围内, 随着浓度的升高, 抑菌圈直径增大, 即随浓度的升高抑菌能力逐渐加强 3) 三种金属离子对和均有一定的抑制效果, 相对而言银离子的抑菌效果较好, 锌和铜均较差

5 18 广州化学第 38 卷 4) 茶皂素金属复合抗菌剂的抑菌效果比单一的抗菌剂有不同程度的增强茶皂素与铜离子或锌离子复配, 对的抑制具有协同效应参考文献 : [1] 周素梅, 王强. 我国茶籽资源的开发利用及前景分析 [J]. 中国食物与营养, 2004(3): [2] 汪多仁. 茶皂素的应用开发 [J]. 北京日化, 2002, 67(2): [3] 张星海, 杨贤强. 茶皂素性质及应用研究近况 [J]. 福建茶叶, 2003(2): [4] 夏春华, 杨钟鸣, 朱伯荣, 等. 茶皂素在农药工业中的应用研究 [J]. 茶叶科学, 2000, 20(2): [5] 杨强, 张石蕊. 茶皂素在动物生产中的应用 [J]. 中国饲料, 2007, 8(4): [6] 张国运, 曾丽云, 吴建鹏, 等. 茶皂素提取工艺及其应用研究进展 [J]. 日用化学业, 2006, 36(3): [7] Chattopadhyay P, Besra S E, Gomes A, et al. Anti-inflammatory activity of tea (Camellia sinensis) root extract[j]. Life Science, 2004, 74: [8] Yuan X Z, Meng Y T, Zeng G M, et al. Evaluation of tea-derived biosurfaetant on removing heavy metal ions from dilute wastewater by ion flotation[j]. Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects, 2007, 6: 1-6. [9] 文莉, 芦苇, 蒋倩, 等. 茶皂素毒性刺激性试验及抑菌作用研究 [J]. 中国油脂, 2011, 36(6): [10] 赵世光, 薛正莲, 杨超英, 等. 茶皂素浸提优化及其抑菌效果 [J]. 中国油脂, 2010, 35(5): [11] 夏海民, 孙斌, 冯新星. 无机抗菌剂的分类应用及发展 [J]. 纺织导报, 2010, 6: [12] 杨继芳, 刘纯. 无机抗菌剂在建筑卫生陶瓷中的应用 [J]. 佛山陶瓷, 2001, 11(12): [13] 马小玲. 现代抗菌剂的分类及研究进展 [J]. 思茅师范高等专科学校学报, 2011, 26(6): 1-2. Preparation and Antibacterial Performance of Tea Saponin-Metal Compounds YOU Rui-yun 1, XIE Mian-yue 2, LU Yu-dong 2, CHEN Qing-hua 3 * (1. College of Materials Science and Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou , China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou , China; 3. College of Environmental Science and Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou , China) Abstract: By using the inhibitory zone, E. coli and S. aureus were used to evaluate the antibacterial activity of tea saponin, metal ion and tea saponin-metal compound. The effects of purity and concentration of tea saponin, species of metal ion on the antibacterial activity of antibacterial agents were investigated. The results revealed that the antibacterial activity of tea saponin was similar to the single mental ion. The minimum inhibitory concentration of tea saponin against E. coli was 5 mg/ml. And the minimum inhibitory concentration of tea saponin against S. aureus was 10 mg/ml. The tea saponin-metal compound had a synergistic effect of antibacterial activity. The tea saponin-zinc compound had significant antibacterial activity against E. coli especially. Key words: tea saponin; metal; antibacterial activity; composite antibacterial agents

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