烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的抑制作用

周茜，王唯霖，郭曉曉，楊光，趙文（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定071000）

烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的抑制作用

周茜，王唯霖，郭曉曉，楊光，趙文*
（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定071000）

研究烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的抑制作用。采用80%乙醇對烏梅進行提取，測定總黃酮含量為22.98 mg RE/ g FM，烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度為20 mg/mL，經(jīng)醇提物處理后，金黃色葡萄球菌細胞壁、細胞膜通透性明顯增加，培養(yǎng)液中核酸大分子物質(zhì)、Ca2+含量和總漏出率增加，細胞代謝發(fā)生紊亂。研究為烏梅作為天然食品添加劑開發(fā)研究提供了科學(xué)參考。

烏梅；金黃色葡萄球菌；抑菌作用

烏梅，又稱酸梅、黑梅等，是薔薇科植物梅果的主要加工產(chǎn)品之一。作為我國的一種特種資源，烏梅使用歷史悠久，具有斂肺澀腸、生津止渴、驅(qū)蟲止痢等功效，《神農(nóng)本草經(jīng)》中列為中品，是一種重要的藥食同源物品［1］。研究發(fā)現(xiàn)烏梅含有多種活性物質(zhì)，包括有機酸、萜類、黃酮、脂類等，具有抑菌、抗氧化、抗炎癥、降血糖及免疫增強效果等多種生物學(xué)活性［2］。

金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是一種重要的食源性革蘭氏陽性菌，可引起人類和動物化膿感染，也是造成人類食物中毒的常見致病菌之一［3］。研究表明，因受金黃色葡萄球菌污染而引起的感染占食源性疾病發(fā)病原因的第二位，我國近年來發(fā)生的金黃色葡萄球菌食物中毒情況也不容樂觀［4］。近年來，研究發(fā)現(xiàn)植物提取物可以顯著發(fā)揮抑菌活性，因此在食品工業(yè)中作為保鮮劑替代品越來越受到關(guān)注。本試驗室前期對不同極性烏梅提取物研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，烏梅醇提物具有較好的抑菌作用，因此本文擬采用烏梅醇提物研究對金黃色葡萄球菌的抑菌作用，為其作為天然食品添加劑開發(fā)及烏梅資源的深入研究提供了科學(xué)參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

烏梅：購于保定萬寶堂藥房，60℃恒溫烘箱中烘干，多功能高速粉碎機粉碎，60目過篩備用；蘆丁標準品：購于Sigma公司；營養(yǎng)瓊脂、酵母浸粉、瓊脂粉：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；牛肉浸膏、蛋白胨：北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠；無水乙醇等其它試劑均為分析純；試驗用水為蒸餾水。

金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）：保存于

1.2儀器設(shè)備

BL-100型高速多功能粉碎機：浙江省永康市松青五金工具廠；TU-1810紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限公司；SB-5200DTDN超聲波清洗機：寧波新芝生物科技股份有限公司；LDZX-30KBS型立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；SPX-150S-II生化培養(yǎng)箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；ZHJHC1112B超凈工作臺：上海智城分析儀器制造有限公司。

1.3方法

1.3.1烏梅醇提物的制備

稱取烏梅粉末5g，加入80%乙醇75mL，浸泡過夜，50℃超聲波振蕩提取30 min，過濾取上清液。重復(fù)提取一次，兩次提取濾液合并，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，冷凍干燥得烏梅醇提物固體，測定時提取物溶解并稀釋到相應(yīng)濃度。1.3.2總黃酮含量測定［5］

黃酮標準曲線的制作：精密稱取在120℃烘干至恒重的蘆丁標準品10.5 mg于100 mL容量瓶中，用體積分數(shù)為70%的乙醇定容至刻度，制成105 μg/mL的蘆丁對照溶液。精確吸取蘆丁對照溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，分別置于具塞試管中，用70%體積分數(shù)的乙醇補足10 mL，然后加入5%NaNO2溶液0.8 mL，搖勻，靜置6 min，再加入10%Al（NO3）3溶液0.8 mL，搖勻，靜置6 min，最后加入4%NaOH溶液10 mL，搖勻，蒸餾水定容至刻度，靜置15 min，測定510 nm處吸光度值。以蘆丁對照品質(zhì)量濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線，得到回歸方程。

樣品總黃酮含量測定：將烏梅醇提物稀釋至合適濃度，參照上法進行測定。以提取溶劑作為空白對照。將吸光度值代入回歸方程，計算總黃酮含量，結(jié)果以每克烏梅中含有蘆丁標準品等量物來表示（mg RE/g FM）。1.3.3烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的抑菌作用研究1.3.3.1最低抑菌濃度（MIC）測定

采用瓊脂平板稀釋法測定烏梅醇提物MIC［6］。將烏梅醇提物進行倍比稀釋，與培養(yǎng)基充分混勻，使其終質(zhì)量濃度為50、40、30、20、10、5 mg/mL，加入到培養(yǎng)皿中。待培養(yǎng)基冷卻凝固后，用無菌移液器吸取50 μL對數(shù)生長期金黃色葡萄球菌菌懸液，均勻涂布，37℃培養(yǎng)24 h，肉眼觀察菌落生長情況。以無菌落生長的最低烏梅醇提物濃度為MIC。

1.3.3.2對金黃色葡萄球菌細胞壁通透性的影響［7］

將培養(yǎng)至對數(shù)期的金黃色葡萄球菌，分別加入烏梅醇提物使其終質(zhì)量濃度為MIC和2MIC，37℃、150r/min繼續(xù)培養(yǎng)。于0、2、4、6、8 h時吸取菌液，3 500 r/min離心10 min，取上清液，用試劑盒測定堿性磷酸酶（AKP）的含量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.3.3對金黃色葡萄球菌細胞膜通透性的影響

分別于0、2、4、6、8 h時取1.3.3.2中試驗組與對照組菌懸液，3 500 r/min離心10 min，取上清液，用DDS-307A（DDB-600）型電導(dǎo)儀測定上清液電導(dǎo)率。以不含烏梅醇提物菌懸液為對照，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.3.4對金黃色葡萄球菌細胞內(nèi)容物含量的影響

分別取1.3.3.2中試驗組與對照組培養(yǎng)8 h菌懸液10 mL于離心管中，4 000 r/min離心5 min，取上清液，分別測定核酸大分子物質(zhì)含量、鈣離子含量及總漏出率。核酸大分子物質(zhì)含量測定：測定260 nm波長下的吸光度值。鈣離子含量測定：依照鈣試劑盒說明書測定中鈣離子含量?？偮┏雎蕼y定：測定600 nm波長下的吸光度值。重復(fù)3次，取平均值。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析

試驗數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示。采用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析和處理，并用鄧肯氏法多重比較檢驗各處理之間差異顯著性（P＜0.05）。

2　結(jié)果與分析

2.1烏梅醇提物總黃酮含量測定

總黃酮含量測定標準曲線回歸方程為：y= 0.012 3x+0.002，R2=0.999。烏梅醇提物總黃酮提取含量為22.98 mg RE/g FM?？傸S酮測定標準曲線見圖1。

圖1　 總黃酮測定標準曲線Fig.1　The standard curve of total flavonoids contents

2.2烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的抑制作用

2.2.1最低抑菌濃度（MIC）測定

烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的MIC測定結(jié)果見表1。

表1　烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的MIC測定結(jié)果Table 1　MIC of ethanol extract of Fructus mume against Staphylococcus aureus

由結(jié)果可知，烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的抑制效果明顯，MIC為20 mg/mL。

2.2.2對金黃色葡萄球菌細胞壁通透性的影響

堿性磷酸酶（AKP）位于細胞壁和細胞膜間隙之中，正常情況下不向外分泌，只有當細胞壁受到破壞，通透性增大后，堿性磷酸酶才會釋放到到胞液中。因此測定細胞外AKP含量變化可反映細胞壁通透性變化［8］。烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌細胞壁通透性的影響見圖2。

圖2　烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌細胞壁通透性的影響Fig.2　Effects of ethanol extract of Fructus mume on the cell wall permeability of Staphylococcus aureus

由圖2結(jié)果可知，隨著處理時間延長，MIC和2MIC烏梅醇提物處理菌液中AKP含量持續(xù)升高，當達到6h時，含量達到最高，分別為6.39 U/mL和8.19 U/mL。隨后趨于平穩(wěn)狀態(tài)，且含量高于對照組。說明烏梅醇提物處理使金黃色葡萄球菌細胞壁通透性增加，導(dǎo)致了胞外堿性磷酸酶含量增加。

2.2.3對金黃色葡萄球菌細胞膜通透性的影響

細胞膜是細胞的重要結(jié)構(gòu)，物質(zhì)交換、信息識別等生理功能均需通過細胞膜才能正常進行。當外界環(huán)境處于生長不利條件時，菌體細胞內(nèi)K+、Na+等電解質(zhì)外滲，菌液電導(dǎo)率增加，這直接反映細胞膜滲透性情況；同時電解質(zhì)外滲導(dǎo)致細胞內(nèi)多種代謝途徑受阻，嚴重影響菌體的正常生長［9］。烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌細胞膜通透性影響見圖3。

圖3　烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌細胞膜通透性的影響Fig.3　Effects of ethanol extract of Fructus mume on the cell membrane permeability of Staphylococcus aureus

由圖3可知，在0 h～6 h內(nèi)，處理組電導(dǎo)率隨作用時間延長而呈持續(xù)升高現(xiàn)象，當大于6 h后，電導(dǎo)率增加趨勢平緩。不同處理組電導(dǎo)率明顯高于對照組，且2MIC高濃度烏梅醇提物處理組電導(dǎo)率變化顯著。說明烏梅醇提物處理后金黃色葡萄球菌菌體細胞電解質(zhì)滲出量增大，膜滲透性增加，細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性受到破壞。

2.2.4對金黃色葡萄球菌細胞內(nèi)容物含量的影響

烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌菌液上清液中核酸大分子物質(zhì)、Ca2+含量和總漏出率測定結(jié)果如表2所示。

表2　烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌內(nèi)容物含量的影響Table 2　Effects of ethanol extract of Fructus mume on the intracellular constituents of Staphylococcus aureus

與對照組相比，經(jīng)烏梅醇提物處理8 h后，不同處理組金黃色葡萄球菌的核酸大分子物質(zhì)、Ca2+含量和總漏出率均有差異顯著性。2MIC烏梅醇提物處理組Ca2+含量和總漏出率顯著高于MIC處理組，而核酸大分子物質(zhì)沒有顯著差異。

3　結(jié)論

烏梅醇提物對金黃色葡萄球菌的最低抑菌質(zhì)量濃度為20 mg/mL。經(jīng)過烏梅醇提物處理后，金黃色葡萄球菌細胞壁、細胞膜的通透性明顯增加，培養(yǎng)液中核酸大分子物質(zhì)、Ca2+含量和總漏出率增加，細胞代謝發(fā)生紊亂。烏梅醇提物總黃酮含量為22.98 mg RE/g FM，表明烏梅醇提物可能通過黃酮作用破壞菌體細胞壁和細胞膜的完整性，引起細胞內(nèi)容物的外漏，從而發(fā)揮對金黃色葡萄球菌的抑制作用。

［1］苗明三，李振國.現(xiàn)代實用中藥質(zhì)量控制技術(shù)［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2000：244

［2］阮毅銘.烏梅的化學(xué)成份及藥理作用概述［J］.中國醫(yī)藥導(dǎo)刊，2008（8）：163-164

［3］陸建榮，何連生.食物中毒因素及其病菌菌型的動態(tài)分析［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2010，20（5）：1083-1085

［4］何洋，周黎黎，劉紅露.應(yīng)用基因芯片技術(shù)檢測食品中金黃色葡萄球菌［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33（6）：108-110

［5］Oh J，Jo H，Cho，et al.Antioxidant and antimicrobial activities of various leafy herbal teas［J］.Food Control，2013，31（2）：403-409

［6］He F，Yang Y，Yang G，et al.Studies on antibacterial activity and antibacterial mechanism of a novel polysaccharide from Streptomyces virginia H03［J］.Food Control，2010，21（9）：1257-1262

［7］Kong M，Chen XG，Liu CS，et al.Antibacterial mechanism of chitosan microspheres in a solid dispersing system against E.Coli［J］. Colloids and Surfaces B：Biointerfaces，2008，65（2）：197-202

［8］張毅，秦海軍，馬玲，等.不同溶劑和提取方法對宣木瓜總黃酮提取率的影響［J］.中國藥業(yè)，2014，12（12）：27-29

［9］Erkan N，Ayranci G，Ayranci E.Antioxidant activities of rosemary （Rosmarinus of？cinalis L.）extract，blackseed（Nigella sativa L.）essential oil，carnosic acid，rosmarinic acid and sesamol［J］.Food Chemistry，2008，110（1）：76-82

Antibacterial Effect of Fructus mume Ethanol Extracts on Staphylococcus aureus

ZHOU Qian，WANG Wei-lin，GUO Xiao-xiao，YANG Guang，ZHAO Wen*
（College of Food Science and Technology，Agricultural University of Hebei，Baoding 071000，Hebei，China）

The antibacterial mechanism of Frucuts mume ethanol extracts against Staphylococcus aureus was studied.The total flavonoids content of ethanol extract was 22.98 mg RE/gFM.The antibacterial study showed that MIC of ethanol extract against Staphylococcus aureus was 20 mg/mL.After treated by Frucuts mume ethanol extract，the permeability of cell wall and membrane significantly increased，nucleic acid materials，Ca2+content and total leakage rate in the culture enhanced，and the cell metabolism of Staphylococcus aureus was disordered compared to the control.Consequently，the Frucuts mume ethanol extract showed the significant antibacterial effect against Staphylococcus aureus，suggesting its potential application as natural preservative in foods.

Fructusmume；Staphylococcusaureus；antibacterialeffect

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.15.008

河北省科技計劃項目（13226602D）

周茜（1986—），女（漢），講師，博士，研究方向：活性物質(zhì)研究與食品安全。

趙文（1962—），女（漢），教授，碩士，研究方向：營養(yǎng)分析與食品安全。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物實驗室。

2015-09-29