桔梗多糖的抑菌性和抗氧化性研究

楊曉杰，董亞楠，李娜，孫百良，王瑤，張晶（齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006）

桔梗多糖的抑菌性和抗氧化性研究

楊曉杰，董亞楠，李娜，孫百良，王瑤，張晶
（齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006）

摘要：以桔梗（Platycodon grandiflorum）為試材，用平板培養(yǎng)法和分光光度法對其根內(nèi)多糖5個組分（PPI、PPII、PPIIa、PPIIb和PPIIc）的抑菌活性和抗氧化活性進行了初步研究。結(jié)果顯示，桔梗多糖5個組分對細菌無抑制作用；PPI和PPII對3種真菌的抑制效果為青霉＞黃曲霉＞黑根霉，多糖濃度在200mg/mL時抑菌圈直徑最大，PPI和PPII 對3種真菌的抑菌圈直徑分別為：8.80、8.60、7.88mm和9.04、9.02、7.68mm。5個多糖組分的抗氧化性結(jié)果顯示：多糖濃度在10mg/mL時對O2·-的清除力大小依次為：PPI＞PPII＞PPIIb＞PPIIc＞PPIIa；多糖濃度在2.5mg/mL時對·OH的清除力大小依次為：PPI＞PPII＞PPIIc＞PPIIa＞PPIIb。多糖各組分清除·OH的能力大于對O2·-的清除能力，且未脫蛋白的多糖PPI對·OH的清除率高于其他各組分（P<0.05）。

關(guān)鍵詞：桔梗；多糖；抑菌性；抗氧化性

多糖是生物體中廣泛存在的物質(zhì)，在生物體中的作用除了作為能量物質(zhì)或結(jié)構(gòu)材料，更重要的是參與了細胞中的各種生命活動，具有多種多樣的生物學(xué)功能[1]。研究證實，植物多糖具有抗病毒、抗細菌、抗寄生蟲、抗腫瘤、抗輻射、抗衰老、降血糖、降血脂等諸多重要功效，且應(yīng)用于人體時對機體毒副作用較小[2]。因此，對植物多糖活性的研究受到廣泛的重視。多糖的抑菌作用是多糖生物活性的重要組成部分，越來越多

桔梗（Platycodon grandiflorum）為桔?？贫嗄晟荼局参铩Ｗ鳛橹匾慕?jīng)濟植物在南北各地廣為種植，以東北、華北地區(qū)種植的產(chǎn)量最大。桔梗多糖是其主要成分之一，研究表明桔梗多糖有抗腫瘤、抗氧化及增強人體免疫力等多種藥理作用[7-9]，而對桔梗多糖不同組分的抑菌及抗氧化性研究鮮見報道。本試驗對5個桔梗多糖組分PPI、PPⅡ、PPⅡa、PPⅡb和PPⅡc進行了抑制細菌活性研究，同時還對組分PPI和組分PPⅡ?qū)φ婢囊种谱饔眉翱钩蹶庪x子（O2·-）和羥自由基（·OH）的能力進行了分析比較，以期對桔梗活性多糖資源的開發(fā)利用提供參考。

1　材料與方法

1.1材料

桔梗：購自內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市；大腸桿菌（Escherichiacoli）、金黃色葡萄球菌（Staphyloccocusaureus）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、黑根霉（Rhizopus nigricans）、青霉（Penicillium commune）、黃曲霉（Aspergullusgiganteus）：由齊齊哈爾大學(xué)微生物菌種室提供。

1.2主要儀器設(shè)備

721分光光度計：上海精密儀器；L80-2型離心機：上海躍進；YXQ-LS-50SII高壓蒸汽滅菌鍋：上海博訊；索氏提取器、RE52-98旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮；SWCJ-2D超凈工作臺：蘇州凈化；FD-1A-50冷凍干燥機：北京博醫(yī)康；LRH-100-M霉菌培養(yǎng)箱：韶關(guān)泰宏；CP225D天平：賽多利斯；冰箱：海爾。

1.3方法

1.3.1桔梗根多糖的提取

桔梗根多糖提取采用熱水浸提法[10]得到粗多糖PPI，Sevage法脫蛋白，得到粗多糖PPII。桔梗粗多糖PPII溶液用截留分子量為6 kDa和10 kDa的中空纖維濾膜進行超濾，得到糖分子量小于6 kDa（PPIIa）、分子量在6 kDa與10 kDa之間（PPIIb）和分子量大于10 kDa（PPIIc）的3個多糖組分。

1.3.2抑菌方法

菌種活化：挑取休眠供試菌種于平板培養(yǎng)基上，37℃培養(yǎng)12 h，挑取單一菌落連續(xù)培養(yǎng)3代。

菌懸液的制備：挑取單一菌落于液體培養(yǎng)基中，37℃、120 r/min搖8 h。涂平板：將原液制成10-5的菌懸液，分別吸取0.2m L加入無菌培養(yǎng)基中，涂勻，制成含菌平板（d=90mm）。多糖液配制：將各組分多糖分別配制成12.5、25、50、100、200mg/mL濃度的糖溶液。抑菌試驗：將滅菌后的濾紙片（d=6mm）鋪在平板上，每皿貼6片，用移液槍取10μL各組分糖液準(zhǔn)確滴在濾紙片上，同時以浸泡過無菌水的濾紙片作為陰性對照，每種菌種設(shè)3個重復(fù)培養(yǎng)平皿。37℃培箱中培養(yǎng)12 h。觀察抑菌圈，測量每個濾紙片的抑菌圈直徑，取平均值。

1.3.3清除·OH活性

本試驗在Smironff[11]等報道的方法的基礎(chǔ)上進行了改進，在試管中依次加入6mmol/LFeSO4溶液2mL、不同濃度（分別為0.5、1、1.5、2、2.5 mg/m L）多糖溶液2mL，6mmol/LH2O2溶液2mL，搖勻，靜置10min，再加入6mmol/L水楊酸溶液2mL，搖勻，靜置30min后于510 nm處測得不同多糖濃度下的光密度Ai；用水代替水楊酸時測得某濃度多糖的本底光密度Aj；用水代替抗氧化劑時測得空白對照光密度A0。

按下式計算清除率：清除率S/%=[1-（Ai-Aj）/ A0]×100

1.3.4清除O2·-活性

采用鄰苯三酚自氧化法測定。取5支試管，每管分別加入pH=8.2的Tris-HCl緩沖液6mL，加入不同樣品的多糖溶液（各2、4、6、8、10mg/mL）各0.5mL，37℃水浴10min，最后加入37℃水浴預(yù)熱過的7mmol/L的鄰苯三酚溶液1m L，混勻后精確反應(yīng)4min，用0.5mol/L的濃鹽酸終止反應(yīng)，在420 nm處測吸光值，以等體積的pH=8.2的Tris-HCl緩沖液作為空白。清除率（%）計算公式為：清除率/%=（A對照-A樣品）/（A對照-A空白）×100

式中：A空白為空白組的吸光度；A對照為對照組的吸光度；A樣品為加入多糖液的吸光度。

2　結(jié)果與分析

2.1抑菌活性

未脫蛋白桔梗多糖PPI和脫蛋白桔梗多糖PPII抑制真菌活性如表1、表2所示。

表1 PPI抑制真菌活性Table1　Fungistasisactivity of PPI

表2　PPII抑制真菌活性Table2　Fungistasisactivity of PPII

結(jié)果表明桔梗多糖PPI、PPII在25mg/mL～200mg/ mL濃度范圍內(nèi)對青霉、黃曲霉，根霉有一定抑制作用，且隨濃度的增加抑菌能力呈增強趨勢，濃度在200mg/ mL時抑菌活性最強、PPI和PPII對3種真菌的抑菌圈直徑分別為8.80、8.60、7.88mm和9.04、9.02、7.68mm；PPI和PPII對3種真菌的一只效果為青霉＞黃曲霉＞黑根霉。

2.2清除O2·-活性

桔梗根多糖對O2·-的清除率結(jié)果見表3。%

表3　不同組分桔梗多糖對O2·-的清除率Table3　Scavenging activity of different partspolysaccharideofPlatycodon grandiflorum on superoxideanion radicals

從表3可以看出桔梗根多糖幾種組分在濃度為2mg/mL～10mg/mL之間對O2·-都有一定的清除能力，其中PPⅡ達到了最高清除率為23.08%，總體看各濃度PPI的平均清除率均比其他組分高。

2.3清除·OH活性

桔梗根多糖對·OH的清除率結(jié)果見表4。%

表4不同組分桔梗多糖對·OH的清除率Table4　Scavenging activity ofdifferentpartspolysaccharideofPlatycodon grandiflorum on hydroxyl rad icals

從表4可以看出桔梗根多糖幾種組分在濃度為0.5mg/m L～2.5mg/m L之間隨糖濃度升高而清除率增加，其中PPI的清除率最高達到51.31%，各濃度PPI的清除率顯著高于其他各組分。

3　結(jié)論與討論

本試驗研究了桔梗多糖PPI、PPII對根霉、青霉、黃曲霉3種真菌的抑制作用，并且分別對比了PPI、PPII、PPIIa、PPIIb、PPIIc 5個多糖組分對O2·和·OH的清除能力。其中PPI和PPII對3種真菌的抑制效果均為青霉＞黃曲霉＞黑根霉；對O2-·的清除力顯示為各組分的多糖濃度在10mg/mL時大小依次為：PPI＞PPII＞ PPIIb＞PPIIc＞PPIIa；糖濃度在2.5mg/mL時對·OH的清除力大小依次為PPI＞PPII＞PPIIc＞PPIIa＞PPIIb。多糖各組分清除·OH的能力大于O·2的清除能力，且未脫蛋白的多糖PPI對·OH的清除率高于其他各組分（P< 0.05），說明蛋白與糖結(jié)合一定意義上利于多糖活性的發(fā)揮。

人體的衰老、疾病都與機體的氧化損傷有關(guān)，尤其是衰老，目前人們已經(jīng)提出各種學(xué)說來解釋，如：自由基學(xué)說、免疫功能下降學(xué)說、代謝失調(diào)學(xué)說、生物膜衰老學(xué)說、脂褐素與衰老學(xué)說、衰老過程中基因淋巴因子及其基因表達改變學(xué)說等，其中氧自由基學(xué)說最能解釋機體衰老、生病的機理，普遍為人們所接受[3]。研性究氧表自明由，基毒能性夠氧使離細子胞包膜括脂質(zhì)過氧化，增強等細，胞這膜些毒通透性，使細胞內(nèi)含物流出；同時還可損傷細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和DNA等。桔梗多糖可以保護細胞免受自由基的破壞，抑制組織脂質(zhì)過氧化，避免自由基過多對人體造成危害。因此，深入研究桔梗多糖的分離純化以及開發(fā)桔梗多糖類藥品及保健品具有較現(xiàn)實的意義。

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[11]SmironffN,CumbesQ J.Hyroxyl radicalscavengingactivityof compatible solutes[J].Phytochemistry,1989,28(4):1057-1060

DO I：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.21.004

基金項目：黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目（12541875）

作者簡介：楊曉杰（1962—），女（漢），教授，碩士，主要從事植物及多糖方面的研究。的多糖被發(fā)現(xiàn)有抑菌活性[3-5]，對尋找抗生素的替代品、新型的食品防腐劑等方面有著重要意義[6]。

收稿日期：2014-09-16

Antim icrobial and Antioxidation Activities of Platycodon grandiflorum Polysaccharide

YANGXiao-jie，DONGYa-nan，LINa，SUNBai-liang，WANGYao，ZHANG Jing
（Collegeof Life Scienceand Agricultureand Forestry，Qiqihar Univeisity，Qiqihar161006，Heilongjiang，China）

Abstract：Platycodon grandiflorumas the experiment materials，prelimainary study in five of its root polysaccharide component（PPI、PPII、PPIIa、PPIIb and PPIIc）antibacterialactivity and antioxidantactivity by plate culturemethod and spectrophotometry.The results showed that the characteristics of polysaccharide five components had no effects against bacteria；PPIand PPII inhibition effect for three fungiwas Penicillium＞Aflatoxin＞Rhizopus nigricans，polysaccharide concentration during the 200 mg/mL maximum zone of inhibition，PPIand PPIIthe three fungiinhibition zonediameterswas：8.80，8.60，7.88mm and 9.04，9.02，7.68 mm.Fivepolysaccharide componentsofoxidation resistance resultsshowed thatpolysaccharide concentration in 10 mg/mL of O2·-removal ability size in the order：PPI＞PPII＞PPIIb＞PPIIc＞PPIIa；polysaccharide concentration in 2.5 mg/mL of·OH removal ability size in the order：PPI＞PPII＞PPIIc＞PPIIa＞PPIIb. Polysaccharide components to remove·OH ability than the removalabilityofO2·-，and the rate of·OH removal ofnodeproteinized polysaccharide PPIwashigher than other variousofother parts.

Keywords：Platycodon grandiflorum；polysaccharide；antimicrobialactivity；antioxidant