桔梗多糖的抑菌性和抗氧化性研究

杨晓杰，董亚楠，李娜，孙百良，王瑶，张晶（齐齐哈尔大学生命科学与农林学院，黑龙江齐齐哈尔161006）

桔梗多糖的抑菌性和抗氧化性研究

杨晓杰，董亚楠，李娜，孙百良，王瑶，张晶
（齐齐哈尔大学生命科学与农林学院，黑龙江齐齐哈尔161006）

摘要：以桔梗（Platycodon grandiflorum）为试材，用平板培养法和分光光度法对其根内多糖5个组分（PPI、PPII、PPIIa、PPIIb和PPIIc）的抑菌活性和抗氧化活性进行了初步研究。结果显示，桔梗多糖5个组分对细菌无抑制作用；PPI和PPII对3种真菌的抑制效果为青霉＞黄曲霉＞黑根霉，多糖浓度在200mg/mL时抑菌圈直径最大，PPI和PPII 对3种真菌的抑菌圈直径分别为：8.80、8.60、7.88mm和9.04、9.02、7.68mm。5个多糖组分的抗氧化性结果显示：多糖浓度在10mg/mL时对O2·-的清除力大小依次为：PPI＞PPII＞PPIIb＞PPIIc＞PPIIa；多糖浓度在2.5mg/mL时对·OH的清除力大小依次为：PPI＞PPII＞PPIIc＞PPIIa＞PPIIb。多糖各组分清除·OH的能力大于对O2·-的清除能力，且未脱蛋白的多糖PPI对·OH的清除率高于其他各组分（P<0.05）。

关键词：桔梗；多糖；抑菌性；抗氧化性

多糖是生物体中广泛存在的物质，在生物体中的作用除了作为能量物质或结构材料，更重要的是参与了细胞中的各种生命活动，具有多种多样的生物学功能[1]。研究证实，植物多糖具有抗病毒、抗细菌、抗寄生虫、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老、降血糖、降血脂等诸多重要功效，且应用于人体时对机体毒副作用较小[2]。因此，对植物多糖活性的研究受到广泛的重视。多糖的抑菌作用是多糖生物活性的重要组成部分，越来越多

桔梗（Platycodon grandiflorum）为桔梗科多年生草本植物。作为重要的经济植物在南北各地广为种植，以东北、华北地区种植的产量最大。桔梗多糖是其主要成分之一，研究表明桔梗多糖有抗肿瘤、抗氧化及增强人体免疫力等多种药理作用[7-9]，而对桔梗多糖不同组分的抑菌及抗氧化性研究鲜见报道。本试验对5个桔梗多糖组分PPI、PPⅡ、PPⅡa、PPⅡb和PPⅡc进行了抑制细菌活性研究，同时还对组分PPI和组分PPⅡ对真菌的抑制作用及抗超氧阴离子（O2·-）和羟自由基（·OH）的能力进行了分析比较，以期对桔梗活性多糖资源的开发利用提供参考。

1　材料与方法

1.1材料

桔梗：购自内蒙古自治区赤峰市；大肠杆菌（Escherichiacoli）、金黄色葡萄球菌（Staphyloccocusaureus）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、黑根霉（Rhizopus nigricans）、青霉（Penicillium commune）、黄曲霉（Aspergullusgiganteus）：由齐齐哈尔大学微生物菌种室提供。

1.2主要仪器设备

721分光光度计：上海精密仪器；L80-2型离心机：上海跃进；YXQ-LS-50SII高压蒸汽灭菌锅：上海博讯；索氏提取器、RE52-98旋转蒸发器：上海亚荣；SWCJ-2D超净工作台：苏州净化；FD-1A-50冷冻干燥机：北京博医康；LRH-100-M霉菌培养箱：韶关泰宏；CP225D天平：赛多利斯；冰箱：海尔。

1.3方法

1.3.1桔梗根多糖的提取

桔梗根多糖提取采用热水浸提法[10]得到粗多糖PPI，Sevage法脱蛋白，得到粗多糖PPII。桔梗粗多糖PPII溶液用截留分子量为6 kDa和10 kDa的中空纤维滤膜进行超滤，得到糖分子量小于6 kDa（PPIIa）、分子量在6 kDa与10 kDa之间（PPIIb）和分子量大于10 kDa（PPIIc）的3个多糖组分。

1.3.2抑菌方法

菌种活化：挑取休眠供试菌种于平板培养基上，37℃培养12 h，挑取单一菌落连续培养3代。

菌悬液的制备：挑取单一菌落于液体培养基中，37℃、120 r/min摇8 h。涂平板：将原液制成10-5的菌悬液，分别吸取0.2m L加入无菌培养基中，涂匀，制成含菌平板（d=90mm）。多糖液配制：将各组分多糖分别配制成12.5、25、50、100、200mg/mL浓度的糖溶液。抑菌试验：将灭菌后的滤纸片（d=6mm）铺在平板上，每皿贴6片，用移液枪取10μL各组分糖液准确滴在滤纸片上，同时以浸泡过无菌水的滤纸片作为阴性对照，每种菌种设3个重复培养平皿。37℃培箱中培养12 h。观察抑菌圈，测量每个滤纸片的抑菌圈直径，取平均值。

1.3.3清除·OH活性

本试验在Smironff[11]等报道的方法的基础上进行了改进，在试管中依次加入6mmol/LFeSO4溶液2mL、不同浓度（分别为0.5、1、1.5、2、2.5 mg/m L）多糖溶液2mL，6mmol/LH2O2溶液2mL，摇匀，静置10min，再加入6mmol/L水杨酸溶液2mL，摇匀，静置30min后于510 nm处测得不同多糖浓度下的光密度Ai；用水代替水杨酸时测得某浓度多糖的本底光密度Aj；用水代替抗氧化剂时测得空白对照光密度A0。

按下式计算清除率：清除率S/%=[1-（Ai-Aj）/ A0]×100

1.3.4清除O2·-活性

采用邻苯三酚自氧化法测定。取5支试管，每管分别加入pH=8.2的Tris-HCl缓冲液6mL，加入不同样品的多糖溶液（各2、4、6、8、10mg/mL）各0.5mL，37℃水浴10min，最后加入37℃水浴预热过的7mmol/L的邻苯三酚溶液1m L，混匀后精确反应4min，用0.5mol/L的浓盐酸终止反应，在420 nm处测吸光值，以等体积的pH=8.2的Tris-HCl缓冲液作为空白。清除率（%）计算公式为：清除率/%=（A对照-A样品）/（A对照-A空白）×100

式中：A空白为空白组的吸光度；A对照为对照组的吸光度；A样品为加入多糖液的吸光度。

2　结果与分析

2.1抑菌活性

未脱蛋白桔梗多糖PPI和脱蛋白桔梗多糖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

结果表明桔梗多糖PPI、PPII在25mg/mL～200mg/ mL浓度范围内对青霉、黄曲霉，根霉有一定抑制作用，且随浓度的增加抑菌能力呈增强趋势，浓度在200mg/ mL时抑菌活性最强、PPI和PPII对3种真菌的抑菌圈直径分别为8.80、8.60、7.88mm和9.04、9.02、7.68mm；PPI和PPII对3种真菌的一只效果为青霉＞黄曲霉＞黑根霉。

2.2清除O2·-活性

桔梗根多糖对O2·-的清除率结果见表3。%

表3　不同组分桔梗多糖对O2·-的清除率Table3　Scavenging activity of different partspolysaccharideofPlatycodon grandiflorum on superoxideanion radicals

从表3可以看出桔梗根多糖几种组分在浓度为2mg/mL～10mg/mL之间对O2·-都有一定的清除能力，其中PPⅡ达到了最高清除率为23.08%，总体看各浓度PPI的平均清除率均比其他组分高。

2.3清除·OH活性

桔梗根多糖对·OH的清除率结果见表4。%

表4不同组分桔梗多糖对·OH的清除率Table4　Scavenging activity ofdifferentpartspolysaccharideofPlatycodon grandiflorum on hydroxyl rad icals

从表4可以看出桔梗根多糖几种组分在浓度为0.5mg/m L～2.5mg/m L之间随糖浓度升高而清除率增加，其中PPI的清除率最高达到51.31%，各浓度PPI的清除率显著高于其他各组分。

3　结论与讨论

本试验研究了桔梗多糖PPI、PPII对根霉、青霉、黄曲霉3种真菌的抑制作用，并且分别对比了PPI、PPII、PPIIa、PPIIb、PPIIc 5个多糖组分对O2·和·OH的清除能力。其中PPI和PPII对3种真菌的抑制效果均为青霉＞黄曲霉＞黑根霉；对O2-·的清除力显示为各组分的多糖浓度在10mg/mL时大小依次为：PPI＞PPII＞ PPIIb＞PPIIc＞PPIIa；糖浓度在2.5mg/mL时对·OH的清除力大小依次为PPI＞PPII＞PPIIc＞PPIIa＞PPIIb。多糖各组分清除·OH的能力大于O·2的清除能力，且未脱蛋白的多糖PPI对·OH的清除率高于其他各组分（P< 0.05），说明蛋白与糖结合一定意义上利于多糖活性的发挥。

人体的衰老、疾病都与机体的氧化损伤有关，尤其是衰老，目前人们已经提出各种学说来解释，如：自由基学说、免疫功能下降学说、代谢失调学说、生物膜衰老学说、脂褐素与衰老学说、衰老过程中基因淋巴因子及其基因表达改变学说等，其中氧自由基学说最能解释机体衰老、生病的机理，普遍为人们所接受[3]。研性究氧表自明由，基毒能性够氧使离细子胞包膜括脂质过氧化，增强等细，胞这膜些毒通透性，使细胞内含物流出；同时还可损伤细胞内的蛋白质和DNA等。桔梗多糖可以保护细胞免受自由基的破坏，抑制组织脂质过氧化，避免自由基过多对人体造成危害。因此，深入研究桔梗多糖的分离纯化以及开发桔梗多糖类药品及保健品具有较现实的意义。

参考文献：

[1]付学鹏,杨晓杰,李本丽,等.蒲公英不同器官多糖含量测定及抗氧化性研究[J].食品研究与开发,2008,29(3):26-28

[2]许春平,杨琛琛,郑坚强,等.植物叶多糖的提取和生物活性综述[J].食品研究与开发,2014,35(14):111-114

[3]杨晓杰,郑云姬,李娜,等.亚洲蒲公英多糖的抑菌性和抗氧化性研究[J].时珍国医国药,2012,23(1):109-110

[4]刘春兰,杨逸,何林,等.植物多糖抑菌作用研究方法进展[J].时珍国医国药,2013,24(7):1725-1727

[5]王晶晶,孟宪军.纯化对无梗五加果多糖抑菌活性的影响[J].食品工业科技,2011,32(12):173

[6]李兴峰,刘豆,薛江超,等.天然食品防腐剂的协同抗菌作用[J].中国食品学报,2014,14(3):140-144

[7]张莲姬,南昌希,张丽霞.桔梗多糖的提取及其抗氧化作用研究[J].食品与机械,2008,24(3):60-63

[8]陆文总,杨亚丽,贾光锋,等.桔梗多糖对U-14宫颈癌抗肿瘤作用的研究[J].西北药学杂志,2013,28(1):43-45

[9]李娜.桔梗多糖的分离纯化及生物活性研究[D].齐齐哈尔:齐齐哈尔大学,2012

[10]于侃超,杨晓杰,李娜,等.桔梗多糖提取方法的比较[J].高师理科学刊,2014,34(3):71-73

[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

基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12541875）

作者简介：杨晓杰（1962—），女（汉），教授，硕士，主要从事植物及多糖方面的研究。的多糖被发现有抑菌活性[3-5]，对寻找抗生素的替代品、新型的食品防腐剂等方面有着重要意义[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