仙人掌总皂苷的提取及部分活性研究

韩本勇（昆明理工大学生命科学与技术学院，云南昆明 650500）

仙人掌总皂苷的提取及部分活性研究

韩本勇
（昆明理工大学生命科学与技术学院，云南昆明 650500）

通过滤纸片法研究了仙人掌总皂苷的抑菌活性，结果表明仙人掌总皂苷对大肠杆菌、巨大芽孢杆菌、青霉都有抑制作用，但对黑曲霉没有抑制作用。通过仙人掌总皂苷对羟基的清除作用和对油脂的抗氧化作用研究了其抗氧化活性，试验结果表明仙人掌总皂苷的确有清除羟基的作用，而且有明显的量效关系，但在一定质量浓度范围内其清除羟基的作用弱于抗坏血酸；仙人掌总皂苷也具有一定的抗氧化性，但比没食子酸丙酯（PG）的性能略差。

仙人掌；皂苷；抗氧化；抑菌作用

0 引言

仙人掌为仙人掌科仙人掌（Opuntia dillenii Haw）的根及茎，为多年生热带、亚热带植物［1］，含有有机酸类、甾醇类、生物碱类、黄酮类、糖类、萜类等多种较为复杂的化学成分［2］。皂苷化合物也是仙人掌的有效成分之一［3］，具有明显的镇痛作用［4］。仙人掌及其提取物具有较强的抗氧化作用［5］；仙人掌具有抗脂质过氧化功能，同时对-OH具有清除作用［6］。万绍华等人［7］用昆明种小鼠以400 mg/kg剂量OMAH灌胃给药28 d，采用TBA比色法、化学比色法、DTNB比色法分别测定血清MDA，SOD和GSH-Px，结果表明米邦塔仙人掌提取物能提高小鼠血清SOD和GSH-Px活性，降低MDA含量。仙人掌粉及仙人掌的乙醇提取液也具有抗氧化作用［8-9］。仙人掌中有明显的抗氧化作用成分，主要为黄酮类化合物和多糖类，同时仙人掌中含有的超氧化物歧化酶（SOD）也是仙人掌中起抗氧化作用的有效成分。还有报道说，仙人掌体内抗氧化作用可能也与起含有VC和 VE有关［10］，但还没有具体研究表明仙人掌皂苷是否是仙人掌抗氧化作用中有效成分之一。

杨洋等人对食用仙人掌和野生仙人掌提取物进行的抑菌研究表明，野生仙人掌提取物对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有明显的抑制作用。仙人掌乙醇提取物、乙酸乙酯提取物对巨大芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、青霉菌、枯草芽孢杆菌的抑制效果比较好。虽然已经证明仙人掌提取物具有抑菌作用，但仙人掌皂苷是否是其中起抑菌作用的有效成分并不清楚。

本试验在采用先醇提再除杂质的方法提取仙人掌皂苷的基础上，对其部分活性进行了研究。通过仙人掌皂苷对羟基的清除作用和其对油脂的抗氧化作用研究其抗氧化作用；通过滤纸片法研究仙人掌皂苷的抑菌活性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 材料与试剂

材料：新鲜仙人掌，采自云南省昆明市西山区；猪油和色拉油为市售。供试菌种为实验室提供的大肠杆菌（Escherichia coli）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、青霉（Penicillium citainum）、黑曲霉（Aspergillus niger）。

试剂：无水乙醇、石油醚、正丁醇、蒸馏水、丙酮、三氰醋酸、氢氧化钡，邻二氮菲、磷酸、FeSO4、氯仿、冰乙酸、碘化钾、I2、Na2S2O3、抗坏血酸、氯化钡、硫酸、葡萄糖、琼脂粉、牛肉膏、蛋白胨，以上均为分析纯。

1.1.2 仪器设备

索氏提取器，R501型升降恒温水浴锅、R-501型真空旋转蒸发仪，上海申科机械研究所产品；分液漏斗；立式压力蒸汽灭菌锅；ULTRAscan2000型紫外可见光分光光度计，Pharmacia Biotech公司产品；FA2104型电子分析天平，上海天平仪器厂产品；超净工作台；光照培养箱；恒温摇床；恒温培养箱；移液器；真空泵、布氏漏斗、抽滤瓶、干燥器等。

1.2 试验方法

1.2.1 仙人掌总皂苷的提取与鉴定

（1）仙人掌总皂苷的提取［11］。把新鲜仙人掌清洗干净、去刺，然后切成片，放于80℃恒温箱中烘干，粉碎成粉末。称取一定量的仙人掌干粉，用定性滤纸包成小包，置于索氏提取器中，用无水乙醇回流提取一定时间；提取液减压蒸馏回收乙醇，用蒸馏水进行溶解，石油醚脱脂，脱脂后用水饱和的正丁醇萃取，萃取液减压浓缩，浓缩后加丙酮进行沉淀，经滤纸过滤后，于恒温箱中进行干燥，得到仙人掌总皂苷。

（2）仙人掌皂苷化合物的定性鉴别。①泡沫试验，将皂苷水溶液加入到试管中，盖塞后猛力振摇1 min，若有持久性泡沫产生，可判别产物含有皂苷成分。②显色反应，采用三氰醋酸反应，样品溶液滴于滤纸上，喷洒三氯醋酸试剂，加热到100℃后于紫外灯下观察，看是否显紫红色。③沉淀反应，将固体氢氧化钡加入到仙人掌总皂苷水溶液中，振摇，观察是否有白色沉淀产生。

1.2.2 抑菌活性的测定

（1）菌悬液及样品的制备。

菌悬液的制备：采用比浊法制备菌悬液，将供试菌种进行斜面活化，细菌在37℃恒温条件下培养24 h；霉菌在28℃恒温培养48 h，如此重复2～3次。挑取活化好的菌苔于装有液体培养基的锥型瓶中，进行摇瓶培养，边培养边与比浊管对照，制成浊度略高于0.5麦氏标准（约1×108个/mL）菌悬液。

供试样品制备：仙人掌粗皂苷溶液，将提取的仙人掌粗皂苷200 mg加无菌水定容至10 mL，制成20 mg/mL的仙人掌粗皂苷溶液；仙人掌乙醇浸提液，取仙人掌干粉，按1∶30的比例和70%乙醇溶液混合，用索氏提取器提取6 h，把提取液减压浓缩（除去乙醇后继续浓缩），制成20 mg/mL的仙人掌乙醇浸提液。

（2）抑菌圈直径大小的测定。

采用滤纸片法测定抑菌圈直径大小。把配制好并经灭菌的培养基融化，每个平皿倒入约20 mL培养基，再用无菌棉签蘸取菌悬液，均匀涂抹在平皿培养基表面，涂布完成后倒置平板3～5 min，放置在37℃恒温箱中10 min后取出，使琼脂表面干燥。

选取定性滤纸，用打孔机打成圆形小纸片，直径为6 mm，进行干热灭菌，然后用无菌镊子夹取滤纸片，蘸取样品液后贴在含菌平皿内，每种样品液的滤纸片在每皿内间隔一定的距离贴3片（结果求平均值），样品液分别为仙人掌皂苷溶液、仙人掌醇提取液，灭菌蒸馏水作为对照。各平皿放入恒温培养箱内培养，培养完成后取出测量抑菌圈直径大小。

1.2.3 抗氧化活性的测定

（1）对-OH的清除作用。采用邻二氮菲-金属铁离子-H2O2体系，取5×10-3mol/L邻二氮菲溶液1.5 mL，加pH值7.4，0.05 mol/L的磷酸缓冲液2.0 mL充分混匀后，加7.5×10-3mol/L FeSO4溶液1.0 mL，每加一管立即混匀，加0.1%H2O21.0 mL，最后以H2O补充至总体积为10 mL。反应液37℃保温1 h，于波长536 nm处测吸光度A536（损伤）。仙人掌粗皂苷溶液清除-OH作用，依上法试验，分别加入不同浓度粗皂苷溶液、抗坏血酸（1.3×10-3mol/L）1 mL后再加H2O2，37℃保温1 h，测A536（加样）。未损伤管不加H2O2及粗皂苷溶液。

-OH清除率（d）计算法：

（2）对油脂的抗氧化作用。将仙人掌总皂苷溶于适量蒸馏水中，制得质量浓度不同的样品。称取20 g基质油放于烧杯中，加入质量浓度不同的仙人掌总皂苷样品，搅拌均匀，再放入65℃的恒温箱中，以加有没食子酸丙酯（PG）的油样和不加抗氧化剂的油样作为对照，每隔一定时间测定POV值，至诱导终点即POV值为0.15%时止。采用分光光度法测定POV值。

2 结果与讨论

2.1 仙人掌皂苷定性检测

仙人掌总皂苷化合物定性检测结果见表1。

由表1可知，从仙人掌中提取的成分含有皂苷，与文献［11］一致。

2.2 抑菌试验结果

表1 仙人掌总皂苷化合物定性检测结果

试验考察了质量浓度为20 mg/mL仙人掌总皂苷溶液和20 mg/mL仙人掌乙醇浸提液的抑菌效果。

仙人掌提取物对供试菌的抑制圈直径见表2。

表2 仙人掌提取物对供试菌的抑制圈直径 /mm

由表2可知，仙人掌总皂苷溶液和仙人掌乙醇浸提液对大肠杆菌、巨大芽孢杆菌、青霉都有抑制作用，但对黑曲霉没有抑制作用，且仙人掌乙醇浸提取液的抑制作用强于总皂苷溶液。这说明仙人掌提取物中起抑菌作用的成分不单是皂苷，还有其他成分。

2.3 抗氧化活性研究

2.3.1 仙人掌粗皂苷对羟基的清除作用

抗坏血酸为已知的-OH清除剂，试验检测了仙人掌总皂苷与VC对清除-OH的效应比较。

仙人掌总皂苷对羟基的清除作用见表3。

表3 仙人掌总皂苷对羟基的清除作用

由表3可知，仙人掌粗皂苷的确有清除羟基的作用，而且它的作用效果与质量浓度成正比，有明显的量效关系，但在一定质量浓度范围内其清除羟基的作用弱于抗坏血酸。

2.3.2 粗皂苷对油脂的抗氧化作用

不同质量浓度仙人掌总皂苷样品对色拉油的抗氧化作用见表4，不同质量浓度仙人掌总皂苷样品对猪油的抗氧化作用见表5。

表4 不同质量浓度仙人掌总皂苷样品对色拉油的抗氧化作用

表5 不同质量浓度仙人掌总皂苷样品对猪油的抗氧化作用

由表4～表5可知，在不同基质油中，随着样品质量浓度的增加，诱导天数也随之增加。说明仙人掌总皂苷溶液具有一定的抗氧化作用，但比没食子酸丙酯（PG）的抗氧化性能差一些，同时总皂苷溶液对动物油（如猪油）的抗氧化性要强于植物油（如色拉油）。

3 结论与展望

仙人掌总皂苷对大肠杆菌、巨大芽孢杆菌、青霉有比较明显的抑制作用，但由于抑菌试验中涉及到的菌种比较少，不能很好的说明仙人掌总皂苷是否有较好的抗炎、杀菌、防腐作用。通过其清除羟基和对油脂的抗氧化试验，证明了仙人掌总皂苷有明显的抗氧化作用，只是在一定质量浓度内其效果相对于抗坏血酸、没食子酸丙酯（PG）弱些。同时由于本试验未对仙人掌总皂苷进行纯化，故所的数据也不够精确，只能做定性的分析，如果想对仙人掌总皂苷进行进一步的研究，应对起进行分离纯化，得到较纯的皂苷。

仙人掌可食用、饲用和药用。近年来的研究表明，仙人掌中含有丰富的生物活性物质，具有潜在的应用价值。我国仙人掌资源较为丰富，科学地开发利用仙人掌资源具有一定的社会效益和经济效益。

［1］ 中国农业百科全书.中国农业百科全书——生物学卷［M］.第1版.北京：农业出版社，1991.

［2］Pieters E P．Fatty acids of opuntia Engelmannnii［J］.Phytochemistry，1992，11（8）：2 623-2 624.

［3］ 陈朝银，赵声兰，曹建新.仙人掌茎有效成分分析 ［J］.中国野生植物资源，1997，16（4）：25-28.

［4］ 覃特营，韦国锋.仙人掌三萜皂甙镇痛作用的研究 ［J］.右江民族医学院学报，1995，17（4）：399-400.

［5］ 韩本勇，陈朝银.仙人掌抗氧化作用的研究进展 ［J］.海峡药学，2013，25（8）：1-4.

［6］ 潘丽新，张寿军.保健食品中仙人掌抗氧化作用的研究 ［J］.中国卫生工程学，2006，5（2）：103-105.［7］ 万绍华，张道明，晏年春.米邦塔仙人掌抗衰老作用的实验研究 ［J］.湖北省卫生职工医学院学报，2004，17（4）：12-14.

［8］ 崔美芝，刘浩，李春艳.仙人掌粉抗氧化延缓衰老的作用及其机制研究 ［J］.中国临床康复，2004，8（24）：5 052-5 053.

［9］ 李冬生.仙人掌抗氧化作用的初步研究 ［J］.粮油加工与食品机械，2004（2）：41-42.

［10］赖亚辉，马中春，潘丽新.仙人掌抗氧化作用的研究［J］.中国老年学杂志，2006（9）：26-28.

［11］林爱琴，方幼兰，林曦.仙人掌中皂甙化合物的提取与含量的测定 ［J］.福建师范大学学报（自然科学版），2003，19（4）：116-120.◇

Extraction of Total Saponins from Opuntia and its Bioactivity

HAN Benyong
（Facul of Life Science and Technology，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650500，China）

The antibacterial activity is investigated using the method Kirby-Bauer.The results show that the cactus saponin can inhibit the growth of Escherichia coli，Bacillus megaterium and Penicillium citainum，but can not inhibit the growth of Aspergillus niger.The activity of cactus anti-oxidation is studied using the experiments of eliminating hydroxy groups and grease anti-oxidation.It shows that the cactus saponin can eliminate the hydroxy groups with high relationship between the quantity and effect.In a certain scope of saponin concentrations，the activity of hydroxy group elimination is less than that of ascorbic acid.The cactus saponin also has the ability of anti-oxidation，but the activity of anti-oxidation is less than that of propyl gallate.

cactus；saponin；anti-oxidation；bacteriostasis

R284.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.10.011

1671-9646（2016）10a-0036-03

2016-08-25

韩本勇（1974— ），男，在读博士，副教授，研究方向为生物资源开发工程。