槲皮素抗菌活性的研究

槲皮素抗菌活性的研究

秦晓蓉;张铭金;高绪娜;林义;马利;何思宜

【摘 要】以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等为实验菌株,采用药敏纸片法考察槲皮素

的抗菌活性.槲皮素对金黄色葡萄球菌的抗菌效果最好,最低杀菌浓度小于0.0061

μmol·mL-1;对胶质芽孢杆菌抗菌效果次之,最低抑菌浓度小于0.0061 μmol·mL-1;

对大肠杆菌、苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌也有较为明显的抗菌

效果,最低抑菌浓度分别为0.0242 μmol·mL-1、0.0061 μmol·mL-1、0.0485

μmol·mL-1、0.0121 μmol·mL-1,最低杀菌浓度分别为1.5522 μmol·mL-1、

6.2086 μmol·mL-1、3.1043 μmol·mL-1、1.5522 μmol·mL-1;对人仓白杆菌无

抗菌效果.槲皮素具有广谱抗菌性,并且对革兰氏阴性菌的抗菌作用强于革兰氏阳性

菌.

【期刊名称】《化学与生物工程》

【年(卷),期】2009(000)004

【总页数】4页(P55-57,78)

【关键词】槲皮素;最低抑菌浓度;最低杀菌浓度

【作 者】秦晓蓉;张铭金;高绪娜;林义;马利;何思宜

【作者单位】武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学

化学工程与技术学院,湖北,武汉,430081;中国科学院武汉物理与数学研究所,湖北,武

汉,430071;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学化

学工程与技术学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北,武

汉,430081;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北,武汉,430081

【正文语种】中 文

【中图分类】Q93

槲皮素(Quercetin, Que)，属黄酮类化合物，存在于许多植物的花、叶、果实中。

生物类黄酮亦称维生素P，常与维生素C伴存，属植物次级代谢产物，在植物界

中分布广泛，目前已有6000多种黄酮被鉴定[1]，可作为植物源杀菌剂。植物源

杀菌剂因不易引起耐药性[2]而倍受关注，目前植物源杀菌剂的研究主要集中在植

物提取物抑菌效果方面，如对洋葱、黄柏、风车藤属等植物提取物的抗菌活性研究

[3～5]。植物提取物为混合物，具有抗菌活性的可能只是其中一种或几种化合物。

作者在此以大肠杆菌、苏云金芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽

孢杆菌、铜绿假单胞菌和人仓白杆菌为实验菌株，对槲皮素的抗菌活性进行研究。

1 实验

1.1 仪器与材料

HZ200LB型恒温摇床，WFZ UV-2000型紫外可见分光光度计，SPX-250B-Z型

生化培养箱。蛋白胨、牛肉浸膏，北京双旋微生物培养基制品厂；槲皮素，陕西生

化药业有限公司；其它试剂均为国产分析纯。

实验菌株：大肠杆菌(Escherichia coli)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、胶

质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas

aeruginosa)、人仓白杆菌(Ochrobactrum anthropi)，均由武汉科技大学生物工

程实验室提供。

培养基：牛肉膏蛋白胨培养基。

1.2 药敏片的制备

将新华定性滤纸裁成6 mm的小圆片，分装于洁净干燥的试管内，100℃干热灭

菌2 h；在无菌条件下将灭菌滤纸片浸于倍比稀释的槲皮素溶液[二甲基亚砜

(DMSO)作溶剂]中，4℃下静置4 h，保存备用。

1.3 菌株培养

将斜面菌种在牛肉膏蛋白胨培养基上活化培养2次，然后取1环接种到20 mL 牛

肉膏蛋白胨液体培养基中，于30℃、180 r·min- 1振荡培养24 h，测定菌液在

600 nm的吸光度，根据微生物浑浊度计数法确定细菌的个数。

1.4 抗菌实验

无菌条件下将高压灭菌的牛肉膏蛋白胨培养基20 mL趁热倒入无菌培养皿内，待

其冷却凝固后用移液枪移取0.5 mL活化后的菌液(含菌数约1×109 CFU·mL-1)涂

布于平板上。将含槲皮素溶液的药敏片贴在含菌平板上，每皿贴3片，每菌作3

次重复。将只涂布菌液的平板作为空白对照1、贴有溶剂DMSO滤纸片的含菌平

板作为空白对照2、贴有槲皮素药敏片的无菌平板作为空白对照3。将上述平板倒

置放入30℃培养箱培养12 h。

1.5 抗菌效果的测试

抑菌效果的测试：以空白对照1(细菌正常生长)为参照，观察不同浓度药敏片周围

细菌生长情况。用游标卡尺测量抑菌圈直径大小，重复3次，取平均值。抑菌圈

越大，抑菌效果越好；如果不产生抑菌圈，则说明此浓度无抑菌效果。以产生抑菌

圈的最小槲皮素浓度为最低抑菌浓度(Minimal inhibitory concentration, MIC)。

杀菌效果的测试：观察药敏片周围细菌生长情况，测量滤纸片周围形成的杀菌圈直

径，重复3次，取平均值。以无菌生长或只生长5个菌落以下的最小槲皮素浓度

为最低杀菌浓度(Minimal bactericidal concentration, MBC)。

2 结果与讨论

2.1 槲皮素的抑菌效果和杀菌效果

接种菌液初始浓度分别为：大肠杆菌2.1×109 CFU·mL-1、苏云金芽孢杆菌

4.2×109 CFU·mL-1、枯草芽孢杆菌3.6×109 CFU·mL-1、胶质芽孢杆菌

3.2×109 CFU·mL-1、铜绿假单胞菌3.5×109 CFU·mL-1、人仓白杆菌3.5×109

CFU·mL-1、金黄色葡萄球菌4.4×109 CFU·mL-1。

在菌液接种量为0.5 mL、培养基pH值为7.0、生化培养箱温度为30℃的条件下，

考察了Que倍比稀释的系列浓度(0.0061～ 397.3510 μmol·mL-1 )对以上7种菌

的抗菌效果。结果表明，菌液初始浓度并不影响抗菌效果。金黄色葡萄球菌初始浓

度最大，Que对其抗菌作用并未因此而弱于其它菌株；Que对人仓白杆菌无抗菌

效果，因为人仓白杆菌敏感度低，某些抗生素对其无作用[6]；Que对金黄色葡萄

球菌的抗菌效果最好，当Que浓度为0.0061 μmol·mL-1时，对金黄色葡萄球菌

已有杀灭作用。

Que对实验菌株的抑菌效果见图1(为了直观地表达抑菌圈直径变化较大时所对应

的Que浓度范围，图中只取了Que浓度小于3.1043 μmol·mL-1的部分)。

图1 槲皮素的抑菌效果Fig.1 The inhibitory effect of quercetin

图1表明，Que浓度大于0.3880 μmol·mL-1时，随着Que浓度的增加，抑菌圈

直径的变化较小。

Que对胶质芽孢杆菌的抑菌圈直径范围为8.16～13.18 mm。Que浓度为0.0061

μmol·mL-1时，抑菌圈直径就达8.16 mm；随Que浓度增加，抑菌圈直径缓慢

增加，抑菌效果非常明显。表明胶质芽孢杆菌对Que的敏感度较高。

Que对大肠杆菌的抑菌圈直径范围为6.42～14.98 mm。Que浓度为0.0061～

0.0121 μmol·mL-1时，Que对大肠杆菌无抑制效果；Que浓度为0.0970～

0.1940 μmol·mL-1时，随Que浓度增加，抑菌圈直径急剧增大，抑菌效果增加

明显。

Que对铜绿假单胞菌的抑菌圈直径范围为6.32～13.98 mm。随Que浓度增加，

抑菌圈直径急剧增大，抑菌效果增加明显。

Que对苏云金芽孢杆菌的抑菌圈直径范围为6.88～12.74 mm。Que浓度为

0.0061～0.0242 μmol·mL-1时，随Que浓度增加，抑菌圈直径急剧增大，抑菌

效果增加明显。

Que对枯草芽孢杆菌的抑菌圈直径范围为6.32～12.60 mm。Que浓度为

0.0061～0.0485 μmol·mL-1时，Que对枯草芽孢杆菌的抑菌效果较弱，抑菌圈

直径小于6.5 mm；Que浓度为0.0485～0.3880 μmol·mL-1时，抑菌圈直径急

剧增大，抑菌效果明显。

Que对实验菌株的杀菌效果见图2。

图2 槲皮素的杀菌效果Fig.2 The bactericidal effect of quercetin

图2表明，Que对金黄色葡萄球菌的杀灭作用较强，Que浓度为0.0061

μmol·mL-1时，Que对金黄色葡萄球菌的杀菌圈直径已达9.00 mm；随着Que

浓度的增加，杀菌圈直径缓慢增加到12.26 mm。

Que浓度为1.5522 μmol·mL-1时，Que对铜绿假单胞菌和大肠杆菌的杀菌圈直

径分别为10.48 mm和9.52 mm；随着Que浓度的增加，杀菌圈直径分别增加

到13.54 mm和12.90 mm。

Que浓度为3.1043 μmol·mL-1时，Que对枯草芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌的杀菌

圈直径分别为9.88 mm和8.98 mm；随着Que浓度的增加，杀菌圈直径分别增

加到13.88 mm和13.18 mm。

Que对苏云金芽孢杆菌的杀灭作用较弱，Que浓度为6.2086 μmol·mL-1时，

Que对苏云金芽孢杆菌的杀菌圈直径为9.40 mm；随着Que浓度的增加，杀菌

圈直径增加到12.58 mm。

2.2 槲皮素对实验菌株的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度

Que对实验菌株的MIC和MBC见表1。

表1 槲皮素的MIC和MBC/μmol·mL-1Tab.1 The MIC and MBC of

quercetin/μmol·mL-1实验菌株MICMBC大肠杆菌0 02421 5522苏云金芽孢

杆菌0 00616 2086金黄色葡萄球菌<0 0061<0 0061枯草芽孢杆菌0 04853

1043胶质芽孢杆菌<0 00613 1043铜绿假单胞菌0 01211 5522人仓白杆菌无明

显效果无明显效果

由表1可看出，Que对金黄色葡萄球菌和胶质芽孢杆菌的抑菌作用较强，其MIC

小于0.0061 μmol·mL-1。Que浓度为0.0061 μmol·mL-1时，对胶质芽孢杆菌

的抗菌效果非常明显，抑菌圈直径达8.16 mm，而对金黄色葡萄球菌已具有杀灭

作用。Que对苏云金芽孢杆菌﹑铜绿假单胞菌、大肠杆菌的MIC分别为0.0061

μmol·mL-1、0.0121 μmol·mL-1、0.0242 μmol·mL-1，抑菌效果也较为明显。

Que对枯草芽孢杆菌抑菌效果稍差，MIC为0.0485 μmol·mL-1，抑菌圈也很明

显。而Que对人仓白杆菌无明显抑菌效果。

由表1还可看出，Que对高敏感金黄色葡萄球菌的MBC小于0.0061 μmol·mL-

1。Que对大肠杆菌、铜绿假单胞菌的MBC均为1.5522 μmol·mL-1。Que对枯

草芽孢杆菌﹑胶质芽孢杆菌的MBC均为3.1043 μmol·mL-1。而Que对苏云金

芽孢杆菌的MBC较高为6.2086 μmol·mL-1。Que对人仓白杆菌无明显杀菌效果。

2.3 讨论

2.3.1 槲皮素对球菌和杆菌的抗菌效果

实验菌株只有金黄色葡萄球菌为球菌，杆菌有大肠杆菌、铜绿假单胞菌等。杆菌大

小都在(0.3～2.2 μm)×(1.0～3.0 μm)之间。从实验结果可以看出，Que对金黄色

葡萄球菌的抗菌效果要明显优于其对杆菌的效果。Que的浓度为0.0061

μmol·mL-1时，就对金黄色葡萄球菌有明显的杀菌作用，杀菌圈直径达9.00 mm；

而杆菌在Que浓度达1.5522 μmol·mL-1之前只出现了抑菌圈。其原因可能与细

菌结构有关，球菌形态更利于其在培养基表面紧密排布。

2.3.2 槲皮素对革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G-)的抗菌效果

大肠杆菌、胶质芽孢杆菌、铜绿假单胞菌属G-细菌，金黄色葡萄球菌、枯草芽孢

杆菌、苏云金芽孢杆菌属G+细菌。排除金黄色葡萄球菌结构的影响，比较5种杆

菌可知：胶质芽孢杆菌的MIC小于0.0061 μmol·mL-1，大肠杆菌和铜绿假单胞

菌的MBC为1.5522 μmol·mL-1，而枯草芽孢杆菌的MBC为3.1043 μmol·mL-

1，苏云金芽孢杆菌的MBC为6.2086 μmol·mL-1。说明Que对G-杆菌的抗菌

效果更好，G-杆菌对Que的敏感度较高。这可能是由于G-细菌细胞壁较薄，

Que对其抗菌效果更明显。

3 结论

以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等为实验菌株，采用药敏纸片法考察槲皮素的抗菌活

性。结果表明，槲皮素对金黄色葡萄球菌的抗菌效果最好，最低杀菌浓度小于

0.0061 μmol·mL-1；对胶质芽孢杆菌抗菌效果次之，最低抑菌浓度小于0.0061

μmol·mL-1；对大肠杆菌、苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌也有

较为明显的抗菌效果；对人仓白杆菌无抗菌效果。槲皮素具有广谱抗菌性，并且对

革兰氏阴性菌的抗菌作用强于革兰氏阳性菌。

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