2結(jié)果與分析


2.1龍腦精油主要揮發(fā)性物質(zhì)成分分析


由表1的分析結(jié)果可以看出,龍腦精油原油、輕組分和重組分中能夠確定分子結(jié)構(gòu)且相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.1%的化合物共有27種,其中三者共有的組分有19種。龍腦精油原油的化合物種類最多,共27種,相對含量最高的5種成分為:右旋龍腦(19.93%)、桉葉油醇(16.83%)、乙酸龍腦酯(8.82%)、(+)-檸檬烯(7.58%)和α-蒎烯(5.86%)。龍腦精油輕組分的主要成分有24種,相對含量最高的5種成分為:桉葉油醇(19.36%)、α-蒎烯(14.04%)、(+)-檸檬烯(10.87%)、β-蒎烯(10.52%)和鄰傘花烴(6.70%)。龍腦精油重組分的主要成分的種類最少,總共只有19種,相對含量最高的5種成分為:右旋龍腦(28.92%)、桉葉油醇(14.06%)、乙酸龍腦酯(12.82%)、(+)-檸檬烯(5.32%)和(+)-樟腦(4.53%)。

表1龍腦精油的GC-MS分析結(jié)果1)


2.2 3種不同組分龍腦精油對大腸桿菌的最小抑菌濃度與最小殺菌濃度


在先前的研究中發(fā)現(xiàn)了樟屬植物提取的精油中通常含有多種抗菌活性物質(zhì),Unlu等研究了肉桂精油的抑菌性能,發(fā)現(xiàn)其對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的MIC分別為560μg/mL和1 120μg/mL;Yeh等對牛樟枝葉中提取的精油進(jìn)行了抑菌性能研究,發(fā)現(xiàn)了其能有效抑制腸炎弧菌、鏈球菌、溶藻弧菌等病原微生物的生長;Srivastava等研究了用水蒸氣蒸餾法提取的香樟精油,發(fā)現(xiàn)當(dāng)精油質(zhì)量濃度為750μg/mL時可以完全抑制住黃曲霉的生長。


由表2可知,3種不同組分的龍腦精油在6.25μL/mL時的菌懸液與空白對照組無明顯差異,說明3種龍腦精油對大腸桿菌的最小抑菌濃度均為6.25μL/mL。

表2 3種不同組分龍腦精油對大腸桿菌的MIC1)(μL/mL)


由表3可知,3種不同組分的龍腦精油在12.5μL/mL和6.25μL/mL時的菌懸液涂布的平板,在37℃下培養(yǎng)24 h后無明顯的菌落生長,而在3.125μL/mL時的菌懸液涂布的平板在37℃下培養(yǎng)24 h后菌落的數(shù)量均大于5個,這說明3種龍腦精油在6.25μL/mL時可以完全殺滅大腸桿菌,即3種不同組分龍腦精油對大腸桿菌的最低殺菌濃度為6.25μL/mL。

表3 3種不同組分龍腦精油對大腸桿菌的MBC


2.3不同組分的龍腦精油對大腸桿菌生長曲線的影響


由圖1(a)可知,不加龍腦精油的空白對照組中的大腸桿菌在0~2 h緩慢生長,在2 h進(jìn)入生長對數(shù)期,在12 h進(jìn)入生長穩(wěn)定期;用濃度為MIC的龍腦精油原油、輕組分和重組分分別處理過后,菌懸液的D(600)無明顯變化,表明大腸桿菌在14 h內(nèi)無明顯的生長現(xiàn)象,濃度為MIC的龍腦精油原油、輕組分和重組分均抑制住了大腸桿菌的生長。

圖1龍腦精油原油、輕組分和重組分對大腸桿菌生長曲線的影響


由圖1(b)可知,加入1/4 MIC龍腦精油原油處理過后的大腸桿菌在10 h內(nèi)緩慢生長,在10 h后生長速度明顯增加;加入1/4 MIC龍腦精油輕組分處理過后的大腸桿菌在8 h內(nèi)緩慢生長,在8 h后生長速度明顯增加;加入1/4 MIC龍腦精油重組分處理過后的大腸桿菌在12 h內(nèi)緩慢生長,在12 h后生長速度明顯增加。在1/4 MIC濃度下,3種不同組分的龍腦精油能在一定程度上減緩大腸桿菌的生長,但三者的抑制效果存在差異:抑制效果為重組分最強(qiáng)、原油其次、輕組分最弱。但隨著時間的推移,抑制生長的效果愈來愈不明顯。


2.4不同組分的龍腦精油對大腸桿菌泳動能力和叢動能力的影響


大腸桿菌的運(yùn)動機(jī)制在其生長和繁殖過程中起著關(guān)鍵作用,與生物被膜的形成息息相關(guān),能使其適應(yīng)不同的生長環(huán)境并提高其生存能力。大腸桿菌的運(yùn)動是由細(xì)菌鞭毛的擺動所驅(qū)動的。細(xì)菌鞭毛是一種由蛋白質(zhì)組成的胞外結(jié)構(gòu),通過順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)來推動細(xì)菌的運(yùn)動。


由圖2和表4可知,龍腦精油原油、輕組分和重組分對大腸桿菌的泳動能力都有顯著性抑制作用,隨著龍腦精油濃度的增加,泳動培養(yǎng)基中形成的大腸桿菌泳動圈的面積逐漸減小。

圖2不同組分龍腦精油對大腸桿菌泳動能力的影響

表4不同組分龍腦精油對大腸桿菌泳動能力的抑制率


在龍腦精油濃度為MIC的處理下可以完全抑制大腸桿菌的游泳運(yùn)動;在1/2 MIC下,龍腦精油重組分對大腸桿菌的泳動能力抑制效果最好,高達(dá)62.57%,龍腦精油輕組分對大腸桿菌的泳動能力抑制效果最差,只有48.98%。在1/4 MIC下,3種龍腦精油對大腸桿菌的泳動能力抑制效果相近,抑制率均在38%左右。


由圖3和表5可知:在MIC下,龍腦精油原油、輕組分和重組分對大腸桿菌的叢動能力抑制率分別為93.10%、93.33%和93.33%,3種龍腦精油對大腸桿菌的叢動能力都有顯著性抑制作用;隨著龍腦精油濃度的增加,叢動培養(yǎng)基中形成的大腸桿菌叢動圈的面積逐漸減小。

圖3不同組分龍腦精油對大腸桿菌叢動能力的影響

表5不同組分龍腦精油對大腸桿菌叢動能力的抑制率


在1/2 MIC下,龍腦精油原油、輕組分和重組分對大腸桿菌的叢動能力抑制率分別為43.81%、42.86%和43.10%,三者抑制率無明顯差異;在1/4 MIC下,龍腦精油原油、輕組分和重組分對大腸桿菌的叢動能力抑制率分別為22.14%、21.43%和29.76%,原油和輕組分對大腸桿菌的叢動能力抑制效果相近,重組分對大腸桿菌的叢動能力抑制效果最好。


2.5不同組分的龍腦精油對大腸桿菌被膜生長能力的影響


大腸桿菌的生物被膜是由多種成分組成的三維聚集體結(jié)構(gòu),其中包括細(xì)菌細(xì)胞本身、多聚物蛋白質(zhì)、多糖、DNA等,能使大腸桿菌能夠在不利環(huán)境中存活和繁殖,保護(hù)細(xì)菌免受因溫度變化、酸堿度波動、干旱和化學(xué)脅迫等外界環(huán)境影響所造成的損害。由圖4可知,大腸桿菌生物被膜經(jīng)結(jié)晶紫染色后測量的D(570)值隨著龍腦精油濃度的增加而減少,兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,說明了3種龍腦精油都能抑制大腸桿菌生物被膜的生長,且龍腦精油的濃度越高,對大腸桿菌被膜生長抑制效果越明顯。在相同濃度下,龍腦精油重組分的大腸桿菌D(570)值相較于龍腦精油原油和輕組分而言更低,說明在相同濃度下龍腦精油重組分對大腸桿菌被膜生長能力的抑制效果更好。

圖4龍腦精油原油、輕組分和重組分對大腸桿菌被膜生長能力的影響


3結(jié)論


文中采用分子蒸餾法將龍腦精油切割分離得到輕組分和重組分,并采用GC-MS法對龍腦精油原油、輕組分和重組分中的揮發(fā)性成分進(jìn)行成分分析,發(fā)現(xiàn)龍腦精油原油、輕組分和重組分分別有27、24、19種揮發(fā)性成分,相對含量最高的揮發(fā)性成分分別為右旋龍腦(19.93%)、桉葉油醇(19.36%)、右旋龍腦(28.92%)。3種龍腦精油對大腸桿菌ATCC 25922均有良好的抑制及殺滅作用,且對大腸桿菌的MIC和MBC均為6.25μL/mL;3種龍腦精油對大腸桿菌的生長曲線、泳動能力、叢動能力和生物被膜形成能力有顯著的抑制作用,且重組分對大腸桿菌的抑制效果最強(qiáng)。研究證明,分子蒸餾可以富集精油中的有效抑菌成分,右旋龍腦、桉葉油醇、乙酸龍腦酯均有良好的抑菌效果;重組分對大腸桿菌的抑制效果最強(qiáng)的原因可能是,其中以右旋龍腦、乙酸龍腦酯為主的抑菌活性物質(zhì)相對含量較高且相互協(xié)同作用,增強(qiáng)了其對大腸桿菌抑制生長的能力。


綜上所述,龍腦精油通過分子蒸餾后可富集其中的生物活性成分,能有效提高龍腦精油的附加值,具有廣闊的應(yīng)用前景。該研究可為新型龍腦精油抗粘附的研究提供了新思路。


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