（应用化学专业论文）毛竹叶中抑菌活性成分的提取及其分析.pdf

摘要摘要本课题主要研究了毛竹叶提取物的抑茵活性，抑菌活性成分最佳提取工艺条件，探讨了毛竹叶提取物稳定性以及对活性成分进行初步的分析、分离，并对活性成分进行了抑菌、美白、抗氧化性能的测试。采用滤纸片法、稀释平板计数法、比浊度法，以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为指示菌，考察毛竹叶提取物的抑菌活性，实验结果证明毛竹叶提取物具有很强的抑菌活性。采用滤纸片法，以抑菌圈直径为评价标准，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌为指示菌，优化提取工艺。采用单因素实验确定每个单因素的最佳提取条件分别为：提取温度6 0，乙醇体积分数6 0 ，液固比2 0 ：l ( m l ：g ) ，提取时间2h 。采用正交试验得出最佳提取工艺条件为：提取温度6 0 ，乙醇体积分数6 0 ，液固比2 0 ：l ( m l ：曲，提取时间2h 。对毛竹叶提取物做了抗菌谱的测定，结果表明具有较宽的抗菌谱。毛竹叶提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的最低抑菌浓度分别为3 1 2 5g l 、6 2 5g l 。对毛竹叶提取物进行稳定性测试，结果表明毛竹叶提取物的抑菌活性具有较好的热稳定性、对紫外光照射稳定，p h5 7 范围内抑菌效果稳定。对抑菌活性成分进一步分析，用四种不同极性的溶剂对毛竹叶提取物水溶液进行萃取，得到五个萃取部分：石油醚相、三氯甲烷相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相。采用滤纸片法，测定毛竹叶提取物不同萃取部分的抑菌活性，并对抑菌活性进行比较，结果表明：乙酸乙酯相抑菌活性最强。还原显色反应、金属盐类的络合反应、紫外可见光下显色，初步确定乙酸乙酯相主要活性成分为黄酮类化合物。以芦丁为标准样品，建立了芦丁标准工作曲线的回归方程，测定毛竹叶黄酮类化合物的含量，将毛竹叶提取物经过乙酸乙酯、a b 一8 大孔吸附树脂处理，黄酮类化合物的含量得到很大的提高。乙酸乙酯相经硅胶柱层析、聚酰胺柱层析、a b 一8 大孔吸附树脂分离，得到三种组分，经过r p h p l c 分析，毛竹叶提取物成分复杂。将毛竹叶提取物加入到化妆品中进行测试，结果表明毛竹叶提取物具有很强的抑菌活性、美黑、抗氧化性能，在化妆品中将会有很好的应用。关键词：毛竹叶，抑菌，抑菌圈，提取，分离，化妆品，美黑、抗氧化a b s t r a c ta b s t r a c ti nt h i sp a p e r , e x t r a c to fp h y l l o s t a c h y sp u b e s c e n sl e a v e sw a st e s t e df o ri t sa n t i m i c r o b i a la c t i v e s ，t h ee x t r a c t i o nt e c h n o l o g yo fa c t i v ec o m p o n e n t sf r o mpp u b e s c e n sl e a v e sa n dt h e i ra n t i m i c r o b i a la c t i v e sw a ss t u d i e d t h es t a b i l i t yt ou n i v e r s a lf a c t o r so ft h ee x t r a c t sw a ss t u d i e d a tt h es a m et i m e ，t h ep r i m a r yi s o l a t i o na n dp u r i f i c a t i o no ft h ea n t i m i c r o b i a lc o m p o n e n t so fpp u b e s c e n s1 e a v e sw e r ea l s os t u d i e d u s i n gd i s cd i f f u s i o nm e t h o d ，p l a t ed i l u t i o nm e t h o d ，p h o t o m e t r i ca s s a ym e t h o di n v e s t i g a t et h ea n t i m i c r o b i a la c t i v e so ft h ee x t r a c t sf r o mpp u b e s c e n sl e a v e s , w i t hs t a p h y l o c o c c u sa u r e u sa n de s c h e r i c h i ac o l ia si n d i c a t i v eb a c t e r i a t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ee x t r a c t so fpp u b e s c e n sl e a v e sh a st h ea n t i m i c r o b i a la c t i v e s 砀ee x t r a c t i o nt e c h n o l o g yw a so p t i m i z e dw i t hd i s cd i f f u s i o nm e t h o d u s et h ed i a m e t e ro fb a c t e r i o s t a t i cc i r c l ea sa s s e s s i n gi n d e x a u r e u sa n dec o l ia si n d i c a t i v eb a c t e r i a t h eo p t i m u me x t r a c t i o nc o n d i t i o n so fe v e r yf a c t o rf o rl c a c h i n ga c t i v es u b s t a n c e sd e t e r m i n e db yt h es i n g l ef a c t o re x p e r i m e n tm e t h o dw e r ea sf c i l l o w s ：e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e6 0o c 6 0( v o l u m ef r a c t i o n ) e t h a n o l ，l i q u i d ：s o l i dr a t i o2 0 ：1 ( m l ：g ) ，e x t r a c t i o nt i m e2h t bw i t ht h eo r t h o g o n a ld e s i g nt e s t ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo p t i m u me x t r a c t i n gc o n d i t i o nw a s e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e6 0o c ，6 0 ( v o l u m ef r a c t i o n ) e t h a n o l ，l i q u i d ：s o l i dr a t i o2 0 ：1 ( m l ：g ) ，e x t r a c t i o nt i m e2h t h ee x t r a c t so fpp u b e s c e n sl e a v e sh a sw i d ea n t i b a c t e r i a ls p e c t r u m t h em i co ft h ee x t r a c t sf r o mpp u b e s c e n sl e a v e sw a s3 12 5 m g m la g a i n s tsa u r e u s w h i c hw a s6 2 5 m g m la g a i n s tec o l i t h es t a b i l i t yt ot e m p e r a t u r e u l t r a v i o l e ta n dp hv a l u eo ft h ee x t r a c t so fpp u b e s c e n sl e a v e sw e r ea l s os t u d i e d t h er e s u l ts h o w e dt h ee x t r a c tw a sv e r ys t a b l et ot e m p e r a t u r e u l t r a v i o l e ta n dp h6 5 - 7 5 a l le x t r a c t so b t a i n e di nd i f f e r e n tf r a c t i o n sb yu s i n gd i f f e r e n tp o l a r i t i e so fs o l v e n t ss u c ha sp e t r o l e u me t h e r ，c h l o r o f o r m ，e t h y la c e t a t e ，n o r m a lb u t y la l c o h o la n dw a t e rw e r ec o m p a r e dt h r o u g ht h et e s t i n go ft h e i ra n t i m i c r o b i a la c t i v i t i e s t h er e s u l t ss h o w e dt h ee x t r a c t i o no fe t h y la c e t a t eh a das t r o n gc a p a c i t yo ns a u r e u sa n de c o l i t h ec o l o u rr e a c t i o no fr e d u c t i o n ，m e t a l l i cs a l t sc o m p l e x i n ga n du n d e ru l t r a v i o l e ta n dv i s i b l el i g h ts h o w e dt h a tt h em a i na c t i v e so ft h e e x t r a c t i o no fe t h y la c e t a t ei sf l a v o n o i d s w i mr u t i nb e i n gt a k e na st h es t a n d a r ds a m p l e t h er e g r e s s i o ne q u a t i o no fr u t i ns t a n d a r dw o r k i n gc u r v ew a se s t a b l i s h e d t o t a lf l a v o n o i d sc o n t e n tw a sd e t e r m i n e db ys p e c t r o p h o t o m e t r y t h et r e a t m e n to ft h ee x t r a c t sf r o mpp u b e s c e n sl e a v e sw i t he t h y la c e t a t ea n da b 8m a c r o p o r o u sa d s o r p t i o nr e s i nm a d ef l a v o n o i d sc o n t e n ti n c r e a s e d n l ee x t r a c t so fe t h y la c e t a t eo fpp u b e s c e n sl e a v e sw a ss e p e r a t e db ys i l i c ag e lc o l u m nc h r o m a t o g r a p h y ，p o l y a m i d ec o l u m n c h r o m a t o g r a p h y ，a b - 8m a c r o p o r o u sa d s o r p t i o nr e s i n t h r e ec o m p o n e n t sw e r eo b t a i n e d b u tt h er e s u l t so fr p h p l cs h o w e dt h a tt h ee x t r a t so fpp u b e s c e n s1 e a v e si sc o m p l e x t h ee x t r a c to fpp u b e s c e n sl e a v e sw a sa p p l i e di nc o s m e t i c s a 1 1t h er e s u l t sc o n f i r m e dt h a te x t r a c to fpp u b e s c e n sl e a v e sh a st h ea n t i m i c r o b i a le f f e c t t h es k i n 1 i g h t e n i n ge f f e c ta n dt h ea n t i o x i d a t i v ee f f e c t s oi tc a nb eg o o du s e di nt h ec o s m e t i c s k e yw o r d s ：p h y l l o s t a c h y sp u b e s c e n sl e 俐e , a n t i m i c r o b i a l ，t h ed i a m e t e ro fb a c t e r i o s t a t i ca b s t r a c tc i r c l e ，e x t r a c t i o n ，s e p a r a t e ，c o s m e t i c ，s k i n b l a c k i n g ，a n t i o x i d a t i v ei l l独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：蝈匕毛高关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：娅! 生盘导师签名：e l期：艰乙二1 扎第一章综述第一章综述1 1 前言化妆品是指涂、擦、撒布于人体任何部位( 如表皮、毛发、指甲、1 ：3 唇等) 或口腔黏膜，以达到清洁、护肤、美容和修饰目的的产品【1 , 2 】。化妆品的使用具有非常久远的历史，并且伴随着人类自身的存在和发展而流传至今。“化妆”一词，最早来源于希腊【2 3 】。考古学家们相信，人类自旧石器时代即已开始使用化妆品，这一时期大约自5 万年前开始。人类早期使用的化妆品大多数都是天然矿物质，这些物质本身就有抗菌能力，不存在防腐问题1 3 4 】。随着科学技术的发展，产生了现代化妆品工业，化妆品走进了千家万户，其原料也不再局限于天然物质。为了使化妆品在保质期内及在消费者使用期内不发生微生物污染，各种化妆品必然要添加一定的防腐剂。调查表明，尽管大多数到消费者手中的化妆品处于良好的微生物状态，但它们不能经受在使用过程中带入产品中的大量微生物。可是在日常生活中，人们总是被各种各样的微生物包围着，其中很多是致腐性微生物，正是这些微生物造成了化妆品污染。污染性微生物通过各种各样的水解酶使化妆品的原料产生代谢作用，从而导致气味、色泽、粘度等向不利的方向转化。尽管大多数是致腐性微生物，也有一些会侵入人的肌肤并表现为对健康的危害，被污染的浴液引起皮肤感染，防腐不良的眼部化妆品会引起眼部疾患。哪里有水存在，哪旱就有生命，不考虑温度、p h 值或其他环境因素，只要水以液体形式存在，就会有微生物生活在其中【5 。作为一种特殊的商品，化妆品的消费与一般商品不同，它具有强烈的品牌效应。从中国化妆品市场发展过程中可以看出，消费者更注重化妆品生产企业的形象。更注重品牌效应及产品的质量。其实化妆品的质量决定于消费者对产品的满意程度。而企业要获得高品质的产品，必须在设计、生产和销售等方面严格要求，具体来说，化妆品的质量特征离不开产品的安全性、稳定性和使用性，甚至还包括消费者的偏爱性【5 】。从化妆品的产品设计、开发，直到生产出可出售的合格产品的全过程，都贯穿着化妆品对其安全性、稳定性的要求，所以化妆品的防腐在其中起着举足轻重的作用。微生物是造成化妆品不稳定的一个主要因素。由于化妆品中含有大量的营养物质和水分，化妆品原料、添加剂多为微生物生长、繁殖所必需的碳源、氮源和水，在环境适宜的情况下，化妆品使用过程中感染的微生物将会大量生长繁殖，吸收、分解和破坏化妆品中的有效成分【6 j 。因此，防腐的核心就是选择适当的防腐剂加入到化妆品中，有效地抑制化妆品中微生物的生长和繁衍。现在全球在个人护理品使用的防腐剂约有6 0 余种，而广泛被采用的种类，就更加少了。此处种类指的是防腐剂的化学结构，而非供应商的商品名称，很多所谓的新产品，一般是用不同的防腐剂以不同的比例复配而得。江南人学硕士学位论文1 2 化妆品的防腐和防腐剂的研究现状简而言之，防腐剂就是指可以阻止微生物生长的物质。在化妆品中，防腐剂的作用是保护产品，使之免受微生物污染，延长产品的货架寿命；确保产品的安全性，防止消费者因使用受微生物污染的产品而引起可能的感染1 6 。化妆品受到微生物污染引起变质，一般情况下，在外观就能够反应出来。如霉菌和酵母菌经常在产品的包装边沿等地方出现霉点；受微生物污染的产品出现混浊、沉淀、颜色变化、p h 值改变、发泡、变味，如果是乳化体则可能出现破乳，成块等。如果防腐剂添加的量不够，则可能出现微生物适应周围的生长环境，产生抗药性，从而导致防腐失效。众所周知，化妆品具有的美白、保湿和令肌肤润泽等功能是其中多种有效成分作用的结果，这些有效成分本身大多是一些营养成分，很容易由于微生物的污染而发生腐败，从而导致品质劣变。因此，随着化妆品行业的迅速发展以及越来越多功效组分在化妆品中的应用，选择一个高效安全的防腐体系是目前防腐体系研究者非常关注的问题。1 2 1 防腐剂的作用机理化妆品中微生物的生存和繁殖是依赖于一些环境因素的：物理方面的有温度、环境p h 值、渗透压、辐射、静压；化学方面的有水源、营养物质( c 、n 、p 、s 源) 、氧、有机生长因子1 6 ，。基于此，可以简单总结防腐剂的作用机理有：1 ) 在一些油膏类等含水量很低的产品中，微生物一般情况下是很难生长的；2 ) 对于大多数细菌来说，最适合生长的p h 范围是接近中性( 6 5 7 5 ) ，强酸及强碱不适合微生物的生长，比如常见的果酸产品，防腐效果通常会平行好过中性产品；3 ) 提高或降低渗透压会导致细胞膜的破裂，也可引起膜的收缩和脱水；4 ) 另外表面张力也是影响微生物生长的原因之一，在一些表面活性剂用量很高的配方中，微生物也是不容易生长，在这个方面，阳离子表面活性剂表现比较突出，而阴离子及非离子对微生物的生理毒性则很小。5 ) 在一般情况下，细菌最适宜生产的温度为3 0 3 7 ，而霉菌及酵母菌为2 0 2 5 ，所以可以采用高温消毒的方法，但个别芽胞菌在适应环境后，生成保护膜，即使8 0 - 9 0 高温下短时间内也无法将其杀灭。防腐剂对微生物的作用，只有在足够的浓度与微生物直接接触的情况下，才能产生作用。防腐剂最先是与细胞外膜接触，吸附，穿过细胞膜进细胞质内，然后才能在各个部位发挥药效，阻碍细胞繁殖或将其杀死。实际上，主要是防腐剂对细胞壁和细胞膜产生的效应，另外是对影响细胞新陈代谢的酶的活性或对细胞质部分遗传微粒结构产生影响【8 一。1 2 2 化妆品防腐剂的种类大多数的防腐剂都是通过与细胞膜接触后，与细胞壁的某些组份，主要是与蛋白质反应，破坏微生物细胞的保护结构或干扰细胞的新陈代谢，影响细胞的正常生长秩序，2第一章综述从而达到防腐的目的，阳离子则主要是通过影响其渗透压，使细胞膜破裂，收缩和失水，从而进行杀菌。我国最新颁布的化妆品卫生规范中对5 6 类防腐剂在化妆品中的限量和使用生产化妆品的种类及条件作了规定【l 们。虽然针对不同的化妆品所使用的防腐剂也是不同的，而且随着生产技术的不断改进和提高，防腐剂的种类也越来越多，但按化学结构，化妆品中常用防腐剂可分为4 类【1 1 l ：( 1 ) 醇类，主要有苯甲醇和苯氧乙醇，其中苯氧乙醇最大的优点是对绿脓杆菌效果明显：( 2 ) 甲醛供体和醛类衍生物，主要包括咪唑烷基脲，重氮咪唑烷基脲，l ，3 二羟甲基一5 ，5 二甲基乙内酰脲( d m d m h ) ，氯化3 氯烯丙基六亚甲基四铵( 季铵盐1 5 ) 以及甲醛类等；( 3 ) 苯甲酸及其衍生物，主要包括苯甲酸以及对羟基苯甲酸酯类防腐剂，其中对羟基苯甲酸酯类是最为常用的防腐剂，一般都以一种或几种对羟基苯甲酸酯复配使用；( 4 ) 其他有机化合物，最常见的有3 碘代丙炔氨基甲酸丁酯( i p b c ) ，2 溴2 一硝基一1 ，3 丙二醇( 布罗波尔) 和异噻唑啉酮类( 凯松) ，其中3 碘代丙炔氨基甲酸丁酯是目前最有效的防霉剂。随着科研水平的进步，业界对防腐剂的安全性研究也越来越深入，许多传统被使用的防腐剂，都被证实具有一定的负面作用。所以，安全的“无添加 防腐剂的产品概念，这些年从日本传入以来，甚受市面欢迎。只是由于技术层面的原因，仍未完全普及。但是，如果某一天，配方师们解决了不含防腐剂体系的防微生物问题，相信“无添加”的产品会占有更大的市场比例。1 2 3 化妆品防腐剂发展趋势迄今为止，还没有发现一种防腐剂可安全和有效地应用于所有类型的化妆品和洗涤用品。“理想化”防腐剂是不会或不可能存在的，但讨论理想的防腐剂要求对选择有效的防腐剂体系和开发新的防腐剂还是具有重要的意义。o r t h 和l u t e s 等人提出“理想防腐剂应有下列特性：一般来讲，化妆品中理想的防腐剂具备以下条件【1 1 , 1 2 】：( 1 ) 对微生物有广谱性的抑制效果，能够对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌及真菌( 酵母菌和霉菌) 有抑杀能力；( 2 ) 在化妆品生产过程和预期保存期内所有极端条件下稳定( 包括p h 值和温度) 和有效，即保持其抗微生物作用、具有对光和热的稳定性。使用低浓度便可发挥功效；( 3 ) 具有较好的水渗透性并在水中能产生足够的浓度( 微生物在水相及油水界面容易繁殖生长) ；( 4 ) 具有良好的配伍性，能与化妆品配方中其他组分及包装材料相适应；( 5 ) 溶解、分散性好，不影响产品的效能、颜色和香气；( 6 ) 安全性高，对身体无毒、无刺激，不会产生过敏、光毒性。江南人学硕士学位论文( 7 ) 符合政府有关法规或标准( 各国对化妆品防腐剂使用都有规定和限制。我国有g b 7 9 1 6 8 7 ) ；( 8 ) 价格合适，易于采购。单一的防腐剂是不可能达到全面防腐功效，化妆品的抑菌能力大小又与防腐剂种类及其用量、化妆品的特性、组成和p h 值等密切相关，所以在化妆品种类繁多而且所用原料不断增加今天，使用范围最广的则是多种防腐剂进行复配的复合型防腐剂【1 2 】。随着崇尚自然的消费理念逐步得到人们的认可，天然防腐剂的研究与开发也成了防腐剂领域的研究热点。国内外研究者纷纷从不同植物中得到一些抑菌物质，并试图将其开发成防腐剂。例如薰衣草油【1 3 】、丁香油【1 4 ，1 5 1 以及金盏花属植物提取液等对化妆品常见的腐败菌都具有很好的抑制作用。柿子提取物或者其收敛物质也可以用作化妆品的防腐剂16 1 。有些中草药如黄芩【1 7 , 1 8 】、黄柏1 9 , 2 0 】、白花蛇舌草2 1 乏4 1 、虎杖口5 - 2 7 1 、大黄1 2 8 - 3 0 1 、决明子【3 、白芍3 2 1 和薄荷3 3 , 3 4 】等中存在的活性成分同样具有显著的防腐作用，可以用作化妆品的防腐剂，且毒副作用较小【3 5 1 。此外一些生物防腐剂如乳酸菌素3 6 。3 引、壳聚糖3 9 4 1 1等已经逐渐成为食品防腐的热点，是否可以应用到化妆品的防腐中也是值得关注的。但是，目前大多数具有抑菌作用的天然提取物在相当长的一段时间内还没法完全替代化学合成的防腐剂。由于天然抑菌物质的作用效果与化学合成防腐剂相比存在一定差距；目前大多数研究者只是在离体条件下，对部分化妆品中的腐败微生物进行了抑菌效果研究，对于这些抑菌物质加入到化妆品中的作用效果，尤其是与化妆品其他组分之间的相互作用，还没有进行系统研究。因此，对于天然防腐剂的开发，应该着眼于少量或者部分替代化学合成的防腐剂的同时，更注重开发出一些具有化学合成防腐剂所无法比拟的功效的复合型防腐剂。目前的研究发现，植物提取物除了具有抑菌效果外还存在抗衰老、美白及祛痘等其他功效。例如从甘草中提取的甘草酸除了具有抑菌效果外，还具有抗氧化、美白和消炎等功效作用【4 2 删；丁香酚也具有抑菌、消炎和抗氧化等作用效果4 5 4 7 1 。这些植物活性成分主要包括一些酚类、黄酮类和蒽醌类化合物，而这些化合物一方面具有清除自由基的能力，同时也能够抑制炎症发生以及黑色素合成。此外，由于痤疮丙酸杆菌等条件性致病菌大量快速繁殖是痤疮发生的根源，因此筛选痤疮丙酸杆菌等有效抑菌成分是祛痘的关键，这也是筛选防腐剂的工作内容。因此，在天然防腐、绿色防腐成为广大消费者宠爱的今天，筛选既具有防腐效果，又具有特定功效的复合型的天然防腐剂是未来化妆品防腐剂的发展目标。1 3 天然防腐剂种类天然防腐剂具有安全无毒、水溶性好、热稳定性好、作用范围广等合成防腐剂无法比拟的优点。因此，近年来天然防腐剂的研究和开发利用成了化妆品的研究热点。经过许多科学家多年的精心研究，现已开发了许多种天然防腐剂，并且发现天然防腐剂不但对人体健康无害，而且还具有一定的营养价值，是今后开发的方向。根据天然防腐剂的来源，将其分为以下三种【4 8 】：4第一章综述( 1 ) 天然植物提取物自然界有许多植物可以提取出天然防腐物质。大蒜、生姜、丁香、肉桂、肉豆蔻、山芋菜等辛香料，具有天然的抗菌作用，采用酒精为溶剂的辛香料提取物，对多种细菌均有强烈的抑制作用。从竹叶、荷叶、桑叶、马蹄、果胶等中提取的活性成分均具有优良的抑菌效果。( 2 ) 来源于动物的天然防腐剂蜂胶是蜜蜂采集的植物树脂，并混入它的上额腺分泌物和蜂蜡等而成的一种具有芳香气味的胶状固体物。蜂胶中含有丰富的具有药效的成分，有抗菌、抗病毒、消炎、镇痛、促进组织再生、提高免疫功能以及其他多种功能，素有“完美的天然广谱抗菌物质”之称。壳聚糖衍生物对细菌、真菌均具有较强的抑制作用；并具有良好的水溶性与广谱抗菌性，无毒无害、无异味。日本在水溶性壳聚糖衍生物研究方面已取得成功，并且申请了专利【4 9 】。此外还有溶菌酶、柞蚕抗菌肽、鱼精蛋白、鸡卵黄免疫球蛋白等均是具有良好抗菌特性的天然防腐剂。( 3 ) 微生物类细菌产生的抑菌物质称为细菌素，它是一类多肽或多肽与糖和脂的复合物。目前国内外对乳酸菌( 包括乳球菌、片球菌、乳杆菌和明串球菌) 所产细菌素的研究较深入，已经发现了几十种细菌素 5 0 l 。如：乳酸乳球菌素( n i s i n ) ，枯草菌素( s u b t i l i n ) 等。1 4 天然植物提取物近年来，从植物中提取化妆品天然防腐剂已经成为研究热点。大量的研究发现多种植物提取物均具有不同程度的抑菌作用。1 4 1 植物活性成分的提取方法1 4 1 1 固液浸提固液浸提是用溶剂从固体原料中提取有效成分，浸提的原料多数是溶质与不溶性固体组成的体系，所用的溶剂必须具备与所提取得溶质互溶的特性。固液浸提所选用的溶剂首先要能有选择的溶解提取物质，这样有利于后续的纯化分离；其次，溶剂对溶质的饱和溶解度要大，这样可以得到高浓度的浸提液，若溶质在所选的溶剂中的溶解度小，就需要消耗较多的溶剂，在进行溶剂回收时，需要消耗较多的能量；第三需要考虑溶剂的物理性质，从溶剂回收的角度来看，沸点应该低一些，因为如果在常压下进行操作，沸点将成为浸取温度的上限，而且粘度和密度对扩散系数、固液分离、搅拌的动力消耗均有影响。另外，还必需考虑溶剂的价格、毒性、燃烧、爆炸、腐蚀性、对环境的污染等问题。若提取物应用于医药，化妆品和食品行业，则溶剂的无毒、无色、无味等是至关重要的方面【5 1 , 5 2 】。1 4 1 2 微波提取微波的快速高温处理可以将细胞内的某些降解有效成分的酶类灭活，从而使有效成分在药材保存或提取期间不会遭受破坏。从细胞破坏的微观角度看，微波加热导致细胞内的极性物质，尤其是水分子吸收微波能，产生大量的热量，使细胞内温度迅速上升，江南火学硕十学位论文液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破，形成微小的孔洞，从而利于生物活性成分的提取1 5 1 , 5 2 j 。1 4 1 3 超声波提取利用超声波产生的强烈振动、较高的加速度、强烈的空化效应、搅拌等特殊作用，可以破坏植物细胞，使溶媒渗透到材料细胞中，促使待提取原料中的化学成分溶于溶媒中，再通过分离提纯得出所需的化学成分。在国外，超声波法早己应用于生物活性成分的提取。v e r o n i c a p 【6 3 】等从一种海洋沉积物中提取多环芳香烃，用超声波提取3 0 m i n 比常规煎煮法提取3h 的提取率要高9 5 1 , 5 2 】。1 4 1 4 酶法提取将纤维素酶、果胶酶等作用于药用材料，可以使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素等物质降解，减小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分向提取介质扩散的传质阻力，从而可以有效提高活性成分的提取率【5 1 , 5 2 】。1 4 2 植物抗茵化合物的类型按结构和生源合成途径可将植物抗菌化合物分为生物碱、甾体类、萜类、黄酮类、醌类、苯丙素类、单宁、苷类等。( 1 ) 生物碱广义地讲，生物界所有含氮的有机化合物都可称为生物碱( a l k a l o i d s ) 。狭义的生物碱概念是把植物中的含氮有机化合物( 蛋白质、肽类、氨基酸及维生素b 除外) 称为生物碱。生物碱在植物中分布较广，其中豆科( l e g u m i n o s a e ) 、茄科( s o l a n a c e a e ) 、防己科( m a n i s p e r m a c e a e ) 、罂粟科( p a p a v e r a c e a e ) 、毛莨科( r a n u n c l a c e a e ) 等双子叶植物含生物碱较多。有的在根皮或根茎中抗菌化合物的含量较高，有的则主要集中于种子。( 2 ) 甾体类甾体类化合物( s t e r o i d s ) 在结构上的共同特征是含有环戊烷骈多氢化菲的甾核，甾核上一般含有3 个侧链。f 体类化合物在生命过程中起相当重要的作用，w i t z m a n n 博士称它为“生命的钥匙 ，自然界已发现的帑体类化合物全部是右旋的，而人工合成的左旋体或消旋体却没有生理活性。f 体类化合物在和受体接合、进行信息传递、完成新陈代谢过程中，就像钥匙一样，开启着生命的奥秘之锁。( 3 ) 萜类萜类( t e r p e n o i d s ) 是天然有机化合物中的一个重要组成部分，通式为( c 5 h s ) n ，它是由不同个数的异戊二烯首尾相接构成，又称异戊二烯类化合物( i s o p r e n o i d s ) 。在萜类生物合成中，由最基本的前体物乙酰辅酶a ，经甲羟戊酸( m v a ) 生成焦磷酸异戊烯酯( i p p l及异构体焦磷酸3 ，3 二甲基烯丙酯( d m a p p ) ，再由这两个化合物作为直接前体物在一系列酶的作用下生成各类萜类化合物。按组成的异戊二烯基本结构单元的数目将萜类化合物分为单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜、三萜、四萜和多萜。( 4 ) 黄酮类黄酮类( f l a v o n o i d s ) 是一类具有c 6 _ 3 c 6 基本母核的天然产物。其中c 3 部分可以是脂链，也可以与c 6 部分形成六元( 2 ) 或五元( 3 ) 氧杂环。根据c 3 部分的成环、氧化和取6第一章综述代方式的差异，可将其分为黄酮类( f l a v o n e s ) 、黄酮醇类( f l a v o n o l s ) 、异黄酮类( i s o f l a v o n e s ) 、查尔酮类( c h a l c o n e s ) 、嗷弄类( a u r o n e s ) 、花青素类( a n t h o c y a n i n s ) 等，以及上述各类的二氢衍生物。却黄酮类化合物是在植物中分布最广的一类物质，几乎每种植物体内都有，它们常以游离态或与糖结合成苷的形式存在。它对植物的生长、发育、开花、结果以及抵御异物的侵入起着重要作用。由于分布广且部分化合物在植物中的含量较高。而且多数化合物容易以结晶形式获得，所以它是较早被人类发现的一类天然产物。因其结构较简单，结构测定和全合成研究开展得也较早，是天然产物化学领域中研究较成熟的一类物质。( 5 ) 醌类具有对( p ) 或邻( o - ) 醌式结构单元的物质称为醌类化合物( q u i n o n e s ，q u i n o n o i d s ) 。醌类化合物是一类重要的次生代谢产物，在植物中主要分布在紫草科( b o r a g i n a c e a e ) 、茜草科( r u t a c e a e ) 、紫薇科( b i g n o n i a c e a e ) 等类群中。( 6 ) 苯丙素类苯丙素类化合物( p h e n y l p r o p a n o i d s ) 或称苯丙烷类化合物，是一类由一个、两个或两个以上c 6 c 6 结构单元连在一起构成得天然产物，如苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩合物木脂素、木质素、香豆素等。在生源合成途径上，它们多数由莽草酸经芳香氨基酸( l 苯并氨酸和l 酪氨酸) ，通过脱氨、羟基化、偶合等反应形成。1 4 3 植物抗菌化合物的作用方式与作用机理1 4 3 1 作用方式植物抗菌化合物对微生物抑制活性的表现是多方面的，通常是影响孢子萌发、菌丝生长、附着胞和各种子实体的形成、细胞膨胀、细胞原生质体和线粒体的瓦解以及细胞壁、细胞膜的破坏，等等。这种抑制现象，有的是由于抗菌化合物把菌杀死，即杀菌作用；有的是抑制病菌生命活动的某一过程，即抑菌作用。植物抗菌化合物的杀菌作用和抑菌作用是不能截然分开的，虽然它主要是取决于化合物本身性质，但与使用浓度及作用时间的长短也有关系。抗菌化合物的作用方式可以概括起来有以下几个方面：一、对病菌的杀死作用；二、对病菌生长发育的抑制作用；三、扰乱病菌和寄主之间的关系【5 2 1 。1 4 3 2 作用机理抗菌化合物或杀菌剂作用机理的研究始于2 0 世纪5 0 年代末。随着生物化学和分子生物学的进展以及化学分析技术的提高与电子显微镜被普遍使用，大大促进了对抗菌化合物作用本质的研究。2 0 世纪8 0 年代后，病原菌抗药性问题日益严重，这就从另一角度促进了抗菌化合物作用机理的研究，不仅要求尽快了解已出现抗药性危险的现有抗菌化合物的作用机理，更要在此基础上进行探讨，寻找作用机理不同的新化合物，用以替7op搿0p、c i c0江南大学硕十学位论文换旧品种，并在抗药性治理中提出更为有效的防范策略。目前，对抗菌化合物的作用机理还只是部分的了解，认识比较深入的作用机理主要有以下几个方面1 5 引。1 4 3 2 1 对菌体细胞结构和功能的破坏1 ) 对菌体细胞壁的影响：真菌和细菌的细胞壁同样由微纤维和无定形物质构成的，但两者的微纤维的化学成分不同，真菌的主要成分是几丁质和一些纤维素，而细菌的主要成分是肽多糖。几丁质的受损是化合物对细胞壁功能最严重的破坏。不过细胞壁其他组分的改变或异常也会使菌体细胞壁发生变化，导致菌体中毒。2 ) 对菌体细胞膜的影响：菌体细胞膜是由许多含有脂质、蛋白质、盐类的亚单位组成的，每个亚单位又由金属桥和疏水键连结起来。抗菌化合物与膜上亚单位连结的疏水键或金属桥结合，致使膜结构受破坏，出现裂缝、孔隙，细胞膜失去正常生理功能。3 ) 对菌体细胞内细胞器的影响：细胞内有多种细胞器，如线粒体、核糖体、纺锤体等，各种细胞器担负的生理代谢功能是不同的，抗菌化合物对细胞器的作用主要是通过干扰菌体的代谢过程导致细胞代谢的变化【5 2 1 。1 4 322 对菌体内能生成的影响菌体内能的代谢包括生物氧化和生物合成两个方面。能的生成受干扰，即物的氧化或生物呼吸受影响，对菌体来说打击是沉重的，是致死的。在菌体内物质的降解有三条途径：糖酵解、有氧氧化和磷酸戊糖途径。1 4 3 2 3 对代谢物质的生物合成及其功能的影响抗菌化合物影响菌体代谢物质的生物合成，相对而言对菌体能量生成的影响轻，被认为是属于抑菌作用，而不是杀菌作用【5 羽。a 对核酸合成和功能的影响黄连素可与d n a 形成复合物，从而影响d n a 的复制，干扰细菌的繁殖。b 对蛋白质合成和功能的影响药剂抑制蛋白质合成或使蛋白质变性，合成减少，含量降低菌生长明显受到抑制；1 5 毛竹叶资源及其生物活性其中毒的显著表现为：菌体细胞内的蛋白质菌体内游离氨基酸增多；细胞分裂不正常。竹子是重要的森林资源之一。全世界竹类植物约有7 0 多属1 2 0 0 多种，主要分布在热带及亚热带地区，少数竹类分布在温带和寒带。竹子是常绿( 少数竹种旱季落叶) 浅根性植物。对水热条件要求高，且非常敏感。地球表面的水热分布支配若竹子的地理分布。东南亚位于热带和南亚热带，且受大平洋和印度洋季风汇集的影响，雨量充沛，热量稳定，是竹子生长理想的生存环境，也是世界竹子分布的中心。竹子常和其他树种一起组成混交林，而且处于主林层之下，过去很少受人重视。当上层林木砍伐后，竹子以生长快、繁殖力强的特点很快恢复成次生竹林。竹子用途不断扩大经济价值不断提高，人们植竹造林形成人工林。次生竹林和人工竹林，又以它强大的地下茎向四周蔓延扩大。因此，近几十年来，地球表面森林面积逐年减少，而竹林面积却r 益扩大。目前全世界竹林面积约2 2 0 0 万h m 2 。世界的竹子地理分布可分为3 大区，即亚太竹区、美洲竹区和8第一章综述非洲竹区【5 3 , 5 4 】。1 5 1 毛竹叶资源中国竹类资源十分丰富，有适于热带生长的合轴型丛生竹种，亚热带生长的单轴型散生竹种和高海拔高纬度地区生长的耐寒性强的复轴型混生竹种。据不完全统计，在中国竹类植物共有5 0 属5 0 0 种以上。主要的竹种有：毛竹又名楠竹、孟宗竹、江南竹，我国分布最广、材质最好、用途最多的竹种。东起台湾，西至云南，南自广东和广西中部，北至江苏、安徽北部和河南南部，均有分布。淡竹又称白夹竹、钓鱼竹、金花竹、甘竹，主产苏、浙、川、鄂、皖、鲁等省。它的生态特性与刚竹略同，可在房前屋后栽植。笋味美；竹秆质地坚韧，整秆或劈蔑均佳；竹沥、竹茹可作药用。我国竹叶资源丰富，现有竹林面积达7 2 0 万平方千米【55 1 ，占森林总面积的3 左右，占全世界竹林总面积的1 3 ，其竹种资源、竹林面积、竹笋和竹材产量均居世界第一位。其中毛竹( p h y l l o s t a c h y sp u b e s c e n s ) 林有3 0 0 万平方千米，是我国分布最广，面积最大，用途最多的竹种【56 。，在竹叶生产中占有十分重要的地位。1 5 2 毛竹叶的化学成分近年来，国内外的许多研究表明，竹叶中含有大量的黄酮类化合物和生物活性多糖及其他有效成分，如酚酸类化合物、葸醌类化合物、萜类内酯、特种氨基酸和活性肽、锰、锌、硒等物质。竹叶中所含的功能因子主要是黄酮糖苷和香豆素类内酯。竹叶黄酮具有优良的抑菌、抗自由基、抗氧化、杀虫、抗肿瘤、抗衰老、降血脂和血胆固醇美白等诸多生物活性作用【5 7 石0 1 。1 5 3 毛竹叶的应用现状竹叶既可药用，又可用于制作清热止渴的清凉饮料；还可提取防腐剂应用于食品、化妆品行业。( 一) 在食品工业中的应用竹叶乙醇提取对大肠杆菌、枯草牙孢杆菌、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌具有广泛的抑制作用。抑制效果随作用时间延长及使用提取物浓度的升高而增强。因此比较适合添加到主要由细菌引起变质的食品中。竹叶黄酮有很好的热稳定性，而且经过高温处理后抑菌效果明显加强，更适合添加到需进行高温处理的食品中。竹叶提取液可有效抑制微生物生长，延长贮藏期，防腐效果良好。在相同时间内，竹叶提取物浓度越高，抑制率就越高；同浓度的提取液，作用时间越长，抑制率也就越高。黄酮类化合物还可作为天然甜味剂、天然抗氧化剂、天然风味增强剂和天然色素进军食品添加剂领域，在现代化食品工业发挥着越来越重要的作用【6 1 】。( 二) 在医药工业中的应用竹子有多种食疗保健功能，自古以来在民间就有“食用、食养、食补、食疗、食治”之说，这种“药食同源”、“药食兼用 的思想已经开始在国际上倍受推崇。竹叶在我国9江南大学硕i f ：学位论文具有悠久的食用和药用历史，本草求真、本草逢原等古代医学著作均有大量记载。药理学研究表明，黄酮类化合物中有消炎、抑制异常的毛细血管通透性增加及阻力下降、扩张冠状动脉、增加冠脉流量、影响血压、改变体内酶活性、改善微循环、缓解痉挛、抑菌、抗肝炎病毒、抗肿瘤等具有重要生理活性的化合物，有很高的药用价值【6 。( 三) 在日用化工中的应用异黄酮能显著抑制酪氨酶的催化活性，中断黑色素氧化过程，抑制黑色素的发生与形成，从而防止黄褐斑、日晒斑等色素沉积；异黄酮具有抗氧化、增强机体免疫力，可作为功能性化妆品添加剂直接加入到各种基质的抗衰老及祛斑美白化妆品中【6 2 1 。1 6 立题依据长久以来，多使用合成的防腐剂来维持化妆品的品质。随着崇尚自然的消费理念逐步得到人们的认可，天然防腐剂的研究与开发也成了防腐剂领域的研究热点。“组分天然化 、“回归大自然的呼声成为世界化妆品工业的潮流。随着研究和认识的加深，一些新型的天然防腐剂不断的被发掘出来。目前的研究发现，植物提取物除了具有抑菌效果外还存在抗衰老、美白及祛痘等其他功效。在天然防腐、绿色防腐成为广大消费者宠爱的今天，筛选既具有防腐效果，又具有特定功效的复合型的天然防腐剂是未来化妆品防腐剂的发展目标。目前，从植物中寻找和提取功能性防腐剂，已经成为当前化妆品研究的热点。我国