艾叶挥发油抗氧化活性及其抑菌机制研究

作     者：霍归国 

作者单位：西北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈学林;张继

授予年度：2022年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：艾叶 挥发油 气相色谱质谱联用法 抗氧化 抑菌机制 代谢组学 

摘      要：过氧化和细菌侵害对人体生命健康造成了严重威胁,化学抗氧化剂的广泛使用危害了人体健康,同时抗生素类药物的使用导致了细菌的耐药性增强。因此,寻求无毒无公害的天然产品替代化学药物已迫在眉睫。研究发现,芳香植物的挥发油作为良好的天然活性物质,具有良好的抗氧化活性和抑菌活性。然而目前有关艾叶挥发油抗氧化和抑菌的相关报道都比较浅显。因此,对艾叶挥发油抗氧化活性和抑菌机制进行全面和系统的研究,对于艾叶挥发油的进一步开发利用具有十分重要的意义。本研究通过对艾叶挥发油的提取和成分分析,明确了艾叶挥发油的基本理化性质。通过测定艾叶挥发油的总还原力、脂质过氧化抑制率和对不同自由基的清除率对艾叶挥发油的抗氧化活性进行评判。此外,通过测定艾叶挥发油的抑菌圈直径、热稳定性、紫外稳定性、酸碱稳定性、最小抑菌浓度、最小杀菌浓度和抑菌时间曲线等对艾叶挥发油的抑菌活性进行评估。最后,通过测定艾叶挥发油对细菌酶活力、蛋白、核酸、电导率、生物膜和细胞形态的影响,并结合代谢组学对艾叶挥发油的抑菌机制进行研究。研究结果如下:(1)不同时期艾叶挥发油色泽不同,主要化学成分含量有所差异。7月份艾叶挥发油得率最高,为0.50%。红外光谱和GC-MS结果显示,艾叶挥发油中主要含醇类物质和萜烯类物质,其中桉叶油醇为主要特征成分,顺式菊烯醇、石竹烯、(-)-4-萜品醇和α-松油醇等为其主要化学成分。(2)在一定浓度范围内,艾叶挥发油的抗氧化活性与其浓度呈正相关。挥发油的抗氧化能力不及VC和BHT,但当挥发油达到一定浓度时,其抗氧化能力与二者相当。(3)艾叶挥发油具有良好的抑菌活性和稳定性。7月份艾叶挥发油抑菌活性最好,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别为(24.00±1.00)mm和(19.67±1.53)mm,最小抑菌浓度分别为3.75和7.5μL/m L,最小杀菌浓度分别为7.5和15μL/m L。挥发油对两种细菌的抑制效果呈现出剂量效应,0.5×MIC浓度的挥发油能够延缓两种细菌的生长,1×MIC浓度的挥发油可抑制两种细菌的生长。(4)艾叶挥发油能够抑制细菌生物膜的形成,并对细菌膜结构产生一定程度的损伤,使菌体内能量和呼吸相关代谢酶活力降低,同时导致细胞内蛋白质和核酸等关键生物大分子泄露,菌液中电导率增大。(5)艾叶挥发油作用于细菌,能够使其代谢通路发生改变,并产生差异代谢物。挥发油主要通过调控次生代谢物和单环菌素的生物合成途径对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌发挥生物学作用。