紅蓼揮發油的化學組分及其抑菌活性分析

侯建業，魯濤，李金利，陳利軍*

(1.信陽農林學院 生物與制藥工程學院，信陽 464000；2.信陽市農業經濟管理指導站，信陽 464000)

近年來，多篇文章報道了植物揮發油具有明顯的抗植物病原真菌、細菌的功能[1-4]，且已有以揮發油為活性成分的殺菌劑商品問世[5-6]。植物揮發油的抗菌活性與揮發油化學結構密切相關[7-8]。因此，采用氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)技術鑒定野生植物揮發油的化學組分[9]并研究其抑菌活性具有重要意義。

紅蓼 (PolygonumodentaleL.)是蓼科野生植物，分布廣泛，我國各省區都有生長。蓼科植物藥理學活性多樣，是重要的傳統藥物資源。紅蓼的成熟果實，又名水紅花子，始載于1977年版《中國藥典》，是我國傳統中藥之一。近年來研究發現該科植物具有抗微生物、殺蟲、抗氧化和抗腫瘤等多種生物活性，具有祛風利濕，散瘀止痛, 解毒消腫等功效; 主要用于痢疾、腸胃炎、腹瀉、腳氣、疥癬、風濕關節痛及跌打腫痛的治療; 外用治毒蛇咬傷、皮膚濕疹等[10]。為推動紅蓼植物資源的開發利用, 本文作者采用共水蒸餾法對野生紅蓼揮發油的化學成分進行了提取，采用氣相色譜-質譜 (GC -MS)對揮發油的主要化學成分進行了分析。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試植物 植物揮發油的研究較為普遍且涉及面較廣，本文以信陽地區野生紅蓼為研究對象。紅蓼于2019年4月采自信陽市北湖，取地上部分進行實驗。

1.1.2 主要儀器與設備 JC101型電熱鼓風干燥箱(產自余姚市金惠電子設備廠)；LRHS-150B恒溫恒濕培養箱(產自上海試驗設備有限公司)；6850/5975型氣質聯用儀GC-MS(美國安捷倫公司)；譜圖庫為NIST14；KDM-2000型電熱套(產自金壇市恒豐儀器制造有限公司)；SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺；JA5003型千分之一天平(上海良平儀器儀表有限公司)；立式壓力蒸汽滅菌器(產自山東新華醫療器械有限公司)；BOD-2588-258L型冰箱(產自青島海爾)。

1.1.3 供試植物病原菌 試驗所用的植物病原菌主要為儲藏期病害和土傳病害的病原真菌，本實驗采用的是番茄灰霉病菌(Botrytiscinerea)。

1.1.4 培養基 馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養基：去皮后的馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂19 g、水1000 ml。

1.2 方法

1.2.1 植物揮發油的提取 利用水蒸氣蒸餾法提取紅蓼中的揮發油。即將所采植物剪成3cm長的小段，放進5000ml的圓底蒸餾燒瓶中，在100℃的溫度下連續蒸1～2 h后，將揮發油放入收集瓶中，并于4 ℃冰箱中保存備用。

1.2.2 揮發油GC-MS條件分析 色譜條件；色譜柱為HP-5 ms毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度260℃；程序升溫，初始柱溫為60℃，保持2min，以10℃/min升溫速率升至230℃，保持1 min；載氣為高純度氦氣，流速為1.0 mL/min，進樣量為1.0 μL，不分流，進樣前可用適當乙醚進行稀釋。

質譜條件: EI離子源，電子能量70 eV，離子阱溫度220℃，傳輸線溫度280℃，溶劑延遲時間為2 min，全掃描方式，掃描范圍33～350amu。

1.2.3 生長速率法測抑菌活性 用菌絲生長速率法測定植物揮發油對植物病原菌的熏蒸抑制作用。將加熱后的培養基倒入滅菌后的90 mm培養皿中，然后取均勻長滿菌絲的PDA培養基上的供試菌種，用直徑為5 mm的無菌打孔器打取長勢一致的菌餅，用經過滅菌的挑針將菌餅依次接種至冷卻后的培養基中，在培養皿蓋中間放置已滅菌的12 mm濾紙片，并依次滴加等量梯度揮發油，以僅放一濾紙片不滴加揮發油為對照。各濃度梯度分別重復3次。每個培養皿接種菌餅1塊，置25 ℃的生化培養箱內培養72 h后，用十字交叉法測量處理組和對照組菌落直徑，計算處理濃度對真菌菌絲生長的抑制百分率。

抑菌率(%)=(對照菌落生長直徑-處理菌落生長直徑)×100/對照菌落生長直徑

2 結果與分析

圖1紅蓼揮發油的GC-MS總離子流圖

2.1 紅蓼揮發油的組分GC-MS分析

用GC-MS分析紅蓼中揮發油化學組分的總離子流(圖1)。根據氣相色譜峰面積歸一法確定各化學組分的相對含量，所得質譜圖經NIST14數據庫檢索化合物，與標準圖譜核對并結合CAS號分析鑒定各組分(表1)。

紅蓼揮發油共有39 個化學組分。鑒定出31 個組分，從表1中可看出其主要成分為α-瓊脂呋喃(19.488%)、1-氯-5-甲基己烷(14.851%)和α-衣蘭油烯(10.053%)。

表1 紅蓼揮發油的組成成分

表1(續)

2.2 紅蓼揮發油對番茄灰霉病菌的熏蒸抑制作用

圖2紅蓼揮發油對番茄灰霉病菌的抑制熏蒸作用

用生長速率法測定紅蓼揮發油對植物病原真菌菌絲生長的熏蒸抑制作用，測定結果見圖2和表2。由表2可知，紅蓼植物揮發油對供試病原菌具有一定的熏蒸抑制作用，試驗劑量范圍內抑制作用隨揮發油劑量增加而增強。在16 μL/皿計量時，對番茄灰霉病菌的抑菌率為19.231%，在 24 μL/皿計量時，對番茄灰霉病菌的抑菌率為36.154%。

表2 種植物揮發油對番茄灰霉病菌的熏蒸抑制作用

3 結論和討論

本研究通過水蒸氣蒸餾法提取紅蓼中的揮發油，采用GC-MS 對紅蓼揮發油化學組分進行分離鑒定，鑒定出31種化合物, 占揮發油總量的94.810%，比已報道的吉林市郊野生紅蓼揮發油化學組分多出13種，主要組分為α-瓊脂呋喃(19.488%)、1-氯-5-甲基己烷(14.851%)、α-衣蘭油烯(10.053%)。與東北[10]49等地產紅蓼揮發油的主要化學組分大有不同，主要區別在于本研究鑒定出的含量最高的成分α-瓊脂呋喃(19.488%)在其它紅蓼揮發油的研究中未見報道，這些區別可能與試驗材料的生境、采收時間、前處理方式等因素有關。

本文研究發現紅蓼中的揮發油對番茄灰霉病菌具有一定的抑制作用，其抑菌率隨著揮發油劑量增大而增強。課題組后續研究紅蓼揮發油最佳抑菌條件，力爭為綠色環保的植物病害防控熏蒸劑的研制提供有力的理論依據。