菊芋葉片化學(xué)成分分析及抑菌活性成分研究.pdf

1、菊芋（HelianthustuberosusL.）屬于菊科(Compositae)向日葵屬多年生草本植物，廣泛的分布在我國大部分地區(qū)，是一種適應(yīng)性極強，具有生態(tài)和經(jīng)濟雙重價值的作物。菊芋廣泛用于造紙業(yè)以及食品、藥物、飼料、糖和酒精的工業(yè)生產(chǎn)。目前菊芋產(chǎn)品的開發(fā)多是利用塊莖和莖稈，而在我國多數(shù)菊芋葉片未能得到開發(fā)和利用，同時也加重了環(huán)境污染和資源浪費。由于菊芋地上部分具有抗逆性強，極少病蟲害的特點，引起了人們對其化學(xué)成分及生物活性的關(guān)注。

2、本文對菊芋葉片中抑菌活性成分進行了系統(tǒng)性研究，并開發(fā)其防治植物病害的新應(yīng)用。這對于有效利用和開發(fā)菊芋這一自然資源具有重要的意義。本文主要研究結(jié)果如下:
　　1.菊芋葉片化學(xué)成分中，總糖和總蛋白含量比總酚和總黃酮要高的多。南芋葉片中各成分含量除總黃酮差異不明顯外，總糖、總蛋白和總酚均顯著高于野生型和青芋?；ㄆ谑蔷沼笕~片各化學(xué)成分積累的重要時期，總酚、總黃酮、總糖和總蛋白含量均顯著高于現(xiàn)蕾期和塊莖膨大期。菊芋葉片中水解氨基酸的總含量，

3、可達葉片干重的12.445％，其中脯氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸為菊芋葉片中氨基酸的主要組成成分。游離氨基酸中脯氨酸含量最高。
　　2.本文分析并鑒定了菊芋葉片中的酚類物質(zhì)，有10種屬于綠原酸類(CGAs)化合物，包括3種綠原酸異構(gòu)體、4種二咖啡?？崴岙悩?gòu)體、咖啡酸、P-香豆?？崴帷⑽乎？崴幔€有4種其他化合物，分別是異鼠李素-O-葡萄糖苷、咖啡酰葡萄糖、山奈酚葡萄糖醛酸苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷。本文研究發(fā)現(xiàn)在所有

4、菊芋品種中咖啡酸的含量最低，綠原酸與4，5-二咖啡酰奎寧酸的含量最高。南芋葉片各酚酸類物質(zhì)的含量顯著高于野生型和青芋，因此南芋品種可作為酚酸類物質(zhì)開發(fā)和利用的重要資源。以南芋為例，花期的各種酚酸含量普遍高于現(xiàn)蕾期和塊莖膨大期，且差異極顯著。
　　3.本文采取的乙醇減壓回流法作為抑菌活性物質(zhì)的提取方法，具有提取效率高、抑菌效果好以及對環(huán)境友好等的優(yōu)點，適合大規(guī)模生產(chǎn)的需要。減壓回流法所得提取物浸膏的總酚和總黃酮含量顯著高于回流法和室

5、溫浸提法，綠原酸含量也顯著高于其他兩種方法。乙酸乙酯層浸膏總酚和總黃酮含量最高，分別可達306.38mg/g和97.33mg/g，這說明菊芋葉片中的黃酮類和酚類物質(zhì)屬于極性中等偏大的活性成分。正丁醇層浸膏的綠原酸含量最高可達76.09mg/g，占6種酚酸總含量的55.70％。乙酸乙酯層浸膏中除綠原酸外的其他酚酸含量均為最高。
　　4.菊芋葉片乙醇粗提物（減壓回流法）具有廣泛的抑菌譜，可以用于多種植物病害的防治。尤其對半知菌亞門的番

6、茄灰霉病菌、蘋果炭疽病菌、小麥紋枯菌和鞭毛菌亞門的辣椒疫霉病菌的抑制效果較好，在供試濃度10g·L-1下，抑制率分別可達98.22％、89.77％、74.62％和87.85％。石油醚、氯仿、乙酸乙酯以及正丁醇浸膏對四種植物病原真菌均有一定的抑制效果。氯仿層對辣椒疫霉病菌的抑制效果最好，EC50值僅為0.875g·L-1;乙酸乙酯層對小麥紋枯病菌的抑制效果最好，EC50值僅為0.300g·L-1;正丁醇層對小麥紋枯病菌的抑制效果最好，EC

7、50值僅為0.232g·L-1，對辣椒疫霉病菌的抑制效果次之，EC50值為0.839g·L-1。菊芋葉片浸膏用于番茄灰霉病的防治，在有效濃度相同的情況下，與商品化的殺菌劑多菌靈的防效相當(dāng)，且差異不顯著，安全無公害。因此開發(fā)菊芋葉片作為果蔬保鮮劑，對于菊芋資源的綜合利用具有重要意義。
　　5.結(jié)合生物活性追蹤試驗，包括生長速率法和生物自顯影法，篩選菊芋葉片中抑菌活性較好的正丁醇層中活性物質(zhì)，通過柱層析（AB-8柱、聚酰胺柱、ODS柱

8、、ToyopearlHW-40凝膠柱）和制備液相色譜分離得到10種化合物，通過HPLC-ESI-MS、1H-NMR結(jié)合化學(xué)性質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)品對照，鑒定了6種化合物為已知酚酸類物質(zhì)，分別是綠原酸、咖啡酸和4種二咖啡酰奎寧酸的同分異構(gòu)體。
　　6.咖啡酸、3，4-二咖啡酰奎寧酸和1，5-二咖啡?？鼘幩崮苡行У囊种菩←湷嗝共【纳L，MIC值分別可達108、60和4.2μgmL-1。總酚含量與各粗提物對辣椒疫霉病菌和小麥紋枯病菌的EC50呈現(xiàn)

9、明顯的負相關(guān)性，咖啡酸的含量同各粗提物對小麥紋枯病菌的EC50值呈顯著負相關(guān)性，咖啡酸和1，5-二咖啡酰奎寧酸含量同各粗提物對辣椒疫霉病菌的EC50值呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)性，推測菊芋葉片中這些酚酸類抑菌物質(zhì)可能單獨、也可能協(xié)同抑制植物病原真菌。氯仿層萃取物和正丁醇層萃取物處理的辣椒疫霉病菌菌絲形態(tài)和細胞超微結(jié)構(gòu)發(fā)生一些變化:菌絲凹陷，局部斷裂或者出現(xiàn)裂紋，生長點異常;菌絲體細胞壁顯著增厚，出現(xiàn)質(zhì)壁分離，氯仿層萃取物處理還能使菌絲細胞器大量降