金蘭梅,伍清林,喬楠楠,楊 彪,董宏亮,宋二寶
(金陵科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 210038)
竹葉在我國(guó)有悠久的利用歷史,是一味傳統(tǒng)的清熱解毒藥。近幾年的研究表明,竹葉中含有大量的黃酮類化合物和生物活性多糖及其他有效成分,如酚酸類化合物、蒽醌類化合物、萜類內(nèi)酯、特種氨基酸和活性肽、錳、鋅、硒等物質(zhì)。竹葉黃酮具有抗衰老、抗應(yīng)激、抗疲勞、調(diào)節(jié)血脂、阻斷亞硝化反應(yīng)、增強(qiáng)免疫能力、抗菌和抑菌等作用[1]。有關(guān)竹葉提取物的抑菌作用已有不少研究報(bào)道,劉曉蓉等[2]研究了淡竹葉提取物的抑菌性能,結(jié)果表明,提取物對(duì)金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度為6.2%, 對(duì)溶血性鏈球菌、綠膿桿菌和大腸桿菌的最低抑菌濃度都是12.5%; 耐熱性好; 抑菌pH值范圍在4~9之間; 具有良好的防腐保鮮效果。鄧騖遠(yuǎn)等[3]采用濾紙片法,測(cè)定毛竹葉與慈竹葉的抑菌作用,得知毛竹葉對(duì)枯草芽孢桿菌的抑制作用強(qiáng),慈竹葉對(duì)大腸桿菌的抑制作用強(qiáng),慈竹葉的抑菌效力強(qiáng)于毛竹葉。袁國(guó)強(qiáng)等[4]利用有機(jī)溶劑為提取介質(zhì)獲得竹葉提取液,對(duì)食源性細(xì)菌的生長(zhǎng)有較好的抑制作用。賈桂云等[5]應(yīng)用金鑲玉竹葉的乙醇冰醋酸提取物對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌進(jìn)行抑菌試驗(yàn),最小抑菌濃度是3.8%,提取物的pH值影響抑菌效果,在酸性、中性條件下抑菌作用比堿性條件強(qiáng)。金蘭梅等[6]應(yīng)用竹葉水提物對(duì)引起畜禽疾病的主要致病菌大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進(jìn)行抑菌試驗(yàn),抑菌圈在14~19 mm之間,MIC在1.56~6.25 mg·mL-1之間,MBC在3.125~12.5 mg·mL-1之間。竹葉水提物對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌活性強(qiáng)于對(duì)大腸桿菌的抑菌活性。眾多試驗(yàn)證明,竹葉提取物對(duì)細(xì)菌有明顯的抑制作用。
近年來,在畜禽生產(chǎn)中和獸醫(yī)臨床上大量使用抗生素,動(dòng)物性產(chǎn)品藥物殘留超標(biāo)現(xiàn)象不斷出現(xiàn),且呈日趨嚴(yán)重的態(tài)勢(shì)。一方面對(duì)消費(fèi)者構(gòu)成危害,威脅人民身體健康;另一方面對(duì)動(dòng)物性產(chǎn)品的正常出口貿(mào)易造成極大障礙。所以國(guó)家對(duì)一些抗生素和生長(zhǎng)促進(jìn)劑在動(dòng)物生產(chǎn)中禁止使用,而把尋找無(低)藥殘、無(低)污染、能替代抗生素的促生長(zhǎng)物質(zhì)的研究作為重點(diǎn)[7]。因此,本試驗(yàn)采集南京幕府山周圍春夏秋冬四季的孝順竹竹葉,用水提法提取有效成分,并從患乳房炎奶牛的乳汁中和患大腸桿菌的病豬體內(nèi)分離出致病性強(qiáng)對(duì)抗生素耐藥的大腸桿菌,對(duì)其進(jìn)行抑菌試驗(yàn),比較各季節(jié)竹葉的抑菌效果。為在獸醫(yī)臨床上防治細(xì)菌性疾病,充分利用當(dāng)?shù)刭Y源和進(jìn)一步研制抑菌中草藥產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)。
1.1.1 樣本來源 竹葉:采集金陵科技學(xué)院幕府校區(qū)校園內(nèi)孝順竹,分別在2012年12月(冬季)、2013年3月(春季)、6月(夏季)、9月(秋季)、每月均在15日14:00-16:00采集。分別選取竹冠上、中、下部健康和已完成展葉的葉片,然后將采集的葉片均勻混合,并用自來水沖洗干凈,放在通風(fēng)處陰干3 d,后放入60 ℃的恒溫箱內(nèi)烘干,粉碎干燥保存。
致病菌性大腸桿菌:豬源從于南京地區(qū)某規(guī)?;i場(chǎng)的患大腸桿菌病死豬的內(nèi)臟分離獲得,牛源從某規(guī)?;膛?chǎng)患乳房炎奶牛乳汁中分離獲得。
1.1.2 培養(yǎng)基、試劑、藥敏紙片 營(yíng)養(yǎng)瓊脂(NA)、麥康凱瓊脂(MAC),購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,批號(hào)分別為20120115、20120525;營(yíng)養(yǎng)肉湯、伊紅美藍(lán)瓊脂(EMB)、三塘鐵瓊脂(TSI),腸桿菌科細(xì)菌生化編碼鑒定管GYZ-15e、靛基質(zhì)試劑、頭孢噻肟(CTX)等16種抗生素藥敏紙片均購(gòu)于杭州天和微生物試劑有限公司。質(zhì)控菌大腸埃希氏菌ATCC259購(gòu)自中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所。
1.1.3 主要儀器 SW-CJ-2F雙人雙面凈化工作臺(tái)(蘇州凈化設(shè)備有限公司03091BA)、隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠2080850)、電熱恒溫培養(yǎng)箱(南京實(shí)驗(yàn)儀器廠DNS-9052BS-III)、立式壓力蒸汽滅菌箱(YXG-LS-75SIDI)、恒溫?fù)u床(KYCC-100)、H-4數(shù)顯恒溫水浴鍋(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司生產(chǎn)A01002923)、XA-1 型粉碎機(jī)(江蘇姜堰市分析儀器廠)、顯微鏡等及實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器。
1.1.4 試驗(yàn)動(dòng)物 普通級(jí)小白鼠,雌雄不限,體重在20~22 g之間,購(gòu)于南京盛民科研實(shí)驗(yàn)動(dòng)物場(chǎng)。
1.2.1 致病性大腸桿菌準(zhǔn)備 1) 大腸桿菌分離鑒定。豬源大腸桿菌分離:剖檢病豬,無菌采集心臟、肝臟和脾等病變組織涂于MAC培養(yǎng)基上,37 ℃培養(yǎng)24 h。牛源大腸桿菌分離:無菌采集患乳房炎奶牛的乳汁涂于MAC培養(yǎng)基上,37 ℃培養(yǎng)24 h。
分別取MAC培養(yǎng)基上典型紅色菌落,涂片,革蘭氏染色,鏡檢,初步區(qū)分革蘭氏陽性和陰性,然后做腸桿菌科細(xì)菌生化鑒定,并轉(zhuǎn)接種于CTX和TSI培養(yǎng)基,觀察反應(yīng)結(jié)果,確認(rèn)大腸桿菌。
2) 致病性試驗(yàn)。將生化反應(yīng)已鑒定為大腸桿菌的菌株接種于普通肉湯, 37 ℃培養(yǎng)18 h。經(jīng)細(xì)菌計(jì)數(shù)用生理鹽水稀釋成1.0×107CFU/mL的菌液,0.5 mL·只-1分別腹腔注射小白鼠,每株做3個(gè)重復(fù)。對(duì)照組小白鼠腹腔注射滅菌生理鹽水0.5 mL·只-1。觀察小白鼠的活動(dòng)及發(fā)病死亡情況,對(duì)發(fā)病死亡小白鼠立即進(jìn)行剖檢,觀察病變,取其寎料涂片、染色、鏡檢,并接種于MAC培養(yǎng)基分離培養(yǎng)。未發(fā)病的繼續(xù)觀察至1周。
3) 抗生素藥敏試驗(yàn)與耐藥菌株的篩選。采用WHO 推薦的Kirby-Bauer法,取頭孢噻肟(CTX)等16種常用的抗生素藥敏紙片對(duì)致病性強(qiáng)的大腸桿菌(豬源、牛源各10株)進(jìn)行藥敏試驗(yàn)。依據(jù)NCCLS有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),每次測(cè)定均以質(zhì)控菌為對(duì)照,只有當(dāng)質(zhì)控菌株的抑菌圈直徑在允許范圍內(nèi)測(cè)試菌株結(jié)果才有效。判定標(biāo)準(zhǔn)參照美國(guó)國(guó)家臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(NCCLS)M100-S15[8]和文獻(xiàn)[9],以敏感、中介、耐藥3種形式對(duì)抑菌圈大小作出判定。
挑取對(duì)16種抗生素耐藥達(dá)8種以上的菌株,將其接種于5 mL LB培養(yǎng)液中,于37 ℃培養(yǎng)24 h,再用LB溶液將細(xì)菌懸液稀釋至1.0×107CFU/mL,4 ℃冰箱保存、備用。
1.2.2 竹葉有效成分提取 采用水提法,分別稱取不同季節(jié)的干燥竹葉各50 g,加入10倍量水浸泡1.5 h,裝入圓底燒瓶中,放在恒溫電熱套上煎煮,第一次煎以沸騰開始計(jì)算100 ℃煎煮50 min,用8層紗布過濾,濾渣再加100 mL水,第二次煎以70 ℃煎煮30 min。合并兩次濾液,濃縮至50 mL,得濃縮的濃度為1 g·mL-1,調(diào)整pH值至7.0~7.2。分別裝瓶,備用。
將竹葉的提取液加入無水乙醇至醇含量達(dá)到70%(乙醇/混合液=70%),4 ℃靜置24 h,1 500 r·min-1離心5 min后紗布過濾,所剩溶液加蒸餾水定容至相當(dāng)于生藥1 g·mL-1。灌注封瓶后流通蒸汽消毒滅菌30 min,4 ℃冰箱保存,備用。
1.2.3 竹葉提取物對(duì)大腸桿菌藥敏試驗(yàn) 采用瓊脂打洞法進(jìn)行藥敏試驗(yàn)。將待檢菌液吸取50 uL注入NA培養(yǎng)基中,用玻璃棒充分涂抹均勻,然后用外徑為6 mm 的打孔器在培養(yǎng)基上等距離打孔,吸取融化的營(yíng)養(yǎng)瓊脂液補(bǔ)底。每孔加1 g·mL-1竹葉的提取液50 uL,在4 ℃冰箱內(nèi)放置30 min 1 h,然后37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h,測(cè)量抑菌圈的直徑。 每個(gè)樣本做3個(gè)重復(fù),以3次平均值為抑菌圈直徑。抑菌圈直徑≥20 mm為極敏,15~20 mm為高敏,10~15 mm為中敏,≤10 mm為低敏[6]。
1.2.4 最小抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)的測(cè)定 采用試管二倍稀釋法[6],取滅菌試管11支,每管先加入無菌肉湯1 mL,然后第一管中加入滅菌的受試竹葉提取物1 mL,混勻后取出1 mL放入第2管中,依次類推。直到第9管取出1 mL棄去,配成含竹葉提取物分別為1∶2、1∶4、1∶8、1∶16等各種濃度的液體。第10管不加藥物作為對(duì)照,以便觀察培養(yǎng)基是否適合于細(xì)菌生長(zhǎng)。第11管加受試竹葉提取物1 mL,混勻取出1 mL棄去,不接種細(xì)菌,以便觀察受試中藥是否受污染。
取0.05 mL菌液分別加入上述1~10管中,混勻后放入37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18~24 h,觀察結(jié)果。若肉湯混濁,表示細(xì)菌生長(zhǎng);若肉湯完全清亮,表示無細(xì)菌生長(zhǎng)。觀察無菌生長(zhǎng)管所含最低藥物濃度即為最小抑菌濃度(MIC)。
吸取0.1 mL培養(yǎng)物,移種于不含藥的普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂上,涂抹均勻,置37 ℃培養(yǎng)24 h。觀察有無細(xì)菌生長(zhǎng),以無細(xì)菌生長(zhǎng)的藥物最低濃度作為該藥物的最小殺菌濃度(MBC)。
2.1 抗生素藥敏試驗(yàn)與耐藥菌株的篩選
選擇致病性強(qiáng)的豬源和牛源的大腸桿菌各10株,應(yīng)用頭孢噻肟(CTX)、頭孢呋辛(CXM)、頭孢他啶(CAZ)、頭孢吡肟(FEP)、鏈霉素(STR)、慶大霉素(CN)、強(qiáng)力霉素(DO)、阿米卡星(AK)、環(huán)丙沙星(CIP)、氟羅沙星(FO)、左氟沙星(LEV)、恩諾沙星(ENR)、洛美沙星(LOM)、四環(huán)素(TE)、氨芐西林(APM)、復(fù)方新諾明(SXT)等16種抗生素藥敏紙片進(jìn)行藥敏試驗(yàn)。結(jié)果得知,20株大腸桿菌對(duì)抗生素均有不同程度的耐藥,最高的為13耐,最低的為5耐。其中豬源9號(hào)菌株耐13種抗生素,2號(hào)、4號(hào)、7號(hào)菌株分別為9耐和11耐;牛源12號(hào)、14號(hào)、15號(hào)、20號(hào)菌株均為11耐(表1)。
表1 抗生素對(duì)大腸桿菌藥敏試驗(yàn)分析Table 1 The test results of antibiotic drug susceptibility to Escherichia coli
選擇對(duì)9種以上抗生素產(chǎn)生耐藥性的菌株(2、4、7、9、12、12、14、15、20號(hào)菌株)進(jìn)行竹葉提取物的藥敏試驗(yàn)。
由表2可知,竹葉提取物對(duì)抗生素耐藥的大腸桿菌有較明顯的抑制作用。結(jié)合表1可以看出,大腸桿菌對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥,對(duì)竹葉提取物依然敏感。不同季節(jié)采集的竹葉提取物對(duì)不同源不同株的大腸桿菌抑菌效果不同,對(duì)同源不同株的大腸桿菌抑菌效果也不同。冬季采集的竹葉提取物抑菌效果最佳,對(duì)受試菌株均在高敏以上,其中7、15和9號(hào)菌株對(duì)CTX 等16種抗生素表現(xiàn)11耐和13耐,對(duì)冬季竹葉提取液極敏;秋季抑菌效果相對(duì)較差,抑菌圈在低敏和中敏之間。一年四季抑菌效果比較是冬季>春季>夏季>秋季。說明不同季節(jié)采集的樣品抑菌效果不同。
不同季節(jié)采集的竹葉提取物對(duì)8株大腸桿菌均有不同程度的抑制作用。其中春、夏季采集的竹葉提取物對(duì)豬源、牛源大腸桿菌的MIC均在3.125~6.250 mg·mL-1之間,秋季MIC在6.25~12.50 mg·mL-1之間,冬季的MIC在1.560~3.125 mg·mL-1之間。說明冬季竹葉提取物對(duì)大腸桿菌的抑制作用較好,秋季較差(表3)。
表2 不同季節(jié)竹葉提取物對(duì)大腸桿菌的藥敏試驗(yàn)分析Table 2 The test results of the susceptibility of bamboo leaf extract in different seasons to Escherichia coli mm
表3 不同季節(jié)竹葉提取物對(duì)大腸桿菌的最小抑菌濃度(MIC)Table 3 The minimum inhibitory concentration of bamboo leaf extract in different seasons to Escherichia coli mg·mL-1
由表5可知,不同季節(jié)采集的竹葉提取物對(duì)不同株的細(xì)菌均有不同程度的殺滅作用。春、夏季竹葉提取物對(duì)大腸桿菌的MBC均6.25~12.50 mg·mL-1之間,秋季MBC在12.5~25 mg·mL-1之間,冬季的在3.125~6.250 mg·mL-1之間。最小殺菌濃度均高于最小抑菌濃度的1個(gè)濃度梯度。說明不同季節(jié)采集的竹葉提取物抑菌效果較為穩(wěn)定。
表4 不同季節(jié)竹葉提取物對(duì)大腸桿菌的最小殺菌濃度(MBC)Table 4 The minimum bactericidal concentration of bamboo leaf extract in different seasons to Escherichia coli mg·mL-1
1) 本試驗(yàn)通過常規(guī)的細(xì)菌分離培養(yǎng)方法,從病豬心、肝等組織和患乳房炎奶牛的乳汁中分離得到大腸桿菌,通過抗生素藥敏試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)20株大腸桿菌對(duì)16種抗生素均有不同程度的耐藥,最高的13耐,最低的5耐。采用中藥傳統(tǒng)的煎煮方法提取竹葉中的有效成分,然后應(yīng)用竹葉提取物對(duì)抗生素耐藥的大腸桿菌進(jìn)行藥敏試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果說明,大腸桿菌對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥,對(duì)竹葉提取物依然敏感。試驗(yàn)同時(shí)證明,竹葉提取物藥敏試驗(yàn)、最小抑菌濃度與最小殺菌濃度反應(yīng)的結(jié)果是一致的,不同源的大腸桿菌菌株對(duì)不同季節(jié)采集的竹葉提取液有著不同程度的敏感性。
2) 據(jù)報(bào)道[10-12]竹葉中含有黃酮類化合物和生物活性成分,隨竹種、季節(jié)的變化而變化。本次試驗(yàn)在研究竹葉抑菌效果的基礎(chǔ)上比較不同季節(jié)其提取物抑菌效果的差異.由表2、表3、表4可知,不同季節(jié)采集的竹葉提取物對(duì)不同源的大腸桿菌抑菌效果不同,春季抑菌圈在15~17 mm之間,MIC在3.125~6.250 mg·mL-1之間,MBC在6.25~12.50 mg·mL-1之間;夏季抑菌圈在13~15 mm之間;MIC在3.125~6.250 mg·mL-1之間,MBC在6.25~12.50 mg·mL-1之間;秋季抑菌圈在9~12 mm之間;MIC在6.25~12.50 mg·mL-1之間,MBC在12.5~25.0 mg·mL-1;冬季抑菌圈在15~20 mm之間,MIC在1.560~3.125 mg·mL-1之間,MBC在3.125~6.250 mg·mL-1。本試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了抑菌作用強(qiáng)弱與竹葉中含黃酮類化合物和生物活性成分隨竹種、季節(jié)的變化有關(guān)。本試驗(yàn)采用的竹種是孝順竹,采用定點(diǎn)、定株、定時(shí)采樣,不同季節(jié)抑菌效果強(qiáng)弱,順序?yàn)槎?春季>夏季>秋季。其他種類竹葉抑菌效果、季節(jié)的變化的強(qiáng)弱有待于進(jìn)一步研究。
3) 竹子的化學(xué)組成中不含有毒物質(zhì),符合食品對(duì)原料和添加劑化學(xué)成分的嚴(yán)格要求,2002年國(guó)家衛(wèi)生部已將 “淡竹葉”列入既是食品又是藥品的保健食品原料名單[13]。因此開發(fā)竹葉作為畜禽飼料添加劑,既可以防治大腸桿菌病,又不會(huì)引起畜禽中毒,更重要的是減少細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生,減少畜禽體內(nèi)抗生素的殘留,為人類提供綠色畜產(chǎn)品,保障人類身體健康。畜禽養(yǎng)殖戶也可以利用當(dāng)?shù)氐馁Y源在適當(dāng)時(shí)機(jī)采集竹葉煎煮后讓其動(dòng)物自由飲用,預(yù)防大腸桿菌病的發(fā)生。
[1] 楊英,李英華.竹葉黃酮提取物的抑菌活性研究[J].廣州化工,2011,39(16):66-68
[2] 劉曉蓉.淡竹葉提取物抑菌防腐作用的研究[J].廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,7(2):20-23
[3] 鄧騖遠(yuǎn).宜賓竹葉水提液的抑菌作用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(26):13195-13196,13203
[4] 袁國(guó)強(qiáng),李云峰,歐杰,等.竹葉提取物對(duì)食源性細(xì)菌抑制效應(yīng)的研究[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2013(1):257-261
[5] 賈桂云,鄒潤(rùn)英,郭飛燕.竹葉提取物抑菌效果研究[J].海南師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,23(4):420-422
[6] 金蘭梅,伍清林,陸小松,等.竹葉等植物提取物對(duì)畜禽致病菌抑菌效果的研究[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào),2013,29(4):80-84
[7] 金蘭梅,伍清林,馬玉,等.四種植物對(duì)大腸桿菌抑菌試驗(yàn)研究[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào),2012,33(6):72-77
[8] Kh an A,Dass C,Ramam urthy T,et al.Antibiotic Resistance,Virulence Gene,and Molecular Profiles of Shiga Toxin ProducingEscherichiacoliIsolates from Diverse Sources in Calcutta[J].J Cl in Microbiol,2002,40(6):2009-2015
[9] 伍清林,金蘭梅,周正凱,等.動(dòng)物園珍禽舍內(nèi)大腸桿菌的分離鑒定與耐藥性的試驗(yàn)[J].中國(guó)獸醫(yī)雜志,2011,47(9):24-27
[10] 蘇春花,劉國(guó)華,王福升,等.箬竹葉片活性成分含量的季節(jié)變化[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(9):2471-2476
[11] 呂兆林,任美玲,歐陽囈林,等.竹葉黃酮化合物季節(jié)變化規(guī)律[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,33(4):81-84
[12] 潘佳佳,葉生月,丁東棟,等.4 種竹子竹葉黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)及抗氧化活性的季節(jié)變化[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào),2014,31(2):280-284
[13] 黃占旺,鄒雙雙,熊水波.毛竹葉提取物抑菌作用的初步研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,27(6):960-963