薯莨废渣化学组分及其抑菌活性研究

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1、广东海洋大学硕士学位论文薯莨废渣化学组分及其抑菌活性研究姓名：李晓菲申请学位级别：硕士专业：植物病理学指导教师：宋文东201206薯莨废渣化学组分及其抑菌活性研究摘要为了适应无公害农业的发展需要，寻求新的适合于植物病害防治的新型生物农药显得尤为重要。植物源农药具有高效、低毒或无毒、易降解、选择性高、不使病害产生抗药性等独特优势，将有望成为化学农药的替代品。薯莨(DioscoreacirrhosaLour．)为薯蓣科植物，主要分布于我国浙江、江西南部、福建、台湾、广东、广西、湖南等地，其根茎入药，含有多酚、黄酮、生物碱、葸醌、有机酸类等多种活性组分，具有抗菌、清热解毒等作用。关于薯

2、莨的系统性研究至今少有报道，为充分的利用自然资源，本文对薯莨样品的化学组分及抑菌活性进行了系统研究，对促进薯莨的应用研究及药用植物在农药方面的开发利用奠定了一定的基础。主要研究工作及结果如下：1．薯莨废渣化学组分种类多样、含量丰富，且含有多种活性成分。对薯莨废渣常规成分测定结果表明：薯莨废渣中含粗纤维2．80％、粗蛋白3．80％、粗脂肪2．89％、灰分1．61％。采用高效液相色谱法从薯莨废渣中检测出16种氨基酸，其总含量为1．240mg／mL，其中，天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸(Asp、Glu、Leu)含量较高，含量共占总氨基酸的42％，药效氨基酸(Asp、Glu、Leu、Val、P

3、he、Gly、Thr、Arg、Ile、His、Met、Lys)总含量占氨基酸总量的82％。采用电感耦合等离子质谱法(ICP．MS)对薯莨废渣中19种矿质元素进行了含量测定，结果显示，K的含量最高，为4．99x103p∥g，其次为Ca、Mg、P、Mn、Fe，含量分别为：75699／g、62799／g、308pg／g、107pg／g、85．7p∥g。采用超声波提取法及水蒸气蒸馏法分别对薯莨废渣脂肪酸和挥发性组分进行提取，并进行气相色谱．质谱联用测定，通过色谱峰面积归一化法确定出各组分的相对含量，共鉴定出：12种脂肪酸，占总提取液的50．77％；32种挥发性组分，主要以酚类化合物为主，

4、如间甲基苯酚(26．92％)、苯酚(18．95％)、2．甲基苯酚(12．12％)等。2．薯莨废渣提取液不同极性组分抑菌效果存在明显差异。采用系统溶剂提取法，用极性从小到大的溶剂依次提取薯莨废渣中各类不同极性的组分，并对应测定不同溶剂制备提取液的抑菌活性，结果显示，乙酸乙酯提取部分抑菌效果最佳，乙醚提取部分其次，抑菌有效成分更易分散在乙酸乙酯溶剂中。3．提取液的抑菌活性测定及抑菌机理探究。薯莨废渣提取液抗菌范围广。对小麦赤霉病菌、玉米大斑病菌、番茄灰霉病菌、白菜立枯丝核病菌、水稻纹枯病菌、桉树青枯病菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、巴氏杆菌、沙门氏茵均有抑制作用，且随着提取液浓度的增加，

5、对病原菌的菌落扩展和生长曲线影响效果不断增强，如在浓度为lg／mL时，对水稻纹枯病菌菌丝的生长抑制率可达93．33％(3d)、88．89％(5d)。以桉树青枯菌为指示菌，通过试管二倍稀释法测定出薯莨废渣提取液对桉树青枯菌的最小抑菌浓度，为O．039／mL。并对其抑菌机理进行了初步探究，试验结果表明：乙酸乙酯提取部分作用于菌体细胞后，能够逐渐破坏菌体的细胞壁完整性，使得碱性磷酸酶外泄，继而使菌体细胞膜的通透性增加，导致胞内金属离子、乳酸脱氢酶的渗漏使菌体细胞代谢发生紊乱，从而起到抑菌作用。呼吸代谢抑制试验结果显示：提取液对菌体的呼吸代谢有抑制作用，这种抑制主要是通过EMP途径而起作

6、用的。推断提取液对菌体的抑制作用可能是通过破坏菌体细胞壁及细胞膜的完整性、抑制菌体的呼吸代谢等多种作用的综合结果。4．薯莨废渣抑菌有效组分分析。通过化合物特征性颜色反应初步分析，得到薯莨废渣提取液中含有丰富的物质种类，如：黄酮、生物碱、葸醌、酚类、有机酸、甾醇等多种成分。其中，乙醚提取部分检NN-黄酮、生物碱及有机酸类化合物；乙酸乙酯提取部分检测到黄酮、生物碱、葸醌、有机酸、多酚及甾醇类等化合物。采用杯碟法，以桉树青枯菌为受试菌，对薯莨废渣乙酸乙酯提取部分的稳定性进行了测定。试验结果显示：提取液耐酸耐碱，不受紫外线的照射影响，但对温度变化较敏感。采用气相色谱质谱联用，对抑菌活性较

7、好的乙醚提取部分、乙酸乙酯提取部分的化学成分进行进一步的分析测定，通过色谱峰面积归一化法确定出各组分的相对含量，结果显示：乙醚提取部分鉴定出20种化合物，主要有：邻苯二甲酸二乙酯12．48％，3一乙基一5甲基庚烷8．40％，3．甲基一4．庚酮7．42％等；乙酸乙酯提取部分成分相对较复杂，共鉴定出46种化合物，主要有：(2z，4Z)一3,4．二乙基．2，4．己二烯二酸二甲酯54．73％，2，4．二甲氧基苯胺7．45％，邻苯二甲酸单乙基己基酯7．02％，丫一谷甾醇3．92％，抗坏血酸