中药学本科毕业论文--复方莪术油抗菌作用的初步研究.doc
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本科毕业论文
复方莪术油抗菌作用的初步研究
二级学院
中药学院
专业
中药学(中药分析鉴定方向)
班级
学生姓名
学号
指导教师
目录
摘要 Ⅰ-Ⅱ
1前言 1
2材料与仪器 3
2.1材料 3
2.2试验仪器与设备 3
3实验方法 3
3.1莪术鉴别与检查 4
3.2莪术油的制备及优化 4
3.3复方精油抗菌实验方法 6
3.4复方莪术油的质量评价 9
4实验结果 10
4.1莪术鉴别和检查结果 10
4.2莪术油的制备及优化结果 11
4.3抑菌试验结果 13
4.4复方莪术油的质量评价结果 17
5实验结论 18
6实验讨论 19
6.1莪术油的制备及优化 19
6.2抑菌实验 19
参考文献 20
综述 22
致谢 26
复方莪术油抗菌作用的初步研究
摘要:
目的探索提取莪术油的工艺流程并优化莪术油的提取率,以及对莪术油和其他精油复方配比后抗菌作用的初步研究。
方法采用水蒸气蒸馏的方法制备莪术油,通过单因素试验分别考察粒径大小、料液比、提取温度这三种实验条件对实验结果的影响,以确定最佳的提取工艺;通过滤纸片扩散法——抑菌圈试验探究莪术油与其他固定比例的精油混合配比后的抗菌作用。
结果当粉末过30目筛,料液比为1:
8,提取温度为110°C时,广西莪术的提取率最佳;复方莪术油具有一定的抗菌作用,且在混合精油中当莪术油含量为10%时,对金黄色葡萄球菌、曲霉菌的抗菌作用最佳。
结论此配方的复方莪术油具有抗菌作用,且具有一定的消肿止痒的作用。
关键词:
莪术油;复方精油;工艺流程;抗菌作用
I
PreliminaryStudyonAntibacterialEffectofCompoundCurcumaOil
Abstract:
ObjectiveToexploretheprocessofextractionofzedoaryoilandoptimizetheextractionrateofzedoaryoil,andthepreliminarystudyontheantibacterialactionofzedoaryoilandotheressentialoilcompounds.MethodZedoaryoilwaspreparedbysteamdistillation.Thesinglefactortestcontrolledthereactionconditionsfromthreeaspectsofparticlesize,liquidratioandextractiontemperaturetodeterminetheoptimalextractionprocess.Theantimicrobialeffectofzedoaryturmericoilandotherfixedproportionofessentialoilswasstudiedbyfilterpaperdiffusionmethod.ResultWhenthepowderthroughthe30mesh,andsolid-liquidratioof1:
8,extractiontemperatureof110°C,guangxirhizomazedoariaeextractionyieldthebest;Compoundzedoaryturmericoilhascertainantibacterialactionandisthebestantibacterialeffecttostaphylococcusaureusandaspergillus,whentheoilcontentis10%.InconclusionTheformulaofthecompoundzedoaryturmericoilextractionofnaturaldrugs,andotheressentialoilcompoundratio,hasobviousantibacterialeffect,andcanreducetheswellingitching,wakeup:
god,efficacysignificantly,canbeusedasauniversaloilindailylife.
Keywords:
Zedoaryturmericoil;Compoundessentialoil;Processflow;Antibacterialactivity
Ⅱ
1前言
莪术为姜科植物蓬莪术(CurcumaphaeocaulisVal.)、广西莪术(CurcumakwangsiensisS.G.LeeetC.F.Liang)或温莪术(CurcumawenyujinY.H.ChenetC.Ling)的干燥根茎,味辛、苦,性温,归肝、脾经,具有行气破血,消积止痛的功效[1]。
近几年的研究表明,莪术的主要成分为莪术油、姜黄素及多糖类成分[2]。
随着对莪术油研究的不断发展,发现其中的主要成分为莪术烯、新莪术二酮、异莪术醇、原莪术醇、去氧莪术酮、呋喃二莪术酮、蒎烯、樟烯、樟脑、异龙脑、龙脑、桉油精、吉马酮、异呋吉马酮等。
其中莪术油中的莪术醇和莪术二酮为抗癌有效成分,在《中国药典》2005版一部把吉马酮作为莪术油定量的指标性成分。
莪术二酮和吉马酮是莪术油中含量较高的主要有效成分,其具有良好的抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗血栓和镇痛抗炎的作用,常作为莪术药材及莪术油质量控制的指标性成分。
另外,莪术油中还含有对甲氧基桂皮酸乙酯,该成分具有抗菌作用。
因此莪术油不仅具有治疗肺癌、肝癌、乳腺癌等多种癌症的功效,还具有消炎抗炎、止痛、抗血栓、抗肿瘤、抗菌、抗病毒和抗氧化延缓衰老等功效[3-4]。
有关文献表明[5],蓬莪术、广西莪术、温莪术三个品种的挥发油含量及化学成分大致相同,但不同产地的莪术,成分也有一定的差异,在李瑶[6]的研究中表明,蓬莪术中所提取的挥发油中不含有莪术二酮,温莪术中莪术二酮的含量却最高,而广西莪术挥发油中β-榄香烯的含量相对较高,研究表明广西莪术所含的挥发油均高于其他两者,而本实验选用广西莪术作为提取莪术油的药材。
复方精油利用中草药提取物作为日用品的原料,具有药效稳定,药力持久,对皮肤作用温和、刺激性小、安全性高、疗效显著等特点,符合人们生活所需且顺应性好。
某些复方精油还能杀死空气中的细菌,防止瘟疫扩散[7]。
有研究表明以中药植物精油为原料研发成为空气消毒剂,可以应用于医院、炉管、饭店、家庭居室以及人群密集的公共场所消毒,其效果与家庭紫外消毒法、过氧乙酸熏蒸法相当[8]。
中草药挥发油目前广泛应用于医药行业,比如用于跌打损伤的白花油、红花油,用于治疗痤疮的茶树精油等。
近年来学术界对莪术油的研究较多,试图多方面地开发莪术油的新剂型以最大化地发挥莪术油的药用价值,但莪术油本身是混合物,其制剂的稳定性、载药量及其毒性到目前为止都未能完全研究清楚,有待作进一步探究和完善。
有研究表明大剂量莪术煎液能在短时间内使实验大鼠的体重降低,造成肝损伤加重[9];倘若每天给予足够量大的莪术高蛋白粉末,在一周内大鼠死亡率达100%。
为了安全有效地发挥药物的药用价值,减少未知副作用的影响,可以把莪术油与其他稀释剂混合制备成其他剂型或和其他精油复方配伍使用,一方面可以减少单方精油因浓度过高而对皮肤产生刺激性、减少毒副作用,另一方面通过挥发油与稀释剂、辅助剂等相互混合使制剂相辅相成、相互作用、增强疗效、增加适用性。
为此,本次实验把莪术油与其他固定比例的多种精油按一定的配比复方使用,探究复方莪术油的抗菌作用。
目前市场上的复方莪术油品种稀少且以进口药品居多,如:
星加坡金波士万应莪术油、茂隆万应莪术油、茂隆莪术油、印尼蜂标莪术油等,价格昂贵,货源难求,难以满足国内庞大的市场需求,本实验在分析市面上常见的几类复方莪术油处方及组方药材的药理研究文献后,确定了以莪术、藿香、茶树、迷迭香、尤加利、欧薄荷、天竺葵、柠檬草8种药材的挥发油与基础油橄榄油按一定的比例和组合方式进行混合,配置成若干个不同莪术比例的复方莪术油样品,对其进行质量分析、稳定性评价和药效评价,考察不同组方对细菌活性的影响及消肿、止痒等疗效,以研发疗效好,副作用少,质量标准明确的复方莪术油应用于日常生活中。
本实验研究的复方莪术油是一种能够杀菌止痒、消炎消肿、活血祛瘀、抗炎镇痛、驱风化湿的外用制剂,可用于筋骨扭伤、跌打损伤、蚊虫咬伤、感冒头痛等症状,具有用途广泛,药效显著,对皮肤作用温和、刺激性小、安全性高等特点,作为一种家居必备生活用品仍有很大的发展空间。
2材料与仪器
2.1材料
表2-1实验材料明细表
材料
规格
生产厂家
广西莪术
-
广西玉林市中药材专业市场
橄榄油
250mL
唯你油脂商铺
藿香油
10mL
阿芙精油官方旗舰店
茶树油
10mL
阿芙精油官方旗舰店
迷迭香精油
10mL
重庆高岛化妆品商行精油
尤加利精油
10mL
阿芙精油官方旗舰店
柠檬草精油
10mL
重庆高岛化妆品商行精油
欧薄荷精油
10mL
重庆高岛化妆品商行精油
天竺葵精油
10mL
重庆高岛化妆品商行精油
金黄色葡萄球菌
-
广东药科大学微生物实验室
大肠埃希氏菌
-
广东药科大学微生物实验室
曲霉菌
-
广东药科大学微生物实验室
营养琼脂原料
-
杭州微生物试剂有限公司
营养肉汤原料
-
杭州微生物试剂有限公司
2.2试验仪器与设备
表2-2实验仪器与设备
仪器
型号
生产厂家
紫外分光光度计
UV754N
上海佑科仪器仪表有限公司
摇摆式高速万能粉碎机
DFY-300C
温岭市林大机械有限公司
水浴恒温振荡器
SHA-BA
金坛市宏华仪器厂
立式压力蒸汽灭菌器
LDZX-50FAS
上海申安医疗器械厂
数显电热培养箱
HPX-9162MBE
上海博迅实业有限公司
电子天平
YP502N
上海精密科学仪器有限公司
3实验方法
3.1莪术鉴别与检查
3.1.1性状鉴别
在挑选购买广西莪术时,观察广西莪术的性状特征、闻气、尝味并对其进行一定的描述。
3.1.2定性鉴别
荧光鉴别法是根据中药的某些成分在紫外光灯下能产生特定的荧光鉴别来鉴别中药的一种方法。
对于鉴别人员、鉴别环境及设备均无特殊要求,操作方法简便易行。
将莪术横切面置于紫外光灯(365nm)下观察其荧光颜色[10];分别将5g莪术粉末置于水中、2mol/LNaOH、2mol/LHCL溶液中浸泡适当时间,蘸取适量的莪术水浸液、2mol/LNaOH浸液、2mol/LHCL浸液于滤纸上,在紫外光灯(254nm和365nm)下观察其荧光颜色。
3.1.3吸光度检查
依据《中国药典》2015年版中对莪术的检查:
取本品中粉30mg,精密测定,置具塞锥形瓶中,加氯仿10mL,浸泡24h,滤过,滤液移置10mL的量瓶中,补加氯仿至刻度,摇匀,照紫外-可见分光光度法测定在242nm波长处的吸光度值,记录数据。
3.2莪术油的制备及优化
3.2.1粒径的优化
本实验把适量的莪术用摇摆式高速万能粉碎机研磨成粗粉,过10、20、30、40目筛,取70g粉置于1000mL圆底烧瓶中,加入3~4粒沸石,加入8倍水量,按照《中国药典》挥发油测定法甲法项下测定,(如图3-1装置所示)调节电热套到最高温度至沸腾状态后降低温度,保持微沸状态蒸馏足够时间至挥发油量不再增加,放置0.5h后读取挥发油量,同时计算提取率。
将提取的莪术油收集于棕色小瓶中,加入适量无水硫酸钠除去残余水分,备用。
莪术油提取率见公式(3-1):
(公式3-1)
式中Y----为挥发油提取率;
v----为挥发油体积,mL;
m----为样品质量,g。
图3-1水蒸气蒸馏提取装置
3.2.2料液比的优化
将莪术粉碎过30目筛,取50g粉置于1000mL的圆底烧瓶中,分别加6、8、10、12倍水量,如上操作,调节温度保持微沸状态蒸馏足够时间至挥发油量不再增加,放置0.5h后读取挥发油量,同时计算提取率。
将提取的莪术油收集于棕色小瓶中,加入适量无水硫酸钠除去残余水分,备用。
3.2.3加热温度的优化
本实验主要采用水蒸气蒸馏法提取莪术油,但由于水蒸气蒸馏法受热温度较高,物料与水接触时间较长,有可能使挥发油的某些成分发生化学分解,如莪术二酮会不可逆地分解为莪术内脂,降低挥发油的质量,导致提取率较低,对其药理作用产生一定的影响,故控制好电热套的加热温度对莪术挥发油的提取至关重要。
将莪术粉碎过30目筛,取70g粉置于1000mL的圆底烧瓶中,加入8倍水量,分别维持电热套的加热温度为100℃、110℃、120℃、130℃如上操作,保持微沸状态蒸馏足够时间至挥发油量不再增加,放置0.5h后读取挥发油量,同时计算提取率,并观察挥发油的颜色。
将提取的莪术油收集于棕色小瓶中,加入适量无水硫酸钠除去残余水分,备用。
3.3复方精油抗菌实验方法
3.3.1复方精油的组方成分
参考市场上几种复方莪术油的配比及经文献调研初步固定部分精油的配比为藿香油(2%)茶树油(2%)欧薄荷油(2%)迷迭香油(1%)尤加利油(1%)天竺葵油(1%)柠檬草油(1%),在配置过程中,仅改变莪术油和橄榄油的含量,橄榄油作为基础油视为无关变量,随莪术油含量的改变而改变,最终使所有精油含量和为100%。
当复方精油复合后,应用强力搅拌机搅拌以混合均匀,备用。
表3-1所用植物精油基本情况
种Species
科Family
属Cenus
主要有效成分
主要作用
莪术
姜科
姜黄属
莪术油、姜黄素及多糖类成分
抗菌抗炎、抗病毒、抗肿瘤、益智和延缓衰老
Curcumazedoaria(Christm.)Rosc
gingiberifamilia
Turmeric
广藿香
唇形科
-
黄酮类成分、广藿香醇、广藿香酮
抗炎镇痛解热、抗病原微生物,保护胃肠运动[11-12]
Pogostemoncablin
Labiatae
-
橄榄
橄榄科
橄榄属
单不饱和脂肪酸
对皮肤无刺激性,有利于伤口愈合创面恢复,防止皮肤粗糙[13]
Canariumalbum(Lour.)Raeusch
Ramusoliueuirentis
Canariumindicum
茶树
桃金娘科
白千层属
挥发油、三萜、鞣质、脂肪酸等
抗菌、抗炎、除螨、
镇咳、抗氧化、抗肿瘤[14]
Camelliasinensis(L.)O.Ktze.
Myrtaceae
Melaleuca
迷迭香
唇形科
-
萜烯类、二萜酚类酚酸类和黄酮类
抗氧化、抗病毒、抗菌抗炎、抗血栓[15]
Rosmarinusofficinalis
Labiatae
-
尤加利
桃金娘科
-
桉油醇、芳香烯、樟脑、茴香萜、柚油萜
促进新组织构建、降低体温、抗病毒、改善偏头痛[16]
Eucalyptus
Myrtaceae
-
柠檬草
禾本科
香茅属
柠檬醛、香叶醛、橙花醛、香叶醇
抗炎、止痛、杀菌、防虫以及调节消化系统、循环系统和中枢神经系统的作用[17]
Cymbopogoncitratus(DC.)Stapf.
Apiaceae
Lemongrassgenus
欧薄荷
唇形科
薄荷属
胡薄荷醇、薄荷脑和薄荷酮
镇痛、止痒作用、抗病毒、杀菌、利胆、止咳作用[18]
Peppermint
Labiatae
Menthaspicata
天竺葵
牻牛儿苗科
天竺葵属
香茅醇,a一旅烯,芳樟醇
抗菌、驱蚊、对螨虫有驱避作用[19]
Pelargoniumhortorum
Geraniaceae
Pelargoniumappendiculatum
3.3.2抗菌实验准备
3.3.2.1仪器准备
将培养皿、试管、移液管、枪头、滤纸片(5mm)、玻璃棒、接种环、涂布棒、镊子等用牛皮纸包裹后放置于立式压力蒸汽灭菌器中进行湿热高压灭菌(121℃,30min)后备用。
3.3.2.2培养基准备
在本实验中应用的主要培养基为:
营养琼脂培养基和营养肉汤培养基。
营养琼脂培养基用于血琼脂基础和传代;营养肉汤培养基用于一般细菌培养、转种、复壮、增菌等。
具体成分和配制方法见表3-2。
表3-2培养基的分类和配制方法
名称
成分
使用方法
营养琼脂培养基
蛋白胨10.0g;牛肉3.0g;粉:
5.0g;氯化钠5.0g;琼脂15.0g;PH值7.3±0.1
称取本品3.3克,加热搅拌溶解于100mL蒸馏水中,用牛皮纸封口,121℃高压灭菌15min,待温度降至70℃以下装置高温灭菌的培养皿和试管中,经冷却后作为固体培养基和斜面培养基用。
营养肉汤培养基
蛋白胨10.0g;牛肉浸粉3.0g;氯化钠5.0g;pH值7.2±0.2
称取本品18.0g,加热溶解于1000mL蒸馏水中,分别装于三角瓶或试管,用牛皮纸封口,121℃高压灭菌15min后装置高温灭菌的试管中密封待用。
注:
配置好的培养基应用两层牛皮纸封口包好,以避免杂菌的污染。
3.3.2.3菌悬液准备
金黄色葡萄球菌:
为革兰氏阳性细菌,金黄色,球型,直径0.8µm左右,显微镜下排列成葡萄串状。
是儿童中最常见的致病菌,是毛囊炎、烫伤样皮肤综合症、蜂窝组织炎及外科创伤感染的病因[20]。
大肠埃希氏菌:
为革兰氏阴性菌,短杆状且为兼性厌氧菌,直径1µm左右,周身鞭毛,能运动,无芽孢。
大肠杆菌常会引起腹泻、痢疾、头痛,发烧、恶心、呕吐等症状[21-22]。
曲霉菌:
常见的为黄曲霉菌,其菌落生长较快,结构疏松,不同的曲霉菌有不同的形状和颜色,大多为表面灰绿色,背面无色或略呈褐色,曲霉菌常导致角膜炎和眼内炎,偶见引起巩膜炎、结膜炎及泪囊炎[23-24]。
本实验所用到的细菌或真菌的菌种,已经采用平板分区划线法分离培养保存于微生物实验室中。
制作菌悬液时,首先配置好营养肉汤培养基,121℃高压蒸汽灭菌30min,其余玻璃器皿等121℃干热灭菌30min。
灭菌完毕,取出营养肉汤,待稍冷后,于超净工作台中,点燃酒精灯,用已经高温灭菌的接种环于酒精灯上灼烧2~3s,待冷却后,在相应细菌的培养基中挑取2~3个单个菌落放入营养肉汤中,稍振摇,瓶口在酒精灯外焰处旋转一圈,密塞,于恒温水浴振荡器中37℃振荡培养24h,即得大肠杆菌菌悬液,金黄色葡萄球菌菌悬液,曲霉菌悬液。
放入冰箱中于4℃保存备用。
3.3.3抑菌圈实验
涂布棒、玻璃培养皿、枪头、烧杯、试管等用牛皮纸包好,高温灭菌。
灭菌完毕后,于超净工作台中,点燃酒精灯(注:
接种环必须经过酒精灯高温灼烧待冷却后方可接触菌液,避免温度过高使供试菌失活)。
配置少量营养肉汤供稀释菌液使用,用微量移液枪吸取定量菌悬液于试管中,再加入营养肉汤将菌液稀释10倍,摇匀,吸取100µL稀释液置于营养琼脂培养基中央,并用涂布棒均匀涂布于培养基四周以确保细菌能均匀生长;然后用镊子夹取5mm的圆形滤纸片平整地贴放于培养基中,一个培养基中贴放4~5片滤纸片;再用移液枪移取若干已配置好的不同比例的复方莪术油样品或各种单方精油5µL滴加在滤纸片上,待精油被滤纸充分吸收后,将培养基倒平板移至37℃的恒温箱中培养24h后观察实验结果,并用游标卡尺测量抑菌圈的大小。
抑菌圈大小与抑菌活性、敏感程度的关系如表3-3。
每种单方精油以及每份不同比例的复方莪主油重复试验3次,记录数据。
表3-3抑菌圈大小与抑菌活性敏感程度的关系
抑菌圈直径(mm)
抑菌活性
敏感程度
≤7.0
-
无菌作用
7.0~9.0
+
低度敏感
10.0~15.0
++
中度敏感
≥15.0
+++
高度敏感
3.4复方莪术油的质量评价
3.4.1外观性状
取3个批次起最佳抑菌作用的复方莪术油5mL于透明的胶管中,观察并记录其外观性状、黏度等方面,并对其进行描述。
3.4.2离心实验
取适量复合精油微乳液,分别置于离心管中,3000r/min下离心15min后取出,观察复合精油是否出现分层或浑浊现象。
3.4.3体验反馈
将复方配置好的莪术精油装于5mL的透明胶管中,邀请20个易被蚊虫叮咬的同学协助,分两组,每组10人,A组为用药组即被咬后涂抹复方莪术油,B组为空白对照组即被咬后涂抹蒸馏水,并请求他们配合在使用前用工具尺测出被蚊虫叮咬肿了的部分的直径大小以及使用复方莪术油1min、2min、3min后的直径大小,记录数据。
4实验结果
4.1莪术鉴别和检查结果
4.1.1莪术的性状鉴别
经观察本实验使用的莪术呈类圆形或卵形的厚片。
外表皮灰黄色至灰棕色,有时可见环节或须根痕。
切面黄绿色,偶有黄棕色,内皮层环纹明显,散在“筋脉”小点,对光观察晶莹剔透,有光泽,气微香,味微苦而辛。
因此判断本实验使用的莪术为广西莪术。
且经我校中药学院王长福教授鉴定为广西莪术。
4.1.2莪术的定性鉴别结果
莪术横切面在紫外光灯下观察显淡紫色荧光;在紫外光灯下,莪术水浸液显蓝紫色荧光,2mol/LNaOH浸出液显浅黄色荧光,2mol/LHCL浸出显深褐色荧光。
4.1.3莪术紫外检查结果
表4-1广西莪术的吸光度检查结果
广西莪术
吸光度A
1
1.052
2
0.948
3
0.935
4
0.972
5
0.998
由测定结果可知,广西莪术的吸光度均不低于0.45,符合《中国药典》对莪术吸光度的规定,判断广西莪术为合格品。
4.2莪术油的制备及优化结果
4.2.1粒径的优化结果
表4-2粉碎度对提取率的影响
水平(目)
得油量(mL)
提取率(%)
10
0.76
1.09
20
1.01
1.44
30
1.28
1.83
40
1.25
1.78
实验结果如表4-2所示。
实验表明粉碎10目提取率为1.09%,20目提取率为1.44%,30目提取率为1.83%,40目提取率为1.78%,在实验过程发现药材适当的粉碎有利于提到挥发油的提取率,但若粉碎得过细,底部越容易烧焦,且会产生较多的泡沫影响挥发油的质量。
故在优化过程中莪术粉碎过筛应选择30目筛。
4.2.2料液比的优化结果
表4-3投料比对提取率的影响
料液比
得油量(mL)
提取率(%)
1:
6
0.45
0.90
1:
8
0.89
1.78
1:
10
0.88
1.76
1:
12
0.87
1.74
注:
1:
6指1g的莪术粉加入6倍的水量,1:
8、1:
10、1:
12亦如此。
实验结果如表4-3所示,实验表明料液比为1:
6时的提
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