本發(fā)明涉及環(huán)境微生物技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及大花薔薇酮A在防治黃曲霉和/或黃曲霉毒素污染中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
黃曲霉(Aspergillus flavus)是一種常見的絲狀土壤腐生真菌,也是一種危害極大的病原菌,易于侵染植物、動物和人。黃曲霉易導(dǎo)致許多重要農(nóng)作物發(fā)病,如玉米穗腐病、花生曲霉病和棉花棉鈴腐爛等,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。黃曲霉也易使人和動物患上曲霉病,影響健康,嚴(yán)重時還會導(dǎo)致死亡。
黃曲霉毒素(Aflatoxins,AFs)是主要由黃曲霉和寄生曲霉等產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物,具有急慢性毒性、致癌性、致突變性和致畸性,對人及動物肝臟組織具有破壞作用,嚴(yán)重時可導(dǎo)致肝癌甚至死亡,是迄今發(fā)現(xiàn)的各種真菌毒素中最穩(wěn)定和最毒的一種。AFs為一類基本結(jié)構(gòu)為二呋喃環(huán)和香豆素的聚酮化合物,目前分離鑒定的已超過20種,主要為AFB1(Aflatoxin B1)、AFB2、AFG1、AFG2等,其中AFB1污染最為常見,毒性最強(qiáng),是氰化鉀的10倍,砒霜的68倍,被世界衛(wèi)生組織定義為Ⅰ類可能致癌物,是世界公認(rèn)的三大強(qiáng)致癌物之一。
AFs污染是一個普遍的現(xiàn)象,主要污染花生、玉米、大米等糧食和糧食制品、堅(jiān)果、植物油、乳制品、調(diào)味品、飼料及中藥材等,其中以花生和玉米污染最為嚴(yán)重。AFs污染已對食品藥品安全和農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值產(chǎn)生嚴(yán)重影響,已成為一項(xiàng)全球性的社會和經(jīng)濟(jì)問題。為了保證食品藥品安全,降低AFs對人類的危害,很多國家和地區(qū)都對AFs做出了嚴(yán)格的限量規(guī)定。黃曲霉毒素的污染源頭在于產(chǎn)毒真菌,消除產(chǎn)毒真菌是控制黃曲霉毒素污染的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,提供大花薔薇酮A在防治黃曲霉和/或黃曲霉毒素污染中的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
式(I)所述化合物及其外消旋混合物、對映體、非對映體或者其藥學(xué)上可接受的鹽或酯在抑制和/或殺死黃曲霉中的應(yīng)用,式(I)的結(jié)構(gòu)式為:
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本發(fā)明的化合物大花薔薇A為假鷹爪屬植物的葉片的醇提取物經(jīng)柱層析后采用制備液相色譜分離制備獲得,所述化合物為5-乙?;?6-苯甲酰基氧甲基-5H-氧雜4-酮(大花薔薇酮A),將所述化合物加入到接種黃曲霉孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)或馬鈴薯葡萄糖肉湯培養(yǎng)基(PDB)中,均能抑制黃曲霉的生長,將所述的化合物加入到如飼料等樣品中,能抑制黃曲霉的生長,降低黃曲霉和/或黃曲霉毒素污染。
優(yōu)選地,所述假鷹爪屬植物選自假鷹爪(Desmos chinensi)、毛葉假鷹爪(D. dumosus)、大葉假鷹爪(D. grandifolius)或云南假鷹爪(D. yunnanensis)。
本發(fā)明還提供式(I)所述化合物及其外消旋混合物、對映體、非對映體或者其藥學(xué)上可接受的鹽或酯在制備抑制和/或殺死黃曲霉的藥劑中的應(yīng)用,式(I)的結(jié)構(gòu)式為:
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本發(fā)明還提供式(I)所述化合物及其外消旋混合物、對映體、非對映體或者其藥學(xué)上可接受的鹽或酯在防治黃曲霉毒素污染中的應(yīng)用,式(I)的結(jié)構(gòu)式為:
。
優(yōu)選地,上述應(yīng)用中,式(I)所述化合物的用量為不少于0.05mg/105個黃曲霉孢子。
更優(yōu)選地,當(dāng)PDB中孢子濃度為105個/mL時,最小抑菌濃度為0.05mg/mL。
更優(yōu)選地,當(dāng)PDB中孢子濃度為105個/mL時,最小殺菌濃度為0.4 mg/mL。
更優(yōu)選地,當(dāng)PDA中孢子濃度為105個/mL時,化合物起抑菌作用的最少用量為100 μg。
本發(fā)明還提供一種用于抑制黃曲霉生長和/或降低黃曲霉毒素污染的方法,即將式(I)所述化合物噴灑到需要進(jìn)行黃曲霉防治的對象上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明所述化合物加入到接種黃曲霉孢子的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)或馬鈴薯葡萄糖肉湯培養(yǎng)基(PDB)中,均能抑制黃曲霉的生長,將所述的化合物加入到如飼料、涂料等樣品中,能抑制黃曲霉的生長,降低黃曲霉和/或黃曲霉毒素污染;本化合物來自天然植物資源,將該化合物用于防治黃曲霉和/或黃曲霉毒素污染具有環(huán)境友好,作用效果明顯,效果理想等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明對發(fā)展預(yù)防控制AFs污染的有效方法與技術(shù)具有重要的理論和實(shí)際價值。
附圖說明
圖1是化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。
圖2是化合物的紫外光譜圖。
圖3是化合物的一級質(zhì)譜圖。
圖4是化合物銨加合離子峰的二級質(zhì)譜圖。
圖5是化合物的 1H-NMR圖譜(CD3OD)。
圖6是化合物的 13C-NMR圖譜(CD3OD)。
圖7是化合物的 DEPT圖譜(CD3OD)。
圖8是化合物的COSY圖譜(CD3OD)。
圖9是化合物的 HSQC圖譜(CD3OD)。
圖10是化合物的HMBC圖譜(CD3OD) 。
圖11是化合物的圓二色譜圖(甲醇)。
圖12是化合物的最小抑菌濃度實(shí)驗(yàn)圖。
圖13是化合物在PDB培養(yǎng)基中黃曲霉的生長情況圖。
圖14是取化合物在PDB培養(yǎng)基上培養(yǎng)黃曲霉2天后的溶液涂布在PDA培養(yǎng)基上菌的生長情況。
圖15是化合物在PDA培養(yǎng)基上的抑菌情況。
圖16是化合物在飼料中的抑菌情況。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容,但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下,對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的簡單修改或替換,均屬于本發(fā)明的范圍;若未特別指明,實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
實(shí)施例1化合物的提取分離
(1)取假鷹爪植物葉片洗凈,晾干,用高速萬能粉碎機(jī)粉碎。
(2)取植物葉片粉末500 g,加無水乙醇4 L,超聲處理2 h,過濾,濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干后加少量二氯甲烷溶解;經(jīng)硅膠(200~300目)柱層析,以石油醚:乙酸乙酯(4:1)為洗脫劑洗脫,洗脫液循環(huán)使用。
(3)取硅膠柱層析的洗脫液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干,加少量甲醇溶解并用制備液相分離。
(4)以甲醇:水(50:50)為流動相;采用Marsh C18制備柱(50 × 700 mm,5 μm)為固定相。
(5)保持流速為80 mL/min;檢測波長為233 nm;色譜柱溫度為室溫;取0.3 mL待制備樣品注入制備液相儀。
(6)收集化合物所對應(yīng)色譜峰的洗脫液,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干,置-20℃保存(紫外光譜如圖2)。
實(shí)施例2化合物的鑒定
(1)取實(shí)施例1提取到的化合物用甲醇溶解,采用液相色譜-飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行一級質(zhì)譜分析(圖3),并取銨加合離子峰進(jìn)行二級質(zhì)譜分析(圖4)。
(2)根據(jù)液相色譜-飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用儀實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測化合物的分子式為C16H14O6,分子量為302。
(3)取化合物采用元素分析儀進(jìn)行元素分析,確認(rèn)化合物分子結(jié)構(gòu)中沒有N元素和S元素,且C元素和H元素的比例結(jié)果和高分辨質(zhì)譜推斷結(jié)果一致。
(4)取化合物,采用CD3OD作為溶解,進(jìn)行1H-NMR、1H-1HCOSY、13C-NMR、 DEPT、HSQC和HMBC等核磁共振試驗(yàn)(圖5~10),化合物的1H-NMR,13C-NMR,HMBC和COSY核磁共振譜結(jié)果(CD3OD)見表1,推測其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1。
(5)取化合物的甲醇溶液,用圓二色光譜儀測定其圓二色光譜值(圖11)。
實(shí)施例3化合物的最小抑菌濃度
(1)在馬鈴薯葡萄糖肉湯培養(yǎng)基(PDB)溶液(2.4 g/100 mL,pH值為5.1)中加入黃曲霉孢子,終濃度為105個/mL,往24孔板中加入含孢子的PDB,每孔為2 mL。
(2)在24孔板微孔中分別加入2 mg/mL的化合物甲醇溶液 100 μL,50 μL,25 μL,12 μL,6 μL,0,并以甲醇溶液100 μL,50 μL,25 μL,12 μL,6 μL,0為對照,每種濃度點(diǎn)兩個孔。
(3)于30℃避光靜置培養(yǎng)60 h,抑菌情況如圖12。加入化合物甲醇溶液50 μL及以上體積的微孔培養(yǎng)液澄清,無觀察到的黃曲霉生長,最小抑菌濃度為0.05 mg/mL。
實(shí)施例4化合物的最小殺菌濃度
(1)在馬鈴薯葡萄糖肉湯培養(yǎng)基(PDB)溶液(2.4 g/100 mL,pH值為5.1)中加入黃曲霉孢子,終濃度為105個/mL,往24孔板中加入含孢子的PDB,每孔為2 mL。
(2)在24孔板微孔中分別加入8 mg/mL的化合物甲醇溶液 200 μL,100 μL,50 μL,25 μL,并以甲醇溶液200 μL,100 μL,50 μL,25 μL為對照,每種濃度點(diǎn)兩個孔。
(3)于30℃避光靜置培養(yǎng)2d,分別取實(shí)驗(yàn)中沒有明顯黃曲霉生長的培養(yǎng)液各200 μL,涂布到新鮮的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)培養(yǎng)基上,30℃培養(yǎng)5 d觀察PDA培養(yǎng)基上黃曲霉生長情況,剩余的液體培養(yǎng)樣品繼續(xù)于30℃避光靜置培養(yǎng)5 d時觀察抑菌情況。在PDB培養(yǎng)基上培養(yǎng)共7 d和在PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)共5d的抑菌情況分別如圖13和14。加入化合物甲醇溶液100 μL及100 μL以上體積的培養(yǎng)液所對應(yīng)的PDA均未見黃曲霉生長,化合物的最小殺菌濃度為0.4 mg/mL。
實(shí)施例5化合物在固體培養(yǎng)基上的抑菌情況
往含黃曲霉孢子濃度為105個/mL的PDA培養(yǎng)基孔徑(7mm)內(nèi)加入2 mg/mL的化合物甲醇溶液 25 μL,50 μL,100 μL,并以甲醇溶液100 μL為對照,于30℃避光靜置培養(yǎng)2 d,抑菌情況分別如圖15,表明化合物具有明顯的抑制黃曲霉生長的活性。
實(shí)施例6化合物在飼料中的抑菌情況
(1)取黃曲霉孢子(103個/mL) 100 μL置15 mL水中,混勻,作為含黃曲霉孢子的水溶液;
(2)取50 mL錐形瓶四個,每瓶均加飼料各5 g,經(jīng)121 °C高壓滅菌15 min。往第一個錐形瓶直接加不含黃曲霉孢子的水1.5 mL作為陰性對照(1#),往剩余三個錐形瓶分別加黃曲霉孢子的水溶液1.5 mL,黃曲霉孢子的水溶液1.5 mL和甲醇100 μL,黃曲霉孢子的水溶液1.5 mL和化合物溶液(取化合物適量,用甲醇溶解并配制成濃度為8 mg/mL的溶液) 100 μL,混勻,作為陽性對照(2#)、溶劑對照(3#)、化合物樣品瓶(4#)。每組平行操作。
(3)密封錐形瓶口,室溫放置30 d后,抑菌情況分別如圖16。未接種黃曲霉孢子的陰性對照(1#)無黃曲霉生長,接種黃曲霉孢子的陽性對照(2#)和溶劑對照(3#)均有黃曲霉生長,而接種黃曲霉孢子且加入化合物的樣品瓶(4#)無黃曲霉生長,表明化合物添加到飼料中具有明顯的抑菌效果。