野胡蘿卜花揮發油成分分析及生物活性研究

李 美 邵鄰相 徐玲玲 成文召 高海濤 丁 晴

(浙江師范大學化學與生命科學學院，金華 321004)

野胡蘿卜花揮發油成分分析及生物活性研究

李 美 邵鄰相 徐玲玲 成文召 高海濤 丁 晴

(浙江師范大學化學與生命科學學院，金華 321004)

分析野胡蘿卜花揮發油的成分及檢測其生物活性。采用GC/MS分析野胡蘿卜花揮發油的成分，比濁法檢測細菌活性，MTT法檢測細胞活力。從野胡蘿卜花揮發油中鑒定出31種化合物，以β－紅沒藥烯為主要成分，占到63.06%。高質量濃度(30 g/L)的野胡蘿卜花揮發油作用鮑曼不動桿菌24 h的抑制率為33.12%。野胡蘿卜花揮發油作用人肝癌 HuH7 細胞 6、12、24 h 的 IC50分別是 122.99、132.25、46.20 mg/L，作用人肺癌 NCI－H446 細胞6、12、24 h 的 IC50是244.82、113.13、61.76 mg/L。野胡蘿卜花揮發油主要成分是 β －紅沒藥烯等萜類化合物，具有抗菌抑癌的作用。

野胡蘿卜 揮發油 GC/MS 抑菌活性 抑癌活性

近年來，植物揮發油因具有多種生物活性［1－4］而備受關注。野胡蘿卜(Daucus carota Linn.)，又名鶴虱草，山蘿卜，在我國各省均有分布。據文獻報道，野胡蘿卜揮發油具有改善認知功能障礙［5］、毒殺蚊幼蟲［6］、抑菌［7］的作用。Staniszewska 等［8］研究表明枯草芽胞桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌對野胡蘿卜揮發油敏感，而銅綠假單胞菌、擴展青霉菌則不敏感。Rossi等［9］研究表明野胡蘿卜揮發油對空腸彎曲菌的生長有抑制作用，甲基異丁香酚和欖香烯是其主要抑菌成分。除此之外，野胡蘿卜揮發油還有抗腫瘤活性，Zeinab等［10］研究表明其能抑制藥物誘發的小鼠皮膚乳頭狀瘤生長。但有關野胡蘿卜揮發油體外抑制癌細胞作用方面的研究鮮見報道。本試驗旨在分析野胡蘿卜花揮發油化學成分，研究其對體外菌株和癌細胞增殖的影響，為野胡蘿卜的開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮑曼不動桿菌:浙江金華市中心醫院;人肺癌NCI－H446和肝癌HuH7細胞:中國科學院上海細胞生物研究所;新生牛血清:杭州四季青生物工程有限公司;DMEM培養基、RPMI1640培養基、胰蛋白酶:Gibco公司;吐溫－80、二甲基四氮唑鹽(MTT)、二甲基亞砜(DMSO):Sigma公司。

QP5050A型氣相色譜－質譜聯用儀:日本島津公司;3111型CO2細胞培養箱、1500型全自動酶聯免疫檢測儀:美國熱電公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 野胡蘿卜花揮發油的提取

取野生的野胡蘿卜花晾干、粉碎后，采用水蒸氣蒸餾法提取揮發油，無水硫酸鈉干燥，過濾滅菌后，以吐溫－80為助溶劑采用文獻［11］的方法配成母液放于4℃冰箱保存備用。

1.2.2 GC/MS 分析條件

色譜柱:VF－Wax石英毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm);初始溫度:60 ℃(保持2 min)升至250℃(保持10 min);升溫速度:15℃/min;汽化溫度:230℃;載氣(流量):He(1.0 mL/min);分流比:200∶1;進樣量:1.0 μL。

質譜檢測器:EI電離源、源溫200℃、電離電壓70 eV;質譜標準庫:NIST庫。

1.2.3 比濁法測定揮發油的抗菌活性

96孔板每孔接種濃度為2×103個/mL菌液100 μL，然后加入不同濃度的揮發油溶液100 μL，使其質量濃度分別為0、10、15、30 g/L。置于37℃恒溫培養箱中培養24 h后，酶標儀600 nm下測定OD值。以僅加培養基的孔調零，并設置溶劑吐溫－80組，每組設4個平行孔，按下式計算抑菌率。抑菌率=(吐溫－80組OD值－試驗組OD值)/吐溫－80組OD值×100%。

1.2.4 MTT檢測揮發油對癌細胞增殖的影響

取對數生長期的細胞，以1×105個/mL的濃度，每孔90 μL接種到96孔板中。接種12 h后，再加入90 μL 揮發油溶液，使其質量濃度分別為0、12.5、25、50、100、200、400 mg/L。分別繼續培養 6、12、24 h后，加入5 mg/mL的MTT 20 μL。待反應4 h后，吸棄培養基，每孔加150 μL DMSO，避光振蕩15 min，至結晶完全溶解。酶標儀在570 nm波長下測定OD值。以加等體積培養基處理的孔調零，并設置溶劑吐溫－80組，每組設6個平行孔，按下式計算抑制率。腫瘤細胞生長抑制率=(吐溫－80組OD值－試驗組OD值)/吐溫－80組OD值×100%。1.2.5 統計方法

使用 Microsoft Excel和 SPSS12.0統計軟件分析，結果以珋x±s表示。

2 結果與分析

2.1 野胡蘿卜花揮發油成分分析結果

野胡蘿卜花揮發油經GC/MS分析得到總離子流圖，如圖1所示。結果共檢出31種成分，主要為萜類化合物，占總峰面積的的99.97%。其中共分離得到倍半萜及其衍生物14種，占總揮發油的80.88%;單萜及其衍生物共14種，占4.85%;除此之外的3種化合物占14.24%。從表1中可以看出野胡蘿卜花揮發油的主要化學成分為萜烯類化合物，含量最高的是β－紅沒藥烯(β－Bisabolene)，其質量分數為63.06%。其次是13.65%的 α－細辛腦(α－Asarone)，5.71%的4(14)，11 － 桉葉二烯(Eudesma－4(14)，11 － diene)，5.26% 的 Z，Z，Z －1，5，9，9 － 四甲基 －1，4，7，－ 環十一(1，4，7 － Cycloundecatriene，1，5，9，9 － tetramethyl－ ，Z，Z，Z － )，2.55%的 1R －α－蒎烯(1R－α－pinene)，2.21%的胡蘿卜次醇(Carotol)。石竹烯(Caryophyllene)和β－倍半水芹烯(β－Sesquiphellandrene)的質量分數也在1%以上。

圖1 野胡蘿卜花揮發油化學成分總離子流圖

表1 野胡蘿卜花揮發油化學成分及相對含量

2.2 野胡蘿卜花揮發油對鮑曼不動桿菌增殖的影響

野胡蘿卜花揮發油對鮑曼不動桿菌增殖的影響見表2。與正常對照組相比，試驗組與吐溫－80組的OD值均顯著減小(P＜0.05)。所以計算抑菌率時，以吐溫－80組為對照。與吐溫－80組相比，30 g/L野胡蘿卜花揮發油組OD值顯著減小(P＜0.05)。經計算，質量濃度為 10，15，30 g/L 的野胡蘿卜花揮發油作用鮑曼不動桿菌24 h后，抑制率分別為 1.85%，12.10%，33.12%。可以看出，濃度低的野胡蘿卜花揮發油對鮑曼不動桿菌的增殖無影響，濃度高時可以抑制其增殖。

表2 野胡蘿卜花揮發油對鮑曼不動桿菌增殖的影響(珋x±s，n=4)

2.3 野胡蘿卜花揮發油對癌細胞活力的影響

如圖2所示，野胡蘿卜花揮發油質量濃度為12.5，25，50，100，200，400 mg/L 時，其作用人肺癌HuH7細胞 12 h后的抑制率分別為 24.35%，23.67%，31.06%，52.42%，76.09%，93.82%。100 mg/L的揮發油作用HuH7細胞6，12，24 h后的抑制率為48.48%，52.42%，97.13%。隨著濃度的增大和作用時間的延長，抑制率均增大。

圖2 野胡蘿卜花揮發油對人肝癌HuH7細胞增殖的抑制作用

從圖3可以看出，野胡蘿卜花揮發油作用NCIH446細胞時，表現出同樣的規律。野胡蘿卜花揮發油作用人肝癌HuH7細胞6、12、24 h的 IC50分別是122.99、132.25、46.20 mg/L，其作用人肺癌 NCI －H446 細胞 6、12、24 h 的 IC50分別是 244.82、113.13、61.76 mg/L。

圖3 野胡蘿卜花揮發油對人肺癌NCI－H446細胞增殖的抑制作用

結果表明，野胡蘿卜花揮發油能夠抑制人肺癌NCI－H446和肝癌HuH7癌細胞的增殖，并表現出一定的時間和濃度依賴性。

3 討論與結論

野胡蘿卜花揮發油的主要成分為β－紅沒藥烯、α －細辛腦、4(14)，11 － 桉葉二烯、Z，Z，Z －1，5，9，9－四甲基－1，4，7，－環十一碳三烯、蒎烯、胡蘿卜次醇、石竹烯，其中4(14)，11 － 桉葉二烯和 Z，Z，Z－1，5，9，9 －四甲基 －1，4，7，－ 環十一碳三烯尚屬野胡蘿卜揮發油中首次報道。文獻報道的野胡蘿卜揮發油的主要成分欖香烯、芹子烯、大根香葉烯，未在樣品中檢出［9，12－13］。野胡蘿卜花揮發油中含量最高是β－紅沒藥烯，與湖北產的南鶴虱揮發油相似［12］。樣品的產地、采收季節及貯藏條件的不同，或測試條件的不同，可能造成野胡蘿卜揮發油的主要成分存在上述差異。野胡蘿卜花揮發油中的α－細辛腦具有降血脂、利膽、止咳的功效［14］，蒎烯具有抑菌的活性［15］。

抑菌試驗表明，低濃度野胡蘿卜花揮發油對鮑曼不動桿菌增殖的影響不明顯，當質量濃度大于15 g/L時表現出抑菌作用。野胡蘿卜花揮發油質量濃度大于200 mg/L時對HuH7和NCI－H446細胞的抑制率均大于50%，表現出較強的抑癌活性。揮發油作為典型的親脂性物質，可以破壞細胞膜，引發膜內一系列的改變，影響細菌、細胞正常的增殖，表現出一定的抗菌抑癌活性。

野胡蘿卜花揮發油的主要成分是萜類化合物，具有抗菌抑癌的作用。本試驗為野胡蘿卜的開發利用以及野胡蘿卜揮發油的臨床應用提供了一定的科學依據。

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Study on Constituents and Biological Activity of Volatile Oil from Umbels of Daucus Carota Linn

Li Mei Shao Linxiang Xu Lingling Cheng Wenzhao Gao Haitao Ding Qing
(College of Chemistry and Life Science，Zhejiang Normal University，Jinhua 321004)

To analyse constituents and determine the biological activity of the volatile oil from umbels of daucus carota linn.，chemical constituents was analyzed by GC/MS，the vitality of bacteria was assayed with nephelometry method and the vitality of cancer cell was evaluated by MTT assay.31 compositions were identified and the mian compound was β － bisabolene accounting for 63.06%of the total oil.The inhibition rate of the oil against acinetobacter baumanii for 24 h was 33.12%at high concentration of 30 g/L.The IC50of the oil on hepatocellular carcinoma HuH7 cells for 6，12，24 h were 122.99，132.25，46.20 mg/L and the IC50on human lung cancer cell line NCI－ H446 were 244.82，113.13，61.76 mg/L.The mian constituents of volatile oil from umbels of daucus carota linn.were terpenes such as β － bisabolene and the oil had antibacterial and anticancer activities.

daucus carota linn，volatile oil，GC/MS，antibacterial activity，anticancer activity

Q949.95

A

1003－0174(2012)09－0112－04

2011－12－12

李美，女，1985年出生，碩士，細胞生物學

邵鄰相，男，1962年出生，教授，碩士生導師，細胞生物學