微生物
细菌
使用Escherichia coli(大肠杆菌)ATCC 25922、Pseudomonas aeruginosa(铜绿假单胞菌)ATCC 9027和Staphylococcus aureus(金黄色葡萄球菌)ATCC 25923。所有培养物在含有20%甘油的胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)中于-70°C保存,并在37°C下培养24小时以获得亚培养物,随后将亚培养物接种于胰蛋白酶大豆琼脂(TSA)上,于37°C培养24小时。工作培养物由亚培养物在Mueller-Hinton肉汤中于37°C培养4小时制备,并使用0.5麦氏浊度标准(Biomérieux Inc.)调整至1.5x10^8 CFU/ml的浓度。
真菌
Candida albicans(白色念珠菌)CMPUJH022在含有20%甘油的Oxoid麦芽提取肉汤(英国Basingstoke,Hampshire)中于-70°C保存,并在麦芽提取物中于37°C培养24小时以获得亚培养物,随后将亚培养物接种于Sabouraud琼脂(Merck,德国)上,于37°C培养24小时。工作培养物由亚培养物在Sabouraud琼脂上于37°C培养4小时制备,并使用0.5麦氏浊度标准(Biomérieux Inc.,法国Craponne)调整至1.5x10^8 CFU/ml的浓度。
Aspergillus niger(黑曲霉)ATCC 16404在Sabouraud琼脂上于25°C培养5天。使用2毫升无菌生理盐水从该培养物中回收分生孢子,并分装成100微升以备后用。为获得单孢子培养物,将100μl分生孢子溶液大量接种于Sabouraud琼脂上,然后,将滤纸片(5毫米)置于琼脂上,并在25°C下培养5天。
气相色谱法(GC-FID)
精油的气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)分析在3900气相色谱仪(Varian,荷兰)上进行,配备火焰离子化检测器。使用的色谱柱是Elite 5 MS柱(30 m x 0.25 mm x 0.25μm)(Perkin Elmer,荷兰)。使用氦气作为载气,流速为1mL/min。柱温箱程序初始为50°C保持2分钟,以4°C/min的速率升至160°C保持5分钟,以8°C/min的速率升至220°C保持2分钟,以15°C/min的速率升至280°C保持5分钟。进样口和火焰离子化检测器温度分别为250°C和290°C。每份精油注射1μL,分流比为1:200。
质谱分析(GC-MS)
GC-MS分析使用Agilent Technologies-6850 Series II气相色谱仪(GC),配备DB-5MS(5%苯基甲基聚硅氧烷)柱(60 m x 0.25 mm x 0.25μm)(Agilent Tech.,USA)和HP-INNOWAX柱(60 m x极0.25 mm x 0.25μm)(Agilent Tech.,USA),并配备Agilent 5975B质谱选择性(MS)检测器,在全扫描模式下使用,以监测质量单位从30到500 m/z,电子轰击能量为70 eV。使用氦气作为载气,流速为1 mL/min。进样口和检测器温度分别为250°C和230°C。四极杆温度为150°C。使用DB-5MS柱时的DB-5MS柱温箱程序为:第一分钟120°C,然后以5°C/min升至250°C保持5分钟,以30°C/min升至320°C保持5分钟,最后300°C保持5分钟。使用HP-INNOWAX柱时的柱温箱程序为:第一分钟60°C,然后以6°C/min升至220°C;最后220°C保持3分钟。每份精油注射1μL,分流比为1:200,水馏液的注射制备前文已说明。
水馏液气相中化合物的同时提取和浓缩使用顶空固相微萃取(HS-SPME)技术进行,使用一根涂有65μm厚PDMS/DVB的熔融石英纤维,购自Supelco(美国宾夕法尼亚州Bellefonte)。色谱分析使用先前使用的相同色谱仪、色谱柱和条件进行,except进样以不分流模式使用SPME装置(美国宾夕法尼亚州Bellefonte)进行。
精油和水馏液成分的鉴定通过将质谱与NIST库中报道的质谱进行比较,以及与正构烷烃相关的保留指数(由Adams报道的)以及其他文献数据进行比对来完成。
ABTS自由基清除活性
通过评估2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)自由基清除活性来测定精油和水馏液的抗氧化活性,如Re等人所述。从Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)获得的ABTS自由基是通过将20 mg/l ABTS与2.5 mg/l过硫酸钾(K₂S₂O₈)(Sigma-Aldrich,美国密苏里州圣路易斯)在去离子水中混合,在黑暗中于室温下保持16小时制备的。其在740 nm处的吸光度调整至0.73。首先,为每个样品制备6个连续的2倍稀释系列,以确定其最佳浓度范围,并继续使用4个稀释范围。这些稀释液使用乙醇制备,将每种稀释液10μl加入240μl ABTS中。然后,分别为百里香和迷迭香精油定义了2倍浓度范围;0.75至6和250至2000μL/L。每个实验在不同的时间进行三次重复。读取740 nm处的初始吸光度,然后每5分钟读取一次,总共120分钟。使用公式(%)=[(A₀-A)/A₀]x 100计算抑制百分比,其中A₀是对照吸光度(即不含样品的ABTS),A是含样品的ABTS在t时间的吸光度。通过计算抑制百分比对样品浓度作图,得到使ABTS减少50%所需的样品浓度(IC₅₀)。使用从Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)购买的Trolox(6-羟基-2,5,7,8-四甲基色满-2-羧酸)作为合成抗氧化剂参考。
抗菌活性测定
微孔稀释法
采用带有BIOSCREEN C微生物生长分析仪(Labsystems,芬兰赫尔辛基)的微孔稀释法,如Medina等人所述,用于确定对Escherichia coli(大肠杆菌)、Pseudomonas aeruginosa(铜绿假单胞菌)、Staphylococcus aureus(金黄色葡萄球菌)和Candida albicans(白色念珠菌)的抗菌活性。BIOSCREEN C报告光密度,代表细胞生长引起的浊度。制备150μl细菌溶液(细菌使用Mueller-Hinton肉汤(MHB),C.albicans使用麦芽提取物(Oxoid Ltd,英国Basingstoke,Hampshire)),其中包含工作培养物(制备方法如前所述),然后加入150μl每种精油和水馏液样品的稀释液(使用二甲基亚砜(DMSO-Sigma-Aldrich,美国密苏里州圣路易斯)制备)。
使用三个含有300μl单独MHB的孔作为阴性对照,另外三个孔作为阳性对照,其中对E.coli(大肠杆菌)和P.aeruginosa(铜绿假单胞菌)使用庆大霉素(Oxoid Ltd)(100μg/ml),对S.aureus(金黄色葡萄球菌)使用万古霉素(Oxoid Ltd)(100μg/ml),对A.niger(黑曲霉)使用伏立康唑(Sigma-Aldrich,美国圣路易斯)(10μg/ml),对C.albicans(白色念珠菌)使用两性霉素B(Sigma-Aldrich,美国圣路易斯)(1250μg/ml)。
最后,通过将每种测试溶液5μl倒入培养皿中,于37°C培养24小时(针对E.coli、P.aeruginosa、S.aureus和C.albicans),并应用噻唑蓝四唑溴化物[3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化物](MTT,Sigma Aldrich,美国密苏里州圣路易斯)测定法评估细胞活力(如Mosmann所述),来确认最低杀菌浓度(MBC)和最低抑菌浓度(MFC)。每个实验在不同的时间进行三次重复。
琼脂稀释法
使用琼脂稀释法确定精油和水馏液对Aspergillus niger(黑曲霉)的最低抑菌浓度(MFC),如Hammer等人所述,并进行了修改。将马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基与连续稀释的精油和水馏液在极30°C下制备;在其凝固之前,倒入小培养皿中。然后,将一片带有A.niger(黑曲霉)单孢子培养物(如前所述制备)的圆片置于培养皿中心,并在25°C下培养极5天。MFC定义为无生长的最低浓度。每个assay重复三次,每次三个重复。定义MFC的平均值。用单独PDA制备三个阴性对照,并用伏立康唑10μg/ml制备三个阳性对照。用于精油和水馏液的浓度范围与微孔稀释法中使用的相同。
统计分析
进行方差分析,并使用SPSS 11程序通过单因素方差分析(ANOVA)评估变量间差异的显著性。P<0.01的差异被认为具有统计学意义。