前言 :
由植物中萃取具有生物活性功效之成分,
為近年來天然物研究的重要發展方向之一。
Johnston 等人(2001)發現阿拉斯加黃(Chamaecyparis nootkatensis)心材精油對於Clostridium perfringen、Fusobacterium necrophorum、Actinomyces bovis 等厭氧性細菌(Anaerobic bacteria)以及Candida albican(病原真菌)具有良好的抑菌活性;
Kawamura 等人(2004)研究雲南石(Gmelinaarborea)心材抽出物的抗腐朽菌活性,發現心材抽出物中含有木酚素Gmelinol,具有抑制Trametesversicolor白腐菌生長的效果。
本土林木中亦存在許多天然物具有抗微生物的潛力,值得進一步研究與開發。
本土樹種土肉桂(Cinnamomumosmophloeum)的葉子精油經過抗細菌與抗腐朽菌活性評估後,試驗結果顯示土肉桂精油可以抑制細菌與腐朽菌的生(Changetal.,2001;Wang et al., 2005)。
臺灣杉(Taiwania cryptomerioidesHayata)心材的甲醇抽出物中,以乙酸乙酯可溶部具有較強的抗腐朽菌效果,並進一步證實Ferruginol、Savinin 和Taiwanin C等成分具有抗腐朽菌活性(Chang et al.,1999)。
台灣肖楠(Calocedrus macrolepis var.formosana)
為臺灣特有植物,屬名“Calocedrus”中之Calo及cedrus分別為“美麗”及“有樹脂樹木”的意思;
變種“formosana” 則為“臺灣產”的意思。
臺灣肖楠俗稱黃肉樹、黃肉仔、柏梔樹等,分佈於臺灣北部及中部,海拔約500 -900 m 的山區(郭寶章1995)。
臺灣肖楠因為材質優美而成為珍貴樹種,與紅檜、臺灣扁柏、臺灣杉及香杉合稱臺灣五木,材質具有極佳的抗白蟻性與耐腐朽性。
關於臺灣肖楠抽出成分之研究,最早的文獻記錄為Ichikawa於1932年分析臺灣肖楠材部精油,發現精油成分中含有約 95% 酸性成分,及 5% 酚類成分,顯示材部精油中含有多量的酸性物質如Shonanic acid(Ichikawa, 1932; 1934)。
國內林耀堂教授等人於1956年開始分析臺灣肖楠之抽出成分,由臺灣肖楠材部分離出29 種萜類化合物(Terpenoids);木酚素化合物(Lignans)則有7 種;3 種酚類化合物(Phenolic compounds);以及1 種類固醇(Steroid):β-Sitosterol,共計由材部分離出40種純化合物
(劉廣定、林耀堂,1964;鄭玉瑕、林凱春,1970;1971;張上鎮、尹華文,1993; Lo and Lin, 1956; Lin et al., 1956; 1961;Lin et al., 1960; Cheng et al., 1961; Lin et al.,1963; Lin and Liu, 1963; Lin and Liu, 1965;Fang et al., 1985; 1987; 1990)。
而由臺灣肖楠樹皮分離之化合物僅有4 種二萜類化合物:
6α-Hydroxyl-7-oxo-ferruginol, Sugiol, Ferruginol,
Xanthoperol;1種類固醇 β-Sitosterol以及1種脂肪酸 Lignoceric acid(Kuo et al., 1975; Linet al., 1975)。
Fang等人(1989a; 1989b)曾由臺灣肖楠葉部分離出8 種萜類化合物以及3 種木酚素。
另外,Ono 等人(1998)利用數種柏科植物的葉部進行組織培養,以生產多量的Hinokitiol(具抗細菌活性之成分),試驗結果得知台灣肖楠葉部所生產的Hinokitiol 量最多。
Mikage等人(1988)研究中國傳統藥用之側柏葉,發現在市售的側柏葉中藥內,除了側柏(Thuja orientalis)的葉子之外,亦含有其他柏科植物如台灣肖楠、紅檜與台灣扁柏的葉子,其中,以台灣肖楠葉的含量較多(約佔10–
15%)。
這些相關文獻顯示台灣肖楠之天然成分應具有不錯之生物活性(Bioactivity)。
故本研究的目的為萃取臺灣肖楠精油及乙醇抽出物,並評估各部位精油與抽出物的抗真菌與抗細菌活性。
結果與討論 :
( I ) 精油與乙醇抽出物之抗真菌活性利用水蒸餾法萃取台灣肖楠各部位精油,以心材(0.54%)與樹皮(0.49%)的收率較高(表1),其次為葉部精油(0.30%),邊材的精油收率最少(0.02%)。
至於台灣肖楠各部位乙醇抽出物的收率,則以樹皮與心材的收率較高,分別為7.46%與6.53%,邊材(2.63%)及葉部(0.74%)的抽出物含量較少。
台灣肖楠精油對於木材腐朽菌的抑制活性評估,以心材精油對L. sulphureus 褐腐菌與L. betulina 白腐菌的抑制活性最好,精油濃度為100 μg/mL 時,抗菌指數分別為 100% 與62.8%(圖1),
由圖2 中可以看出心材精油完全抑制了L. sulphureus褐腐菌的生長;樹皮精油僅有輕微的抑菌效果;邊材及葉子精油對腐朽菌則不具有抗菌效果。
圖 3 為台灣肖楠乙醇抽出物對L. sulphureus褐腐菌的抗菌活性,各部位試材的乙醇抽出物在低濃度100 μg/mL 時,對L.sulphureus 褐腐菌的抗菌指數均低於50%;
而試驗濃度為500 μg/mL 時,心材乙醇抽出物的抗菌指數可達100%,比較各部位乙醇抽出物對L. sulphureus褐腐菌的抑菌活性,則以心材乙醇抽出物的活性最高,其次,為葉子與樹皮乙醇抽出物。
對於L. betulina白腐菌的抑制效果如圖4 所示,試驗濃度為500 μg/mL 時,葉子乙醇抽出物的抗菌指數高於50%,心材乙醇抽出物的抗菌指數為98.7%,同樣以心材乙醇抽出物具有較佳的抗L. betulina白腐菌活性。
( II) 精油與乙醇抽出物之抗細菌活性
由台灣肖楠精油的抗細菌試驗結果得知,心材精油的抗細菌活性最佳,對於 4 種革蘭氏陽性菌—金黃色葡萄球菌(S. aureus)、抗藥性金黃色葡萄球菌(Methicillin-resistant S.aureus, MRSA)、表皮葡萄球菌(S. epidermidis)與糞腸球菌(E. faecalis)均具有良好的抑菌效果,最低抑制濃度(MIC)為250 μg/mL;
而對於大腸桿菌(E. coli)、沙門氏桿菌(Salmonella sp.)與綠膿桿菌(P. aeruginosa)等革蘭氏陰性菌同樣具有抑菌效果,MIC值亦為250 μg/mL;其他部位精油對於革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌的MIC 值均大於1000 μg/mL,無法抑制細菌生長。
張上鎮等人(2000)分析台灣固有樹種之台灣杉心材、邊材與葉子精油及其成分的抗細菌活性,試驗結果顯示心材精油及其成分對於4 種格蘭氏陽性菌—金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、表皮葡萄球菌及抗藥性金黃色葡萄球菌均具有抑制效果,但是對於格蘭氏陰性菌則無抑菌效活性,顯示台灣肖楠心材精油的抗細菌活性優於台灣杉的心材精油。
另一台灣本土樹種土肉桂(Cinnamomum osmophloeum)的葉子精油,對於相同細菌的MIC 值約為250-500 μg/mL(Chang et al., 2001),其抗細菌活性與台灣肖楠心材精油相近。
台灣肖楠各部位乙醇抽出物對革蘭氏陽性菌的抗細菌活性如表2 所示,以心材乙醇抽出物的活性最佳,對於4 種陽性菌的MIC 值均為250 μg/mL;邊材與樹皮乙醇抽出物的抗細菌活性略低於心材,MIC 值為500 μg/mL;葉部乙醇抽出物對於細菌的MIC 值均大於1000 μg/mL,無抑菌效果。
表3 為乙醇抽出物對革蘭氏陰性菌的試驗結果,心材乙醇抽出物除了對綠膿桿菌的MIC值為500 μg/mL,對於大腸桿菌與沙門氏桿菌的最低抑制濃度均可達到 250 μg/mL;邊材乙醇抽出物對3 種革蘭氏陰性菌的MIC值均為500 μg/mL;樹皮乙醇抽出物的活性較心、邊材為低。
Erdemoglu 與Sener(2001)研究歐洲紅豆杉(Taxus baccata)心材乙醇抽出物的抗細菌活性,試驗結果得知當抽出物濃度為2 mg/mL時,對於金黃色葡萄球菌(革蘭氏陽性菌)與大腸桿菌(革蘭氏陰性菌)仍無抑菌效果,顯示其心材乙醇抽出物的抗細菌活性低於台灣肖楠。
另外,由台灣肖楠心材、邊材與樹皮抽出物的抗細菌活性評估中,可以發現對於所測試的革蘭氏陽性菌的抑制效果高於革蘭氏陰性菌,可能是由於革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌細胞壁的差異所造成,革蘭氏陽性菌的是由肽聚糖(Peptidoglycan)所組成且厚度較厚;而革蘭氏陰性菌細胞壁的構造較為複雜,內膜同樣為肽聚糖之外,還有雙層脂類(磷脂類(Phospholipid )與脂多糖類
(Lipopolysaccharides))所構成的外膜,所以其抗藥性普遍較革蘭氏陽性菌為強(吳柏林,1994;Beveridge, 2001)。
結論 :
林木的二次代謝物──精油及抽出成分中含有許多高生物活性的成分,如能善加利用與開發,將可提高森林的經濟效益。
台灣肖楠的精油與乙醇抽出物經抗真菌與抗細菌活性評估後,試驗結果顯示具有良好的活性,特別是心材的精油與乙醇抽出物,對於腐朽菌與細菌的生長均具有極佳的抑制效果,非常有潛力進行開發與應用。
文章引述來源 : http://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/14 3179/1/23 .pdf
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