芳香植物揮發油抗菌成分研究進展

摘 要 芳香植物是一類新興的經濟作物，芳香植物揮發油中含有復雜的化學成分，其中包括具有效果明顯的抗菌物質，這類物質在食品防腐及作物病蟲害控制等方面具有明顯的安全優勢。介紹了芳香植物揮發油的抗菌成分、抗菌機理，及其應用在食品、醫藥、病蟲害控制等方面的研究進展。

關鍵詞 芳香植物；揮發油；抗菌成分；化學成分

中圖分類號：TS225. 1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）22-069-04

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揮發油（Essential oils）又稱精油，是存在于植物中的一類具有芳香氣味、可隨水蒸氣蒸餾出來而又與水不相混溶的揮發性油狀成分的總稱[1]。其在食品、醫藥、農業殺蟲劑等方面具有極其重要的作用和功能。研究表明，植物揮發油大多具有抗菌、殺蟲、抗病毒等多種作用。我國芳香植物資源豐富、種類繁多，目前已發現的共有70余科，其中揮發油含量較高的芳香植物約370種[2]，主要集中在菊科、唇形科、樟科、蕓香科、禾本科、毛茛科、傘形科、木蘭科、姜科、桃金娘科等植物中[3-4]。揮發油有多種生理活性，抗菌作用是其重要的生理活性之一。在日常生活中，常會因各種微生物的存在而帶來不便，比如食品保存、農業病害等方面，而人工合成的化學防腐劑和農藥對人畜和環境存在或多或少的負面影響，因此，研究芳香植物揮發油的抗菌作用具有重要實踐意義。目前，國內外關于芳香植物化學成分及抗菌性研究已有大量報道，但鮮見在生產實踐中應用。本文通過查詢檢索研究報道，綜述芳香植物揮發油抗菌成分及其應用，旨在為我國芳香植物資源的有效利用提供參考。

1芳香植物揮發油抗菌成分

揮發油中的萜類、酚類、醇類賦予揮發油具有較強的抗菌性[5]。萜類是揮發油中主要的化學成分，作為一種化合物在植物揮發油中普遍存在，揮發油中的萜類主要為單萜與倍半萜[6]。萜類的代表化合物有蒎烯、檸檬烯、萜品烯等。酚類主要包括百里香酚、丁香酚等化合物，主要存在于百里香屬、牛至屬、丁香屬等。研究表明，酚類化合物對細菌和真菌都有較強的抑制作用[7]。牛至、香薷、百里香等植物中的主要化學成分百里香酚和香荊芥酚對葡萄球菌屬、大腸桿菌屬、曲霉、酵母等均具有較強抑制作用[8]。醇類化合物主要包括香葉醇、芳樟醇、薄荷醇等，廣泛存在于香茅屬、薄荷屬、牛至屬、樟屬等[9]。楊得坡[10]研究表明，藿香和廣藿香揮發油可以選擇性地完全抑制皮膚癬菌的生長繁殖，其主要成分為廣藿香醇、異愈創木烯和廣藿香烯。

大部分芳香植物中均含有抗菌成分，通常由數十種有機化合物組成，大致包括醇類、酮類、醛類、烴類、酚類、醚類、酯類等[11]，常見的抗菌成分見表1[12]。

2植物揮發油的抗菌機理

由于揮發油的抗菌作用是一個復雜的協調作用機制，所以關于抗菌性機理至今沒有明確結論[13]。孫峋等[14]研究表明：迷迭香酸可以通過改變細菌細胞膜的通透性，導致還原糖和蛋白質的滲漏而影響細胞代謝，通過抑制DNA聚合酶的活性而影響DNA復制，從而產生抑菌作用。Cowan等[15]認為膜被萜類化合物和酚類物質破壞是抑制菌類生長的主要原因；酚、丁香酚、香芹酚都已被證明能夠破壞細胞膜，抑制APT酶活性[16]。由于化合物的擴散與溫度有關，所以貯藏溫度也有可能是影響抗菌效果的因素之一[17]。

3植物揮發油殺蟲機理

徐漢虹等[18]研究發現豬毛蒿揮發油中的有效化學成分茵陳二炔通過破壞害蟲表皮組織導致變態脫皮時血淋大量外滲而死；侯華民等[19]通過對八角茴香揮發油的研究發現其殺蟲機理主要是通過影響試蟲呼吸作用；菖蒲揮發油通過破壞試蟲卵巢導致試蟲不育，間接起到殺蟲效果。由于植物揮發油成分復雜、種類繁多，作用機理各有不同，因此對于不同品種揮發油的抗蟲機理至今沒有統一說法。

4植物揮發油的應用

4.1植物揮發油抗菌成分在食品中的應用

食品生產和儲存過程易受各種菌類污染而導致腐敗，這不僅降低食品的營養價值，而且會造成嚴重的經濟損失。腐敗變質的食品具有毒性而且對人類的健康構成威脅，存在很大的隱患[20]。因此，尋找安全、高效、穩定的天然防腐劑成為一個熱門的研究方向[21]。

目前，植物揮發油在食品中主要應用于蔬菜水果、肉類、烘烤食品等方面。有研究報道，肉桂精油中的肉桂醛達到一定濃度時能夠抑制草莓腐爛，并且具有一定的保鮮作用。Tasson和Nychas[22]通過對抑菌范圍的測定，發現從長豆角核和乳香膠中提取的揮發油可以應用到食品當中，抑菌效果明顯。Tornuk等[23]報道了從百里香、香草、迷迭香中提取的揮發油對胡蘿卜和蘋果中的鼠傷寒沙門氏菌及大腸桿菌有抑制作用。宋義忠等[24]發現丁香提取物不僅具有抑制褐變的作用，而且可以應用到花椰菜保鮮中。孫凌峰[25]報道了香茅醇、百里香酚、樟腦油均能抑制洋蔥鱗莖的黑曲霉，減輕洋蔥腐爛程度。Fernandezk-Lopez等[26]發現迷迭香揮發油與檸檬粉按比例混合后可以有效抑制肉丸中的細菌滋生。Sallam等[27]觀察到在肌肉腸中添加新鮮大蒜精油可以有效抑制微生物污染。范永超[28]研究表明，在面條中加入一定的丁香精油和肉桂精油可以防止發生霉變。

4.2揮發油抗菌成分在殺蟲劑中的應用

植物揮發油中的抗菌成分在殺蟲劑中的應用方式多種多樣，可以概括為以下幾種：引誘作用；驅避作用；直接毒殺作用；拒食、生長發育抑制作用。具有對人畜無毒性或毒性小，無污染，且害蟲對其不會產生抗藥性等優點。徐漢虹等[18]發現豬毛蒿（Artemisia scoparia ）精油對倉庫中主要的害蟲（如玉米象）種群繁殖有明顯的抑制作用。香茅精油對玉米象和赤擬谷盜具有很強的驅避性[29]。丁香精油通過影響幼蟲的生長發育，能完全抑制成蟲的生長繁殖。此外，美國有專利表明柑橘屬精油的萜烯部分可用于制取各種殺蟲劑，可殺滅各種小害蟲，是一種低毒、高效的消毒殺蟲劑[30]。

4.3揮發油抗菌成分在醫藥中的應用

許多植物揮發油的抗菌成分在醫藥中也有廣泛應用。大蒜精油中的主要成分大蒜素，有很強的抗菌、殺菌、降血壓、降血脂、抗病毒能力[31]。薰衣草精油和薄荷精油中的主要化學成分醇類在治療皮膚病方面有一定的效果[32]。香薷油中主要成分香需酮抗菌廣，對傷寒桿菌、葡萄球菌、流感病毒及白色念珠菌等均有明顯的抑制作用，常用于臨床上流行性感冒的防治。洋蔥精油富含揮發性的谷胱甘肽和硫化物，對于糖尿病、傳染病和降血壓等有較明顯的治療作用[33]。此外，含蘆丁揮發油的牙膏能預防牙周疾病[34]，薄荷油中的薄荷醇可用于治療打鼾[34]，廣藿香油對于細菌性皮膚感染治療效果明顯[35]。

5總結與展望

植物揮發油具有很強的生物活性，在抗菌、抗蟲、食品工業、新藥物開發中扮演十分重要的角色。因此我國應加強對芳香植物的開發和利用，提高植物資源利用率和經濟效益，重視芳香植物的綜合利用以及創新利用，促進我國芳香產業快速發展。尤其在天然植物提取物代替化學合成保鮮劑、食品防腐、抗腫瘤新藥物開發等方面具有廣闊的發展前景。但是，我國在揮發油提取方面還面臨提取工藝落后、深加工產品少、揮發油提取設備落后等問題[36]。抗菌成分的具體應用缺少可行性配方，植物揮發油提取及抗菌研究均不夠深入系統，并且對于植物精油的利用多作為香料，很少進入食品、醫藥等領域，同時對這些天然抗菌劑的安全性也缺乏深入系統的研究。

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（責任編輯：丁志祥）