植物精油及其控制果蔬采后病害的研究進展

孫常青 施俊鳳

（1.山西省農業科學院作物科學研究所，山西太原 030031；2.山西省農業科學院農產品貯藏保鮮研究所，山西太原 030031）

植物精油是植物組織經過擠壓、發酵、提取及蒸餾而獲得的油狀液體，現具有商業用途的多達300多種，最早應用在調味品、醫藥、化妝品等領域[1]。近年來的研究發現，植物精油具有抑制細菌[2]、抑制真菌[3]、抗病毒[4]、殺蟲的作用[5]，引起了研究者的極大興趣。

果蔬采后病害引起的腐爛可造成巨大的經濟損失，而常用的方法是使用化學殺菌劑。隨著人們對化學殺菌劑危害性的認識逐漸加深，迫切需要尋找一些更安全、環境友好的物質，來減少化學殺菌劑的使用量。植物精油是從植物組織中提取的物質，其屬于人們常說的GRAS（Generally Recognized As Safe）物質，對病原菌不易產生抗性，是一種很有潛力的新型殺菌物質。

1 植物精油成分與抗菌作用的關系

植物精油中具有抑菌作用的物質主要是酚類物質，包括百里酚、丁子香酚和香芹酚等。植物精油的各種不同成分與精油的抑制能力有如下相關：醛類物質的電子接受能力越強，其抗真菌活性就越高；α，β-飽和醛比相應醇的抗真菌活性低；α，β-飽和酮又比α，β-不飽和醛的抑菌能力低；一元醇通常比二元醇和三元醇的抗真菌活性更強[6]。有文獻報道，植物精油之所以具有抑菌作用，通常是多種成分協同作用的結果，很多研究也發現，多種成分復合的抑菌效果明顯優于各成分單獨使用，一些次要成分也可能在發揮抗菌作用中起關鍵作用[7]。

同一種植物，其來源不同或采收時期不同，其精油的成分差異也會很大。而且，同一株植物的生長部位不同，植物精油的成分也會存在差異。植物精油的組成成分主要有以下4類。（1）萜類化合物。根據其結構又可分單萜、倍單萜和雙萜，其中單萜類物質有香茅醇、橙花醇，倍單萜類有橙花叔醇、欖香醇、薄荷醇以及杜松醇等，雙萜類包括植醇、維生素A醇等。（2）芳香族化合物。芳香族化合物是植物精油中的第二大類組成成分，主要包括酚類、醛類、醇類、苯丙烷類衍生物和一些萜源衍生物，在肉桂精油、肉豆蔻精油及丁香精油中芳香族化合物較為常見。（3）脂肪族化合物。脂肪族化合物是精油中一類分子量較小的化合物，幾乎存在于所有的精油中，但其含量較少，如桔子、香茅等精油中的異戊醛等。（4）含氮含硫化合物，如具有辛辣刺激香味的大蒜素、洋蔥中的三硫化物和黑芥子中的異硫氰酸醋等[8]。

2 體外條件下植物精油對果蔬采后病原菌的抑制作用

目前，很多植物精油在體外條件下對植物采后病原真菌具有很好的抑制效果[9]。1959年，Maruzzella和Balte[10]研究了119種精油的抑菌效果，發現84%的植物精油可以抑制至少2種真菌的生長。Saksena[11]等研究也發現精油中的紫蘇醛、肉桂醛和檸檬醛分別可抑制5種、11種和8種不同的真菌。Barel[12]采用百里香屬植物的兩個無性型I型和II型精油，濃度為0.05～0.20 mg/g的I型精油對病原菌匍枝根霉和灰葡萄孢的抑制率分別為26.5%～63.5%和5.5%～50.5%，II型精油對以上兩種病原菌的抑制率分別可達到36.9%～90.5%和5%～65.8%。Soliman[13]等發現百里香精油、萬壽菊精油、留蘭香精油和羅勒精油等在低濃度下即可完全抑制寄生曲霉、黃曲霉菌和赭曲霉菌的生長，并抑制產生真菌毒素。Dafercra[14]等發現濃度為85～30 μg/mL的百里香精油、檸檬精油、馬荷蘭精油和牛至精油，可以完全抑制灰葡萄孢菌、鐮刀菌和密執安棍狀桿菌的生長，其中牛至精油的抑菌作用最強。韓建華[15]發現，在0.0125 g/mL的低濃度下，孜然種子精油可以有效抑制小麥紋枯病菌、白菜黑斑病菌和棉花枯萎病菌，抑制率均超過70%，還可以完全抑制小麥紋枯病菌和蘋果霉心病。另外，董紅平[16]也發現肉桂精油可以抑制番茄灰霉菌、莖枯病菌、蘋果青霉和黃瓜鐮刀菌絲的生長，且濃度越高抑菌活性越強。

3 植物精油在體內對果蔬采后病原菌的抑制效果

很多研究表明，在體外條件下植物精油的抑菌效果很好，但是對于其在體內的抑菌效果研究開展得較晚。20世紀90年代以后關于植物精油應用于食品領域的研究才逐漸興起。研究主要集中在對導致食物腐敗的細菌抑制方面，如肉制品、魚類、奶制品中的腐敗細菌。關于植物精油對果蔬采后體內抑制作用也有一些報道[17-18]。Sellamuthu等研究發現，在熏蒸條件下百里香精油可以顯著抑制鱷梨炭疽病[19]。Barel用濃度為0.20 mg/g的百里香精油處理草莓，可以使灰霉病的發生率下降73.0%[12]。Shao等研究發現草莓采后用茶樹精油熏蒸處理，可有效抑制其自然腐爛[20]。Liu等也發現百里酚可有效控制杏果采后的褐腐病，而且2～4 mg/L的低濃度下熏蒸可以明顯降低李果的采后病害，且不會對果實造成損傷[21]。劉繼等發現采用肉桂精油熏蒸處理可使接種鐮刀菌的生姜感病率下降59.33%[22]。周丹丹等研究發現，丁香酚、檸檬醛和香芹酚能夠抑制批把采后尖孢炭疽菌的菌絲生長，并抑制炭疽病[23]。劉瑞玲等采用香芹酚精油、肉桂精油和百里香精油對紅肉火龍果進行了采后熏蒸處理，發現香芹酚精油能夠很好地抑制火龍果采后層生鐮刀菌和平頭炭疽菌引起的腐爛[17]。

4 植物精油和其他防治手段結合使用對果蔬采后病原菌的抑制研究

一般來說，在相同濃度條件下，植物精油對病原菌的體外抑制效果優于體內，而如果要達到相同的抑制效果，往往需要更高濃度的植物精油來處理果實。對于一些果蔬，如果提高植物精油的濃度，可能會造成一定程度的變色、受損等。因此為了增強植物精油的抑菌效果，可以采用其他物質作為輔助，以減少植物精油的用量。目前研究發現植物精油與洗必太、酮康唑或兩性霉素B結合使用對人體病原菌具有較好的抑制效果。在保鮮領域，也有一些相關研究。劉霞等發現，以碳酸鈉作為輔助因子，較單獨使用百里香精油更能有效降低酸腐病的發生率，且不會影響果實的品質[24]。將解淀粉芽孢桿菌加入檸檬香草精油中，能夠在接種條件下顯著降低桃果實出現灰霉病、青霉病和根霉腐爛病的概率。植物乳桿菌A7結合百里香和小茴香精油處理可以降低草莓果實采后灰霉病的發生率。以殼聚糖作為輔助因子，分別與檸檬精油、牛至精油和柑橘精油結合，可以顯著降低葡萄、草莓和棗果實的采后病害。