10種香料植物揮發(fā)油的抑菌活性研究

蔣 妮， 覃柳燕， 陳乾平， 劉 威

（廣西藥用植物園，南寧 530023）

10種香料植物揮發(fā)油的抑菌活性研究

蔣 妮， 覃柳燕， 陳乾平， 劉 威

（廣西藥用植物園，南寧 530023）

為了研究香料植物的抑菌活性，為進(jìn)一步開發(fā)植物源殺菌劑提供理論參考，采用生長(zhǎng)速率法及懸滴法測(cè)定10種香料植物揮發(fā)油對(duì)茄鐮孢（Fusarium solani）、鏈格孢（Alternaria alternata）、核盤菌［Sclerotinia sclerotiorum（Lib.）de Bary］、齊整小核菌（Sclerotium rolfsiiSacc.）、束狀炭疽菌［Colletotrichum dematium（Pers.）Grove］的抑制活性。結(jié)果表明，肉桂、草果、香茅具有較強(qiáng)的抑菌活性，在濃度為0.5g／L時(shí)對(duì)供試的5種植物病原菌菌絲抑制率均達(dá)100%，對(duì)茄鐮孢、鏈格孢、束狀炭疽菌的孢子萌發(fā)抑制率均高于90%。0.5g／L濃度的香茅揮發(fā)油對(duì)5種目標(biāo)菌的抑制作用達(dá)到100%，與30%苯甲·丙環(huán)唑乳油殺菌劑作用等同，且高于75%百菌清可濕性粉劑、50%多菌靈可濕性粉劑、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑等常規(guī)殺菌劑。本研究結(jié)果表明，香茅值得進(jìn)一步研究開發(fā)。

香料植物； 揮發(fā)油； 抑菌活性； 植物病原菌

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植物在與病原菌長(zhǎng)期相互作用、協(xié)同進(jìn)化的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量具有殺菌活性的次生代謝產(chǎn)物，以達(dá)到保護(hù)其免受危害的目的，在這些次生物質(zhì)中植物精油便是重要的類群之一［1］。植物精油，也稱為芳香油或揮發(fā)油。香料植物揮發(fā)油，通常具有獨(dú)特的氣味，其中含有多種有效成分具有較好的抗菌消炎和防腐作用，是醫(yī)藥及食品行業(yè)開發(fā)天然抗菌防腐藥劑的熱點(diǎn)之一［3］。為此，筆者選取10種藥食兩用的香料植物，包括前人研究較少的種類，如香茅、留蘭香等，針對(duì)常見的植物病原真菌進(jìn)行生物活性測(cè)定，旨在為開發(fā)高效、安全和低廉的天然殺菌劑提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 供試植物病原菌

茄鐮孢（Fusarium solani）、鏈格孢（Alternaria alternata）、核盤菌［Sclerotinia sclerotiorum（Lib.）de Bary］、齊整小核菌（Sclerotium rolfsiiSacc.）、束 狀 炭 疽 菌 ［Colletotrichum dematium（Pers.）Grove］，均由本實(shí)驗(yàn)室分離保存。

1.1.2 供試香料植物

供試10種香料植物（表1），香茅于2009年12月采自廣西藥用植物園，洗凈后50℃烘干，粉碎，過40目篩，密封置于4℃冰箱中保存?zhèn)溆?。其?種購(gòu)于廣西南寧市一心藥店，均為干燥品，由廣西藥材站張超良教授鑒定學(xué)名。

表1 供試香料植物

1.2 方法

1.2.1 揮發(fā)油的提取

均按照《中國(guó)藥典》（2005年版）附錄XD方法提取揮發(fā)油［4］，提取得率見表1。置于4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 揮發(fā)油抑菌活性測(cè)定

采用生長(zhǎng)速率法測(cè)定對(duì)菌絲的抑制作用［5］：用未冷卻的PDA培養(yǎng)基將揮發(fā)油稀釋至0.5g／L，加入約50μg／mL吐溫60助溶，然后倒入直徑9cm培養(yǎng)皿中，每皿約10mL，制成含藥平板，終濃度為0.5g／L，每個(gè)處理3次重復(fù)，以溶劑為對(duì)照。接種直徑為9mm的供試菌菌餅到含藥培養(yǎng)基平板中央，置于28℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)96h后用十字交叉法測(cè)量各處理的菌落直徑，減去接種菌餅直徑，求出3次重復(fù)的平均值，得出各處理的平均菌落擴(kuò)展直徑，用下述公式計(jì)算抑制率：

采用懸滴法測(cè)定揮發(fā)油對(duì)孢子萌發(fā)的抑制作用［6］：將各供試病菌培養(yǎng)一定時(shí)間后使其產(chǎn)孢，加無菌水配制成10倍物鏡下每視野40～50個(gè)孢子左右的孢子懸浮液。定量吸取孢懸液與揮發(fā)油混合使之達(dá)到規(guī)定濃度，以孢懸液為對(duì)照，3次重復(fù)，25～28℃下保濕培養(yǎng)，24h后檢查孢子萌發(fā)情況，計(jì)算孢子萌發(fā)抑制率。

1.2.3 香茅揮發(fā)油與常規(guī)化學(xué)殺菌劑對(duì)鏈格孢的抑制效果

參照各供試化學(xué)殺菌劑的使用說明，用無菌水將各殺菌劑稀釋至使用濃度（表2），香茅揮發(fā)油稀釋2 000倍（0.5g／L），按照1.2.2生長(zhǎng)速率測(cè)定法、懸滴法測(cè)定香茅揮發(fā)油與常規(guī)化學(xué)殺菌劑對(duì)鏈格孢菌菌絲、孢子的抑制作用，以無菌水為對(duì)照。

表2 供試藥劑名稱及其產(chǎn)地、使用濃度

2 結(jié)果與分析

2.1 肉桂等10種香料植物揮發(fā)油對(duì)5種植物病原菌菌絲的抑制作用

在供試條件下，各揮發(fā)油的抑菌效果如表3所示。肉桂、八角、香茅揮發(fā)油在濃度為0.5g／L時(shí)對(duì)供試的5種病原菌菌絲的抑制率均達(dá)到100%，表現(xiàn)完全抑制作用；其他7種香料植物揮發(fā)油針對(duì)不同的病原菌表現(xiàn)出不同的抑制活性，如姜、八角、留蘭香對(duì)茄鐮孢表現(xiàn)出較強(qiáng)的活性，抑制率分別為96.78%、87.80%、86.96%；莪術(shù)、八角對(duì)鏈格孢表現(xiàn)出較強(qiáng)的活性，抑制率分別為83.25%、82.91%；八角、姜對(duì)核盤菌表現(xiàn)出強(qiáng)抑制活性，抑制率達(dá)100%；八角對(duì)束狀炭疽菌表現(xiàn)出較強(qiáng)抑制活性，抑制率為81.79%；除肉桂、草果、香茅外其他7種供試材料對(duì)齊整小核菌表現(xiàn)抑制活性均較差，抑制率6.30%～56.38%。

表3 香料植物揮發(fā)油對(duì)幾種植物病原菌菌絲生長(zhǎng)的抑制效果

2.2 香茅等10種香料植物揮發(fā)油對(duì)3種植物病原孢子萌發(fā)的抑制作用

香茅等10種香料植物揮發(fā)油對(duì)茄鐮孢、鏈格孢、束狀炭疽菌孢子萌發(fā)的抑制作用如表4所示，在供試濃度為0.5g／L時(shí)，肉桂、香茅、草果揮發(fā)油能強(qiáng)烈抑制3種供試菌孢子萌發(fā)，抑制率在90.5%～96.5%；留蘭香揮發(fā)油對(duì)鏈格孢、束狀炭疽菌孢子萌發(fā)也表現(xiàn)出較強(qiáng)的活性，孢子萌發(fā)抑制率分別為87.5%、82.5%，其他植物揮發(fā)油對(duì)孢子萌發(fā)抑制活性較差，抑制率均在70%以下。

表4 香料植物揮發(fā)油對(duì)幾種植物病原菌孢子萌發(fā)的抑制效果

2.3 香茅揮發(fā)油與化學(xué)殺菌劑對(duì)鏈格孢菌絲生長(zhǎng)的抑制作用

肉桂、草果、香茅對(duì)供試病原菌菌絲及孢子都表現(xiàn)出很好的抑制活性，其中肉桂、草果為藥食兩用植物，市場(chǎng)價(jià)格較高，如作為殺菌植物資源利用成本高；香茅是廣西特產(chǎn)的禾本科植物，其根部常用來提取芳香油，該植物適生力強(qiáng)，資源豐富，是理想的殺菌植物資源。選取香茅與常用商品殺菌劑進(jìn)行抑菌活性比較，結(jié)果如圖1所示：香茅揮發(fā)油顯示了與化學(xué)殺菌劑苯甲·丙環(huán)唑相當(dāng)?shù)囊种苹钚裕瑢?duì)各供試病原菌菌絲的抑制率均為100%；在供試的6種殺菌劑中，噻霉酮的活性次于苯甲·丙環(huán)唑，對(duì)鏈格孢、齊整小核菌、核盤菌及束狀炭疽菌的抑制活性分別為81.96%、80.46%、88.47%、92.47%；常規(guī)殺菌劑如多菌靈、百菌清、甲基硫菌靈對(duì)供試菌的抑制活性整體較差，除了甲基硫菌靈對(duì)茄鐮孢的抑制率達(dá)82.66%，其他均在30%～70%。

圖1 香茅揮發(fā)油與化學(xué)殺菌劑對(duì)鏈格孢菌絲生長(zhǎng)的抑制作用

3 小結(jié)與討論

大量研究報(bào)道肉桂、草果對(duì)多種病原菌具有較強(qiáng)的抑菌活性，如劉翔［7］等研究發(fā)現(xiàn)肉桂對(duì)油菜菌核病菌等5種病原菌的抑制率達(dá)98.8%～100%；郭新春等［8］研究認(rèn)為肉桂、草果對(duì)黃曲霉等食物常見腐敗菌具有較好活性。本試驗(yàn)中，肉桂、草果具較強(qiáng)的抑菌活性，與前人研究結(jié)果一致，其中對(duì)黑線炭疽菌的抑制活性為首次報(bào)道，此研究結(jié)果豐富了肉桂、草果的抑菌譜。有關(guān)香茅揮發(fā)油的抑菌活性報(bào)道較少，國(guó)內(nèi)報(bào)道的是對(duì)儲(chǔ)糧霉菌曲霉、青霉具有較高的活性［9－10］，而國(guó)外主要報(bào)道是對(duì)肺炎克雷白氏桿菌、銅綠假單胞菌、沙門氏菌、沙雷氏菌等人或動(dòng)物致病菌有很好的抑制作用［11－12］。香茅揮發(fā)油對(duì)植物病原菌茄腐鐮孢菌、鏈格孢菌、羅氏小核菌、菌核菌、黑線炭疽菌的抑制活性為首次報(bào)道。

除香茅外，本試驗(yàn)的試驗(yàn)材料均來自藥店，得到的揮發(fā)油中各種成分組成和含量與以往報(bào)道可能存在差異，但姜黃、莪術(shù)、細(xì)砂仁揮發(fā)油的抑菌活性與以往報(bào)道結(jié)果相近，說明這些植物開發(fā)成植物源農(nóng)藥的價(jià)值有限。

有研究報(bào)道肉桂醛、肉桂酸、肉桂酸乙酯是肉桂揮發(fā)油主要抑菌活性物質(zhì)，對(duì)芒果炭疽病菌及香蕉枯萎病菌等均有不同程度的抑制作用，其中肉桂醛活性最強(qiáng)［13－14］。揮發(fā)油是草果的主要有效成分，草果揮發(fā)油有明顯的抗霉菌作用，草果果實(shí)精油中的檸檬醛具抑菌作用［15－16］。關(guān)于香茅揮發(fā)油的抑菌活性成分報(bào)道較少，程必強(qiáng)［17］從香茅葉的粗提精油中分離到23個(gè)化合物，并證明其主要成分為檸檬醛、橙花醛、香葉醛和月桂烯等，其中橙花醛和香葉醛已被證實(shí)為香葉精油中的抗菌活性成分。香茅根的揮發(fā)油抑菌活性物質(zhì)還未見報(bào)道，需深入研究，為進(jìn)一步研發(fā)奠定基礎(chǔ)，而有關(guān)殺菌譜、作用方式、作用機(jī)制及在活體植物上的殺菌活性，也均有待進(jìn)一步的研究。

［1］ 楊榮華，林家蓮.香辛料的抗菌性［J］.中國(guó)調(diào)味品，1999（12）：2-4.

［2］ 馬同鎖，張紅兵，劉月英，等.十三種天然香辛料的抑菌作用研究［J］.山西食品業(yè)，2005（1）：8-12.

［3］ 江志利，張興，馮俊濤.植物精油研究及其在植物保護(hù)中的利用［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002（1）：32-34.

［4］ 國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典2000年版一部［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：194.

［5］ 吳文君.植物化學(xué)保護(hù)試驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)論［M］.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1988.

［6］ 方中達(dá).植病研究方法［M］.第3版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1998.

［7］ 劉翔，馬林，呂東元，等.33種藥用及食用香料植物的抑菌活性研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（8）：3580-3582.

［8］ 郭新春，尹彩萍，張應(yīng)烙.20種中藥提取物抑菌活性的篩選研究［J］.江 西 師 范 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) （自 然 科 學(xué) 版 ），2007，31（2）：161-163.

［9］ 聶呈榮，黎華壽，李梅.具有化感作用的植物能增強(qiáng)花生對(duì)黃曲霉毒素的抗性［J］.花生學(xué)報(bào)，2010，39（3）：8-11.

［10］蔣小龍，寸東義，楊晶焰.香茅精油、香茅醛、香茅醇對(duì)儲(chǔ)糧霉菌和害蟲抑制與熏殺效果的試驗(yàn)研究［J］.鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，15（1）：39-41.

［11］Hammer K A，Carson C F，Riley T V.Antimicrobial activity of essential oils and other plant extracts［J］.Journal of Applied Microbiology，1999，86（6）：985-990.

［12］Ismail M H.Essential oils as inhibitors of potato virus Y［J］.Egyptian Journal of Botany，1994，34（2）：167-176.

［13］陳家源，牙啟康，盧文杰.中藥肉桂的研究概況［J］.廣西醫(yī)學(xué)，2009，31（6）：872-874.

［14］郭培鈞，何衍彪，詹儒林.肉桂活性成分對(duì)芒果炭疽菌及香蕉枯萎病菌的抑制作用［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，30（4）：36-38.

［15］謝小梅，龍凱，鐘裔榮，等.高良姜、草果防霉作用的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國(guó)藥業(yè)，2002，11（5）：45-46.

［16］段書德，俞龍泉.中國(guó)草果的研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（28）：13443-13445.

［17］梁明龍，徐漢虹，朱彩云.香茅屬植物活性成分在病蟲害防治中的研究與應(yīng)用［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（6）：60-63.

Antimicrobial activity of 10 edible spice essential oils against phytopathogenic fungi

Jiang Ni， Qin Liuyan， Chen Qianping， Liu Wei

（Guangxi Botanical Garden of Medicine Plant，Nanning530023，China）

The aim of this study is to investigate the antimicrobial activities of 10 edible spice plants，to provide a theoretical reference for further exploitation of plant fungicides.Using growth rate and hanging drop methods，the antimicrobial activity of essential oils from10 edible spice plants were assayed againstFusarium solani，Alternaria alternate，Sclerotinia sclerotiorum，Sclerotium rolfsii，andColletotrichum dematium.The results showed thatCinnamomum cassia，Amomum tsaokoandCymbopogon citratushave strong antimicrobial effects.Their inhibitory ratios against the mycelium growth of the 5 pathogen tested，and the spore germination ofF.solani，A.alternate，andC.dematiumwere all 100%.At the concentration of 0.5 g／L，the antifungal activity ofC.citratuswas stronger than75%chlorothalonil WP，50%carbendazim WP and70%thiophanate-methyl WP，reaching the same level of 30%difenoconazole and propiconazole EC.C.citratusdeserves further research and development.

edible spice plant； essential oil； antimicrobial activity； phytopathogenic fungus

S 482.292

A

10.3969／j.issn.0529-1542.2012.01.022

2011-02-23

2011-03-28

廣西壯族自治區(qū)衛(wèi)生廳重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目（重200737）