植物揮發(fā)油抗菌及驅(qū)蟲作用研究進展

杜 麗，張吉星，漏德寶，李鳳前

（1.上海市第八人民醫(yī)院藥劑科，上海200235；2.上海市徐匯區(qū)大華醫(yī)院，上海200237）

［本文編輯］貢沁燕

病原生物能夠?qū)θ祟愒斐筛鞣矫娴奈：?，其中致病細菌、致病真菌和寄生蟲都可能引起嚴重的感染性疾病，并在人與人、人與動物以及植物與植物之間傳播。為防治病害，使用化學藥物殺菌驅(qū)蟲效果較好、持效時間久，但是長期使用這些化學藥物會產(chǎn)生耐藥性以及造成嚴重的環(huán)境污染，并造成人體不良反應，其毒性與積蓄現(xiàn)象始終令人擔憂。植物揮發(fā)油作為天然藥物成分，已逐漸用于抑制病蟲害領域，近年來人們對植物揮發(fā)油抗菌及驅(qū)蟲作用的研究顯著增多并取得一定進展，本文綜述該方面的研究概況，以期為揮發(fā)油在該領域的研究提供參考。

1 揮發(fā)油抑制病原微生物作用

病原微生物嚴重危害人們的生活，細菌類病原微生物例如葡萄球菌除引起皮膚、軟組織感染外，也可導致病情嚴重和危及生命的敗血癥、心內(nèi)膜炎、腦膜炎和肺炎等；大腸桿菌能夠引起尿路感染、膽道感染、腹膜炎以及敗血癥等。真菌類病原微生物中的淺部真菌侵犯皮膚、毛發(fā)、指甲；而深部真菌則可侵犯全身臟器，嚴重者引起死亡；還有些真菌寄生于糧食、飼料、食品中，能產(chǎn)生毒素引起中毒性真菌病。植物揮發(fā)油不僅在醫(yī)學上具有抗菌活性，在防治重要農(nóng)業(yè)病害方面也能夠抑制病原微生物的生長繁殖［1］。以下將分別從抗菌及抗真菌兩方面分析植物揮發(fā)油對病原微生物的抑制和殺滅作用。

1.1 抗菌作用 從300g山核桃青果皮提取的揮發(fā)油成分對表皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、豬霍亂沙門菌、肺炎球菌、痢疾志賀菌5種人類致病菌有明顯抑制作用，其中對表皮葡萄球菌的作用最強，對痢疾志賀菌的作用較差，對上述5種細菌的抑菌率依次為83.3%、75.4%、70.2%、62.6%和41.1%［2］。采用最小抑菌濃度（MIC）法測得花椒和珊瑚姜揮發(fā)油對傷寒沙門菌的MIC為0.55%（V／V），對金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、福氏志賀菌3a型、乙型副傷寒沙門菌的MIC為0.6%（V／V），說明花椒和珊瑚姜揮發(fā)油對此6種細菌有較好的抑制作用［3］。10～420g／ml栓果菊屬植物揮發(fā)油抑菌效果顯著，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、奇異變形桿菌、釀膿鏈球菌的 MIC 為0.09～0.69mg／ml［4］。牛至揮發(fā)油主要成分百里酚對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的 MIC為0.033%、0.025%。丁香揮發(fā)油主要成分丁香酚對這兩種細菌的MIC分別為0.050%、0.033%［5］。15mg／ml樟芝揮發(fā)油抑制沙門菌的效果明顯好于1000U／ml青霉素的抑菌效果，60mg／ml的抑菌效果與10 000U／ml青霉素相當［6］。青皮揮發(fā)油對5種受試菌抑制強度依次為大腸桿菌＜枯草芽孢桿菌、傷寒沙門菌＜金黃色葡萄球菌＜藤黃微球菌［7］。20%（V／V）路路通揮發(fā)油對枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑分別為14.3和8.9mm，相當于1.0mg／ml青霉素鈉的84%和53%［8］。

1.2 抗真菌作用

1.2.1 對人體和動物真菌的抑制作用 花椒和珊瑚姜揮發(fā)油對紅色毛癬菌、紫色毛癬菌、白念珠菌、石膏樣小孢子菌、石膏樣毛癬菌、絮狀表皮癬菌6種常見真菌的 MIC 為0.3%～0.8%（V／V）；其中0.7%濃度藥物對6種真菌抑制有效率為100%，0.6%濃度藥物抑制有效率為83.3%，0.3%濃度藥物抑制有效率為66.7%［3］。山蒼子油對念珠菌、毛癬菌、曲霉菌等10多種真菌均有很好的抑制和殺滅作用，是已知抗菌譜最廣且藥力強勁的天然植物之一［9］。香薷、百里香、小魚仙草、白花茵陳等植物中的主要化學成分為百里香酚和香荊芥酚，實驗證明這類主要成分對白念珠菌、曲霉菌、皮膚癬菌等真菌具有較強的抑制作用［10，11］。10g／ml漢藥魚腥草地下部分提取的揮發(fā)油對煙曲霉、白念珠菌和釀酒酵母菌3種真菌的 MIC為0.312～5.0mg／ml，效果優(yōu)于其地上部分提取的揮發(fā)油（MIC為0.312、10和＞10mg／ml）［12］。

1.2.2 對植物真菌的抑制作用 八角茴香精油對棉花枯萎病菌的菌絲生長有明顯抑制作用，濃度＞1.00μl／ml時，抑制率＞93.3%，濃度＜0.50μl／ml時，抑制率＜30.0%，半數(shù)抑制濃度（IC50）為0.50～1.00μl／ml［13］。樟芝揮發(fā)油濃度＜10mg／ml時，沒有明顯的抑制真菌作用；而當其濃度＞15mg／ml時，抑制5種病原真菌的作用由強到弱的順序為棉花枯萎病菌＞葡萄黑豆病菌＞番茄早疫病菌＞蘋果腐爛病菌［10］。相同濃度的白花曼陀羅揮發(fā)油對5種植物病原菌的抑制作用大小順序為蘋果干腐病菌＞草燕麥鐮孢霉＞茄腐皮病鐮孢霉＞棉花立枯病菌＞煙草赤星病菌，并且隨著揮發(fā)油濃度的增加，抑制病原菌作用增強［14］。意大利傘松揮發(fā)油對包括鐮刀菌、絲核菌、雪霉葉枯病菌在內(nèi)的10種植物病原真菌均有明顯抑制作用［15］。薄荷油對甜瓜灰霉病菌、甜瓜枯萎病菌、西瓜炭疽病菌和柑橘黑腐病菌4種病原真菌有很強的抑菌效果，其中對柑橘黑腐病菌的抑制作用最強，IC50最?。?69.68mg／L）［16］。

2 揮發(fā)油對昆蟲及寄生蟲的驅(qū)避作用

媒介昆蟲能夠傳播各種傳染性疾病，危害非常嚴重。例如，中華按蚊主要傳播瘧疾，淡色庫蚊主要傳播班氏絲蟲病，白紋伊蚊主要傳播登革熱等。植物體寄生蟲小菜蛾取食葉肉，麥蚜傳播小麥黃矮病等。植物揮發(fā)油對這些危害人畜及農(nóng)作物的媒介昆蟲驅(qū)避殺滅作用良好，極具開發(fā)利用潛力。

2.1 對蚊蠅及人體寄生蟲的驅(qū)避作用 希臘本土6種刺柏屬植物揮發(fā)油對傳播西尼羅河病毒的尖音庫蚊有顯著的殺幼蟲活性，并且此種屬植物資源豐富，是很好的天然驅(qū)蟲劑來源［17］。小冠薰葉較黃果茄葉的揮發(fā)油對熱帶家蚊的驅(qū)避保護時間長，涂于人體表面進行驅(qū)蚊試驗均未發(fā)現(xiàn)皮疹和對皮膚的刺激反應［18］。Zhu等［19］研究發(fā)現(xiàn)，貓薄荷油的驅(qū)避效果顯著強于化學驅(qū)避劑避蚊胺，要獲得6h的保護時間，避蚊胺的濃度需468μg／cm2，而貓薄荷油的濃度只需23μg／cm2即可。白豆蔻、望春花和高良姜純揮發(fā)油驅(qū)避白紋伊蚊的有效保護時間分別為0.5～1.0h、1.0～1.5h和2.0～2.5h，具有用于研制驅(qū)蚊劑的潛力［20］。地中海地區(qū)的香薄荷屬植物對瘧原蟲D10和W2的IC50分別為17～26和9～11μg／ml。其中植物S.thymbraL.在開花前、開花期及開花后3個時期提取的揮發(fā)油，對岡比亞按蚊幼蟲的半數(shù)致死濃度（LC50）分別為（0.15±0.002）、（0.21±0.013）及（0.15±0.087）μg／ml，可作為抗瘧疾植物藥，具有廣闊的應用前景［21］。此外，Kumar等［22］研究表明，甜桔揮發(fā)油熏蒸家蠅幼蟲24h和48h的LC50分別是0.071和0.053μl／ml，效果優(yōu)于接觸毒性實驗。

丁香、枳殼、細辛、桂皮、良姜、花椒6種中藥的揮發(fā)油，在體外對皮脂蠕形螨和毛囊蠕形螨具有較強的抑殺作用，良姜對前者的抑殺時間（給藥后蠕形螨死亡時間）為（8.3±0.86）min，抑殺作用明顯強于對毛囊蠕形螨的（14.42±1.14）min［23］，但丁香、細辛2種中藥對毛囊蠕形螨的抑殺效果優(yōu)于皮脂蠕形螨，其中丁香揮發(fā)油體外抗蠕形螨活性較強，且具有皮膚安全性［24］。

2.2 對植物體寄生蟲的驅(qū)避作用 檸檬油、薄荷油、飛機草揮發(fā)油以及松節(jié)油對荔枝蒂蛀蟲的觸角電生理活性和嗅覺行為反應差異顯著。荔枝蒂蛀蟲對植物揮發(fā)油的觸角電位反應大小順序是：檸檬油＞薄荷油＞飛機草揮發(fā)油＞松節(jié)油；對荔枝蒂蛀蟲驅(qū)避反應大小依次為薄荷油＞飛機草揮發(fā)油＞檸檬油＞松節(jié)油［25］。不同濃度的飛機草揮發(fā)油可顯著影響柳毒蛾幼蟲的死亡率，飛機草揮發(fā)油處理7d的LC50為原液的41%。1／10原液、1／5原液和原液對柳毒蛾幼蟲半數(shù)致死時間（LT50）分別為135、93、56h［26］?；ń贰⒔燮?、青蒿、姜黃、大蒜揮發(fā)油對朱砂葉螨具有一定的殺滅作用，其中浸了桔皮揮發(fā)油后72h，朱砂葉螨的致死率為100%，浸了姜黃和大蒜揮發(fā)油后72h，朱砂葉螨的校正死亡率也在50%以上。制得的桔皮揮發(fā)油乳油對朱砂葉螨的LC50為1.711ml／L，殺蟲作用在浸藥24h后即基本發(fā)揮，作用迅速、效果良好［27］。植物揮發(fā)油對倉儲害蟲也有顯著的驅(qū)避滅殺作用，花椒揮發(fā)油對赤擬谷盜的LD50遠小于農(nóng)藥馬拉硫磷及凱安保［28］。木香薷揮發(fā)油對玉米象、谷蠹、雜擬谷盜、赤擬谷盜有很強的熏殺作用，其致死程度順序為：玉米象＞谷蠹＞雜擬谷盜＞赤擬谷盜［29］。

3 應用及前景展望

植物揮發(fā)油應用廣泛，羅勒、丁香花、萬壽菊、香蜂花、鳳仙花、紫羅蘭、夜來香、茉莉花、廣藿香都可作為驅(qū)蠅防蚊的花卉普及養(yǎng)殖。以黃花蒿為主要原料研制成的蚊香抑菌驅(qū)蚊，綠色環(huán)保。過江藤屬植物葉中提取的揮發(fā)油制備成20%的混懸液外用能夠治療疥瘡、殺虱子、殺螨蟲。以色列鮑塔諾卡普公司的植物精油殺蟲劑、美國Whffmire Micro－Gen公司的PureSpray Gree和Ultra－Pure精油殺蟲劑都受到廣泛好評。

植物揮發(fā)油的抗菌特性可以應用于天然食品防腐劑的開發(fā)生產(chǎn)，其驅(qū)蟲特性還能夠應用于各種驅(qū)避劑的開發(fā)生產(chǎn)。應用對環(huán)境具有較高和諧度的植物性物質(zhì)特別是植物揮發(fā)油成分，將成為未來相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。植物揮發(fā)油將在人類發(fā)展及其生存環(huán)境改善的過程中扮演十分重要的角色。

［1］黃素青，梁炳泉，蘇兆雄，等.植物精油的生物活性及其在有害生物控制上的應用［J］.農(nóng)藥，2010，49（6）：397－402.Huang SuQing，Liang BingQuan，Su ZhaoXiong，etal.Biological activity of essential oils and its use in pest control［J］.Agrochemicals，2010，49（6）：397－402.In Chinese with English abstract.

［2］孫廣仁，姚大地，由士江.山核桃青果皮對幾種人類致病細菌的抑制作用［J］.東北林業(yè)大學學報，2009，37（1）：92－93.Sun GuangRen，Yao DaDi，You ShiJiang.Inhibitive effect of green walnut peel on several human pathogenic bacteria［J］.J Northeast Forestry Univ，2009，37（1）：92－93.In Chinese with English abstract.

［3］金雪梅.花椒、珊瑚姜揮發(fā)油對部分真菌、細菌的抑制效應探討［J］.四川生殖衛(wèi)生學院學報，2008，（4）：16－17.Jin XueMei.Exploration on the effects of Bell Pepper and volatile essential oil of Zingiber Corallinum Hance in restraining some epiphytes and bacteria［J］.J Sichuan Reprod Health Inst，2008，（4）：16－17.In Chinese with English abstract.

［4］Zellagui A，Gherraf N，Ladjel S，etal.Chemical composition and antibacterial activity of the essential oils fromLaunaea resedifoliaL.［J］.Org Med Chem Lett，2012，2（1）：2.

［5］Rhayour K，Bouchikhi T，Tantaoui－Elaraki A，etal.The mechanism of bactericidal action of oregano and clove essential oils and of their phenolic major components onEscherichiacoliandBacillussubtilis［J］.J Essent Oil Res，2003，15（5）：286－292.

［6］馬 剛，田雪梅，張振宇，等.樟芝揮發(fā)油的提取及其GC－MS分析與抑菌作用的研究［J］.西南農(nóng)業(yè)學報，2011，24（3）：970－973.Ma Gang，Tian XueMei，Zhang ZhenYu，etal.Extraction／GC－MS analysis and study on the bacteriostatic effects of volatile oil fromAntrodiacamphorata［J］.Southwest China J Agric Sci，2011，24（3）：970－973.In Chinese with English abstract.

［7］陳 青，鐘宏波.黔產(chǎn)青皮揮發(fā)油化學成分及抑菌活性研究［J］.中國實驗方劑學雜志，2011，17（9）：118－121.Chen Qing，Zhong HongBo.Chemical composition and antimicrobial activity of essential oil fromDaucuscarota［J］.Chin J Exp Tradit Med Form，2011，17（9）：118－121.In Chinese with English abstract.

［8］劉玉民，劉亞敏，李昌曉，等.路路通揮發(fā)油化學成分與抑菌活性研究［J］.食品科學，2010，31（7）：90－93.Liu YuMin，Liu YaMin，Li ChangXiao，etal.Chemical composition and antibacterial activity of volatile oil fromFructus liquidambaris［J］.Food Sci，2010，31（7）：90－93.In Chinese with English abstract.

［9］單秀娟，萬 力，董曉娜.山蒼子油抗真菌的研究進展［J］.中國真菌學雜志，2007，2（4）：253－256.Shan XiuJuan，Wan Li，Dong XiaoNa.Advances in research on antifungal activity of volatile oil fromLitseacubeba［J］.Chin J Mycol，2007，2（4）：253－256.In Chinese.

［10］Lis－Balchin M，Buchbauer G，Ribisch K，etal.Comparative antibacterial effects of novelPelargoniumessential oils and solvent extracts［J］.Lett Appl Microbiol，1998，27（3）：135－141.

［11］Pinto E，Pina－Vaz C，Salgueiro L，etal.Antifungal activity of the essential oil ofThymuspulegioidesonCandida，Aspergillusand dermatophyte species［J］.J Med Microbiol，2006，55（Pt 10）：1367－1373.

［12］Radulovic N，Dekic M，Stojanovic－Radic Z.Chemical composition and antimicrobial activity of the volatile oils ofGeranium sanguineumL.andG.robertianumL.（Geraniaceae）［J］.Med Chem Res，2012，21（5）：601－615.

［13］劉志希，李 鋒，張臘梅.八角茴香精油及其主成分對棉花枯萎病菌的拮抗作用［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38（32）：18193－18194.Liu ZhiXi，Li Feng，Zhang LaMei.Antifungal activity of essential oil fromIllicillmverumHook.f.and its principal component againstFusariumoxysporum［J］.J Anhui Agric Sci，2010，38（32）：18193－18194.In Chinese with English abstract.

［14］金振國，冀玉良，姚煥英，等.白花曼陀羅揮發(fā)油主要化學成分和抑菌活性測定［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39（28）：17244－17245.Jin ZhenGuo，Ji YuLiang，Yao HuanYing，etal.Determination of the main chemical components and antibacterial activities of volatile oil fromDaturastramoniumL.［J］.J Anhui Agric Sci，2011，39（28）：17244－17245.In Chinese with English abstract.

［15］Amri I，Gargouri S，Hamrouni L，etal.Chemical composition，phytotoxic and antifungal activities ofPinuspineaessential oil［J］.J Pest Sci，2012，85（2）：199－207.

［16］朱愛萍，趙 杰.薄荷油對植物病原菌的毒力研究［J］.上海農(nóng)業(yè)科技，2011，（4）：24.Zhu AiPing，Zhao Jie.Research on virulence ofPeppermintoil on plant pathogen［J］.Shanghai Agric Sci Technol，2011，（4）：24.In Chinese.

［17］Vourlioti－Arapi F，Michaelakis A，Evergetis E，etal.Essential oils of indigenous in Greece sixJuniperustaxa：chemical composition and larvicidal activity against the West Nile virus vectorCulexpipiens［J］.Parasitol Res，2012，110（5）：1829－1839.

［18］Rajkumar S，Jebanesan A.Repellency of volatile oils fromMoschosmapolystachyumandSolanumxanthocarpumagainst filarial vectorCulexquinquefasciatusSay.［J］.Trop Biomed，2005，22（2）：139－142.

［19］Zhu JunWei，Zeng XiaoPeng，Ma Yan，etal.Adult repellency and larvicidal activity of five plant essential oils against mosquitoes［J］.J Am Mosq Control Assoc，2006，22（3）：515－522.

［20］張書峰，郝 勇，胡 聰，等.白豆蔻、望春花和高良姜揮發(fā)油驅(qū)蚊活性的評價［J］.白求恩軍醫(yī)學院學報，2011，9（1）：8－9.Zhang ShuFeng，Hao Yong，Hu Cong，etal.Laboratory evaluation of mosquito repellent activity of essential oils ofAmomumkravanh，MagnoliabiondiiandAlpiniaofficinarum［J］.J Bethune Mil Med Coll，2011，9（1）：8－9.In Chinese with English abstract.

［21］Dell’Agli M，Sanna C，Rubiolo P，etal.Anti－plasmodial and insecticidal activities of the essential oils of aromatic plants growing in the Mediterranean area［J］.Malar J，2012，11：219－228.

［22］Kumar P，Mishra S，Malik A，etal.Insecticidal evaluation of essential oils ofCitrussinensisL.（Myrtales：Myrtaceae）against housefly，MuscadomesticaL.（Diptera：Muscidae）［J］.Parasitol Res，2012，110（5）：1929－1936.

［23］宋 波，劉繼鑫，劉 颋.良姜揮發(fā)油對兩種人體蠕形螨的體外抑殺作用［J］.中國病原生物學雜志，2010，5（2）：155，160.Song Bo，Liu JiXin，Liu Ting.Effect of galangal essential oil on killing humanDemodexinvitro［J］.J Pathogen Biol，2010，5（2）：155，160.In Chinese with English abstract.

［24］劉繼鑫，李朝品，張 浩，等.6種中藥揮發(fā)油體外抑殺人體蠕形螨活性及安全性研究［J］.第二軍醫(yī)大學學報，2009，30（9）：1048－1051.Liu JiXin，Li ChaoPin，Zhang Hao，etal.Volatile oil of Chinese crude drug against humanDemodex：effectiveness and safety［J］.Acad J Sec Mil Med Univ，2009，30（9）：1048－1051.In Chinese with English abstract.

［25］王少山，梁廣文，曾 玲，等.荔枝蒂蛀蟲對植物揮發(fā)油的觸角電位和行為反應［J］.石河子大學學報（自然科學版），2010，28（2）：158－161.Wang ShaoShan，Liang GuangWen，Zeng Ling，etal.Electroantennogram and behavioral responses of litchi fruit borer（ConopomorphasinensisBradley）to plant volatile oils［J］.J Shihezi Univ（Nat Sci），2010，28（2）：158－161.In Chinese with English abstract.

［26］王 龍，王志明，李 濤.飛機草揮發(fā)油對柳毒蛾的室內(nèi)活性分析［J］.林業(yè)科技，2012，37（3）：26－27.Wang Long，Wang ZhiMing，Li Tao.Bioactivity of volatile oil fromChromolaenaodorataagainstStilpnotiacandida［J］.Forestry Sci Technol，2012，37（3）：26－27.In Chinese.

［27］陳曉娟.植物揮發(fā)油的殺蟲活性研究及乳油的初配［J］.重慶工貿(mào)職業(yè)技術學院學報，2011，（1）：51－57.Chen XiaoJuan.The insecticidal activity of plant essential oils and their initial preparation［J］.J Chongqing Ind Trade Polytech，2011，（1）：51－57.In Chinese.

［28］郭紅祥，劉全軍，張慧珍，等.花椒精油殺蟲活性物質(zhì)的初步分離及抑菌作用［J］.江西農(nóng)業(yè)學報，2008，20（1）：39－40.Guo HongXiang，Liu QuanJun，Zhang HuiZhen，etal.Separation of insecticidal material and antimicrobial activity of volatile oil fromZanthorylumbungeanummaxin［J］.Acta Agric Jiangxi，2008，20（1）：39－40.In Chinese with English abstract.

［29］姜元啟，沈又年，徐 碩.木香薷揮發(fā)油對倉蟲成蟲作用的研究［J］.黃岡職業(yè)技術學院學報，2006，8（1）：101－102，65.Jiang YuanQi，Shen YouNian，Xu Shuo.Study on the effect of the Muxiangru naphtha on Cangchong imago［J］.J Huanggang Polytech，2006，8（1）：101－102，65.In Chinese with English abstract.