芳香植物揮發(fā)油抗菌成分研究進(jìn)展

摘 要 芳香植物是一類新興的經(jīng)濟(jì)作物，芳香植物揮發(fā)油中含有復(fù)雜的化學(xué)成分，其中包括具有效果明顯的抗菌物質(zhì)，這類物質(zhì)在食品防腐及作物病蟲害控制等方面具有明顯的安全優(yōu)勢。介紹了芳香植物揮發(fā)油的抗菌成分、抗菌機(jī)理，及其應(yīng)用在食品、醫(yī)藥、病蟲害控制等方面的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞 芳香植物；揮發(fā)油；抗菌成分；化學(xué)成分

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

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揮發(fā)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(fā)性油狀成分的總稱[1]。其在食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)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(fā)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(fā)現(xiàn)的共有70余科，其中揮發(fā)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(fā)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(nóng)業(yè)病害等方面，而人工合成的化學(xué)防腐劑和農(nóng)藥對人畜和環(huán)境存在或多或少的負(fù)面影響，因此，研究芳香植物揮發(fā)油的抗菌作用具有重要實踐意義。目前，國內(nèi)外關(guān)于芳香植物化學(xué)成分及抗菌性研究已有大量報道，但鮮見在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用。本文通過查詢檢索研究報道，綜述芳香植物揮發(fā)油抗菌成分及其應(yīng)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(fā)油抗菌成分

揮發(fā)油中的萜類、酚類、醇類賦予揮發(fā)油具有較強(qiáng)的抗菌性[5]。萜類是揮發(fā)油中主要的化學(xué)成分，作為一種化合物在植物揮發(fā)油中普遍存在，揮發(fā)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(xì)菌和真菌都有較強(qiáng)的抑制作用[7]。牛至、香薷、百里香等植物中的主要化學(xué)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(qiáng)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(fā)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(chuàng)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(shù)十種有機(jī)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(fā)油的抗菌機(jī)理

由于揮發(fā)油的抗菌作用是一個復(fù)雜的協(xié)調(diào)作用機(jī)制，所以關(guān)于抗菌性機(jī)理至今沒有明確結(jié)論[13]。孫峋等[14]研究表明：迷迭香酸可以通過改變細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，導(dǎo)致還原糖和蛋白質(zhì)的滲漏而影響細(xì)胞代謝，通過抑制DNA聚合酶的活性而影響DNA復(fù)制，從而產(chǎn)生抑菌作用。Cowan等[15]認(rèn)為膜被萜類化合物和酚類物質(zhì)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(xì)胞膜，抑制APT酶活性[16]。由于化合物的擴(kuò)散與溫度有關(guān)，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(fā)油殺蟲機(jī)理

徐漢虹等[18]研究發(fā)現(xiàn)豬毛蒿揮發(fā)油中的有效化學(xué)成分茵陳二炔通過破壞害蟲表皮組織導(dǎo)致變態(tài)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(fā)油的研究發(fā)現(xiàn)其殺蟲機(jī)理主要是通過影響試蟲呼吸作用；菖蒲揮發(fā)油通過破壞試蟲卵巢導(dǎo)致試蟲不育，間接起到殺蟲效果。由于植物揮發(fā)油成分復(fù)雜、種類繁多，作用機(jī)理各有不同，因此對于不同品種揮發(fā)油的抗蟲機(jī)理至今沒有統(tǒng)一說法。

4植物揮發(fā)油的應(yīng)用

4.1植物揮發(fā)油抗菌成分在食品中的應(yīng)用

食品生產(chǎn)和儲存過程易受各種菌類污染而導(dǎo)致腐敗，這不僅降低食品的營養(yǎng)價值，而且會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。腐敗變質(zhì)的食品具有毒性而且對人類的健康構(gòu)成威脅，存在很大的隱患[20]。因此，尋找安全、高效、穩(wěn)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(fā)油在食品中主要應(yīng)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(dá)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(fā)現(xiàn)從長豆角核和乳香膠中提取的揮發(fā)油可以應(yīng)用到食品當(dāng)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(fā)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(fā)現(xiàn)丁香提取物不僅具有抑制褐變的作用，而且可以應(yīng)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(fā)現(xiàn)迷迭香揮發(fā)油與檸檬粉按比例混合后可以有效抑制肉丸中的細(xì)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(fā)生霉變。

4.2揮發(fā)油抗菌成分在殺蟲劑中的應(yīng)用

植物揮發(fā)油中的抗菌成分在殺蟲劑中的應(yīng)用方式多種多樣，可以概括為以下幾種：引誘作用；驅(qū)避作用；直接毒殺作用；拒食、生長發(fā)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(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點。徐漢虹等[18]發(fā)現(xiàn)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(qiáng)的驅(qū)避性[29]。丁香精油通過影響幼蟲的生長發(fā)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(fā)油抗菌成分在醫(yī)藥中的應(yīng)用

許多植物揮發(fā)油的抗菌成分在醫(yī)藥中也有廣泛應(yīng)用。大蒜精油中的主要成分大蒜素，有很強(qiáng)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(xué)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(fā)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(fā)油的牙膏能預(yù)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(xì)菌性皮膚感染治療效果明顯[35]。

5總結(jié)與展望

植物揮發(fā)油具有很強(qiáng)的生物活性，在抗菌、抗蟲、食品工業(yè)、新藥物開發(fā)中扮演十分重要的角色。因此我國應(yīng)加強(qiáng)對芳香植物的開發(fā)和利用，提高植物資源利用率和經(jīng)濟(jì)效益，重視芳香植物的綜合利用以及創(chuàng)新利用，促進(jìn)我國芳香產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。尤其在天然植物提取物代替化學(xué)合成保鮮劑、食品防腐、抗腫瘤新藥物開發(fā)等方面具有廣闊的發(fā)展前景。但是，我國在揮發(fā)油提取方面還面臨提取工藝落后、深加工產(chǎn)品少、揮發(fā)油提取設(shè)備落后等問題[36]?？咕煞值木唧w應(yīng)用缺少可行性配方，植物揮發(fā)油提取及抗菌研究均不夠深入系統(tǒng)，并且對于植物精油的利用多作為香料，很少進(jìn)入食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域，同時對這些天然抗菌劑的安全性也缺乏深入系統(tǒng)的研究。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）