植物精油抗菌和抗真菌活性的研究進展

佟晶晶，王明陽，潘佳雯，黨 萌，曹 宇，陳新亮，龍 淼

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，遼寧沈陽110866）

植物精油被用作飼料和食品的添加劑已經(jīng)有很多年的歷史。如從丁香、牛至、百里香、肉桂和孜然等植物中提取的精油已被廣泛用于飼料防腐劑，大量試驗證明，其具有抗真菌和細菌活性。此外，有些研究表明，植物精油的二級代謝產(chǎn)物也具有抗菌的能力。因此，植物精油作為飼料添加劑可抑制真菌生長和產(chǎn)毒進而防控飼料霉變，為抗食源性微生物和開發(fā)新抗菌藥提供了一個很好的選擇。本文總結(jié)了植物精油及其衍生物抗菌和抗真菌活性的相關(guān)研究，為其進一步作為飼料添加劑研究提供思路和建議。

1　丁香

丁香（Eugenia caryohyllata）被廣泛用于醫(yī)藥中。丁香精油也常作為防腐劑或天然食品添加劑應(yīng)用于食品工業(yè)。大量研究發(fā)現(xiàn)丁香具有抗菌活性的主要成分是其提取物丁香酚。

Nassan等（2015）對40只成年雄性白化大鼠進行了體內(nèi)抑菌試驗，證實了丁香提取物作為天然抗菌藥物的有效性。體外試驗結(jié)果表明，丁香水提取物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度分別為 2.5 mg/mL和 2 mg/mL。Kuang等（2011）用肉湯稀釋法對肉中的金黃色葡萄球菌、熒光假單孢菌和大腸桿菌進行了抑菌試驗，結(jié)果表明，丁香粉末的抑菌作用與其濃度呈正相關(guān)。袁媛等（2013）通過平板熏蒸法測試丁香酚對鐮刀菌的抑制作用。在含水量為21%的玉米中加入丁香酚，20 d后其對禾谷鐮刀菌產(chǎn)生的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的抑制率高達95.64%。崔海英等（2015）研究表明，丁香精油對單增李斯特菌的最小殺菌濃度為0.1%，最小抑菌濃度為0.05%，對單增李斯特菌顯示了較好的殺菌效果。抑菌機制是丁香精油可破壞單增李斯特菌的細胞膜、抑制核酸和ATP的合成，使細菌的生長繁殖受到影響，最終導(dǎo)致細菌死亡。Rana等（2011）研究丁香精油對不同菌株的抗真菌活性，其敏感程度為毛霉菌＞小孢子囊＞鐮孢鐮刀菌NCIM 1100＞紅色毛癬菌＞曲霉菌＞尖孢鐮孢MTCC 284。

2　牛至

牛至（Origanum vulgare L.）精油是從植物牛至中提取出來的揮發(fā)油，其可作為食品的抗菌防腐保鮮劑，也可作為飼料添加劑。Silvaespinoza（2015）試驗表明，牛至精油具有抗菌活性的主要成分是香芹酚和百里香酚。

Mohamed Hazzit等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油中香芹酚約為29.7%，其能夠抑制各種菌類繁殖，但是對李斯特氏菌沒有抑菌效果。戴冉等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油在抵抗細菌引起的家兔腸道疾病方面有極好的效果，牛至精油濃度為1.2 log cfu/mL/g時，可以有效抑制革蘭氏陽性菌和陰性菌的生長，且牛至精油比常用的天然抗氧化劑具有更高的抗氧化活性，Cleff等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油對念珠菌具有很高的抗菌活性，最小殺菌濃度和抑菌濃度均為2～5 mL/L。胡艷芬等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚對大腸埃希氏桿菌、金黃色葡萄球菌和豬霍亂沙門氏菌也具有很強的抑制作用，可以預(yù)防和治療動物胃腸道內(nèi)的感染。Vatavali等（2013）研究牛至精油對真鯛魚保質(zhì)期的影響發(fā)現(xiàn)，對照組的保質(zhì)期為11 d，而添加牛至精油的保質(zhì)期為16 d。劉猛等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚具有抗微生物生長、抗氧化的功效，可防止飼料變質(zhì)，具有無殘留，無污染，不對微生物產(chǎn)生耐藥性，不與抗生素產(chǎn)生配伍禁忌等優(yōu)點。

3　百里香

百葉科的百里香（Thymus vulgaris）是半灌木，生長于地中海西部地區(qū)。百里香作為食品添加劑被廣泛使用。 Assiri等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，百里香具有高效的抗菌活性，并被用于某些食品中以延長其保質(zhì)期。

研究表明，百里香精油對大腸桿菌、單增李斯特菌、金黃色葡萄球菌、腸炎沙門氏菌、寄生曲霉菌等微生物具有一定的抑制效果，在低pH條件下抗菌能力增強。張有林等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，百里香精油對黑曲霉菌有抑菌作用，通過急性毒性試驗發(fā)現(xiàn)精油灌注量為17.5 g/kg時對小鼠無毒副作用。馬萱等（2015）研究蘇格蘭薄荷、闊葉迷迭香、法國百里香這三種植物精油對黑曲霉菌的抗菌作用發(fā)現(xiàn)，法國百里香精油的抗菌作用最強。Baydar等（2004）研究薄荷、百里香和牛至這3種植物精油對金黃色葡萄球菌等15種細菌的最小抑菌濃度均低于1/100（體積比），其中百里香的抗菌活性最高，此外，解淀粉芽胞桿菌（B.amyloliquefaciens）對這3種植物精油最敏感。Al-Maqtar等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，百里香精油對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌，對細菌的最小殺菌活性為75～1100 μg/mL，白色念珠菌和陰道念珠菌等真菌的最小抗菌活性為80～97 μg/mL。真菌菌株顯示出有效的殺菌和抗真菌活性。Borugǎ（2014）試驗結(jié)果表明，百里香精油中的主要抗菌成分為8.41%的甲基異丙基苯，30.90%的γ-萜品烯和47.59%的百里酚。大量研究表明，百里香酚是百里香精油的主要抗菌成分。百里香酚的主要抗菌作用是通過疏水鍵和氫鍵結(jié)合膜蛋白發(fā)揮其抗微生物作用，然后改變細胞膜的滲透性。

4　肉桂

肉桂是最常見的香料之一，具有多種烹飪用途。在中草藥中，肉桂已被用作神經(jīng)的保護劑和糖尿病治療的藥物。肉桂精油主要是由肉桂酸乙酯、肉桂醇和肉桂醛這三種化合物組成。 因為肉桂具有較好的抗菌活性，所以常被用于治療如消化道疾病和尿路感染等感染性疾病。

Xing等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，肉桂油的抗真菌能力與其肉桂醛的含量有關(guān)，當(dāng)肉桂油中肉桂醛的含量為85%、95%和99%時對輪狀鐮刀霉菌的最小抑菌濃度分別為 60、50、45 μL/L， 而且在最小抑菌濃度下，輪狀鐮刀霉菌中的絲狀真菌的超微結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的損傷。張赟彬等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，肉桂醛對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有較好的抑菌效果，其最低殺菌濃度均為0.5 μL/mL，最低抑菌濃度均為0.25 μL/mL，抑菌圈分別為29.37、21.75 mm。 Almariri等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，通過水蒸氣蒸餾獲得的肉桂皮精油對革蘭氏陰性細菌具有良好的抗菌活性。其肉桂皮精油對大腸桿菌O157：H7，小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌O9，變形桿菌和肺炎克雷伯桿菌的最小抑菌濃度分別為12.5、6.25、1.5 μL/mL 和 3.125 μL/mL。 Saleem 等（2015）也得到類似的結(jié)果。Kim等（2015）報道，0.01%（V/V）的肉桂皮油、肉桂醛和丁子香酚能顯著降低腸出血性大腸桿菌O157：H7（EHEC）的生物膜形成。Shan等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，肉桂提取物對在不同食物基質(zhì)中的單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌和腸炎沙門氏菌有良好的抗菌活性，是一種潛在的天然食品防腐劑。肉桂中的主要成分肉桂醛對微生物具有抗菌作用，因為其能夠抑制細胞壁生物合成、胞膜的功能和特異性酶活性，但肉桂醛對細菌更具體的抑制機理還需要進一步研究。

5　孜然

孜然（Cuminum cyminum）作為食品調(diào)味劑，還能防腐殺菌。Allahghadri等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，孜然精油的主要生物活性成分是番茄紅素、甲基蝶呤和萜類化合物。

Khosravi等（2015）研究表明，孜然精油對產(chǎn)伏馬菌素的鐮刀菌菌株的生長有抑制作用，且所有伏馬菌素分離株對孜然精油敏感。試驗結(jié)果表明，孜然精油對輪枝鐮刀菌的最小抑制濃度為0.195～0.781 μL/mL， 且當(dāng)孜然精油濃度為 0.390 μL/mL時，54.5%的真菌菌株被完全抑制。Hossein等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，孜然油及其成分對黃曲霉PICCAF39，黃曲霉PICC-AF24，寄生曲霉NRRL-2999和黑曲霉的生長具有抑制作用。孜然精油中的主要成分，α-蒎烯（29.2%）、檸檬烯（21.7%）、1，8-桉樹腦（18.1%）、芳樟醇（10.5%）、醋酸芳樟酯（4.8%）和α-萜品烯（3.17%）對真菌的生長具有強烈的抑制作用。孜然精油可以安全的用作飼料的防腐劑，以保護其免受產(chǎn)毒性真菌感染。李大強等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，孜然精油對8種供試真菌和細菌的生長都有一定的抑制作用。在4種真菌中，對鏈格孢菌（A.alternata）和擴展青霉菌（P.expansum）的抑制效果較強，其次為半裸鐮刀菌（F.semitectum），最弱的為為粉紅單端孢菌（T.roseum），在4種細菌中，對熒光假單孢菌（P.fluorescence）和金黃色釀膿葡萄球菌（S.aureus）的抑菌效果較強，其次為大腸桿菌（E.coli），最弱的為枯草芽孢桿菌（B.subtilis），其抑制效果大概為熒光假單孢菌 （P.fluorescence）和金黃色釀膿葡萄球菌（S.aureus）抑制效果的1/2。

6　迷迭香

迷迭香 （Rosmarinus officinalis L）是一種具有豐富使用價值的植物，原產(chǎn)于地中海地區(qū)。迷迭香具有抗菌、抗氧化、抗腫瘤、抗心血管疾病、消炎、美容等諸多功效。現(xiàn)今迷迭香也廣泛用作食品添加劑，其抗菌抗氧化作用能夠改善食品品質(zhì)，延長保鮮時間。

Weerakkody等（2010）通過瓊脂盤擴散和肉湯稀釋測定法比較七種提取物對大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的抗菌作用。兩種試驗方法的結(jié)果表明，迷迭香的己烷提取物對除了鼠傷寒沙門氏菌之外所有細菌的抗菌活性勻高于乙醇和水，MIC為1.25～5.0 mg/mL。Ojeda-Sana等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香精油中的主要成分1，8-桉樹腦對大腸桿菌具有良好的抗菌活性，其作用機理是通過破壞大腸桿菌的細胞膜而起到抗菌作用，而迷迭香精油其他的抗菌活性成分和抑制機制還需要進一步研究。

7　其他精油的抑菌活性

Duarte等（2016）通過盤擴散試驗、氣相法和微量稀釋法研究香菜精油的抗菌活性。結(jié)果表明，芫荽精油和芳樟醇對空腸彎曲桿菌和大腸桿菌菌株的最小抑菌濃度為0.5～1 μL/mL。 香菜精油還表現(xiàn)出對彎曲桿菌屬的生物膜形成的抑制作用。此外，Duarte等（2013）研究表明，芫荽精油對鮑曼不動桿菌菌株的MIC和MBC均為1～4 μL/mL。

Zhang等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，黑胡椒精油可導(dǎo)致大腸桿菌細胞壁和膜的形態(tài)改變，然后導(dǎo)致電解質(zhì)、ATP、蛋白質(zhì)和DNA等物質(zhì)泄漏，但黑胡椒的化學(xué)成分及其抗菌作用機理則需要進一步的探索。

8　小結(jié)

植物精油具有很強的的抗菌和抗真菌活性。并且大量試驗證明多種植物精油的組合比單一植物精油對特定細菌的抑制作用更強，所以未來的研究應(yīng)側(cè)重評估更多植物精油的相互作用，以抑制不同食品中的致病微生物。目前對植物精油的研究都處于試驗階段，從試驗研究到生產(chǎn)使用還需要考慮更多因素，例如如何防止食物中添加植物精油提取物后還能保持原有的風(fēng)味。此外，由于大多數(shù)植物精油主要集中在對動物的體外活性研究中，而在體內(nèi)的抗微生物作用機理、對人類的潛在毒性仍然存在疑問，尚需要深入的研究。

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