草果揮發(fā)油的化學(xué)成分、抗菌作用及作為飼料添加劑的前景

楊羚鈺，黃興粉，盤道興，李 凡，王 獻，鐘正陽

云南省文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院,云南 文山 663099

草果（Amomum tsao-ko Crevost et Lemaire），為姜科豆蔻屬多年生草本植物，始載于公元1505年元代的《本草品匯精要》[1]，味辛辣，性溫，無毒，具有燥濕除寒、化痰截瘧、消食化積等功效，主治食積瘧疾、脘腹冷痛、溫中止嘔、瘟疫發(fā)熱[2]。有研究發(fā)現(xiàn)草果揮發(fā)油中的活性成分在臨床方面也有較好的功效，比如1,8-桉油精具有解表、鎮(zhèn)靜、抗病毒作用，檸檬醛、α-蒎烯、β-蒎烯具有平喘祛痰作用；β-蒎烯有抗炎、抗真菌的作用，樟腦具有提神醒腦的作用；香葉醇有抗細菌和真菌的作用[3]，在抗氧化、調(diào)節(jié)胃腸功能、抗菌、抗腫瘤及改變藥物通透性等方面也發(fā)揮著一定的作用[4]。作為食品香料，草果在中國的市場也隨著時代的發(fā)展而不斷增大。近幾年，植物揮發(fā)油作為天然植物提取物，在飼料添加劑領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注，本文主要在分析草果提取物揮發(fā)油化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，就其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌、沙門氏菌的抑菌作用[5]及其機理等方面的研究進展進行綜述，并提出將草果提取物揮發(fā)油替代抗生素用作飼料添加劑的設(shè)想。

1 草果揮發(fā)油的化學(xué)成分

草果整株均可提取植物揮發(fā)油，其含量大小順序為果實＞根部＞花＞莖葉，其中除了果實的揮發(fā)油提取率可達2.7%，根部、花以及莖葉的提取率均在1%以下[6]。不同地區(qū)的草果揮發(fā)油含量差異較大，其揮發(fā)油中主要化學(xué)成分為萜烯類化合物、醛類化合物、醇類化合物和酚性化合物等。

1.1 萜烯類化合物

草果揮發(fā)油中的萜烯類化合物通常占比都較高，尤其是β-蒎烯。草果中的萜烯類化合物包括α-蒎烯、β-蒎烯、1,8-桉葉素、β-月桂烯、α-水芹烯、δ-杜松烯、D-檸檬烯、崁烯、檜烯、β-石竹烯、α-律草烯、β-傘花烴、桉油精、γ-衣蘭油烯、β-麝子油烯、大根香葉烯、α-菲蘭烯、對-聚傘花素等[7]。

1.2 醛類化合物

草果揮發(fā)油中的醛類化合物包括2-異丙基苯甲醛、3-甲基-3-苯基-2-丙烯醛、香葉醛、2-癸烯醛、香葉醛、3-十二碳烯-1-醛、β-對羥基苯甲醛、3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、檸檬醛、反-2-十二烯醛、2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛、庚醛、正辛醛、2-異丙基苯甲醛、7-甲基-3 亞甲基-6-辛烯醛、（+）-香茅醛、葵醛、（R）-3,7-二甲基-6-辛烯醛、苯甲醛、2-苯基巴豆醛、2-十二烯醛、9-十八碳烯醛等。

1.3 醇類化合物

草果揮發(fā)油中的醇類化合物包括芳樟醇、反-橙花叔醇、正丙基安息香醇、攬香醇、香葉醇、橙花叔醇、反式-橙花叔醇、桉葉油醇、合金歡醇、α-松油醇、α-α-二甲基-4、亞甲基-環(huán)己甲醇、萜品烯四醇、β-香茅醇、庫貝醇、4-甲基環(huán)葵二烯甲醇、欖香醇、β-桉葉醇、葑醇、反式-松香芹醇、(-)-桃金娘烯醇等[8]。

1.4 有機酸類

草果揮發(fā)油中有機酸成分包括：棕櫚酸、油酸、亞油酸等[7]。

1.5 酚性化合物

從草果揮發(fā)油中分離出9 種酚性化學(xué)物，其中包括3 種黃酮類和6 種簡單酚性化合物，分別為蘆丁、3′，5′-二-C-β-D-吡喃葡萄糖基根皮素、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、鄰苯三酚、鄰苯二酚、對羥基苯甲酸、原兒茶酸、香草酸、2-甲氧基-1,4-二苯酚-1-O-[6-O-(3-甲氧基-4-羥基苯甲酰基)]-β-D-吡喃葡萄糖苷。

1.6 其他成分

楊慶寬等[9]首次從草果精油中分離鑒定出產(chǎn)生辛辣味覺的苯甲醛類衍生物和其他微量化學(xué)成分。此外還從草果中提取到了酯類化合物，包括乙酸香葉酯、辛烯-1-醇-乙酸酯、乙酸-2-癸烯酯、乙酸-8-十二碳烯酯、二十碳三烯酸甲酯、乙酸2-烯基-3-乙烯基環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二丁酯等。

2 草果揮發(fā)油的抗菌作用

近年來，草果揮發(fā)油，因其獨特氣味及抗菌活性，越來越受到人們的關(guān)注。其中含有多種有效成分具有較好的抗菌消炎和防腐作用，有明顯的抗霉菌作用，草果果實精油中的檸檬醛具明顯抑菌作用[10]，對細菌、真菌均有明顯抗菌效果。

2.1 對大腸桿菌、沙門氏菌的抑制作用

唐志凌等[11]通過將草果提取物配置成不同濃度，用無菌水和丙酮作為對照組，分別作用在濃度為106～107CFU/mL 的大腸桿菌、沙門氏菌培養(yǎng)基上，觀察其生長曲線、細胞形態(tài)和測定AKP 值。結(jié)果表明，草果提取物對大腸桿菌和沙門氏菌有較好的抑制作用，且抑菌效果隨著濃度的上升而增強，其最小抑菌濃度和最小殺菌濃度相同，分別為0.625、1.25 mg/mL。草果提取物揮發(fā)油對細菌也有較為明顯的抑制作用，這種抑制作用在短時間內(nèi)是可以保持穩(wěn)定的。通過檢測AKP 含量，可以觀測到草果提取物揮發(fā)油能夠使大腸桿菌、沙門氏菌的細胞形態(tài)遭到破壞，增加細胞壁的通透性，從而抑制細菌的生長繁殖。

2.2 對金黃色葡萄球菌的抑制作用

彭美芳等[12]以不同萃取劑對草果粗提物進行提取，稀釋成不同濃度作用于金黃色葡萄球菌，并以草果提取物揮發(fā)油的MIC 為基礎(chǔ)，通過測定金黃色葡萄球菌生長曲線、菌液蛋白質(zhì)含量和電導(dǎo)率變化的影響，發(fā)現(xiàn)草果提取物揮發(fā)油與琥珀酸的競爭性抑制劑丙二酸疊加率最小，可通過糖代謝中的三羧酸循環(huán)途徑抑制金黃色葡萄球菌的細胞呼吸，從而阻礙細胞的生長繁殖。結(jié)果表明草果提取物揮發(fā)油對金黃色葡萄球菌的生長曲線有明顯抑制作用，其中以乙酸乙酯萃取物對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最好。

2.3 對消化系統(tǒng)的影響

李偉等[13]將生、炒、姜草果制成水煎液，檢測發(fā)現(xiàn)均能使離體十二指腸自發(fā)活動的緊張性升高，振幅加大，但劑量的影響效果甚微，結(jié)果表明不同的草果炮制方式均可拮抗由乙酰膽堿引起的小鼠腹痛，其中以姜草果的作用最強。楊小方等[14]將草果揮發(fā)油分低、中、高（0.1～0.3 mL/kg）3 組（含炭末）灌胃給藥于隨機分配的50 只小鼠，20 min 后頸椎脫臼處死動物，解剖小鼠，分離腸系膜，測量小腸總長度和炭末在腸內(nèi)的推進距離，計算炭末推進百分率，結(jié)果表明草果揮發(fā)油有明顯抑制小鼠腸蠕動的作用。Qiu 等[15]利用草果揮發(fā)油及其水提物灌胃SD 大鼠，每天1 次，連續(xù)5 d，結(jié)果表明草果在一定程度上增加了血清胃泌素水平，且以揮發(fā)油的作用最為突出。可見草果揮發(fā)油具有調(diào)節(jié)胃腸功能的作用。

3 草果揮發(fā)油的安全性

草果提取物揮發(fā)油作為飼料添加劑有良好的安全性。環(huán)磷酰胺是臨床上常用的抗肝癌化療藥物，但是由于耐藥性和不良反應(yīng)，其應(yīng)用受限。張琪等[16]通過采用體內(nèi)造模的研究方式，即建立肝癌H22 荷瘤小鼠模型，采用HE 染色法觀察腫瘤細胞形態(tài)變化，免疫組化法檢測腫瘤細胞凋亡相關(guān)蛋白Bax 和Bcl-2 的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，草果揮發(fā)油對肝癌H22荷瘤小鼠腫瘤生長有明顯的抑制作用，抑制效果與劑量呈相關(guān)性。在低濃度下可達到較理想的抗腫瘤效果，而高劑量有些微毒副作用。對比不同濃度下草果揮發(fā)油處理、環(huán)磷酰胺處理，相比環(huán)磷酰胺組小鼠胸腺和脾臟指數(shù)大幅度降低，揮發(fā)油各劑量組二者指數(shù)均有顯著提高，并有統(tǒng)計學(xué)意義，可見相較于環(huán)磷酰胺，草果揮發(fā)油在起到抗腫瘤作用的同時還具有改善機體免疫系統(tǒng)的功能，幾乎沒有毒副作用。

4 草果揮發(fā)油作為飼料添加劑的前景

目前，中草藥作為飼料添加劑，其安全、環(huán)保等優(yōu)勢越來越明顯，因此在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣。反芻動物長期食用這類飼料添加劑，能夠有效防治多種疾病，一是飼料添加劑具有一定營養(yǎng)補充作用，含有大量微量元素[17]，可以提高畜禽的生產(chǎn)機能，改善畜產(chǎn)品質(zhì)量；二是由于中草藥本身就具有防止與治療疾病的作用[18]，充分提取中草藥中的有益成分，更能保證飼料添加劑的療效，調(diào)節(jié)免疫機能，預(yù)防疾病發(fā)生和流行。這對取代抗生素類飼料添加劑研究具有重要意義。草果作為一種天然植物，且其揮發(fā)油由于具有潛在的植物源精油特性和可應(yīng)用于多行業(yè)的多功能特性，目前在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和畜牧養(yǎng)殖等領(lǐng)域的應(yīng)用已引起了人們的關(guān)注，具有較高的研究價值和開發(fā)前景。筆者所在的云南省草果資源豐富，儲量大，污染少，其提取物揮發(fā)油既有殺菌和抑菌作用，又能抑制細菌耐藥性的產(chǎn)生，在畜禽體內(nèi)無殘留，對畜禽無毒副作用，故將其作為飼料添加劑前景廣闊。但為促進草果提取物揮發(fā)油作為飼料添加劑在生產(chǎn)上得以利用和發(fā)展，仍需研究人員不斷加強對草果揮發(fā)油藥用機理的研究，為草果揮發(fā)油添加劑產(chǎn)品的推廣使用提供可靠的依據(jù)和保障。