茶樹精油及其生物學(xué)功能研究進(jìn)展

郭杰，陶蕾，邱倩，張娜，賈鵬飛，石少飛

（1.蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730070；2.隴東學(xué)院，甘肅慶陽(yáng) 745000）

茶樹（Melaleuca alternifolia），又名互葉白千層，桃金娘科白千層屬灌木，原產(chǎn)地澳大利亞的居民早在千年以前就用茶樹治療炎癥、腹瀉和外傷感染[1]?，F(xiàn)代藥理學(xué)證實(shí)，茶樹精油具有顯著的抑菌活性、抗病毒作用和抗氧化作用，其抑菌作用強(qiáng)于薰衣草精油，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的活性最強(qiáng)的天然抗菌劑。茶樹精油因其優(yōu)良的生物活性以及綠色安全的應(yīng)用特點(diǎn)，已被收錄于第7版的歐洲藥典中，現(xiàn)階段常常作為殺菌防腐成分應(yīng)用于醫(yī)藥食品行業(yè)[2]。

1 茶樹精油的化學(xué)成分

茶樹精油的相對(duì)密度為0.885～0.906，微溶于水，可與非極性溶劑混溶，主要由單萜、倍半萜、烯及醇類組成[3]。其主要成分是單萜化合物，包括松油烯-4-醇、1,8-桉葉素、對(duì)傘花烴及γ-萜品烯等。其中，松油烯-4-醇、1,8-桉葉素為其抗菌主要成分，為了保證茶樹精油的抗菌水平，松油烯-4-醇的含量不得低于30%[4]。王夢(mèng)如等[5]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析茶樹精油的化學(xué)成分及相對(duì)含量，共分離鑒定出22種化合物，其主要成分包括(-)-α-蒎烯、α-松油烯、1,2,3,5-四甲基苯、D-檸檬烯、桉葉油醇、γ-萜品烯、α-萜品烯、(-)-4-萜品醇及α-松油醇等。喬健等[6]利用甲基叔丁基醚結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)比較了茶樹嫩葉與老葉精油組分的差異，在不同類型的茶樹葉片提取獲得的精油中共檢測(cè)到10種單萜、16種倍半萜、5種單萜衍生物及1種倍半萜衍生物共32種化學(xué)成分；不同類型葉片精油組分不同，含油量亦不同，且老葉的精油含量顯著高于嫩葉。

2 茶樹精油生物學(xué)功能

2.1 抗菌功能

青霉素被發(fā)現(xiàn)之后，細(xì)菌感染普遍使用抗生素治療，但如今，很多細(xì)菌病原體對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性，因此科學(xué)家們面臨著制備出抗耐藥性的新型藥物的挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)，從茶樹中提取的精油，具有殺菌的功效，這種殺菌作用主要是通過(guò)破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物外滲[7]。其主要的抗菌成分包括松油烯-4-醇和1,8-桉葉素，對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌和蠟樣芽胞桿菌等均有顯著的抑制作用，且不會(huì)對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的活性最強(qiáng)的天然抗菌劑[8]。李炳霞等[9]對(duì)茶樹精油抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的活性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明茶樹精油對(duì)抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度為0.75%，2×最小抑菌濃度（Minimal Inhibit Concentration，MIC）能顯著抑制抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)繁殖，4×MIC抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌無(wú)生長(zhǎng)。

2.2 抗病毒抗寄生蟲作用

茶樹精油除了強(qiáng)效的抗菌效果以外，還具有一定的抗病毒活性。繼茶樹精油發(fā)現(xiàn)有抗煙草花葉病毒的活性之后，其抗單純皰疹病毒、抗流感病毒、單純性皰疹病毒、抗人類乳頭狀瘤病毒及抗腺病毒型等作用相繼被發(fā)現(xiàn)[10]。茶樹精油的抗病毒效果主要是通過(guò)干擾病毒早期階段脫殼的溶酶體酸化達(dá)到抑制病毒增殖生長(zhǎng)的目的。有研究表明，0.5%茶樹精油對(duì)減毒脊髓灰質(zhì)炎病毒有顯著的滅活效果，這種抗病毒活性與茶樹精油成分中的4-松油醇、異松油烯、α-松油烯有關(guān)，而且茶樹精油的抗病毒效果與病毒的復(fù)制周期有關(guān)，對(duì)游離病毒的殺滅效果最好[11]。

除此之外，茶樹精油對(duì)寄生蟲也具有良好的殺滅作用。AHMAD等[12]研究發(fā)現(xiàn)，403 mg/mL的茶樹精油可使布氏錐蟲減少50%，0.5 mg/mL的茶樹精油可使利士曼原蟲減少50%。茶樹精油還對(duì)陰道毛吸蟲、棘阿米巴原蟲都有很好的抑制作用，尤其是對(duì)棘阿米巴原蟲的抑制率可以達(dá)到100%[13]。臨床上同樣也證實(shí)了這一結(jié)論，即茶樹精油可以有效治療陰道毛吸蟲和棘阿米巴原蟲引發(fā)的疾病。因茶樹精油在抗寄生蟲的同時(shí)還可以抗菌消炎，促進(jìn)傷口融合，使得茶樹精油有望成為抗寄生蟲新藥物[14]。

2.3 抗氧化作用

人們的機(jī)體健康與抗氧化作用關(guān)系密切。機(jī)體正常的新陳代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生超氧陰離子自由基、羥基自由基在內(nèi)的各類活性氧，不及時(shí)清除這些活性氧，就會(huì)使組織和器官受到損傷，從而導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生、加速機(jī)體的衰老。許多研究都證實(shí)了茶樹精油內(nèi)含有高濃度的抗氧化成分，能夠使機(jī)體免受氧化損傷。例如，其中的α-萜品烯是一種強(qiáng)效抗氧化劑，其通過(guò)自身氧化降解的途徑來(lái)抑制其他化合物氧化降解[15]。有研究發(fā)現(xiàn)，0.05 μg/mL的茶樹精油對(duì)DPPH自由基的清除率優(yōu)于香檸檬油、茴香油、迷迭香油、芳樟油、桉葉油、薄荷油、香紫蘇油和山蒼子油，抗氧化能力顯著[16]。

3 茶樹精油的應(yīng)用

3.1 茶樹精油在保鮮行業(yè)中的應(yīng)用

生鮮食品的腐敗是由于產(chǎn)品中存在的微生物群導(dǎo)致的，特別是一些革蘭氏陰性菌，包括大腸桿菌（Escherichia coli）、莫拉氏菌（Moraxella Fulton）、希瓦氏菌（Shewanella）和變形桿菌（Proteus）等。這些微生物在生鮮食品儲(chǔ)藏中能適應(yīng)儲(chǔ)藏環(huán)境，成為優(yōu)勢(shì)菌而快速繁殖，在代謝過(guò)程中產(chǎn)生硫化物、胺、醛、酮和有機(jī)酸等異味產(chǎn)物，造成食品腐敗。近年來(lái)，茶樹精油因具有優(yōu)良的抗菌、抗氧化作用而廣泛應(yīng)用于生鮮產(chǎn)品保鮮中。對(duì)茶樹精油保鮮效果的評(píng)價(jià)表明，茶樹精油可以有效減少室溫條件下儲(chǔ)藏草莓的腐爛率，同時(shí)減少炭疽病和革狀腐病的發(fā)病情況[17]。除了單獨(dú)應(yīng)用于產(chǎn)品保鮮中，茶樹精油還常與其他精油復(fù)配，協(xié)同增強(qiáng)保鮮效果。鐘業(yè)俊等[18]將茶樹精油與另外2種植物精油復(fù)配后加入荔枝保鮮袋中，結(jié)果表明植物精油能夠顯著抑制荔枝果實(shí)腐敗，延緩荔枝果皮衰老以及果肉營(yíng)養(yǎng)成分的流失，更好地保留產(chǎn)品的風(fēng)味。茶樹精油還可以與涂膜劑等載體相結(jié)合，有效減少細(xì)菌的侵染，抑制保鮮產(chǎn)品的呼吸作用，減少營(yíng)養(yǎng)成分的丟失。例如，YOUSUF等[19]將茶樹精油與殼聚糖結(jié)合制備的涂膜應(yīng)用于橘子的保鮮中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)橘子腐爛率明顯下降，且果實(shí)品質(zhì)無(wú)顯著變化。茶樹精油作為一種天然防腐劑，在生鮮保鮮中具有良好的應(yīng)用前景。

3.2 茶樹精油在醫(yī)藥產(chǎn)品中的應(yīng)用

應(yīng)用茶樹精油治療皮膚病歷史悠久，17世紀(jì)英國(guó)探險(xiǎn)家使用茶樹汁水治療燒傷和昆蟲叮咬，19世紀(jì)澳大利亞化學(xué)家將茶樹精油添加到護(hù)膚產(chǎn)品中治療皮膚真菌感染?，F(xiàn)代研究同樣證實(shí)了茶樹精油對(duì)于皮膚感染、痤瘡都具有顯著療效。5%的茶樹精油對(duì)于痤瘡的治療效果強(qiáng)于同等濃度下過(guò)氧化苯甲酰溶液；6%茶樹精油涂抹于復(fù)發(fā)性唇皰疹部位，臨床效果顯著[20]。此外，茶樹精油還可以用于治療腫瘤破潰所致的惡性潰瘍[21]。

3.3 茶樹精油在飼料添加劑中的應(yīng)用

在2020年我國(guó)動(dòng)物養(yǎng)殖中實(shí)行全面替抗的背景下，茶樹精油作為天然植物的提取物，具有綠色安全的特性，常以飼料添加劑的形式添加至動(dòng)物飼料中。將茶樹精油添加在動(dòng)物飼料中，可以有效促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，增加動(dòng)物體重體長(zhǎng)和提高動(dòng)物機(jī)體的免疫水平[22]。例如，有研究表明，將茶樹精油添加在豬飼糧中可以提高實(shí)驗(yàn)豬的平均日增重、肝臟指數(shù)、腎臟指數(shù)以及背最長(zhǎng)肌紅度值，有效改善肥豬生長(zhǎng)性能和肉質(zhì)狀況[23]。綜上所述，茶樹精油作為飼料添加劑，不僅可以促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)，還可以改善畜禽營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是一種可代替抗生素的天然飼料添加劑。

4 結(jié)語(yǔ)

自20世紀(jì)90年代茶樹精油因其抗菌消炎功能而備受關(guān)注以來(lái)，眾多學(xué)者對(duì)其有效成分和功效展開了深入的研究，最終發(fā)現(xiàn)茶樹精油的主要成分是單萜、倍半萜、烯及醇類等。這些物質(zhì)賦予茶樹精油顯著的抗菌功能、抗氧化作用、抗病毒能力以及抗寄生蟲功能，鑒于茶樹精油抑菌抗炎效果好，作用廣普，且對(duì)植物低毒，對(duì)動(dòng)物無(wú)毒的特性，其有望代替化學(xué)合成殺菌劑應(yīng)用于皮膚病防治、無(wú)抗養(yǎng)殖以及日化產(chǎn)品等領(lǐng)域。