盛文勝?謝作樺?周彥如?鄒松?陳天野?劉德文
摘 要:近年來(lái),丁香酚在抑抗菌方面的研究主要集中在植物患病防治、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、食品微生物污染以及人體真菌感染等方面,涉及的主要目標(biāo)微生物及真菌有金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、霉菌、白色念珠菌、鼠傷寒沙門(mén)氏菌、熒光假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、煙曲霉菌、馬拉色菌和紅色毛癬菌等,為丁香酚在食品保鮮、植物保護(hù)、人體真菌感染治療等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:丁香酚;抗菌;抑菌;真菌;機(jī)制
Study on Antibacterial and Antimicrobial Effects and Mechanism of Eugenol
Abstract: In recent years, the research on antibacterial activity of eugenol mainly focuses on plant disease prevention and control, aquaculture, food microbial contamination and human fungal infection. The main target microorganisms and fungi involved are Staphylococcus aureus, Escherichia coli, mold, Candida albicans, Salmonella typhimurium, Pseudomonas fluorescens, Shewanella putrefaciens, Aspergillus fumigatus, Malassezia, Trichophyton rubrum, etc., which provides a reference for the application of eugenol in food preservation, plant protection, human fungal infection treatment and other fields
Keywords: eugenol; antibacterial; antibacterial activity; fungi; mechanism
丁香酚,無(wú)色至黃色液體,具有丁香香氣。丁香酚的化學(xué)名稱(chēng)為2-甲氧基-4-(2-丙烯基)苯酚,分子式為C10H12O2,相對(duì)分子質(zhì)量為164.20。丁香酚具有抑菌、抗炎、抗病毒等生物活性,被廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域。丁香酚在食品中主要作為食用香精使用,在藥品中主要用于驅(qū)蟲(chóng)、鎮(zhèn)痛,在化妝品中主要作為香水香精使用,也作為殺蟲(chóng)劑和防腐劑使用。
丁香酚可以從桃金娘科植物丁香的干燥花蕾中提取獲得,也可以采用化學(xué)合成的方法制備。《中國(guó)藥典》載明,丁香酚是從丁香油、丁香莖葉油或其他含丁香酚的芳香油中蒸餾分離而得[1]。《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 丁香酚》(GB 1886.129—2022)中規(guī)定食品添加劑丁香酚是以丁香羅勒油和月桂葉油等為原料經(jīng)化學(xué)法單離制得及以愈創(chuàng)木酚與烯丙基氯等為原料化學(xué)合成法制得[2]。丁香酚在食品中主要作為食用香精使用,《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)中丁香酚的編碼為S0091[3]。
1 抗菌、抑菌作用
1.1 對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌、抑菌作用
金黃色葡萄球菌在自然界中廣泛存在,可引起人和動(dòng)物皮膚及軟組織感染,是養(yǎng)殖場(chǎng)動(dòng)物體表軟組織感染常見(jiàn)的致病菌。
于杰等[4]研究了丁香酚對(duì)壓瘡致病菌金黃色葡萄球菌及其耐藥菌的抑菌作用及機(jī)制,丁香酚對(duì)金黃色葡萄球菌標(biāo)準(zhǔn)菌和耐甲氧西林金葡菌的最低抑菌濃度分別為0.25 mg·mL-1和0.125 mg·mL-1。丁香酚處理有助于細(xì)菌培養(yǎng)液中核酸、蛋白濃度及堿性磷酸酶活性提高;丁香酚可導(dǎo)致菌體皺縮和破裂,內(nèi)膜呈碘化丙啶熒光,外膜呈N-菲酰-次巰基-L-丙氨酸熒光,菌體結(jié)構(gòu)破壞程度、熒光強(qiáng)度與丁香酚濃度呈正相關(guān);丁香酚能夠破壞菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu),使細(xì)胞膜通透性和完整性發(fā)生改變,抑制受試菌株菌體生物被膜的生成,且能明顯清除成熟的生物被膜,顯著降低生物被膜生成相關(guān)基因的表達(dá)水平;與標(biāo)準(zhǔn)菌株相比,丁香酚對(duì)耐甲氧西林金葡菌具有更強(qiáng)的抑制作用。
鄭淑媚[5]研究了丁香酚對(duì)金黃色葡萄球菌感染引起皮下膿腫的治療作用。研究表明,丁香酚可以破壞金黃色葡萄球菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu),改變細(xì)胞膜的通透性,不僅可以抑制生物膜的生成,還對(duì)成熟生物膜有清除作用,同時(shí)能抑制生物膜及黏附相關(guān)毒力因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。在皮下膿腫模型中,丁香酚可以通過(guò)減輕皮膚炎癥和改善緊密連接蛋白-1的表達(dá)發(fā)揮促進(jìn)膿腫康復(fù)的作用。
陳茹茹[6]對(duì)增效型聚多巴胺抗菌體系進(jìn)行了研究,以丁香酚為芯材,以鹽酸多巴胺或殼聚糖為殼材通過(guò)聚合作用或通過(guò)靜電吸附等原理制備了3種抗菌體系,分別為丁香酚平衡負(fù)載量為0.278 8 mg·mg-1的聚多巴胺負(fù)載丁香酚微球、丁香酚包封量為0.628 8 mg·mg-1的聚多巴胺負(fù)載丁香酚微球、丁香酚包封率最大為70.15%的抗菌復(fù)合微??咕w系,最終得出抗菌復(fù)合微粒體系對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌能力最強(qiáng),抗菌能力較游離丁香酚分別提高了57.68%和59.56%。證明丁香酚經(jīng)鹽酸多巴胺或殼聚糖處理后的微球有良好的緩釋性能,對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有長(zhǎng)效抑菌作用。
陳瑩[7]制備了玉米/木薯淀粉基抗菌可食用膜并對(duì)其性能進(jìn)行研究,為提升可食用包裝膜的抗菌性,以玉米/木薯淀粉膜為基底膜、丁香酚為抗菌劑、甘油為增塑劑,制備了含有不同濃度丁香酚的抗菌可食用膜。基底膜的最佳成膜工藝為玉米淀粉與木薯淀粉的質(zhì)量比1∶6,甘油含量3%,基底膜中摻入丁香酚/明膠微球,復(fù)合膜丁香酚添加量提高到3.62 mg·mL-1。該復(fù)合膜的抵抗外力能力、溶解性、水蒸氣透過(guò)率、屏蔽紫外光能力、抗氧化活性更強(qiáng),5 h內(nèi)就可以殺死所有受試細(xì)菌。利用該食用膜進(jìn)行了大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示丁香酚對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果更明顯,以蘋(píng)果為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行復(fù)合膜包覆實(shí)驗(yàn),蘋(píng)果7 d內(nèi)不腐壞,進(jìn)一步證明該復(fù)合膜抑菌性能優(yōu)異。
李密[8]設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了聚乳酸功能復(fù)合膜并在生鮮食品中進(jìn)行應(yīng)用,研究以聚乳酸(PLA)為基礎(chǔ),采用納米氧化鋅(ZnO)對(duì)PLA膜進(jìn)行強(qiáng)化,再結(jié)合靜電紡絲技術(shù)將丁香酚添加濃度分別為0.2%、0.3%、0.4%的明膠溶液原位復(fù)合在PLA/ZnO基礎(chǔ)膜表面,制備遷移型抑菌復(fù)合膜,并進(jìn)行大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑制實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明遷移型抑菌復(fù)合膜對(duì)兩種菌都有抑制效果,且抑制能力與丁香酚添加量具有正相關(guān)性,丁香酚添加濃度為0.4%的復(fù)合膜抑菌效果最好,菌落總數(shù)分別降低了3個(gè)(大腸桿菌)和2.5個(gè)對(duì)數(shù)值(金黃色葡萄球菌)。
杜麗霞等[9]研究了調(diào)味香料丁香羅勒精油成分、抗氧化及抑菌活性,利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)鑒定出丁香羅勒精油的15個(gè)化學(xué)成分,占精油總量的99.62%,其中丁香酚含量最高為51.85%。抑菌圈試驗(yàn)結(jié)果表明丁香羅勒精油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌直徑分別為(13.0±0.7)mm和(12.5±0.8)mm,丁香酚對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌直徑分別為(14.5±0.6)mm和(13.5±0.9)mm,表明丁香羅勒精油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果優(yōu)于丁香酚。丁香羅勒精油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度分別為0.16 mg·mL-1和0.31 mg·mL-1,而丁香酚是丁香羅勒精油中具有抑菌活性的重要成分之一。
薛陽(yáng)[10]對(duì)丁香酚-酪蛋白納米體系和溶菌酶-丁香酚-酪蛋白納米體系對(duì)枯草桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌增效作用進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)表明,溶菌酶-丁香酚-酪蛋白納米復(fù)合物能聯(lián)合破壞細(xì)胞壁,使得丁香酚滲透進(jìn)入細(xì)胞膜并改變細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),方便細(xì)胞內(nèi)容物溢出,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,達(dá)到殺菌的效果。因此,增加了溶菌酶的丁香酚-酪蛋白納米體系對(duì)枯草桿菌和金黃色葡萄球菌具有最小的抑菌和殺菌濃度。
魏彤竹[11]選擇丁香酚、香芹酚、百里香酚3種植物精油分別對(duì)金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、大腸埃希氏菌、沙門(mén)氏菌、阪崎克羅諾桿菌、銅綠假單胞菌6種食源性致病菌的抑菌活性進(jìn)行了研究,最小抑菌濃度(Minimal Inhibitory Concentration,MIC)測(cè)定結(jié)果表明丁香酚對(duì)以上致病菌的抑菌效果優(yōu)于香芹酚和百里香酚,綜合抑菌敏感性最好。
石曉駿等[12]研究了丁香精油的提取工藝,并以來(lái)源于老北京肉肚的假單胞菌、葡萄球菌和環(huán)絲菌為研究對(duì)象開(kāi)展丁香精油抑菌試驗(yàn),結(jié)果表明,丁香精油對(duì)3種菌均有一定的抑制效果。
1.2 對(duì)大腸桿菌的抗菌、抑菌作用
張修坤等[13]采用體外法評(píng)估不同植物精油對(duì)需氧菌的抑菌活性,選擇百里香酚、肉桂醛、香芹酚、牛至油、丁香酚5種精油對(duì)產(chǎn)腸毒大腸桿菌、出血性大腸桿菌、宋氏志賀氏菌、痢疾志賀氏菌、豬霍亂沙門(mén)氏菌、鼠傷寒沙門(mén)氏菌和乙型溶血性鏈球菌進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,5種精油對(duì)上述微生物都有抑菌作用,但是丁香酚的抑菌能力最弱,最低抑菌濃度為0.07%~0.18%。
王倩怡[14]基于大腸桿菌的細(xì)胞膜特性研究了丁香酚協(xié)同脈沖電場(chǎng)的滅菌機(jī)制,在不同丁香酚(≥0.5 MIC)濃度和電場(chǎng)強(qiáng)度條件下,丁香酚與脈沖電場(chǎng)具有協(xié)同作用,并且該協(xié)同作用與電場(chǎng)強(qiáng)度和丁香酚濃度呈正相關(guān)性。滅菌原理可能為丁香酚破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),有利于脈沖電場(chǎng)進(jìn)一步作用于細(xì)胞膜并促進(jìn)細(xì)胞破裂死亡;脈沖電場(chǎng)誘導(dǎo)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)變化,使丁香酚能穿過(guò)細(xì)胞膜直接作用于DNA,產(chǎn)生協(xié)同效果。
祁姣姣等[15]對(duì)以中鏈脂肪酸和植物精油為主要成分的復(fù)合型酸化劑的抑菌性能進(jìn)行了研究,確定以中鏈脂肪酸和植物精油為主要成分的復(fù)合型酸化劑的最優(yōu)配比為辛酸∶香芹酚∶癸酸∶肉桂醛∶丁香酚∶己酸=2∶1∶1∶5∶2∶2,該配比的復(fù)合型酸化劑對(duì)大腸桿菌、沙門(mén)氏菌和金黃色葡萄球菌的抑菌時(shí)間長(zhǎng)、指示菌不易回長(zhǎng)、抑菌性能高且在模擬胃腸液環(huán)境中均具有良好的抑菌作用。
蔣麗娟等[16]對(duì)純植物萃取液的殺菌效果與腐蝕性進(jìn)行研究,以含有效殺菌成分丁香酚8 700 mg·L-1、肉桂醛690 mg·L-1的植物萃取液原液作用1 min,對(duì)懸液內(nèi)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的平均殺滅對(duì)數(shù)值均>5.00,表明該純植物萃取液具有良好的殺菌效果。
謝皓辰等[17]研究了基于“藥輔合一”的丁香酚乳膏及其藥效,確定最優(yōu)配方為丁香酚∶單硬脂酸甘油酯∶硬脂酸=1.00∶0.75∶1.65,該乳膏對(duì)大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌具有抑制作用。
錢(qián)衛(wèi)東等[18]利用微量二倍稀釋法、瓊脂擴(kuò)散法分別確定了丁香酚對(duì)多重耐藥大腸桿菌的最低抑菌濃度(2.50 mg·mL-1)、最低殺菌濃度(5.00 mg·mL-1)。其抑菌機(jī)制為丁香酚在延長(zhǎng)多重耐藥大腸桿菌遲緩期、延緩多重耐藥大腸桿菌進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期、增加菌株可溶性蛋白含量和胞外核酸量、提高菌體培養(yǎng)液電導(dǎo)率方面發(fā)揮了作用,破壞了生物被膜的形成,對(duì)多重耐藥大腸桿菌具有較強(qiáng)的抑菌作用。
李建菲[19]研究了丁香酚對(duì)金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、單增細(xì)胞增生李斯特菌、大腸桿菌、傷寒沙門(mén)氏桿菌、痢疾桿菌的抑菌活性。研究結(jié)果表明,丁香酚對(duì)7種菌的抑菌圈最小直徑為12.67 mm,最大直徑為22.33 mm;丁香酚對(duì)大腸桿菌、痢疾桿菌的MIC為0.312 5 mg·mL-1,對(duì)其余5種菌的MIC均為0.625 mg·mL-1。證明丁香酚對(duì)所有試驗(yàn)菌都有很好的抑菌活性。
張赟彬等[20]研究了不同精油單體的大豆分離蛋白可食膜對(duì)冷鮮豬肉的保鮮效果,在大豆分離蛋白膜配方中分別添加6%肉桂醛、6%丁香酚和6%肉桂醛-丁香酚復(fù)配物(質(zhì)量比為1∶1),制成的可食膜能有效降低冷鮮豬肉在冷藏過(guò)程中的失水率、揮發(fā)性鹽基氮含量、菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù),可明顯提高冷鮮豬肉的保鮮效果。
占豪[21]研究了丁香酚對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌作用。抑菌圈實(shí)驗(yàn)表明丁香酚對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑分別為14.5 mm和13.5 mm,對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度分別為0.16 mg·mL-1和0.3l mg·mL-1。
陳喆[22]研究了丁香酚對(duì)新鮮去皮荸薺的保鮮效果。研究結(jié)果表明,使用濃度為1 g·L-1的丁香酚處理處理5 min能夠延緩新鮮去皮荸薺的變色,延緩可溶性固形物含量的降低,抑制色差值、褐變度、失重率和呼吸強(qiáng)度的上升,減少微生物的生長(zhǎng)繁殖。同時(shí)以玉米醇溶蛋白和丁香酚為原料,通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備了丁香酚-玉米醇溶蛋白膜,抑菌圈實(shí)驗(yàn)證明該膜對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌具有抑制作用。
袁瑤等[23]采用微量肉湯法研究了肉桂醛、香芹酚、丁香酚、百里香酚和各種植物精油添加劑的體外抑菌作用,實(shí)驗(yàn)菌為多重耐藥的豬源沙門(mén)菌、豬源大腸桿菌、豬源鏈球菌、禽源沙門(mén)菌、禽源大腸桿菌以及大腸桿菌ATCC25922質(zhì)控菌。研究結(jié)果表明,肉桂醛、香芹酚、丁香酚和百里香酚對(duì)上述6個(gè)實(shí)驗(yàn)菌株的MIC在0.25~2.00 mg·mL-1,精油的復(fù)配協(xié)同效果與精油總量、不同精油的抑菌效果存在正相關(guān)性。棋盤(pán)稀釋法實(shí)驗(yàn)證明丁香酚與肉桂醛復(fù)配、丁香酚與香芹酚復(fù)配對(duì)豬源大腸桿菌具有疊加抑菌效果,丁香酚和百里香酚以2∶1的濃度復(fù)配對(duì)豬源大腸桿菌具有協(xié)同抑菌效果。
1.3 對(duì)霉菌的抗菌、抑菌作用
張學(xué)彬等[24]研究了均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化丁香精油提取工藝及其抑菌活性,丁香精油對(duì)冬棗主要致病菌青霉菌和漿胞的最小抑菌濃度分別為2.0 μL·mL-1和
2.5 μL·mL-1;丁香精油的活性成分中丁香酚和乙?;∠惴油耆种魄嗝咕臐舛确謩e為350 mg·L-1和300 mg·L-1。
艾淑娜[25]研究了植物源活性成分對(duì)黃曲霉的抑制作用,從中草藥中選取5種植物源活性成分,進(jìn)行兩兩復(fù)配,當(dāng)檸檬醛和丁香酚濃度均為1/4 MIC時(shí),其分級(jí)抑菌濃度(Fractional Inhibitory Concentration,F(xiàn)IC)為0.5,對(duì)黃曲霉菌具有協(xié)同抑菌作用。碘化丙啶染色實(shí)驗(yàn)表明檸檬醛與丁香酚結(jié)合會(huì)破壞黃曲霉細(xì)胞膜完整性,抑制黃曲霉菌的生長(zhǎng)。
張桂枝等[26]研究了植物精油與有機(jī)酸鹽聯(lián)合使用對(duì)曲霉菌的抑制作用,7種植物精油中,肉桂醛、丁香酚對(duì)黃曲霉菌、煙曲霉菌的抑菌效果最佳,肉桂醛對(duì)黃曲霉菌和煙曲霉菌的MIC均為4 mg·mL-1,丁香酚對(duì)黃曲霉菌和煙曲霉菌的MIC均為8 mg·mL-1;將肉桂醛與丁香酚按1∶2聯(lián)合使用對(duì)黃曲霉菌和煙曲霉菌有很好的協(xié)同抑菌效果,F(xiàn)IC分別為0.33和0.17;將肉桂醛和丁香酚組成的復(fù)合植物精油與雙乙酸鈉和丁酸鈉組成的復(fù)合有機(jī)酸鹽按1∶4或1∶5聯(lián)合配伍,對(duì)黃曲霉菌和煙曲霉菌均有很好的協(xié)同抑菌效果。
金佳幸等[27]對(duì)β-環(huán)糊精包埋丁香酚、肉桂醛、檸檬醛緩釋防腐包在傳統(tǒng)肉干中的防霉效果進(jìn)行了對(duì)比研究,未加入防腐包的空白對(duì)照組肉干從第28天開(kāi)始生長(zhǎng)霉菌,而加入2.0 g以上防腐包的肉干組6個(gè)月內(nèi)未生長(zhǎng)霉菌,表明防腐包具有較好的防霉變效果,其中丁香酚的防腐效果最好。
鞠健[28]對(duì)丁香酚和檸檬醛對(duì)婁地青霉和黑曲霉的協(xié)同抑菌機(jī)理進(jìn)行了探究。丁香酚和檸檬醛聯(lián)合使用具有較好的協(xié)同抑菌作用,MIC值降低為單獨(dú)使用時(shí)的24%~25%。由于婁地青霉和黑曲霉細(xì)胞壁中的β-1,3-葡聚糖合成酶蛋白和幾丁質(zhì)合成酶蛋白的活性位點(diǎn)被丁香酚和檸檬醛通過(guò)不同的氨基酸殘基相結(jié)合,使細(xì)胞壁的正常合成被抑制。最小抑菌濃度下,丁香酚和檸檬醛聯(lián)合使用對(duì)婁地青霉和黑曲霉真菌孢子萌發(fā)抑制率超過(guò)87%,明顯抑制菌絲生長(zhǎng)。
葛達(dá)娥[29]研究了丁香酚對(duì)鏈格孢霉的抑制作用,以鏈格孢霉(Alternaria sp.)為供試菌株,采用
0.30 mg·mL-1丁香酚處理供試菌株,通過(guò)掃描電鏡和透射電鏡觀察,發(fā)現(xiàn)供試菌株菌體變形嚴(yán)重、表面出現(xiàn)大量褶皺,胞內(nèi)物質(zhì)流失,細(xì)胞器不完整。丁香酚可破壞供試菌株的細(xì)胞壁,改變細(xì)胞膜的通透性,完全抑制供試菌株菌絲的生長(zhǎng)代謝和繁殖,具有較好的抑菌活性。
于未博[30]研究了丁香酚對(duì)三七根腐病真菌的抑制作用及其機(jī)理,以引起三七根腐病的尖孢鐮刀菌、腐皮鐮刀菌、擴(kuò)展青霉為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)丁香酚對(duì)3種三七根腐病真菌具有良好的抑菌效果,能夠抑制3種三七根腐病真菌的能量代謝,可以使腐皮鐮刀菌能量代謝、細(xì)胞增殖相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生改變,從而起到抑菌作用。
夏亞文[31]研究了緩釋作用對(duì)精油微膠囊抑菌行為影響,選擇6種植物精油(肉桂、丁香、香茅、山蒼子、牛至和小茴香精油)進(jìn)行微囊化,對(duì)7種微生物(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色假絲酵母、黑曲霉、意大利青霉、擴(kuò)展青霉及灰葡萄孢)受試菌株進(jìn)行直接接觸和熏蒸處理后的抑菌性能進(jìn)行比較,直接接觸實(shí)驗(yàn)證明6種精油都有抑菌作用,小茴香精油的抑菌作用稍弱。精油微膠囊直接接觸最小抑菌濃度實(shí)驗(yàn)和最小殺菌濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,丁香精油和丁香酚在微膠囊化后抑菌性能均有提升;在影響黑曲霉細(xì)胞形態(tài)的機(jī)理研究中發(fā)現(xiàn),微膠囊化的丁香精油和丁香酚提高了黑曲霉細(xì)胞膜的通透性和破壞性。
1.4 對(duì)白色念珠菌的抗菌、抑菌作用
高原等[32]研究了丁香酚對(duì)白色念珠菌的生長(zhǎng)及其生物膜形成的抑制作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,丁香酚對(duì)白色念珠菌的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用,膜滲透性和電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)推測(cè)其作用機(jī)理是改變了白色念珠菌的細(xì)胞膜滲透性,使細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物外流,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。掃描電鏡實(shí)驗(yàn)也證實(shí)丁香酚對(duì)白色念珠菌生物膜的形成具有抑制作用。
1.5 對(duì)鼠傷寒沙門(mén)氏菌的抗菌、抑菌作用
鼠傷寒沙門(mén)氏菌是一種重要的食源性病原菌,是公認(rèn)的人畜共患病致病菌,嚴(yán)重威脅畜禽養(yǎng)殖業(yè)和公共衛(wèi)生安全。趙昕[33]研究了丁香酚對(duì)鼠傷寒沙門(mén)氏菌的抗菌作用及機(jī)制。體外和體內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)證明,丁香酚暴露可改變SL1344菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和質(zhì)膜通透性,還可通過(guò)降低Ⅰ型菌毛相關(guān)黏附基因和Ⅲ型分泌系統(tǒng)毒力因子的表達(dá)水平,減弱其對(duì)宿主細(xì)胞的黏附、侵襲能力和胞內(nèi)增殖能力,從而降低對(duì)雛雞的致病力??诜∠惴涌梢砸种粕抽T(mén)氏菌在腸道內(nèi)的定殖,減少腸桿菌過(guò)度增殖并維持厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度,維護(hù)腸道菌群穩(wěn)定性,抑制TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路的激活和炎癥反應(yīng),維持腸道緊密連接蛋白的表達(dá),從而對(duì)鼠傷寒沙門(mén)氏菌感染起到抑制作用。
1.6 對(duì)熒光假單胞菌、腐敗希瓦氏菌的抗菌、抑菌作用
王莉麗等[34]研究了丁香酚乳液/聚氧化乙烯-殼聚糖同軸靜電紡絲薄膜的制備工藝及抗菌性能,丁香酚被良好地包埋于薄膜纖維中,丁香酚與吐溫80、殼聚糖、聚氧化乙烯相互作用,使丁香酚具有良好的緩釋性能,丁香酚乳液/聚氧化乙烯-殼聚糖薄膜對(duì)熒光假單胞菌具有良好的抑菌性能。
周倩倩等[35]研究了丁香酚對(duì)腐敗希瓦氏菌和熒光假單胞菌的抑制機(jī)理。丁香酚處理后,細(xì)胞外OD260、OD280、鉀離子濃度、堿性磷酸酶活力均有提高,細(xì)胞內(nèi)三磷酸腺苷酶活力下降;通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察,發(fā)現(xiàn)丁香酚處理后的實(shí)驗(yàn)菌株菌體出現(xiàn)裂解、粘黏現(xiàn)象,傅里葉變換紅外光譜也表明丁香酚處理后實(shí)驗(yàn)菌株菌體的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等官能團(tuán)發(fā)生了改變。抑菌機(jī)理為丁香酚破壞細(xì)胞壁,并使細(xì)胞膜通透性增大、細(xì)胞內(nèi)容物流出,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
劉亮軍等[36]研究了EG/CUM-β-環(huán)糊精-SL納米纖維膜的制備及其抗菌機(jī)制,以丁香酚(EG)、枯茗醛(CUM)及其復(fù)合物為芯層,紫膠(SL)為殼層,采用同軸靜電紡絲技術(shù)制備了納米纖維膜,測(cè)定了納米纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性、疏水性能、力學(xué)性能等理化性能,以腐敗希瓦氏菌為抑菌對(duì)象,研究了納米纖維膜的抑菌性能和抑菌機(jī)理。研究結(jié)果表明,EG/CUM-β-環(huán)糊精-SL納米纖維膜的緩釋性能最佳,其抗菌能力優(yōu)于EG-SL薄膜和CUM-β-環(huán)糊精-SL薄膜,能夠有效地破壞腐敗希瓦氏菌的細(xì)胞膜,增加細(xì)胞膜的通透性,使胞內(nèi)物泄露。
王明等[37]研究了丁香酚復(fù)合保鮮劑對(duì)腐敗希瓦氏菌的抗菌作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)丁香酚對(duì)腐敗希瓦氏菌有較好的抗菌性能,可使菌體形態(tài)發(fā)生扭曲、皺縮、塌陷,導(dǎo)致細(xì)胞壁膜溶解、細(xì)胞膜完整性變差、細(xì)胞膜通透性增大,Na+、K+-ATPase和AKPase活性降低。
1.7 對(duì)其他菌的抗菌、抑菌作用
有關(guān)丁香酚抑菌抗菌效果的研究還有很多,涉及腐敗菌芽孢桿菌[38]、空腸彎曲桿菌[39]、解淀粉芽孢桿菌[40]、維氏氣單胞菌[41]、小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌[42]、豬源肺炎克雷伯菌[43-44]、黑附球菌[45]、禾谷鐮刀菌[46]、鰻弧菌[47]、香蕉炭疽菌、草莓炭疽菌、葡萄炭疽菌、枇杷炭疽菌[48]和楊梅致病菌[49]等,表明丁香酚具有廣泛的抑菌、抗菌效果。
2 對(duì)真菌的抑制和殺菌作用
2.1 對(duì)煙曲霉菌的抑制作用
于冰[50]對(duì)丁香酚在真菌性角膜炎中的治療作用和機(jī)制進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)表明,丁香酚可以在煙曲霉菌性角膜炎中發(fā)揮抗炎和抗真菌作用。丁香酚可以減輕小鼠角膜中炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn),降低角膜真菌負(fù)荷,改善小鼠真菌性角膜炎預(yù)后。丁香酚通過(guò)激活Nrf2/HO-1信號(hào)通路,可以抑制煙曲霉菌感染的小鼠角膜和HCECs中炎癥因子的表達(dá)水平。此外,丁香酚可以顯著抑制煙曲霉菌生長(zhǎng)、孢子黏附,破壞真菌生物膜的完整性。
2.2 對(duì)馬拉色菌的抑制和殺菌作用
馬拉色菌是一種寄生于人和動(dòng)物皮膚表面的真菌,對(duì)人和動(dòng)物健康的危害較大[51]。劉迪等[52]研究了丁香酚的抗馬拉色菌活性、細(xì)胞毒性及抑菌機(jī)制,用體外藥敏試驗(yàn)評(píng)價(jià)了18種植物水提和醇提提取物的抗馬拉色菌的活性,其中丁香酚的抗菌活性最好,丁香酚的最低抑菌濃度和最低殺菌濃度分別為
312.50 μg·mL-1和625.00 μg·mL-1;通過(guò)棋盤(pán)微量稀釋法研究了丁香酚與傳統(tǒng)去屑劑聯(lián)合使用的相互作用,與酮康唑聯(lián)用表現(xiàn)為協(xié)同作用,與吡啶硫酮鋅、氯咪巴唑、吡啶酮乙醇胺鹽聯(lián)用表現(xiàn)為相加作用;通過(guò)噻唑藍(lán)法評(píng)價(jià)丁香酚對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞的毒性,半抑制濃度為320.93 μg·mL-1,高于傳統(tǒng)去屑劑;通過(guò)掃描電鏡和透射電鏡初步研究丁香酚對(duì)馬拉色菌的作用機(jī)制,結(jié)果表明丁香酚破壞了細(xì)胞壁和細(xì)胞內(nèi)部膜結(jié)構(gòu),具有抑制和殺菌的效果。
2.3 對(duì)紅色毛癬菌的抑制和破壞作用
蘇曼等[53]選擇26味中藥進(jìn)行體外抗紅色毛癬菌研究,其中苦參、土荊皮、大黃、丁香、蛇床子和百部6味中藥對(duì)紅色毛癬菌的抑制效果最好,可破壞紅色毛癬菌菌絲的細(xì)胞壁,其藥效物質(zhì)分別為苦參酮、土荊皮乙酸、歐前胡素、蛇床子素、丁香酚和乙?;∠惴?。
3 結(jié)語(yǔ)
近年來(lái),有關(guān)丁香酚的研究較為廣泛,涉及食品[54]、水產(chǎn)養(yǎng)殖、家畜養(yǎng)殖、植物保護(hù)等領(lǐng)域,這些研究推動(dòng)了丁香酚的發(fā)展和應(yīng)用,使丁香酚具有良好的發(fā)展前景。本文綜述了丁香酚在抑菌、抗菌以及抗真菌等方面的研究,其中對(duì)大腸桿菌、霉菌、腐敗希瓦氏菌的研究最多,涉及的宿主有人、動(dòng)物和植物。多數(shù)研究闡明了丁香酚抑菌的作用機(jī)理,丁香酚對(duì)不同菌類(lèi)的抑制作用機(jī)理相似,即丁香酚干擾早期菌體在成膜界面上的黏附能力,同時(shí)破壞菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu),改變細(xì)胞膜的通透性和完整性,并通過(guò)抑制胞外聚合物組分的合成分泌延遲生物膜的形成和成熟,達(dá)到抑菌效果。抑菌機(jī)制的明晰將進(jìn)一步指導(dǎo)丁香酚對(duì)于不同微生物抑菌、抗菌效果的研究,為丁香酚進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。
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