植物精油的抑菌作用及机理研究进展

植物精油的抑菌作用及机理研究进展摘要植物精油，是从芳香植物中提取的具有挥发性和浓郁香味的脂溶性天然化合物。

植物精油具有多种抑菌活性成分，如萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物等，对革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌、酵母菌和霉菌等具有良好的抑制作用，在食品、制药、香料等行业应用广泛。

本文对植物精油抑菌作用以及抑菌机理进行了综述，以期为植物精油在食品方面的深入研究提供参考依据。

关键词：植物精油；抑菌作用；抑菌机理；研究进展1引言植物精油是存在于植物体内（如：花、叶、茎、根、果实、皮等）的一类可通过挤法、水蒸气蒸馏法、冷浸法或溶剂提取法等方法提取的具有一定气味的挥发性油状液体的总称，属植物体自身的次级代谢产物，享有“液体黄金”的美誉[1]。

全球精油有3000种以上，具有商业价值的多达数百种。

植物精油含量较为丰富的植物有：唇植形科（如罗勒、百里香、迷迭香）、芸香科（柑橘皮、柠檬皮）、樟科（如肉桂）、姜科（如姜）等[2]。

植物精油的组成成分十分复杂，从结构上可分为四类，分别为萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物[3-4]。

因植物精油具有独特的组成和生物活性，所以它具有较强的广谱抑菌杀菌、抗氧化、抗炎症和促生长的作用，具有抗菌、天然、无毒的特点[5]。

近年来，由于食源性疾病的全球发病率不断增多，伴随着抗生素耐药性及药物残留的日益加重，严重影响着食品安全及人类健康，已成为全球性问题。

植物精油因其显著的抗细菌和抗真菌活性，对于解决食品中日渐增多的耐药性细菌及真菌感染问题有着重要意义[6]。

此外植物精油在医药、化妆品、香料、农药等行业，也得到了广泛的应用[7-10]。

本文对近年来有关植物精油抑菌作用及抑菌机理的研究进行梳理，总结前人的研究成果，以期为植物精油在食品安全方面的研究提供参考依据。

2植物精油的主要活性物质2.1萜类化合物萜类化合物是植物精油中最常见、含量最高的组成成分，占比达到70%以上，主要包括单萜（如橙花醇、香茅醇、薄荷醇等）、倍单萜（如橙花叔醇、杜松醇、榄香醇等）和双萜（如植醇、维生素A醇等）。

萜烯类（如柠檬烯、月桂烯、松油烯、蒎烯、蒈烯等）和含氧衍生物（如柠檬醛、橙花醛、芳樟醛等）[11]。

植物精油中的萜类物质具有抗氧化、抗虫、抗病毒以及缓解炎症和维持动物肠道健康等多种生物活性的作用[12]。

牛彪等[13]用气相色谱-质谱联用法分析3种植物精油组分，结果表明，植物精油中含量最高的是萜类化合物及其含氧衍生物。

其中肉桂精油中含量最高的为肉桂醛，相对含量占比达83.57%，其次为2′-甲氧基肉桂醛(5.96%)，香豆素(2.90%)，乙酸桂酯(2.62%)等。

山苍子精油中含量最高的是柠檬醛，占比21.45%，另外含有双戊烯(21.88%)、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛(20.96%)、1,4-桉叶素(9.78%)等成分。

迷迭香精油中含量最高成分为α-蒎烯(24.09%)、另外还有桉树脑(25.81%)、左旋樟脑(25.09%)、异龙脑(9.28%)等。

Oliveira等[14]采用GC-MS对胡椒叶(Piperaduncum)精油进行分析，鉴定出22种不同的组成成分，发现其中大部分的组成成分为萜类物质。

2.2芳香族化合物植物精油中的第二大组成成分是芳香族化合物，仅次于萜类化合物。

在迷迭香、肉桂、山苍子等植物精油中相对含量较高。

主要是醛类、醇类及酚类（如肉桂醛、β-松油醇、丁香酚等）、萜源衍生物（如孜然芹烯、百丽香草酚等）和苯丙烷类衍生物（如香豆素、欧细辛醚等）[15]。

高亦红等[16]用水蒸气蒸馏法提取紫苏叶精油，采取GC-MS分析紫苏叶成分，分析鉴定出紫苏叶精油中含有43种化合物，主要成分为萜类化合物，同时含有β-芳樟醇等各种芳香族化合物。

2.3脂肪族化合物脂肪族化合物在植物精油中分布广泛，但含量极低，常见于植物的果实中，如提取于柠檬精油中的异戊醛、提取于沙棘精油中的乙酸乙酯以及提取于黄柏果实精油中的甲基壬基酮等[17]。

植物精油中最常见的脂肪族化合物是异戊醛和异戊酸[18]。

2.4含氮含硫化合物含氮含硫化合物主要存在于香辛料植物精油中，一般具有强烈辛辣气味。

如大蒜素（取自大蒜精油）、三硫化合物（取自洋葱精油）、异硫氰酸酯（取自辣椒及芥末精油）等都属于含硫化合物[19]。

另外，某些植物中也存在少量的含氮化合物，如葱属植物中含有的生物碱胸苷、腺苷、核苷酸等[20]。

3植物精油的抑菌作用3.1对细菌的抑制作用3.1.1对革兰氏阳性菌的抑制作用植物精油是一种天然抑菌剂，对常见的革兰氏阳性菌，如，金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、枯草芽孢杆菌等具有较强的抑制作用。

吴子龙等[21]以连翘果实为原料，提取连翘精油，以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为供试菌株，采用抑菌圈法测定连翘精油的抑菌效果。

精油溶液浓度在0.05%、1.00%、2.00%下，大肠杆菌的抑菌圈大小分别为7.4 mm、8.3 mm、10.4 mm，金黄色葡萄球菌的抑菌圈大小分别为8.2 mm、9.5 mm、15.8 mm。

结果表明，连翘精油对革兰氏阳性菌的抑制作用更强。

乔明峰等[22]以花椒为原料，采用顶空苦相萃取法提取花椒精油，运用GC-MS 检测技术分析精油成分，实验菌株为枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、乙型副伤寒沙门氏菌。

通过测定抑菌圈大小来表示抑菌作用大小，结果表明，花椒精油对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌等阳性菌具有明显的抑制作用，而对大肠杆菌和沙门氏菌等阴性菌无明显的抑制作用。

吴克刚等[23]以芳樟油、薄荷油、山苍子油等13种香辛植物精油为原料，采用气相熏蒸法研究了6种常见呼吸道致病菌的气相抗菌作用。

结果表明，金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎链球菌3种革兰氏阳性呼吸道致病菌对13种植物精油均敏感，其中芳樟油、薄荷油（亚洲）、山苍籽油抗菌活性最高，最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)仅为250uL/L；与革兰氏阳性呼吸道致病菌比较，大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌3种革兰氏阴性呼吸道致病菌明显对13种植物精油不太敏感，特别是铜绿假单胞菌需要较高的浓度才能被抑制或杀灭。

可见，香辛植物精油通过气相熏蒸对常见的革兰氏阳性呼吸道致病菌表现出较好的抗菌活性。

3.1.2对革兰氏阴性菌的抑制作用植物精油对大肠杆菌、沙门菌属、鲍曼不动杆菌等革兰氏阴性菌同样具有抑制作用。

袁瑶等[24]以肉桂醛、香芹酚、丁香酚、百里香酚4种植物精油为原料，采用棋盘稀释法将这4种精油不同复配组合成15种植物精油添加剂，选取2株大肠杆菌（猪源大肠杆菌、禽源大肠杆菌），2株沙门菌（猪源沙门菌、禽源沙门菌），1株猪链球菌和质控菌株大肠杆菌ATCC25922为供试菌株研究植物精油对细菌的抑制作用。

结果表明，植物精油对革兰氏阴性细菌有较好的抑菌作用，且抑菌效果与4种植物精油总量正相关。

昝春兰等[25]的实验通过滤纸片法和倍比稀释法研究桉叶精油、茶树精油、薄荷精油、丁香精油对水产品中的4种常见微生物（大肠杆菌、腐败希瓦氏菌、副溶血性弧菌）的抑菌效果。

结果发现，4种精油都对细菌有抑菌作用，其中桉叶精油显示出最强的抗菌活性。

桉叶精油对大肠杆菌、腐败希瓦氏菌和副溶血性弧菌的抑菌圈直径分别为33.33 mm、27.87 mm、38.88 mm，对大肠杆菌、腐败希瓦氏菌和副溶血性弧菌的MIC值分别为1.00 μL/mL、1.25 μL/mL、0.75 μL/mL。

岳聪聪等[26]选用冬青精油，绿茶精油，薄荷精油，肉桂精油，安息香精油，丁香精油和薰衣草精油作为实验材料，实验菌株为鲍曼不动杆菌(MDRAB)，质控菌株为大肠埃希菌和铜绿假单胞菌。

采用药敏纸片扩散法和微量肉汤稀释法测定植物精油对MDRAB的抑菌圈直径和MIC。

结果表明，7种植物精油对受试菌株均有抑制效果，其中肉桂精油对MDRAB的抑制效果最强且抑菌活性与浓度呈正相关，另外与薰衣草精油和薄荷精油有联合抗MDRAB作用。

综上所述，近年来的研究表明植物精油对多种细菌具有良好抑制效果，不同植物精油对细菌的抑制作用不同。

其中肉桂精油、桉叶精油和百里香精油对细菌的抑制效果较强，且百里香精油和肉桂精油复配有增强抑菌效果的作用[27]。

3.2对真菌的抑制作用植物精油中含有大量抗菌活性物质，可抑制致腐败真菌活性，有作为绿色天然防腐剂的潜在价值。

高志玲等[28]采用水蒸气蒸馏法提取黄花蒿挥发油，通过体外抑菌实验，利用纸片法和试管法分别测定其抑菌活性和MIC。

比较黄花蒿挥发油对12种常见细菌和真菌的抑菌活性。

结果表明，黄花蒿挥发油对12种实验菌表现出不同的抑制活性。

黄花蒿挥发油对真菌的抑制作用较为明显，强弱顺序为黑曲霉、啤酒酵母菌、产黄青霉、马青霉、毛霉、青霉和根霉。

3.2.1对霉菌的抑制作用植物精油对霉菌有较强的抑制作用，例如仓山子、丁香等精油对桔青霉、黑曲霉、黑根霉等均有较强的抑菌作用。

马萱等[29]以法国百里香、苏格兰薄荷、甜薰衣草、阔叶迷迭香四种芳香植物为原料，采用超临界CO2萃取法提取，得到芳香植物精油样品，选用黑曲霉菌作为供试菌株，选择琼脂扩散法来研究植物精油对真菌的抑菌效果。

实验结果表明，四种植物精油对黑曲霉菌均有抑制作用，且4种芳香植物精油对黑曲霉菌抑制作用由强到弱排序为，法国百里香、苏格兰薄荷、甜薰衣草、阔叶迷迭香，植物精油对真菌的抑制效果随着其质量浓度的增加而增大。

董路路等[5]以牛至精油、反式-2-己烯醛、肉桂精油、丁香精油、冬青精油和柠檬精油为试验原料，使用青霉菌和灰霉菌为受试菌株，通过滤纸片法、MIC 法、MBC法以及体外直接接触法和熏蒸法研究植物精油对霉菌的抑制效果。

结果表明，6种植物精油中除柠檬精油外，其余5种精油对青霉菌和灰霉菌均有一定的抑制效果，其中牛至精油对两种霉菌的抑制效果最强，在体外直接接触和熏蒸中，牛至精油对受试的青霉菌和灰霉菌的抑菌率可达100%。

对青霉菌和灰霉菌的MIC分别为0.25µL/mL和0.5µL/mL，MBC分别为0.25µL/mL和0.5µL/mL。

3.2.2对酵母菌的抑制作用陈红丽等[30]以甜橙精油为原料，应用分子蒸馏技术加工冷压甜橙精油，采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析其化学成分，选取酵母菌作为供试菌株之一，研究甜橙精油轻相和重相组分对酵母菌的抑制效果。

实验结果表明，甜橙精油的轻相组分和重相组分均对酵母菌表现出良好的抑菌效果。

袁娟丽等[31]采用K-B纸片扩散法和浓度稀释法测定了花椒挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、枯草杆菌、白色假丝酵母菌和近平滑假丝酵母菌6种菌株的抑菌作用。

结果发现，花椒精油除对铜绿假单胞菌抑菌活性不明显，对其他5种菌株均有较强的抑菌效果，尤其是对酵母菌的抑菌效果更强。