编者按：感谢胡博士为老顾博客投稿。

植物精油抑菌活性研究进展

胡林峰

（河南科技学院化学化工学院，新乡，453003）

摘要：本文综述了国内外植物精油在农用抑菌活性及抑菌活性成分研究方面所取得的成果。阐述了具有农用抑菌活性的31种植物精油及其抑菌效果，并列举了植物精油中14种具有开发潜力的抑菌活性成分，简要分析了植物精油及其主要活性成分的作用机理。

关键词：植物精油；化学成分；抑菌活性；作用机理；杀菌剂

Advances in the Study of Fungicidal Activity of Plant Essential Oil

HU Lin-feng﹡

(School of Chemistry & Chemical Engineering, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China )

Abstract: In this paper, research advances on fungicidal activity and active ingredients of plant essential oil were summarized, which included 31 plant essential oils and 14 active ingredients. At the same time, the paper analysed fungicidal mechanism of essential oil and active ingredients.

Key words: plant essential oil; chemical ingredient; fungicidal activity; action mechanism; fungicide

精油（Essential oils），也称为挥发油（Volatile oils），是存在于植物体中的一类可随水蒸汽蒸馏，在常温下能挥发，且具有一定香味的挥发性油状液体的总称^[1]。早在四百多年前，李时珍撰写的《本草纲目》中就详细记录了一些植物精油提取以及应用的资料。目前，植物精油在香料工业、医疗、农业等方面均得到了应用和发展^[2-4]。本文从植物精油资源、植物精油抑菌活性及活性成分、植物精油抑菌作用机理等三方面对植物精油在农用抑菌活性方面的研究作以回顾和总结。

1植物精油资源与理化性质研究

1.1植物精油资源

精油在植物界分布很广。在我国，野生与栽培的芳香植物就有56科，136属，约300种。尤其是在菊科、芸香科、伞形科、唇形科、姜科、樟科、木兰科、桃金娘科、马兜铃科、马鞭草科、禾本科、败酱科等科的多种植物中含有丰富的精油。精油在植物体中存在部位随植物品种不同而各不相同，在花、果、叶、根或茎部分的某一器官含量较多^[5]，同种植物因地理位置、环境和农艺条件甚至昼夜节律的差异而有所不同。我国丰富的植物资源为精油的开发利用提供了有利条件。

1.2植物精油的提取

植物精油的提取方法很多，目前主要采用水蒸汽蒸馏法、浸取法和冷压法进行提取。采 

用浸取法提取时，根据溶媒不同，又分为油脂吸附法、溶剂萃取法和超临界流体萃取法^[5]。在对植物精油成分及活性进行研究时，常采用水蒸汽蒸馏法、溶剂萃取法、及超临界流体萃取法提取精油。其中尤以水蒸汽蒸馏和超临界流体萃取为最佳，所获精油提取率及纯度均较其它方法高。

1.1植物精油理化性质及成分分析

植物精油的沸点一般在70～300℃之间，相对密度在0.85～1.065之间，大部分具有光学活性，比旋度在+97°～177°之间，此外精油还具有较强的折光性，折光率在1.43～1.61之间。精油化学成分较为复杂，一种植物精油中往往含有十多种至上百种化学成分。精油主要为萜类、芳香族类、脂肪族类等化合物组成的混合物^[5]。由此可见，植物精油成分复杂，采用常规柱层析、分馏等方法很难全面得到其成分组成情况。随着仪器在成分分析中的应用，植物精油的成分分析目前主要借助气相色谱-质谱-数据库系统联用（GC/MS/DS）技术进行研究。

2植物精油抑菌活性研究

2.1植物精油医用抑菌活性研究

近年来，植物精油对动物致病真菌和细菌的杀菌活性得到了广泛的研究。许多植物精油杀菌谱广，对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、病原真菌等均有一定的杀菌活性。如Sardinian thymus^[6]精油对铜绿假单胞菌(Ps.aeruginosa),鼠伤寒沙门氏菌(S. typhimurium),耶尔辛氏肠炎杆菌(Y. enterocolitica)，金黄色葡萄球菌(S. Aureus)，表皮葡萄球菌(S. epidermidis）,粪肠球菌(E. faecalis),单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes), 蜡状芽孢杆菌(B. cereus)，白色念珠菌（C.·albicans）等均表现出杀菌活性^[6]。此外，山苍子（Litsea cubeba）^[7]，巴山冷杉（Farges fir）^[8]，香樟（Cirmamonuun cainophor）^[9]，艾（Artemisiae argyi）^[10]，互叶白千层（Melaleuca alternifolia）^[11]等多种植物全株或部分组织提取所得精油也具有一定的杀菌活性。

植物精油的杀菌广谱性以及强杀菌活性使其能够开发成为消毒杀菌药剂。陈海敏、潘协商等人研究了植物精油的熏蒸杀菌效果^{[12, 13]}，发现植物精油具有开发成为消毒剂的潜力。广州浩盈贸易有限公司以几种中药植物精油为原料研发成功空气消毒剂^[14]，可以应用于医院、旅馆、饭店、家庭居室及人群密集的公共场所消毒，其效果与医用紫外线消毒法、过氧乙酸熏蒸法相当。相比其它消毒方法和消毒药剂，植物精油气味芳香，对皮肤和粘膜刺激性小，具有很好的开发前景。

2.2植物精油农用抑菌活性研究

自古以来人们就在民间药方及食品防腐中使用芳香植物，并在实践中逐渐发现植物精油中含有抗菌活性化合物。Doman等人对百里香（Thymus vulgaris）精油、迷迭香（Rosmarinus officinalis）精油、丁香（Syzygium aromaticum）精油、牛至（Origanum vulgare）精油、豆寇（Myristica fragrans）精油的杀菌活性进行研究，发现它们对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌，以及真菌、酵母菌等均具有广泛的杀菌作用^[15]。在农业领域，植物精油也得到越来越广泛的研究，农业害虫^[16-20]、植物病原菌表现出的生物活性引起了科研工作者的注意。至今，已有菊科、唇形科、樟科、伞形科、桃金娘科、百合科、芸香科、马兜铃科、麻黄科、败酱科十个科二十余种植物精油的农用杀菌活性得到了研究（表1）。

由表1可以看出，精油具有农用杀菌活性的植物主要分布于菊科和唇形科，各科植物根据物种不同，精油主要分布于植株的茎、叶、花、果实、种子、皮、根等不同部分。同种植物不同组织精油的含量及精油成分会有所变化。如El-Sawi等^[21]研究了在同等提取条件下孜然（Cuminum cyminum L.）种子以及植株中精油含量的变化情况，发现精油中化合物种类及主成分含量均有明显变化。针对此种情况，可以根据活性测定及成分分析等相关结果选取合适的植物组织进行植物精油杀菌活性研究。

活性测定表明精油具有较好的杀菌活性和广泛的杀菌谱。大部分精油在0.1～1 mg/mL浓度范围内离体抑制率可达到75%以上。部分精油在盆栽测定中也表现较强的杀菌活性。如香紫苏精油主成分之一香紫苏醇，其在0.025 mg/mL浓度下能完全抑制法国大豆锈病（Uromyces appendiculatus）的侵染，0.1 mg/mL的叶面喷雾即可有效防止法国豆类锈病及小麦锈病病菌的侵染^[22]。此外，精油还具有一定的杀菌广谱性。如在供试浓度下，广藿香精油对10种病原菌^[23]，细辛精油对7种病原菌均表现出较强的抑菌效果^{[24, 25]}。

除了对单种植物精油的农用杀菌活性进行研究外，人们还对多种植物精油混合物的农用杀菌活性进行了研究。Bowers等^[26]研究了以丁香油、柠檬油、胡椒提取物、芥末油、桂皮提取物、合成肉桂油为主要成分的水乳液对烟草黑胫病（Phytophthora nicotianae）的防治效果。施用1天后，以10%胡椒提取物-芥末油制剂处理的土壤病菌密度低于检测限(<0.04 CFU/cm³)。21天后，以胡椒提取物-芥末油制剂处理的土壤中仍未检测到烟草黑胫病。以丁香油制剂、胡椒提取物-芥末油制剂和合成肉桂油制剂进行处理，使病原菌菌密度减少98.4 %至99.9 %。35天后，相对未处理的土壤，10%的水乳液（胡椒提取物-芥菜油制剂，合成肉桂油制剂）对病害的抑制率达93.0%和96.7%。由此可见，对精油及植物提取进行混配可能开发出对植物病害具有良好防治效果的杀菌剂。

2.3植物精油农用抑菌活性成分研究

精油中一些主要化学成分的农用抑菌活性也得到了相应的研究。如百里酚（百里香精油主要成分）、肉桂醛（肉桂精油主要成分），丁香酚（丁香精油主要成分）、香紫苏醇（香紫苏精油主要成分）等均具有广谱的抑菌效果。表2中列出了14种在农用抑菌活性方面具有开发潜力的植物精油成分，这些活性成分包括醇、醛、酮以及酚类化合物。在列举的化合物中，醇类化合物有3种，醛类化合物有5种，酮类化合物有4种，酚类化合物有1种。活性化合物主要为醛和酮类化合物。Nakasugi等^{[54, 55]}人通过对70多种精油成分的化学结构与抗真菌活性的关系进行了广泛的研究，发现如下规律。

（1）萜、醛的接受电子能力越强，抗真菌的活性越高。

（2）α,β-不饱和脂肪醛比α,β-饱和酮的抗真菌活性高。

（3）α,β-饱和醛与相应的醇相比，抗真菌的活性较低。

（4）一元醇比二元醇、三元醇的抗真菌活性高。

（5）苯酚、愈创木酚、苯甲醛、苯甲醇等在苯环上引入烷基后，则抗真菌活性增强。

这些规律将有助于我们从植物精油中寻找抑菌活性成分，也可以为从其它天然源物质中寻找抑菌活性化合物提供参考。