植物精油抑菌活性研究

華北理工大學 河北 唐山 063200

1 植物精油提取方法

植物精油的一般提取方法主要分為水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2萃取法、Bligh－Dyer法、亞臨界水提取方法、索氏提取法等等,目前還有許多種的輔助提取方法來幫助提高提取率,常見的有乙醚萃取,比較前沿的比如生物酶制劑、超聲波輔助提取等。但是根據提取部位的不同和所需提取物的有效物質的要求可以靈活選用合適方法。比如索氏提取法在提取生姜時得油率比水蒸氣蒸蒸餾法高,而水蒸氣蒸餾法的α－姜黃烯的含量高很多。

2 植物精油的抑菌作用

植物精油具有良好和廣泛的抑菌能力,但是不同精油對于不同菌類的抑菌效果也有所不同。

2.1 茶樹精油的抑菌作用 牛彪、梁劍平等人對于茶樹精油的抑菌實驗表明對革蘭氏陽性、革蘭氏陰性和真菌都有一定的抑制作用,特別是對于金色葡萄球菌的抑殺效果明顯[1],推測是由于茶樹精油中的活性物質能夠有效的與金色葡萄球菌的細胞膜相結合,并作用于細胞膜,破壞其完整性,使細胞膜的通透性增加,從而細胞破裂,細胞內容物流出,最終導致殺滅菌體。

2.2 姜科精油的抑菌作用 而姜科植物精油同樣也有明顯的抑菌效果,國內外對于姜科植物精油抑菌活性性也做了廣泛的研究,其對于革蘭氏陽性菌的效果比革蘭氏陰性菌要好,且最低抑菌濃度也有所不同。其中Bligh－Dyer法的從砂仁種子中提取的精油對于糞腸球菌和紅色毛蘚菌、金黃色葡萄球菌有明顯的抑殺效果,推斷含有相對較多的β－蒎烯、β－月桂烯、樟腦等萜類物質。生姜精油的抑菌機理推測是由于精油內的親脂性的物質可以滲透入細菌、真菌中,破壞細胞膜上的酶,使更多的精油進入菌體,進一步對其遺傳物質的功能造成破壞,最后使菌體死亡。

2.3 薰衣草精油的抑菌作用 薰衣草精油對于根霉菌的MIC值為10ul/mL,滅菌效果優于迷迭香精油。但是在達到5ul/皿的時候薰衣草精油熏蒸即可完全抑制病原菌的生長,抑制真菌鏈格孢霉。當達到400ul/L的時候直接接觸就可以抑制菌體生長。同時薰衣草精油對于煙草疫病毒也有一定的抑制作用。可以發現使用熏蒸還有高濃度可以有效的殺滅霉菌,而且作用時間也影響了滅菌效果。從而得到結論：高濃度、長時間以及好的方法能夠有效的使植物精油對病原菌起到致死效應。薰衣草精油能使菌絲形態受到嚴重破壞,比如菌絲出現粗糙、分支增多,塌陷,內部空泡等情況,推測通過這些效應來影響菌絲從而導致菌體致死。

3 抑菌原理

3.1 對細胞膜及細胞壁的作用 此類精油大部分都是破壞細胞膜或細胞壁上的結構,使菌體內部組織缺少保護從而破裂流出,從而殺死菌體。比如茶樹精油和姜科精油都是如此,但是作用于細胞壁的一般都是與細胞壁上的酶結合從而降解或者破壞細胞。

3.2 對分生孢子或菌絲的影響 孢子是微生物繁殖和休眠的一種細胞,而植物精油對于霉菌良好的抗菌性在于能夠有效的抑制分生孢子的萌發,且對于霉菌的菌絲有改變其形態,使其受到嚴重破壞的能力,薰衣草精油就是通過破壞菌絲來實現抑菌效果的。

3.3 對呼吸作用和能量代謝的影響 肉桂精油能使病原菌膜內外的ATP濃度改變從而影響菌體的正常生命活動,還有的精油能夠作用于菌體內線粒體,破壞線粒體膜、DNA修復功能等,菌體呼吸功能受到影響從而破壞能量代謝,最終使菌體死亡。生姜就可以損傷酵母菌的呼吸系統,抑制乙醇的產生。

3.4 對蛋白質和DNA的影響 DNA作為細胞物質合成的圖紙和遺傳物質對于生物有著重要作用,如果破壞了菌體的DNA并對其造成損傷,會導致菌體的死亡或者抑制生物體的繁殖,肉桂精油就是通過肉桂醛可以破壞黃曲霉細胞中的蛋白質和核酸來導致其停止生長和繁殖,從而達到控制菌體數量的目的。

4 應用及前景展望

4.1 農業方面的應用及前景展望 近年來,農藥殘留、土壤的污染、菌體的抗藥性也越來越明顯,傳統農藥已經不適合時代的發展,而消費者對于綠色食品的需求也越來越大,植物精油作為傳統化學農藥的替代品,其使用后易分解為無毒物質,具有更安全,更高效,更準確的殺滅有害菌效果。但是還需要研究出廣譜的復合型配置精油,從而能夠運用最低濃度達到最優的抑菌滅菌效果,來降低成本。

4.2 食品方面的應用及前景展望 目前研究表明已有多種植物精油可以作為食品防腐劑來作為天然的抗微生物劑,植物精油具有抗氧化、抗菌的生物活性,能夠有效的延緩食物的腐敗。精油不僅可應用于袋裝食品,飲料,還能對于果蔬等貯藏保鮮有巨大幫助。近年來也是國內外研究熱點,越來越多的植物精油被納入食品添加劑,而且植物精油還能適當增加食品風味,這些都表明了植物精油在食品防腐保鮮上有著廣泛的應用前景。

4.3 醫藥方面的應用及前景展望 目前全世界所知植物精油種類大約有三千種,已經探明具有藥理價值的精油有近百種。越來越多人研究人員希望從植物精油中尋找抗生素的替代品,經過研究表明茶樹精油作為一種天然活性物質具有抗菌、抗氧化、抗病毒、抗炎、抗腫瘤多種作用,有望開發成新一代替代抗生素藥物,應用于臨床上,具有光明的研究開發前景。