楊莎，陸大洪，秦海燕

(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽(yáng)621010)

精油又稱(chēng)揮發(fā)油，普遍存在于植物的各個(gè)部位，如花、葉、種子、果皮、樹(shù)皮、木質(zhì)、根、地下莖等。多數(shù)具有芳香氣味，是一類(lèi)常溫下能自然揮發(fā)的油狀液體的總稱(chēng)，現(xiàn)代藥理試驗(yàn)表明，精油具有消炎殺菌、鎮(zhèn)咳祛痰、抗過(guò)敏、抗突變、抗癌、抗病毒、解熱鎮(zhèn)痛、驅(qū)蟲(chóng)、抑制血小板聚集等作用。植物精油的天然活性及其很好的環(huán)境兼容性使其成為開(kāi)發(fā)無(wú)公害農(nóng)藥以及食品保存和醫(yī)療用藥的一個(gè)重要資源。筆者綜述了國(guó)內(nèi)外精油抑菌機(jī)理的研究進(jìn)展，旨在為推動(dòng)精油的應(yīng)用與發(fā)展提供參考。

1 抑菌活性成分研究

精油抑菌活性成分包括醇、醛、酮以及酚類(lèi)化合物，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)、香紫蘇醇(香紫蘇精油主要成分)等均具有廣譜的抑菌效果。Nakasugi等［1－2］通過(guò)對(duì)70多種精油的化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗真菌活性的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)萜、醛的接受電子能力越強(qiáng)，抗真菌的活性越高;α，β-不飽和脂肪醛比α，β-飽和酮的抗真菌活性高;α，β-飽和醛與相應(yīng)的醇相比，抗真菌的活性較低;一元醇比二元醇、三元醇的抗真菌活性高;苯酚、愈創(chuàng)木酚、苯甲醛、苯甲醇等在苯環(huán)上引入烷基后，則抗真菌活性增強(qiáng)。

常用精油包括:陳皮，其主要成分為D-檸檬烯、(1R)-(+)-α-蒎烯、2-側(cè)柏烯、異松油烯;丁香，其主要成分為丁香酚;生姜，其主要成分為單萜類(lèi)的α-派烯以及β-倍半萜類(lèi)的α-姜烯、β-紅沒(méi)藥烯;青蒿，其主要成分為蒿酮、樟腦、石竹烯氧化物、A-蛇床烯;桉葉，其主要成分為單帖類(lèi)、α-派烯、β-派稀、樟稀、丹桂稀;檸檬，其主要成分為檸檬烯、順式－香芹醇、反式－香芹醇、右旋香芹酮、順式－苧烯氧化物、反式－苧烯氧化物;香茅，其主要成分為香茅醛、香葉醇、檸檬烯、芳樟醇、香茅醇、乙酸香葉酯。

2 精油抑菌殺菌作用機(jī)理

2．1 DNA損傷 DNA是基因的材料，親代把它們自己的DNA部分復(fù)制后傳遞到子代中，從而完成了性狀的傳播。當(dāng)DNA的復(fù)制受到抑制或者DNA受到損傷，那么生物體的生物性狀也會(huì)受影響，進(jìn)而抑制生物體的生長(zhǎng)繁殖。

Ke等［3］采用聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)方法對(duì)茶樹(shù)精油與金黃色葡萄球菌作用不同時(shí)間后提取基因組DNA，進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳和SDS-PAGE電泳，觀察發(fā)現(xiàn)DNA電泳條帶的亮度數(shù)量減少，說(shuō)明精油抑制了細(xì)菌的生長(zhǎng)。Kaba等［4］研究發(fā)現(xiàn)精油中的常見(jiàn)成分萜烯和酚類(lèi)化合物能夠通過(guò)抑制大腸桿菌內(nèi)氧化反應(yīng)來(lái)阻礙DNA修復(fù)。石超峰等［5］通過(guò)測(cè)定陳皮精油中α-松油醇對(duì)大腸桿菌的DNA熒光強(qiáng)度變化，發(fā)現(xiàn)α-松油醇抑制了DNA的合成，具體的機(jī)制可能是抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Knoblonch等［6］通過(guò)同位素標(biāo)記試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)芳香精油能使DNA、RNA、蛋白質(zhì)和肽聚糖的生物合成明顯減少。

2．2 影響能量代謝及還原酶系 細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖必有葡萄糖、鈣等物質(zhì)的吸收運(yùn)輸，而這些活動(dòng)離不開(kāi)能量，如果生物體能量代謝出現(xiàn)問(wèn)題，那么生物的生長(zhǎng)繁殖也會(huì)受到影響。

Knoblonch等［6］研究了精油中40種萜類(lèi)物質(zhì)對(duì)微生物初生能量代謝、還原型輔酶及丁二酸脫氫酶的活性及其對(duì)呼吸過(guò)程的電子傳遞以及氧化磷酸化的影響，發(fā)現(xiàn)在一定濃度下，所有供試萜類(lèi)都能抑制上述反應(yīng)，表明精油可影響菌類(lèi)呼吸作用的還原酶體系，從而達(dá)到抑制細(xì)菌的呼吸作用及細(xì)胞膜功能。錢(qián)麗紅等［7］將茶樹(shù)精油與銅綠假單胞菌作用后，測(cè)定在能量代謝中起核心作用的微量元素磷的消耗情況，表明菌體的磷代謝異常使細(xì)胞代謝受到嚴(yán)重影響。羅曼等［8］通過(guò)測(cè)定經(jīng)檸檬醛處理后的黃曲霉的ATPase活性，發(fā)現(xiàn)檸檬醛使ATPase的活性降低，從而失去對(duì)代謝的調(diào)節(jié)控制以及自我復(fù)制的正常進(jìn)行，說(shuō)明檸檬醛減少了能量合成和利用。

2．3 影響脂質(zhì)層穩(wěn)定，溶解胞體中的脂肪體 脂質(zhì)的意義在于形成一種生理活性物質(zhì)傳輸?shù)妮d體。因此，可通過(guò)活性物質(zhì)與脂質(zhì)相結(jié)合改變其脂溶性或水溶性質(zhì)，從而改變它們?cè)谏锲琳现械耐ㄍ感浴?/p>

精油具有表面活性作用，對(duì)脂肪的溶解作用可能是其抗菌機(jī)理之一。Bard等［9］研究表明香茅精油香葉醇可降低細(xì)胞膜脂質(zhì)層的相變溫度，影響膜脂的流動(dòng)性。

2．4 影響細(xì)胞膜正常功能 細(xì)胞膜是細(xì)菌的屏障，既可以阻擋外源物質(zhì)的進(jìn)入，也可以防止內(nèi)部物質(zhì)的流出。若細(xì)胞膜受到損壞，胞內(nèi)物質(zhì)就會(huì)釋放出來(lái)，那么細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖、生理形態(tài)將受到影響。

Nguefack等［10］采用流式細(xì)胞儀研究5種芳香植物精油(香茅、檸檬、桉葉、紫蘇、丁香)對(duì)李斯特菌細(xì)胞膜的影響，通過(guò)透視電鏡觀察發(fā)現(xiàn)其可增加細(xì)胞膜的通透性，使細(xì)胞成分從菌體內(nèi)浸出，從而起到殺菌作用。張贇彬等［11］通過(guò)D260法測(cè)定胞內(nèi)物質(zhì)，研究了八角茴香精油對(duì)大腸桿菌胞內(nèi)物質(zhì)滲漏的影響，結(jié)果表明精油會(huì)使細(xì)胞膜受到損壞而使胞內(nèi)物質(zhì)流出。Maria等［12］研究發(fā)現(xiàn)丁香精油的丁香酚使細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)變性，然后與細(xì)胞膜的磷脂反應(yīng)，破壞細(xì)胞膜的通透性，從而抑制微生物的生長(zhǎng)。吳均等［13］通過(guò)測(cè)定山蒼子油處理后的黑曲霉、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的Ga2+、Mg2+、K+等無(wú)機(jī)鹽離子的含量，發(fā)現(xiàn)菌體的細(xì)胞膜受到破壞。Inouye等［14］研究了牛至、紫蘇、茶樹(shù)、薰衣草、丁香和天竺葵精油在密閉條件下對(duì)須癬毛癬菌的熏蒸抑菌活性，發(fā)現(xiàn)精油能促使菌絲分解，透過(guò)電鏡掃描進(jìn)行形態(tài)觀察，發(fā)現(xiàn)在一定劑量下細(xì)胞膜、細(xì)胞壁發(fā)生凸起而被破壞，最終造成細(xì)菌細(xì)胞死亡。

2．5 破壞細(xì)菌細(xì)胞壁 細(xì)胞壁是細(xì)菌最外層的一種堅(jiān)韌的膜狀結(jié)構(gòu)。其主要功能是維持細(xì)菌固有的外形，抑制機(jī)械和滲透損傷，起到屏障作用。如果沒(méi)有細(xì)胞壁的保護(hù)，細(xì)菌在一般環(huán)境中必然會(huì)脹破失活。

張文娟［15］在對(duì)肉桂精油中肉桂醛的抗黃曲霉作用以及超微結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)肉桂醛有明顯的抗黃曲霉作用，主要是通過(guò)破壞真菌細(xì)胞壁，使藥物深入菌細(xì)胞內(nèi)破壞細(xì)胞器而起強(qiáng)大的殺菌作用。沈國(guó)壽［16］通過(guò)測(cè)定與細(xì)胞壁合成有關(guān)的酶活性、底物含量來(lái)反映蛇床子素對(duì)真菌細(xì)胞壁合成的影響，發(fā)現(xiàn)蛇床子素使幾丁質(zhì)水解酶活性升高，造成細(xì)胞壁合成幾丁質(zhì)前體水解，引起N-乙酰葡萄胺升高，N-乙酰葡萄糖胺在參與細(xì)胞壁形成過(guò)程中受阻。Nakamura等［17］透過(guò)電鏡發(fā)現(xiàn)丁香羅勒精油使白假絲酵母菌的細(xì)胞壁增厚、分離，影響了細(xì)胞壁的完整性。

2．6 精油對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)及形態(tài)的影響 細(xì)菌的生長(zhǎng)形態(tài)是細(xì)菌生理活性正常的基本判定標(biāo)準(zhǔn)。王新偉等［18］測(cè)量了精油對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)的影響，以證實(shí)精油在細(xì)菌生長(zhǎng)的哪個(gè)階段對(duì)其影響最明顯。Romagnoli等［19］研究了印度菊科野生孔雀草精油的抑菌活性，通過(guò)電子顯微鏡對(duì)處理過(guò)的菌絲超微結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了觀察，證實(shí)菌絲形態(tài)發(fā)生了很大變化，并存在多位點(diǎn)作用機(jī)理。

3 展望

精油對(duì)細(xì)菌的抑制作用主要是通過(guò)破壞細(xì)胞壁及細(xì)胞膜的完整性、抑制蛋白和核酸的合成、影響能量代謝及還原酶系、影響脂質(zhì)層穩(wěn)定、溶解胞體中的脂肪體等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前，雖然在抑菌的作用機(jī)理研究上有一定進(jìn)展，但研究技術(shù)與方法還不夠成熟與完善，基本上是在細(xì)菌離體狀態(tài)下，或者說(shuō)僅細(xì)菌的生長(zhǎng)狀態(tài)、細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等較表面抑菌機(jī)理研究有較多報(bào)道，而在細(xì)胞器，如脂質(zhì)、DNA或者其他更細(xì)節(jié)的生理反應(yīng)方面的研究還處于初步階段，所以抑菌機(jī)理研究應(yīng)朝分子方向進(jìn)行深入探索。

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