摘自《中國畜牧獸醫 》2011年第38卷第6期
摘要:植物精油作為抗生素添加劑的替代產品具有很多優勢,但是植物精油的化學成分非常復雜,作者就植物精油的主要成分及生物學功能的研究進展進行了綜述。
關鍵詞:植物精油;主要成分;生物學功能
隨著人們生活水平的提高,消費者對食品的安全越來越關注,近年來發生的“蘇丹紅”、“紅心蛋”、“三聚氰胺”、“瘦肉精”等一系列添加劑事件嚴重影響著食品安全。植物精油作為植物的分泌物質被認為是一種安全、高效、穩定、可控的飼料添加劑。作者主要就植物精油的主要成分作用及生物學功能進行了介紹。
1 植物精油的定義
植物進行光合作用后,它的細胞會分泌出芬香的分子,這些分子則會聚集成香囊,散布在花瓣、葉子或樹干上。將香囊提煉萃取后,即成為所稱的“植物精油”,又稱為植物提取物。植物精油主要是從植物的花、葉、莖、根或果實中,通過水蒸氣蒸餾法、擠壓法、冷浸法或溶劑提取法提煉萃取的揮發性芳香物質。
2 常見植物精油的有效成分
植物精油的化學成分非常復雜,使用最多的是牛至油。長期以來,歐美把它作為食品的抗菌防腐保鮮劑,也是中國和其他大多數國家(歐美等)批準使用的飼料添加齊劑;其它常見用于提取植物精油的有百里香、肉桂等,其中主要的有效成分為香芹酚、百里香酚、肉桂醛等。
2.1 香芹酚
香芹酚又稱香荊芥酚,存在于唇形科植物牛至全草的揮發油中,石香薷等全草植物中也含有香芹酚。香芹酚抗菌活性主要是通過其強大的表面活性和脂溶性,使細菌細胞壁結構蛋白的變性和凝固,迅速穿透致病微生物的細胞膜,使細胞內容物流失并組織線粒體吸取氧氣,導致細胞內關鍵過程受阻,從而使細胞成分滲漏,水分失去平衡,最終使細菌死亡。香芹酚可預防和治療動物胃腸道內的感染。如大腸桿菌、沙門氏菌、巴氏桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、球蟲等引起的疾病。具有抗微生物生長、抗黃曲霉毒素、抗氧化功效,防止飼料變質。并且無殘留,無污染,微生物對其不產生耐藥性,與抗生素無配伍禁忌。
2.2 百里香酚
百里香酚又稱麝香草酚,最初是從百里草中分離得到而得名的。百里香酚是一種單萜酚,是衍傘花烴的生物,麝香草酚是百里香等芳香植物精油的主要成分,是FDA批準使用的天然食品添加劑和藥物成分,在制藥、食品和飲料生產中有廣泛應用(Pramila等,2004)。
2.2.1 百里香酚的抗細菌作用
百里香揮發油具有抗菌性,對細菌有明顯的抑制作用。樊明濤等(2001)以百里香水提取物、酒精提取物及百里香芳香油作為抑菌劑進行抑菌試驗。結果表明,所用抑菌物對供試菌金黃色葡萄球菌、枯草芽孢稈菌和大腸桿菌均有不同程度的抑制作用;兩種提取物的抑菌能力沒有本質差異,抑菌作用大小主要取決于所用提取物的濃度。Osman(2003)對16種不同的土耳其香料水溶膠的抗菌活性進行了研究,百里香具有抑制大部分細菌生長的作用。廖芳等(2005)
采用稀釋法體外測試麝香草酚和香荊芥酚對痢疾桿菌的4個菌株和致病性大腸埃希菌等71個菌株的最低抑菌濃度(M IC)和最低殺菌濃度(M BC)。 結果表明,麝香草酚和香荊芥酚體外對痢疾桿菌和腸炎常見菌均具有較強的抑菌和殺菌作用。
2.2.2 百里香酚的抗真菌、防腐的作用
大量的研究結果發現,百里香酚具有抗真菌、防腐的作用。閉興明等(2OO9)研究結果表明,麝香草酚(THY)有較好的抗真菌活性和兩性霉素B(AMB)聯合應用具有協同抗真菌作用。Solmiana等(2002)研究12種不同的藥用植物精油對曲霉菌生長的影響,結果發現,百里香對霉菌毒素的產生具有顯著的抑制作用。Iraj等(2004)以2種百里香精油為試驗對象,都對寄生霉菌黃曲霉有明顯的抑制作用。Chu等(2001)用30mg/L蒸汽濃度的百里香酚對甜櫻桃進行熏蒸處理,可以有效抑制灰霉病和褐腐病。Liu等(2002)的研究結果表明,用2-4mg/L濃度的百里香酚對杏和李進行熏蒸處理可顯著降低爛果率,且對水果組織不產生任何影響。Sm
ith-Pa1mer等(2001)研究結果表明,百里香精油對于軟干酪具有防腐作用。張靜等(2009)在離體條件下研究百里香酚對植物病原真菌的抑制作用,結果表明百里香酚對供試的10種真菌的菌絲生長均有一定的抑制作用。
2.2.3 百里香酚的抗氧化作用
百里香酚和香芹酚是一對同分異構體,唯一的差異在于百里香酚的酚羥基在異丙基鄰位和甲基間位,而香芹酚的酚羥基在異丙基間位和甲基鄰位,但它們的抗氧化能力卻有較大的差異。樊明濤等(2002)測定百里香芳香油、百里香酚和香芹酚的抗氧化能力,三者的抗氧化能力為百里香酚>香芹酚>百里香芳香油。大豆油中添加,1200mg/kg的百里香芳香油的抗氧化能力和200mg/kg BHT的抗氧化能力接近。Seung-Joo(2005)研究結果表明,百里香抗氧化性強于已知的抗氧化劑ⅤE及BHT。
2.2.4 百里香酚的抗炎、防止血栓的作用
研究結果發現,百里香酚具有抗炎、防止血栓的作用。盂恒環等(1993)研究結果發現,百里香揮發油有顯著的抗炎作用,改善微循環促進炎癥消散。鄭瑤琴等(1995)發現百里香揮發油給小鼠灌胃后,耳殼微循環的流量及血管管徑顯著增加,能顯著抑制血栓的形成。Junichiro等(2005)通過對不同香草的抗血栓效果測試,證明百里香具有抑制血栓形成的作用。
2.3 肉柚醛
肉桂醛一般是由肉桂樹的葉和梗經過水蒸汽蒸餾并重蒸精制而成,含量達75%-8O%,并含少量乙酸桂皮酯、桂皮酸、乙酸苯丙酯等。
2.3.1 肉桂醛具有抗菌作用
肉桂醛具有抗菌作用。彭雪萍等(2OO9)研究結果表明,肉桂提取物對不同菌種均有抑制作用,效果好于山梨酸鉀,提取物與山梨酸鉀復配防腐效果增強,說明兩者具有較好的協同增效作用。李京晶等(2006)研究結果表明,桂皮油有較強的殺菌作用,其對革蘭氏陽性菌的抑制作用大于陰性菌。肉桂醛表現出的抗菌活性最強,M IC為200-1600mg/L,僅為苯甲酸鈉和山梨酸鉀MIC的1/64-1/16。
2.3.2 肉桂醛的抗真菌作用
肉桂醛具有抗真菌作用。張文娟(1995)對肉掛醛抗黃曲霉等8種真菌的感染進行了研究,結果表明該醛不僅具有明顯抗黃曲霉等真菌的作用,且經一定濃度肉桂醛作用后觀察到細胞超微結構發生明顯變化(如細胞器消失,胞壁、胞漿等均發生凝固、變性等),而導致真菌的死亡。羅曼等(2008)研究結果表明,隨著肉桂醛濃度的增大,其抑制黃曲霉生長的抑菌圈的直徑也逐漸增大,當達到一定濃度后可以殺死菌體,黃曲霉生長被完全抑制。
2.3.3 肉桂醛的抗腫瘤、增強免疫的作用 肉桂醛具有抗腫瘤、增強免疫的作用。肉桂水提物能抑制網狀內皮系統吞噬功能和抗體形成,無論腹腔注射還是灌服都能提高小鼠巨噬細胞吞噬炭粒的能力(張明發等,1995)。給小鼠注射50ug/mL的肉桂醛,對痘病毒引起的腫瘤抑制率為100 %。小鼠長期服用肉桂醛類可延緩肝癌的發生(Moon等,2006)
2.3.4 肉桂醛具有抗漬瘍、加強胃、腸道運動 肉桂水提物和醚提物對小鼠水浸應激型潰瘍和鹽酸引起的大鼠胃潰瘍有顯著的抑制作用(朱自平等,1993)。桂皮和桂丁水提取物對大鼠應激性胃潰瘍和十二指腸潰瘍均有顯著的抑制作用(趙珉等,1992)
2.3.5 肉桂醛的殺蟲作用 肉掛醛具有抗瘧疾原蟲和球蟲的活性,對柔嫩、堆型、毒害、變位、布氏艾美爾球蟲都有效。植物精油中的肉桂醛有不同程度的殺滅象鼻蟲之類甲蟲的作用(Park等,2004),對克氏錐蟲有100%的抑制活性(Lirussi等,2004),且用肉桂油熏蒸或噴霧能殺滅粉塵螨(Kim等,2006)
3結語
隨著對植物精油作用深入的研究,人們對植物精油中的有效成分也日益清楚,但是還有許多成分的作用目前并不完全了解,可能與其中的多種成分相互作用有關,需要廣大的科研工作者繼續努力。