第三节 精油
精油是从植物的多个部位,如花、根、树皮、叶子、种子、果皮、果实、木材和整株植物,提取出来的芳香和挥发性液体物质。精油含醋、醛、酮、萜类等化合物。精油中的化学物质主要是次生代谢物,通常具有抗菌性质,因此它们在植物防御中起着重要作用。精油成分由一个多元化的低分子量有机化合物家族组成,抗微生物活性差异很大。根据精油成分的化学结构,分成四组:萜烯,萜类,苯丙烯和其他成分,抗菌活性主要与萜类、醛等有关。
一、萜类
植物的香味主要由花或精油部分产生,这些油是基于高度富集的异戊二烯的次级代谢产物,被称为萜烯。它们最常见的化学分子式是C10H16,它们以二萜,三萜和四萜(C20,C30和C40)以及半萜烯(C5)和倍半萜烯(C15)存在。
萜类(terpenoids)化合物是经过生物化学修饰的萜烯,萜类可以细分为醇、酯、醛、酮、醚、酚和环氧化物。萜类化合物由乙酸酯单元合成,因此它们与脂肪酸来源相同。它们不同于脂肪酸,因为它们含有众多的支链并且被环化。萜类化合物主要有:百里酚、香芹酚、芳樟醇、乙酸芳樟酯、香茅醛、胡椒碱、薄荷醇和香叶醇等,其中抗微生物作用最强的为香芹酚和百里酚。
萜烯或萜类化合物对细菌、真菌、病毒和原生动物都有抑制活性。60%的精油衍生物对真菌有抑制作用,30%的精油衍生物抑制细菌。萜类被证实能够对金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、铜绿假单胞菌和假丝酵母属等多种细菌产生强烈的抑制作用。此外,三萜类桦木酸可抑制HIV。
二、醛类
醛类(aldehydes)化合物常存在于可食用植物中,并与多种植物的香气和味道有关。一些脂肪族中的饱和和不饱和醛是植物在遭受微生物攻击时,通过酶促反应裂解不饱和脂肪酸产生的,因此它们可能是几种植物用来抵抗微生物入侵的多重化学防御机制之一。
来自植物精油的醛类有广谱抗菌特性,其代表为肉桂树皮精油中的肉桂醛。植物中提取的具有抗菌活性的醛类能够有效地抑制金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌、蜡样芽孢杆菌、流感嗜血杆菌以及胃肠道致病菌的生长,同时对于临床上分离的多重耐药菌群也有较好的抑制作用,是一类良好的抗菌剂,在临床治疗、食品防腐保存和化妆品等行业的应用有巨大潜力。
三、酮类
酮类(ketones)是指羰基与两个烃基相连的化合物。根据分子中烃基的不同,酮可分为脂肪酮、脂环酮、芳香酮、饱和酮和不饱和酮。芳香酮的羰基直接连在芳香环上,按羰基数目又可分为一元酮、二元酮和多元酮。低级酮是液体,具有令人愉快的气味。香薷油(volatile oil from moslachinensismaxim)中的主要成分为香薷酮,抗菌谱广,对葡萄球菌、乙型链球菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌、白假丝酵母等均有明显的抑制作用。临床上可用于预防流行性感冒。
四、醚类
醚类(ethers)化合物都含有醚键。醚是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成,醚的通式为:R—O—R。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所取代的化合物。醚类中最典型的化合物是乙醚,它常用于有机溶剂与医用麻醉剂。大蒜素(allicin)是从葱科葱属植物大蒜的鳞茎(大蒜头)中提取的一种有机硫化合物,也存在于洋葱和其他葱科植物中,学名二烯丙基硫代亚磺酸酯。大蒜素是一种广谱抗菌药,对引起家禽疾病的大肠埃希菌、葡萄球菌、沙门菌、变形杆菌等均有良好的抑制杀灭作用,还能够破坏真菌的巯基酶,抑制有害菌的繁殖。现已广泛地应用于家禽饲料中。大蒜素具有较强的抗菌消炎作用,对多种球菌、杆菌、真菌、病毒等均有抑制或杀灭作用。大蒜素对多种致病菌如葡萄球菌、脑膜炎奈瑟菌、肺炎链球菌、白喉棒状杆菌、痢疾志贺菌、大肠埃希菌、伤寒沙门菌、甲型副伤寒沙门菌、百日咳鲍特菌、结核分枝杆菌和霍乱弧菌等都有明显的抑制或杀灭作用。大蒜素对多种致病真菌包括白假丝酵母有抑制或杀灭作用。低浓度时主要抑制真菌生长,高浓度时可完全杀死真菌。大蒜素对乙肝病毒表面抗原有一定的破坏作用。