全 文 : 吹扫捕集-热脱附-气质联用法分析不同
产地香樟叶精油成分及抑菌活性比较
曹先爽,王 进*,宋 丽,丁兆青,汤 锋,岳永德
(国际竹藤中心, 国家林业局竹藤科学与技术重点实验室, 北京 100102)
摘 要:采用吹扫捕集-热脱附-气相色谱质谱(purge and trap thermal desorption-gas chromatography-mass
spectrometry, P&T-TD-GC-MS)法,分析了 3个不同产地(广西、江西和安徽)的香樟叶精油成分差异,比
较了 3种香樟叶精油对植物病原真菌的抑制活性。结果表明,从 3种不同产地香樟叶精油中检出挥发性成
分的数量依次为:江西香樟 22种,安徽香樟 20种,广西香樟 16种。3种香樟叶精油的共有成分主要为萜
烯类化合物,相对含量≥1%的共有成分为:月桂烯、石竹烯和芳樟醇。芳樟醇的相对含量在 3 个产地的精
油中差异较大,依次为:广西产地(76.97%)>江西产地(32.40%)>安徽产地(1.39%)。进一步利用全
二维气相色谱 -飞行时间质谱 (comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass
spectrometry, GC×GC-TOFMS)法,分析了广西产地的香樟叶精油成分,结合相对保留指数,鉴定出 44种化
合物。抑菌活性结果表明,广西产地的香樟叶精油具有较好抑菌活性,对苹果炭疽菌、番茄灰霉菌和小麦
赤霉菌的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration, IC50)值(处理 48 h后)分别为:31.74、35.79和
38.02 mg/L。香樟叶精油中的芳樟醇成分对其抑菌活性具有重要贡献。本研究为香樟叶精油在果蔬防腐保
鲜剂及相关产品的研发提供基础。
关键词:香樟;精油;挥发性成分;抑菌活性;吹扫/捕集-热脱附-气质联用仪(P&T-TD-GC-MS);全二维
气相色谱-飞行时间质谱 (GC×GC-TOFMS)
Chemical Compositions of the Essential Oils of Cinnamomum camphora L. Presl from Three
Origins and Their Antifungal Activity
CAO Xianshuang, WANG Jin*, SONG Li, DING Zhaoqing, TANG Feng, YUE Yongde
(SFA Key Laboratory of Bamboo and Rattan Science and Technology, International Centre for Bamboo and Rattan,
Beijing 100102, China)1
Abstract: The essential oils of Cinnamomum camphora L. Presl from different origins, obtained by
hydrodistillation, were analyzed by purge and trap thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry
(P&T-TD-GC-MS). A total of 31 compounds were identified in C. camphora essential oils. The major components
with a relative content of more than 1% were β-myrcene, β-caryophyllene and linalool. Furthermore, the essential
oil from Guangxi province was also analyzed by comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-
1收稿日期:2016-09-13
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD23B0304);基本科研业务费专项(1632014009)
作者简介:曹先爽(1992—),女,硕士研究生,研究方向为植物化学。E-mail:
caoxianshuang123@163.com
*通信作者:王进(1977—),男,副研究员,博士,研究方向为植物化学。E-mail:wangjin@icbr.ac.cn
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网络出版时间:2016-12-14 14:57:51
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20161214.1457.068.html
flight mass spectrometry (GC×GC-TOFMS). A total of 44 components were identified in the C. camphora
essential oil from Guangxi province and the main constituents found in the leaf oil were alcohols and terpenes. In
the antifungal assay, the leaf oil from Guangxi province showed a strong antifungal activity against Colletotrichum
gloeosporioides, Botrytis cinerea, and Fusarium graminearum with the half maximal inhibitory concentration
(IC50) values of 31.74, 35.79 and 38.02 mg/L (after 48 h of treatment), respectively. Linalool was found to be a
significant contributor to the antifungal activity. Overall, the essential oil of C. camphora might have the potential
to be developed into a natural antimicrobial agent use in the preservation of fruits and vegetables.
Key words: Cinnamomum camphora L. Presl; essential oil; volatile components; antifungal activity; purge and
trap thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry (P&T-TD-GC-MS); comprehensive
two-dimensional gas chromatography-time-of- flight mass spectrometry (GC×GC-TOFMS)
中图分类号:TS201.6; S789.4 文献标志码:A 文章编号:
果蔬等食品容易受到真菌侵染而腐烂变质,影响果蔬的品质和货架期。目前,常用农药杀菌剂作
为果蔬防腐剂,存在农药残留超标和环境污染等问题。因此,迫切需要天然果蔬防腐剂的研发[1-3]。
自古以来,在民间药方及食品防腐中常用芳香植物,植物精油有良好的抑菌效果,并具有安全无毒的
优点[4]。研究表明,植物精油以涂膜的方式对柑桔果实进行防腐保鲜,能保持果实良好的品质,可用
于商业推广[5]。
香樟(Cinnamomum camphora (L.) Presl)属于樟科,是一种常绿阔叶树种,广泛分布在我国南方
地区,该树种富含植物精油。香樟精油具有多种生物活性,如抑菌[6, 7]、抗氧化[8]、杀虫[9, 10]和趋避[11]
等活性。香樟精油中含有萜烯类、酮类、醇类等成分[12-14],但不同产地的香樟精油成分,受地理、气
候等因素的影响会存在差异[15]。在食品领域,香樟果提取物添加在食品包装材料中,起到对食品防腐
保鲜的作用[16]。另外,植物精油结合气调包装,也能达到较好的抑菌效果[17]。在体外抑菌实验中,香
樟精油可抑杀空气中约 32.79%的细菌[18]。这说明植物精油的挥发性成分起到重要活性作用。因此,
香樟精油既有触杀抑菌活性,又有熏蒸作用。目前,在果蔬保藏过程中抑菌的研究存在主要问题是:
1)单一成分的杀菌剂易产生抗性菌株,导致药物残留高,影响食品安全性;2)植物精油作为替代化
学药剂的果蔬防腐剂,能够保持果实品质,食用安全性高,但精油的有效组分会受植物产地等因素影
响,存在不确定性,抑菌机理不完全清楚。前期研究发现,香樟精油具有抑菌活性,其化学成分是抑
菌活性的物质基础,但对不同产地香樟精油化学成分的比较分析及抑菌活性评价,鲜见报道。因此,
本文利用吹扫-捕集法对香樟叶精油的挥发性成分进行富集,用热脱附结合气相色谱-质谱联用
(TD-GC-MS)技术进行分析,比较了 3个不同产地的香樟叶精油的挥发性成分;采用菌丝生长速率
法,评价了不同产地的香樟叶精油对 3种常见的果蔬植物病原真菌的抑制活性;对抑制菌丝生长能力
较强的广西香樟叶精油成分,进一步利用全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOFMS)技术进
行分析鉴定,通过不同仪器手段对香樟精油成分比较分析,旨在全面分析香樟精油的化学成分特征,
为香樟叶精油在果蔬防腐剂领域的应用提供基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
香樟叶从广西南宁、江西南昌和安徽合肥采集,将采回的香樟叶放在室内自然风干,粉碎后于
-20 ℃冰柜中备用。供试菌株为苹果炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、番茄灰霉病菌(Botrytis
cinerea)和小麦赤霉菌(Fusarium graminearum)均由安徽农业大学植物病理学教研室提供。。
芳樟醇(纯度 97%) 美国 Sigma-Aldrich 公司;咪鲜胺(纯度 98.5%) 德国 Dr. Ehrenstorfer
公司;正构烷烃混标(C7-C30) 美国 Supelco公司; 正己烷(色谱纯) 美国 Fisher公司;其他试
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剂均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
Turbo Matrix 650 ATD 全自动热脱附仪 美国 PE 公司;Tenax TA 吸附管 美国 Camsco公司;
吹扫捕集瓶 自制;Agilent 6890N/5973i气相色谱-质谱联用仪 美国 Agilent公司;Pegasus 4D全
二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪 美国 LECO 公司;CL-3 型恒温加热磁力搅拌器 巩义市予
华仪器有限责任公司;CHB-1抗生素效价测量仪 北京潮声公司;BP221S电子天平 德国 Sartorius
公司。
1.3 方法
1.3.1 香樟叶精油的制备
准确称取 50.0 g 粉碎后的香樟叶样品,装入挥发油提取器(规格 1 L)中,加入 500 mL超纯水,
加热至微沸腾,提取 6 h,获得的精油经无水硫酸钠干燥,实验重复 3次,获得精油于-20 ℃冰柜中
备用[10]。精油得率计算公式如下:
其中,W1是精油的净重(g);W2是植物干样的总重量(g)。
1.3.2 香樟叶精油成分的吹扫捕集-热脱附处理
取 0.1 mL的香樟叶精油置于吹扫捕集瓶中,在室温条件下,一端以 100 mL/min的流速通入高纯
氮气(99.999%),另一端接上老化后的吸附管(含 Tenax TA吸附剂),采样时间 5 min,取下 Tenax
TA 吸附管, 立即在两端盖上铜制防护帽, 于干燥器内密封保存, 待测。
热脱附条件:吸附管干吹 1 min(为降低解析过程中吸附剂和样品被氧化的风险);脱附温度(一
级热脱附温度)260 ℃,脱附 10 min;脱附流量 25 mL/min;一级热脱附时冷阱温度为-30 ℃,一级
至二级热脱附过程中,冷阱以 40 ℃/s升温至 300 ℃,进样时间 0.5 min;进口分流 90 mL/min;载气
(He)流速 1 mL/min,阀温度 250 ℃,传输线温度 255 ℃,循环时间 70 min [19, 20]。
1.3.3 不同产地香樟叶精油的抑菌活性
采用菌丝生长速率法[21],选择常见的果蔬、农作物致病菌,如苹果炭疽病菌(Colletotrichum
gloeosporioides)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、小麦赤霉菌(Fusarium graminearum)等 3种
植物病原真菌为供试菌种。称取 1.3.1 制备的香樟叶精油适量,先用 1 mL 的二甲基亚砜(dimethyl
sulfoxide, DMSO)溶解后,再用无菌水定容至 10 mL,最终将香樟叶精油配成浓度为 250、500、700、
850和 1000 mg/L。未加精油的无菌水作为对照,以农药咪鲜胺为阳性对照,每个处理重复 3次,用
打孔器把供试菌种的培养基制成菌饼(直径 7 mm),接种于含药培养基平板的中心(菌丝面朝下),
放置于 28 ℃培养箱内培养 48 h和 60 h,用十字交叉法测量真菌菌落直径(mm)。
1.3.4 GC-MS分析条件
色谱柱:J&W DB-5MS石英毛细柱(30 m×0.25 mm i.d.,膜厚 0.25 µm);升温程序:50 ℃保持 1 min,
以 3 ℃/min升至 180 ℃;
质谱条件:电子轰击离子源;电子能量 70 eV;传输线温度 280 ℃;离子源温度 230 ℃;四级杆
温度 150 ℃;全扫描模式采集数据,质量扫描范围 m/z 25-550。
1.3.5 GC×GC-TOFMS 分析条件
色谱柱:一维柱:Rxi-5 Sil MS石英毛细柱(30 m × 0.25 mm i.d.,膜厚 0.25 μm);二维柱: Rxi-17
Sil MS石英毛细柱(2 m × 0.18 mm i.d.,膜厚 0.18 μm);一维柱升温程序:50 ℃保持 0.2 min,以
8.0 ℃/min 速度升至 280 ℃;二维柱炉温补偿 5 ℃;调制周期 4.0 s,热脉冲 0.8 s;进样口及传输
线温度:240 ℃和 280 ℃;载气流速:高纯氦气 1.0 mL/min;分流进样模式,分流比 50:1;进样量
1 μL。
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质谱条件:检测器电压 1420 V;离子源温度:250 ℃;采集频率:100 spec/s;质量扫描范围 m/z:
33-550 [10]。
1.4 计算结果
1.4.1 真菌生长抑制率公式
式中:dc为空白对照的菌落直径;d0为供试
菌饼的直径;dt为处理样品抑菌后菌落的直径。
抑菌活性的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration, IC50)和 95%置信区间是用统计分
析软件(Statistical Product and Service Solutions, SPSS)的概率回归分析计算[22]。
2 结果与分析
2.1 P&T-TD-GC-MS分析不同产地香樟叶精油挥发性成分
从广西、江西和安徽 3 个产地采集的香樟叶,经水蒸气蒸馏法制备精油,其精油得率分别为 2.3
±0.4%、0.9±0.1%和 0.6±0.2%。所得精油的颜色外观均为浅黄色,香味浓郁。以 P&T-TD-GC-MS
分析 3种香樟叶精油的挥发性成分,用 NIST02标准质谱图库检索(匹配度≥80%),以峰面积归一化
法计算精油成分的相对含量,结果见表 1。
表 1 P&T-TD-GC-MS 分析不同产地樟树叶精油的挥发性成分
Table 1 Volatile compounds identified in the C. camphora essential oils from different origins by P&T-TD-GC-MS
保留时间
/min
化合物 分子式
相对含量/%
安徽产地 江西产地 广西产地
2.07 甲基乙烯基酮 methyl vinyl ketone C4H6O /* / 1.35
2.37
2-甲基-1,3-戊二烯 1,3-pentadiene,
2-methyl-
C6H10 / / 1.72
2.83 2-乙基呋喃 furan-2-ethyl- C6H8O / / 2.18
3.30 甲基异丁基酮 methyl isobutyl ketone C6H12O / 0.31 1.32
4.24
4-甲基-3-戊烯-2-酮 3-penten-2-one,
4-methyl-
C6H10O 1.07 0.57
4.30 己醛 hexanal C6H12O 2.18 0.18 /
5.54 青叶醛 (E)-2-hexenal C6H10O 0.74 0.21 0.84
6.94 庚醛 heptanal C7H14O 0.14 / /
7.75 α-侧柏烯 α-thujene C10H16 1.16 0.91 /
8.00 α-蒎烯 α-pinene C10H16 14.76 4.95 /
8.01 环葑烯 cyclofenchene C10H16 / / 0.29
8.60 莰烯 camphene C10H16 5.7 1.41 0.14
9.45 桧烯 sabinene C10H16 0.47 5.07 /
9.65 β-蒎烯 β-pinene C10H16 8.56 2.10 0.13
10.12 β-月桂烯 β-myrcene C10H16 3.55 1.73 1.78
10.80 α-水芹烯 α-phellandrene C10H16 4.25 0.30 0.27
11.24 α-松油烯 α-terpinene C10H16 / 0.82 /
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4
11.58 对伞花烃 p-cymene C10H14 24.41 0.55 0.28
11.76 柠烯 limonene C10H16 3.75 2.13 0.99
11.90 桉叶油醇 eucalyptol C10H18O 2.22 18.75 /
12.52 β-罗勒烯 β-ocimene C10H16 0.65 0.37 1.82
13.01 γ-萜品烯 γ-terpinene C10H16 / 1.25 /
13.58 氧化芳樟醇 linalool oxide C10H18O2 / 0.13 /
15.00 芳樟醇 linalool C10H18O 1.39 32.4 76.97
17.04 樟脑 camphor C10H16O / 19.6 /
18.52 松油烯-4-醇 terpinen-4-ol C10H18O / 0.45 /
19.21 松油醇 α-terpineol C10H18O / 0.78 /
26.86 衣兰烯 ylangene C15H24 0.17 / /
27.13 β-库毕烯 β-cubebene C15H24 0.97 / /
28.97 β-石竹烯 β-caryophyllene C15H24 2.03 1.74 2.12
31.82 α-芹子烯 α-selinene C15H24 0.49 / /
合计 78.66 96.14 92.77
*/:未检出或不存在。
由表 1 可知,从香樟叶精油中共鉴定出挥发性成分 31 种,包括萜烯类、醇类、酮类和醛类等。
其中,从江西产地的香樟叶精油中鉴定出 22种,检出峰的面积占总峰面积的(面积归一化法)96.14%,
从安徽产地的香樟叶精油中鉴定出 20种,占总峰面积的 78.66%,从广西产地的香樟叶精油中鉴定出
16种,占总峰面积的 92.77%,说明检出的化合物是香樟叶精油的主要挥发性成分。
不同产地的 3 种香樟叶精油,其挥发性成分的共有成分有 10 种,分别为:烯类 6 种(莰烯、β-
蒎烯、β-月桂烯、α-水芹烯、柠烯、β-罗勒烯和 β-石竹烯)、醛类 1种(青叶醛)、烷烃类 1种(对
伞花烃)和醇类 1种(芳樟醇)。共有成分主要为烯类化合物,其中相对含量在 1%以上的成分为:β-
月桂烯、β-石竹烯和芳樟醇。芳樟醇的相对含量在 3 个产地的精油中差异较大,依次为:广西产地
(76.97%)>江西产地(32.40%)>安徽产地(1.39%)。
2.2 GC×GC-TOFMS分析香樟叶精油成分
根据预实验的结果,广西产地的香樟叶精油表现出较好的抑菌活性,为了进一步分析其精油的化
学成分,把广西香樟叶精油用正己烷稀释后,直接进 GC×GC-TOFMS仪器进行分析,通过 NIST2011
谱库检索结合相对保留指数(retention indices, RI)进行定性,检出化合物与谱库的相似度大于 80%的予
以报道,GC×GC-TOFMS分析结果,见表 2。
表 2 GC×GC-TOFMS分析广西樟树叶精油成分结果
Table 2 Chemical compounds identified in the C. camphora essential oil from Guangxi province by GC×GC-TOFMS
编
号
化合物
保留指数 1
(RI)
保留时间 2
/ (s)
相似度
/‰
相对含量
/%
1 甲基异丁基酮 methyl isobutyl ketone <800 196, 0.98 938 0.22
2 己醛 hexanal <800 236, 1.19 882 0.10
3 3-己烯-2-酮 3-hexen-2-one <800 236 , 1.28 912 0.11
4 青叶醛(E)-2-hexenal 838 280 , 1.49 921 0.12
5 3-己烯-1-醇 3-hexen-1-ol 843 284, 1.33 932 0.12
6 己醇 1-hexanol 853 292 , 1.26 825 0.04
7 α-蒎烯 α-pinene 931 364 , 1.13 879 0.03
8 莰烯 camphene 950 384 , 1.22 817 0.02
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9 桧烯 sabinene 973 408 , 1.26 866 0.03
10 β-月桂烯 β-myrcene 984 420 , 1.23 863 0.08
11 α-水芹烯 α-phellandrene 1006 444 , 1.32 886 0.02
12 对伞花烃 p-cymene 1024 464 , 1.52 867 0.01
13 柠烯 limonene 1028 468 , 1.35 909 0.22
14 桉叶油醇 eucalyptol 1031 472 , 1.49 800 0.04
15 β-罗勒烯 β-ocimene 1042 484 , 1.35 925 0.17
16 γ-萜品烯 γ-terpinene 1056 500 , 1.44 810 0.02
17 氧化芳樟醇 trans-linalool oxide 1071 516 , 1.55 867 0.17
18 芳樟醇 linalool 1099 548 , 1.69 884 72.27
19
E,E-2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯
E,E-2,6-dimethyl-1,3,5,7-octatetraene
1128 580 , 1.61 889 0.48
20 樟脑 camphor 1150 604 , 2.14 800 0.05
21
2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢-2H-呋喃-3-醇
6-ethenyltetrahydro-2,2,6-trimethyl-2H-pyran-3-ol
1171 628 , 1.89 847 0.20
22 松油烯-4-醇 terpinen-4-ol 1182 640 , 1.80 836 0.05
23 松油醇 α-terpineol 1193 652 , 1.88 826 0.09
24
E,E-2,6-二甲基-3,5,7-辛三烯-2-醇
E,E-2,6-dimethyl-3,5,7-octatriene-2-ol
1200 660 , 1.87 820 0.32
25 香芹醇 trans-carveol 1215 676 , 2.07 864 1.68
26 香茅醇 citronellol 1219 680 , 1.66 893 0.03
27 (Z)-柠檬醛(Z)-3,7-dimethyl-2,6-octadienal 1234 696 , 2.00 811 0.04
28 柠檬醇(Z)-3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-ol 1245 708 , 1.81 865 0.09
29 (E)-柠檬醛(E)-3,7-dimethyl-2,6-octadienal 1264 728 , 2.01 866 0.04
30 α-古巴烯 α-copaene 1381 848 , 1.50 867 0.27
31 β-榄香烯 β-elemene 1389 856 , 1.56 871 0.25
32 β-石竹烯 β-caryophyllene 1426 892 , 1.68 912 3.82
33 香树烯 aromandendrene 1443 908 , 1.67 836 0.07
34 α-律草烯 α-humulene 1460 924 , 1.76 919 3.79
35 γ-古芸烯 γ-gurjunene 1477 940 , 1.71 854 0.18
36 大牛儿烯 D germacrene D 1485 948 , 1.77 882 0.27
37 α-芹子烯 α-selinene 1494 956 , 1.78 918 0.61
38 α-衣兰油烯 α-muurolene 1502 964 , 1.76 873 0.51
39 δ-毕澄茄烯 δ-cadinene 1520 980 , 1.79 891 0.31
40 (E)-橙花叔醇(E)-nerolidol 1555 1012 , 1.68 914 1.24
41 氧化石竹烯 caryophyllene oxide 1591 1044 , 2.14 882 0.44
42 环氧化蛇麻烯 II humulene epoxide II 1618 1068 , 2.20 821 0.22
43 β-榄烯酮 β-elemenone 1595 1108 , 2.22 803 0.12
44 反式法尼醇 trans-farnesol 1708 1144 , 1.92 870 0.03
合计 total 88.99
1 保留指数, 是根据正构系列烷烃 C7‐C30在相同色谱条件下的保留时间计算。2 保留时间, 分别为一维色谱柱和二维
色谱柱的出峰时间,单位为秒(s)。
从表 2可知,GC×GC-TOFMS检出化合物的数量为 44种,明显多于 P&T-TD-GC-MS的检出数
量(16种),可能由于全二维色谱提供了良好色谱分离度,一些化合物在一维色谱难以分开,在
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二维色谱中能够较好分离,并结合飞行时间质谱进行定性,鉴定结果的可靠度更高。
把 GC×GC-TOFMS 和 P&T-TD-GC-MS 两种方法检出的香樟叶精油成分,按化合物类别进行归
类比较,每种类型包括化合物的个数、相对含量和共有成分,见表 3。
表 3 GC×GC-TOFMS 和 P&T-TD-GC-MS分析香樟叶精油成分种类的比较
Table 3 Comparison of compounds from C. camphora essential oil using GC×GC-TOFMS and P&T-TD-GC-MS
化合物类别 GC×GC-TOFMS P&T-TD-GC-MS 共同检出
化合物数 化合物数 相对含量/% 化合物数 相对含量/%
酮类 4 0.50 3 3.24 1
醛类 4 0.30 1 0.84 1
醇类 14 76.37 1 76.97 1
萜烯类 21 11.81 9 9.26 6
烷烃 1 0.01 1 0.28 1
其他 0 0 1 2.18 0
合计 44 88.99 16 92.77 10
由表 3可看出,2种分析技术共鉴定出 60种化学成分,其中,共有成分为 10种,主要成分均
为醇类和萜烯类,其中芳樟醇的相对含量均大于 70%。醇类的相对含量最高,萜烯类化合物的数量最
多。利用 GC×GC-TOFMS 和 P&T-TD-GC-MS 两种不同的分析技术,对广西香樟叶精油成分进行深入分
析,获得更为全面的香樟精油成分信息,为其应用研究提供参考。
2.3 不同产地香樟叶精油抑菌活性比较
以 3个产地的香樟叶精油为材料,采用菌丝生长速率法,进行抑菌活性比较,阳性对照为化学农
药咪鲜胺,抑菌活性结果,见表 4。
表 4 不同产地香樟精油和咪鲜胺对 3种真菌的半抑制浓度值及置信区间
Table 4 Antifungal activity of different C. camphora essential oils and prochloraz against three pathogens
样品
IC50 (mg/L) (95%置信区间)*
苹果炭疽菌 番茄灰霉菌 小麦赤霉菌
48 h 60 h 48 h 60 h 48 h 60 h
广西香樟
叶精油
31.74
(23.68-38.02)
40.89
(34.44-47.02)
35.79
(30.51-40.42)
47.07
(41.41-52.63)
38.02
(21.62-49.74)
31.85
(24.82-37.50)
安徽香樟
叶精油
55.24
(49.84-59.33)
64.81
(60.43-68.69)
57.82
(49.75-64.06)
71.21
(66.23-75.93)
69.97
(62.11-81.61)
76.25
(63.56-88.44)
江西香樟
叶精油
63.81
(52.12-86.53)
75.91
(63.99-98.92)
71.11
(65.78-77.91)
78.15
(69.37-92.59)
66.92
(58.55-82.19)
78.78
(68.47-101.00)
芳樟醇 69.30 (63.30-76.14)
/**
34.75
(32.24-37.23)
/
26.21
(23.85-28.30)
/
咪鲜胺 0.023(0.015-0.031)
/
0.111
(0.081-0.143)
/
0.124
(0.089-0.179)
/
* 表中括号内的值为 IC50值的 95%置信区间。** /:未处理
由表 4可知,3种不同产地香樟叶精油对供试病原真菌均具有抑菌效果,以半抑制浓度(IC50)
值为指标,广西香樟精油能有效抑制供试植物病原真菌的菌丝生长,对苹果炭疽菌、番茄灰霉菌和小
麦赤霉菌的 IC50值(处理 48 h后)分别为 31.74、35.79和 38.02 mg/L。不同产地的 3种香樟叶精油对
苹果炭疽菌和番茄灰霉菌的抑菌活性大小,依次为:广西>安徽>江西。
据报道,精油中萜烯类化合物,如樟脑、柠烯、蒎烯等具有抑制真菌的作用 [23]。体外实验证明,
芳樟醇、β-石竹烯有显著的抑菌活性[24, 25]。从表 4看出,芳樟醇表现出较强的抑菌活性,对苹果炭疽
菌、番茄灰霉菌和小麦赤霉菌的 IC50值(处理 48 h后)分别为 69.30、34.75和 26.21 mg/L,而广西香
樟叶精油中含有丰富的芳樟醇,因此,芳樟醇可能是香樟叶精油抑菌活性的主要成分。
3 讨论与结论
造成果蔬腐烂变质的真菌病害主要有青霉病、绿霉病、黑腐病、蒂腐病、炭疽病和酸腐病等[26]。
本研究选择了 3种常见的植物病原真菌作为供试靶标,但抑菌的活性与文献报道存在差异。如,魏琴
等[27]研究油樟精油对几种植物病源真菌的抗菌作用,其中对赤霉菌和炭疽菌的 IC50分别为 1.29和 1.50
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μl/mL。存在抑菌活性差异的主要原因可能是样品来源,以及菌种等因素造成。
不同的产地的樟树叶精油的化学成分的相对含量存在差异,如,Zhu Fengjun等[28]用静态顶空分
析了上海的樟树叶的挥发性成分,检出化学成分 59种,其中反式橙花叔醇的相对含量最高占 19.49%,
芳樟醇占 3.84%。任露洁等利用热脱附结合气质联用技术,对香樟林内的挥发物进行分析,结果表明,
醇类、酮类、烯烃以及烷烃等化合物的相对浓度较高,是香樟林内的主要有机挥发物[29],与本文研究
的香樟叶精油成分的结果类似,也说明了香樟林中的挥发物成分主要是香樟叶精油成分。同时,香樟
林中的空气中微生物也受到明显的抑制作用[30]。起到抑菌作用的精油成分,主要是易挥发的成分,精
油的脂溶性能使其更容易透过细胞质膜,精油中的挥发性成分能够使细胞质凝结和菌丝裂解凋亡,从
而产生抑菌作用[23]。
据报道,把芳樟醇化合物添加到肉桂、丁香等精油中,能够对精油的抑菌活性起到协同增效作用
[25]。本研究表明,广西香樟叶精油中富含芳樟醇,但以苹果炭疽菌为例,芳樟醇单体化合物的抑菌活
性(IC50=69.30 mg/L)比广西香樟叶精油的抑菌活性(IC50=31.74 mg/L)低,可能由于广西香樟叶精
油中存在其他抑菌能力更强的成分,或不同成分间产生了协同增效作用,因此,将广西香樟叶精油与
其它植物精油复合,可能会有更好的抑菌效果。下一步有待于用香樟精油中主要成分的标准品进行抑
菌和定量分析,确定出主要抑菌成分及其协同增效关系。
本研究对 3个不同产地香樟叶精油成分及其抑制真菌活性进行比较,研究结果说明不同产地香樟
叶精油的主要成分相似,但相对含量存在差异,这些主要成分是香樟叶精油抑菌活性的物质基础,研
究发现广西香樟叶精油对供试真菌的抑制活性较好,芳樟醇是香樟叶精油的主要活性成分之一,因此,
将广西香樟叶精油应用在果蔬防腐剂领域,有望取得更好的抑菌效果和应用前景。
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