全 文 ：华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
第 39 卷 第 1 期 Journal of South China University of Technology Vol． 39 No． 1
2011 年 1 月 ( Natural Science Edition) January 2011
文章编号: 1000-565X( 2011) 01-0053-05
收稿日期: 2010-05-26
* 基金项目: 广东省国际科技合作计划项目( B15B207108b)
作者简介: 钟振声( 1955-) ，男，教授，主要从事有机精细化学品的合成、提取和分析研究． E-mail: chszhong@ scut． edu． cn
引种互叶白千层茶树油的化学成分及抑菌活性*
钟振声 樊丽妃 黄继兵
( 华南理工大学 化学与化工学院，广东 广州 510640)
摘 要: 采用气相色谱 －质谱联用仪( GC /MS) 对从澳大利亚引种的广西玉林市互叶白
千层茶树油进行化学成分分析; 测试了该种茶树油的理化常数，并将结果与 ISO国际标准
进行了比较;以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为供试菌种，对该种茶树油的抑菌活性进行了
研究，并用混合药剂法测得了该种茶树油对供试菌种的最小抑菌浓度;最后考察了培养基
pH值、食盐和蔗糖对该种茶树油抑菌活性的影响．发现:非特征成分桉叶素的相对含量高
达 72. 49%，而特征成分 4-松油醇只有 0. 78% ;该种茶树油的大多数理化常数均不在 ISO
国际标准规定的范围之内;该种茶树油对供试菌种的最小抑菌浓度均为 4. 00 mL /L，显示
其有很强的抑菌活性; 在 pH =5 ～ 10 范围内，该种茶树油对供试菌种都有较强的抑制作
用;一定用量的食盐及蔗糖与该种茶树油之间存在明显的协同抑菌作用．这些结果表明，
该互叶白千层茶树极有可能发生了变种，但其抑菌活性得到了保持．
关键词: 茶树油; 互叶白千层; 成分分析; 抑菌活性
中图分类号: TH83; Q93 doi: 10． 3969 / j． issn． 1000-565X． 2011． 01． 010
互叶白千层茶树原生长于澳大利亚新南威尔士
州的北部沿海，其茶树油与世界各地的相比产量最
大、质量最佳，目前世界各地多有引种，我国广西、广
东、海南等地也有大规模的栽培，其中广西为主要产
区［1］．文献报道［2］茶树精油具有广谱抗微生物、抑
菌、环保、温和天然清香、无污染无腐蚀、渗透性和生
物降解力强的性质． 茶树油应用于个人护理品( 头
发护理、身体护理、洗脚液、肥皂、抗菌型洗手液、口
气清新剂及口腔护理用品) 、健康用品( 急救乳液、
杀菌剂、烧伤护理等) 中，可起到消炎抑菌、止痛、止
痒的作用，现已进入美国食品、药品监督局采购名
单．国际上茶树油已广泛应用于医疗、化工等领域，
而在中国，茶树油的应用市场还不成熟．我国对茶树
油的认识时间较短，目前仅在日化行业有所使用．茶
树油的应用作为一个新兴产业，具有良好的开发价
值和发展潜力．加强茶树油的基础研究和应用研究，
提高我国茶树油的质量，开发茶树油的新产品，具有
十分重要的意义．
国内外文献采用气相色谱 －质谱联用仪( GC /
MS) 对茶树油的成分进行分析，发现其主要成分有
4-松油醇、γ-松油烯、α-松油烯、1，8-桉叶素等，其主
要抑菌活性成分是 4-松油醇．居解语等［3］对不同茶
树油样品进行了成分差异研究，发现主要是 1，8-桉
叶素、γ-松油烯、异松油烯和 4-松油醇这几种成分含
量有较大差异．文中对从澳大利亚引进、经过十年选
种培育的广西玉林互叶白千层茶树油进行了化学成
分分析及抑菌活性研究，以此来揭示互叶白千层茶
树油异地引种后的化学成分及抑菌活性的变化．
1 实验部分
1． 1 主要材料与仪器
茶树油，广西玉林市玉州区互叶白千层 ( 澳洲
茶树) 种植基地提供，茶树引种已十年． 大肠杆菌
( Escherichia coli) 、金黄色葡萄球菌 ( Staphylococcus
aureus) ，取自广州工业微生物检测中心菌种库． 无
水乙醇、95%乙醇、蔗糖、氯化钠、氢氧化钠，均为分
析纯;琼脂、牛肉浸膏、蛋白胨，均为生化试剂．
QP2010 型气相色谱 －质谱联用仪，日本 SHI-
MADZU公司; SPX-Ⅱ型生化培养箱，上海新苗医疗
器械制造有限公司; XS-212 型生物显微镜，南京江
南永新光学有限公司; SW-CJ-1D 型净化工作台，苏
州净化设备有限公司; YX-280D 型手提式压力蒸汽
灭菌锅，江阴滨江医疗设备有限公司; 10mm ×
7. 8 mm × ( 6 ± 0. 1) mm 型牛津杯，浙江省宁海健民
医疗仪器厂．
1． 2 实验方法
1． 2． 1 茶树油理化常数的测定
相对密度依据 GB /T 11540—2008 测定;折光指
数依据 GB/T 14454. 4—2008测定;旋光度依据 GB/T
14454. 5—2008测定;闪点依据 GB/T 14454. 6—2008
测定;乙醇中溶解( 混) 度依据 GB /T 14455. 3—2008
测定．
1． 2． 2 茶树油的化学成分分析方法
称取一定量茶树油，用正己烷配制成质量浓度
约为 5mg /mL 的样品溶液．采用 GC /MS对茶树油进
行定性和定量分析［4］．
气相色谱: 色谱柱为 DB-5MS( 30m ×0. 25mm ×
0. 25mm) ;样口温度为 260 ℃ ; 载气为高纯氦; 柱流
量为 1. 0mL /min;分流比为 100 ∶ 1 ;进样量为 1μL;
程序升温起始温度为 70 ℃，速率为 2 ℃ /min，终止
温度为 180 ℃ ． 质谱: 电离方式为 EI; 电子能量为
70 eV;接口温度为 250℃ ;离子源温度为 200℃ ;溶
剂延迟 2 min; 加速电压为 1. 00 kV; 扫描范围为
45 ～ 500 u．
1． 2． 3 抑菌活性和最小抑菌浓度的测定
采用二倍稀释法，用 5% ( 体积分数) 的无菌吐
温-80 溶液将茶树油配成体积分数分别为 20%、5%
的茶树油溶液［5］．采用牛津杯法［6］测茶树油对大肠
杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径，以相同体积
分数的溶剂做对比实验．
用混合药剂法［7］测茶树油对大肠杆菌和金黄
色葡萄球的最小抑菌浓度( MIC) ． 在培养基凝固前
加入一定量的茶树油，混合均匀，使培养基中含一定
量的茶树油．待培养基凝固后，在培养基表面划线接
种细菌，37 ℃培养 24 h 后观察细菌生长情况． 每一
种添加量做 3 个平行实验，以 5%的无菌吐温-80 溶
液作为对照组．完全无菌生长的茶树油的添加量即
为最小抑菌浓度( MIC) ．
1． 2． 4 茶树油抑菌活性的稳定性分析
根据文献［8］，在固体培养基凝固前将 pH值分
别调到 4、5、6、7、8、9、10、11，然后用比各菌的 MIC
低一个体积分数梯度的茶树油溶液进行抑菌实验，
比较不同 pH 值下该茶树油溶液的抑菌活性，确定
其 pH值活性范围( 方法同 MIC 测定) ．实验中以相
应添加量的吐温-80 水溶液作对照．
在固体培养基凝固前加入不同质量分数的蔗
糖、食盐进行抑菌实验( 与 pH 值影响实验条件相
同) ，研究蔗糖、食盐对互叶白千层茶树油抑菌活性
的影响．以吐温-80 水溶液作对照．
2 结果与分析
2． 1 茶树油的理化常数
采用国标方法测得的茶树油的相对密度、折光指
数、旋光度、闪点及在乙醇中的溶解度如表 1所示．
将测得的理化常数与 ISO 国际标准［8］相比较，
发现引种茶树油除了在乙醇中的溶解度符合该标准
之外，其余几项常数均不在标准规定的范围之内．这
是由于该标准是对 4-松油醇型茶树油的规定，而受
测茶树油的成分与常规的澳洲茶树油相比，已经有
了较大的改变，从而使得其理化常数与国际标准不
同，具体见下文的分析．
2． 2 茶树油的化学成分
用 GC/MS对茶树油进行定量分析，通过图谱( 见
图 1) 解析及相关资料查询，将各成分列于表 2中．
表 1 广西玉林引种互叶白千层茶树油的理化常数
Table 1 Physical and chemical constants of tea tree oil from Melaleuca alternifolia planted in Yulin，Guangxi，China
项目 相对密度 折光指数 旋光度 / ( ° ) 闪点 / ( ° ) 溶解度1)
引种茶树油 0． 9173 1． 4630 + 2． 8 38 1 mL茶树油全溶于 0． 4 mL的乙醇中，溶液澄清
ISO标准 0． 885 ～ 0． 906 1． 4750 ～ 1． 4820 + 5 ～ + 15 56 1 mL茶树油全溶于不大于 2 mL的乙醇中，溶液澄清
1) 20℃下，在 85% ( 体积分数) 乙醇中的溶解度．
45 华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) 第 39 卷
图 1 茶树油的总离子流色谱图
Fig． 1 Total ionic chromatogram of tea tree oil
表 2 茶树油化学成分分析结果
Table 2 Results of chemical components of tea tree oil
峰号
保留
时间 /min
化合物
名称
结构式
相对含量1) /%
引种
茶树油
ISO
标准［8］
1 3． 101 α-侧柏烯 0． 10 —
2 3． 243 α-蒎烯 3． 96 1． 0 ～ 6． 0
3 3． 559 莰烯 0． 07 —
4 4． 002 桧烯 0． 06 微量 ～ 3． 5
5 4． 128 β-蒎烯 1． 29 —
6 4． 352 β-月桂烯 1． 85 —
7 4． 743 伪柠檬烯 0． 12 —
8 5． 092 α-松油烯 0． 07 5． 0 ～ 13． 0
9 5． 326 对伞花烃 0． 64 —
10 5． 444 苧烯 8． 57 0． 5 ～ 1． 5
11 5． 542 1，8-桉叶素 72． 49 微量 ～ 15． 0
12 6． 357 γ-松油烯 0． 24 10． 0 ～ 28． 0
13 7． 311 异松油烯 0． 08 1． 5 ～ 5． 0
14 11． 506 4-松油醇 0． 78 30． 0 ～ 48． 0
15 12． 300 α-松油醇 8． 27 1． 5 ～ 8． 0
16 25． 711 香树烯 0． 32 微量 ～ 3． 0
17 26． 969 香树烯 0． 15 微量 ～ 3． 0
18 28． 943 ( + ) -喇叭烯 0． 21 —
1) 各峰面积占总峰面积的百分比．
从表 2 中可知，1，8-桉叶素是广西玉林茶树油
的主要成分，相对含量高达 72. 49%，属于桉型茶树
油［7］．一般所说的澳洲茶树油属于 4-松油醇型，国
际标准 ISO规定其 4-松油醇的相对含量在 30. 0% ～
48. 0%之间，1，8-桉叶素相对含量须小于 15%［9］．广
西玉林从澳大利亚引种的互叶白千层茶树通过十年
精选培育，不断改良，其茶树油中的 1，8-桉叶素相
对含量大大增加，而特征成分 4-松油醇、α-松油烯、
γ-松油烯和异松油烯的相对含量分别降低到不足
1%，这说明引种的澳洲茶树极有可能已经发生了
变种．
2． 3 茶树油的抑菌活性与最小抑菌浓度
选用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，研究不同体积
分数茶树油的抑菌活性，抑菌圈直径测试结果见表
3．由表 3中可知，茶树油对大肠杆菌和金黄色葡萄球
菌有很强的抑菌活性，即使茶树油体积分数由 100%
下降到 5%，其抑菌活性下降的幅度也不到 50% ．
表 3 不同体积分数茶树油的抑菌效果1)
Table 3 Antimicrobial effect of tea tree oil with different vo-
lume fractions
茶树油体积分数 /%
抑菌圈直径 /mm
大肠杆菌 金黄色葡萄球菌
100 24． 99 25． 30
20 18． 37 19． 27
5 12． 86 14． 47
1) 以吐温-80 溶液为对照，其大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑
菌圈直径均为 0 mm．
一般认为，茶树油的抑菌物质应该是 4-松油醇
等成分，所以 ISO标准中规定 4-松油醇的相对含量
要高于 30. 0% ．文中所研究的引种茶树油几乎不含
4-松油醇，却仍具有强烈的抑菌作用，这说明该茶树
油与原种澳大利亚互叶白千层茶树油存在差别，其
中起抑菌作用的成分极有可能不是 4-松油醇． 引种
茶树油具体的抑菌成分有待进一步研究．
用混合药剂法测得的茶树油的最小抑菌浓度见
表 4．由表 4 可以看出，茶树油对大肠杆菌和金黄色
葡萄球菌的最小抑菌浓度相同，均为 4. 00 mL /L，与
抑菌圈直径的实验结果相吻合．
2． 4 茶树油抑菌活性的稳定性
通常，受测物的抑菌活性会受到 pH 值、无机盐
含量等因素的影响．文中考察了在不同 pH 值、不同
质量分数的食盐或蔗糖存在下茶树油抑菌活性的变
化，并对其抑菌活性的稳定性进行评价．
55第 1 期 钟振声 等: 引种互叶白千层茶树油的化学成分及抑菌活性
表 4 茶树油的最小抑菌浓度测定结果1)
Table 4 Measured MICs of tea tree oil
20%茶树油
体积 /mL
培养基
体积 /mL
茶树油添加量2) /
( mL·L －1 )
大肠杆菌生长情况 金黄色葡萄球菌生长情况
样品组 对照组 样品组 对照组
0． 1 14． 9 1． 33 + + + + + + + + + + + +
0． 2 14． 8 2． 67 + + + + + + + + + +
0． 3 14． 7 4． 00 － + + + － + + +
0． 4 14． 6 5． 33 － + + + － + + +
0． 5 14． 5 6． 67 － + + + － + + +
0． 6 14． 4 8． 00 － + + + － + + +
1) “ －”代表牛津杯周围无菌生长;“ +”代表牛津杯周围有菌生长，“ +”越多代表菌生长越密．下同．
2) 茶树油添加量是指每升凝胶体系中含有的纯茶树油的量．
2． 4． 1 培养基 pH值对茶树油抑菌活性的影响
培养基 pH值对茶树油抑菌活性影响的实验数
据见表 5．由表 5 可以看出，茶树油的抑菌活性具有
较宽的 pH值范围．在 pH =5 ～ 10 范围内，当茶树油
添加量为 2. 67 mL /L 时，能较好地抑制大肠杆菌和
金黄色葡萄球菌的生长，且随着 pH 值的升高，抑菌
活性先减弱后增强． 这是由于培养基的强酸强碱性
不利于细菌的生长，再加上茶树油的抑菌作用，两者
综合就增强了其抑菌效果．而吐温-80 添加量( 每升
凝胶体系中含有的纯吐温-80 的量) 为 2. 67 mL /L
的对照样品没有表现出抑菌活性．
表 5 培养基 pH值对茶树油抑菌活性的影响1)
Table 5 Effect of pH value of culture medium on antimicrobial
activity of tea tree oil
pH值
大肠杆菌生长情况 金黄色葡萄球菌生长情况
C1 CK1 C1 CK1
4 － － － －
5 － + + － + +
6 － + + + － + +
7 + + + + + + + + + + +
8 + + + + + + + + + +
9 － + + + － + + +
10 － + + － + +
11 － － － －
1) C1 是茶树油添加量为 2. 67 mL /L 的样品，CK1 是吐温-80 添
加量为 2. 67 mL /L的对照样品．
2． 4． 2 蔗糖对茶树油抑菌活性的影响
蔗糖对茶树油抑菌活性影响的实验数据见表 6．
从表 6 中可以看出，当茶树油添加量为 2. 67 mL /L
时，若蔗糖用量( 质量分数，余同) 大于 5%，则随着
蔗糖用量的增大，抑菌效果逐渐加强; 蔗糖用量为
30%和 40%时，完全无菌生长．结果表明，茶树油与
蔗糖之间应该存在协同作用．
2． 4． 3 食盐对茶树油抑菌活性的影响
食盐对茶树油抑菌活性影响的实验数据见表7．
表 6 蔗糖用量对茶树油抑菌活性的影响1)
Table 6 Influence of sucrose dosage on antimicrobial activity of
tea tree oil
蔗糖
用量 /%
大肠杆菌生长情况 金黄色葡萄球菌生长情况
C2 CK2 C2 CK2
0 + + + + + + + + + + + + +
5 + + + + + + + + + + + + +
10 + + + + + + + + + + + + +
20 + + + + + + + + + + + +
30 － － － －
40 － － － －
1) C2 是茶树油添加量为 2. 67 mL /L，添加了蔗糖的样品; CK2 是
吐温-80 添加量为 2. 67 mL /L，添加了蔗糖的对照样品．
从表 7 中可知，当茶树油添加量为 2. 67 mL /L时，若
食盐用量大于 2%，则随着食盐用量的增加，培养皿
中大肠杆菌的生长程度明显减弱; 食盐用量为 4%
时，大肠杆菌完全受到抑制;而当食盐用量仅为 1%
时，对金黄色葡萄球菌的抑菌效果大大增强;当食盐
用量为 3%以上时，金黄色葡萄球菌完全不生长．这
说明食盐和桉型茶树油对金黄色葡萄球菌的协同作
用较对大肠杆菌明显．
表 7 食盐用量对茶树油抑菌活性的影响1)
Table 7 Influence of salt dosage on antimicrobial activity of tea
tree oil
食盐
用量 /%
大肠杆菌生长情况 金黄色葡萄球菌生长情况
C3 CK3 C3 CK3
0 + + + + + + + + + + + +
1 + + + + + + + + + +
2 + + + + + + + + +
3 + + + + － －
4 － + + － －
5 － － － －
1) C3 是茶树油添加量为 2. 67 mL /L，添加了食盐的样品; CK3 是
吐温-80 添加量为 2. 67 mL /L，添加了食盐的对照样品．
3 结语
用 GC /MS分析得出广西玉林引种茶树油的 18
65 华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) 第 39 卷
种主要化学成分及其相对含量，通过与 ISO 标准中
4-松油醇型茶树油化学成分相对含量的对比，发现
广西玉林种植基地的互叶白千层茶树在经过 10 年
的种植以后极有可能已经发生了变异，由 4-松油醇
型茶树转变为了桉型茶树． 茶树虽然可能发生了变
异，但其所产的茶树油仍有很强的抑菌活性．文中还
发现，桉型茶树油在 pH =5 ～ 10 范围内对大肠杆菌
和金黄色葡萄球菌都有较强的抑制作用，而一定质
量分数的食盐及蔗糖与茶树油之间存在明显的协同
抑菌作用，这对茶树油的应用有一定的指导意义．
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Chemical Components and Antimicrobial Activity of Tea
Tree Oil from Introduced Melaleuca alternifolia
Zhong Zhen-sheng Fan Li-fei Huang Ji-bing
( School of Chemistry and Chemical Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China)
Abstract: In this paper，first，the chemical components of the tea tree oil extracted from Melaleuca alternifolia in-
troduced from Australia and planted in Yulin，Guangxi，China，were analyzed by means of GC /MS． Next，the
physical and chemical parameters of the tea tree oil were measured and were compared with the data set by ISO in-
ternational standard． Then，by using Escherichia coli and Staphylococcus aureus as the indicator bacteria，the anti-
microbial activity of the tea tree oil was investigated，and the corresponding minimum inhibitory concentrations
( MIC) were investigated by means of mixed medicament method． Finally，the effects of pH value，salt dosage and
sucrose dosage on the antimicrobial activity were analyzed． The results show that ( 1) in the tea tree oil，the dosage
of non-characteristic composition，namely 1，8-cineole，is up to 72. 49%，while that of the characteristic composi-
tion，namely terpinen-4-ol，is only 0. 78% ; ( 2) most physical and chemical parameters of the tea tree oil are not
within the region set by ISO standards; ( 3) the MICs of the oil for Escherichia coli and Staphylococcus aureus are
both 4. 00 mL /L，which means that the oil is of strong antimicrobial activity; ( 4) the antimicrobial activity of the
tea tree oil keeps strong when the pH value varies from 5 to 10; and ( 5) there exists obvious synergism between
salt or sucrose with certain mass fraction and the tea tree oil for bacterium inhibition． Thus，it is concluded that the
introduced Melaleuca alternifolia is possibly a variety，but the variety does not result in the degradation of antimi-
crobial activity of the tea tree oil．
Key words: tea tree oil; Melaleuca alternifolia; component analysis; antimicrobial activity
75第 1 期 钟振声 等: 引种互叶白千层茶树油的化学成分及抑菌活性