全 文 ：互叶白千层植物精油的研究进展
吕永 ,何庭玉 ,陈珊
(华南农业大学 理学院 ,广州 510642)
　　[摘　要 ]互叶白千层植物精油(茶树油)是近年来发展较快的植物精油之一 , 本文概括了茶树油的提取分
析 、抗菌活性等方面的研究在国内外的研究进展 ,讨论了用真空间歇精馏和分子蒸馏方法精制茶树油 ,为茶树油
的相关研究提供参考。
[关键词 ]茶树油;抗菌活性;精馏;分子蒸馏;综述
[收稿日期 ] 2005 - 03 - 02
[作者简介 ]吕永(1975 - ),男,华南农业大学理学院在读硕士生 ,研究方向为天然产物化学。
　　互叶白千层(m e laleuca a ltern ifolia)是桃金娘科白千层属
的一种长绿小乔木 , 从其新鲜枝叶中可提取得到无色至淡黄
色透明油状液体 ,商品名字叫茶树油(TeaT reeO il)[ 1] 。茶树
油具有良好的广谱杀菌抑菌保健作用 , 并有宜人的肉豆蔻香
气 , 是公认优良的天然芳香剂 、抗菌剂 、防腐剂 , 主要应用在
日化 、制药 、食品等行业。
互叶白千层原生于澳大利亚 ,上世纪 80年代后 , 植物源
杀菌剂日益受到重视 , 茶树油产业得以迅速发展 , 互叶白千
层也开始在我国 、印度和东南亚一些国家地区引种。我国广
东 、广西 、云南等地从 1993年起先后成功引种互叶白千层 ,
栽培面积已发展到 150公顷左右 , 年产油 17 ～ 20t。国内有
关茶树油的研究也日益活跃 ,已经初步建立了我国茶树油的
质量标准 [ 2] 。但与国外相比 , 我国的相关研究还很不够 , 尤
其在茶树油的抗菌活性 、应用方面的研究报道很少。本文概
括了近年来茶树油在国际国内的研究进展 , 重点叙述了茶树
油的抗菌活性 , 提出并讨论了茶树油的精制 , 希望为茶树油
的相关研究提供参考 。
1　茶树油的提取分析
互叶白千层的新鲜小枝叶可直接水蒸气蒸馏提取茶树
油 , 水上蒸馏法是最实用 、经济的方法 , 产品为白至淡黄色的
透明液体 , 油的产率为 1% ～ 3%(v /w)。提取条件优化研究
的因素有提取时间 、蒸汽速率 、原料是否浸泡 、蒸馏方式等 ,
考察的主要指标有产率 、出油率或组分馏出率和化学组成。
Johns等 [ 3]研究了蒸汽速率 、原料是否浸泡和贮存对茶树油
的产率 、组成 、各组分馏出率的影响 , 结果表明:不同操作条
件对油的产率 、组成基本无影响 , 但能显著影响茶树油各成
分的馏出顺序。国内不少文献也研究报道了茶树油提取条
件的优化 [ 4] 。
茶树油含有近 100种化学成分 [ 5] ,基本上是由 50%的单
萜烃和 50%的单萜烃含氧衍生物组成 ,另有少量的倍半萜。
茶树油化学成分的分析都是利用气相色谱或气相色谱-质谱
联用法 , 定量方法一般采用不加校正因子的峰面积归一法。
GC分析时 , 柱子采用弱极性毛细管柱 , 如 DB-1、HP-1、OV-
101等 ,程序升温。我们用 DB-1柱子直接进样达到了较好的
基线分离 , 见图 1。
DB-1(30m ×0. 25mm)柱子 ,柱温:50℃→120℃→ 200℃,
进样口 250℃, FID:280℃。
(直接进样 0. 2μL, 分流比 150∶1)
图 1　茶树油气相色谱图
2　茶树油的精制
茶树油的质量主要由其中含有的 4-松油醇和 1, 8-桉叶
油素的浓度规定。前者是茶树油主要的活性成分 , 具有紫丁
香的花香香气 , 香气柔和 ,其含量不应低于 30%;后者有清凉
的草 、药气味 ,往往会使茶树油带有一定的刺激性气味 , 影响
油的香气 , 且多数研究者认为它对人体皮肤产生刺激性 , 所
以 , 其含量应该越低越好 。国际标准化组织于 1996年制定
了最新的茶树油国际标准 , 即 ISO4730-1996, 规定了茶树油
中 14种化合物的浓度(见表 1)。
表 1　国际标准中茶树油主要化合
物含量标准　( IS04730-1996)
英文名称 中文名称 最低浓度 /% 最高浓度 /%
Terp inen-4-o l 4-松油醇 30 -
γ-Terp inen e γ-松油烯 10 28
α-Terp inene α-松油烯 5 13
Terp inolene 异松油烯 1. 5 5
1, 8-C ineole 1, 8-桉叶油素 - 15
α-Terp ineol α-松油醇 1. 5 8
ρ-C ym ene 对伞花烃 0. 5 12
Aromadendrene 香树烯 微量 7
δ-C ad inene δ-杜松烯 微量 8
Lim onene 苧烯 0. 5 4
α-Pinene α-蒎烯 1 6
Sab inen e 桧烯 微量 3. 5
G lobu lo l 蓝桉醇 微量 3
V irid iflorol 绿花白千层醇 微量 1. 5
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　　我国产茶树油的各化学成分浓度随地区差异较大 , 难以
满足此标准 , 即使在茶树油质量较好的广东地区 , 1, 8 -桉叶
油素的含量也在 5%以上 (根据实际应用的经验 , 该物质的
含量应该在 5%以下 , 2%左右较好 )。所以 , 通常需要精制
茶树油以提高其质量 , 增加其附加值。遗憾的是 , 目前这方
面的研究报道很少。茶树油是热敏性物料 , 长时间受热容易
颜色加深 , 发生氧化聚合而变质 , 适合用减压精馏 、分子蒸馏
等真空分离技术分离精制。
2. 1减压精馏
精馏分离技术现已广泛应用于化工生产中 ,有成熟的工
艺和设备。精馏有连续精馏和间歇精馏两种方式 , 精馏塔可
用板式塔或填料塔。对于植物精油的分离精制一般采用间歇
精馏和塔藏量较少的填料塔, 即茶树油的分离精制宜采用填
料塔的真空间歇精馏 ,分罐收集产品。精馏工艺计算可用简
捷法或逐板计算法 , 但有关的化工数据中缺乏茶树油各主要
成分的蒸汽压数据 ,只能进行近似处理。一般的方法是:将茶
树油进行温度切割后直接测量轻 、重组分的蒸汽压;或者用基
团贡献法(CSGC法)估算茶树油各主要成分的蒸汽压数据。
精馏的真空度应该在 1mmH g左右 , 使精馏结束时的蒸
馏釜温度不高于 100℃,精馏过程应快速进行 ,避免茶树油长
时间受热发生变质。实际操作时 ,采用逐渐增大回流比的操
作方式 , 开始阶段短时间全回流形成适宜的温度梯度和压
降 , 然后以较小的回流比采出轻组分 , 整个过程要特别注意
控制加热速率 ,防止出现液泛现象。
2. 2分子蒸馏
分子蒸馏是一种高真空分离技术 , 其原理是利用不同物
质分子平均自由程的不同实现分离。分子运动平均自由程
主要由操作的压力 、温度和分子有效直径决定 , 在设定的操
作温度和压力下 ,茶树油轻组分物质的分子运动平均自由程
小于分子蒸馏器蒸发面和冷凝面的距离而被冷凝分出 , 达到
茶树油精制的目的。分子蒸馏具有操作温度压力低 , 物料受
热时间短 , 分离程度和产品收率高等优点 , 特别适合茶树油
等热敏物质的分离精制。
分子蒸馏的操作参数有系统压力 、蒸馏温度 、进料预热
温度 、进料速度 、刮膜转速和冷凝温度等。茶树油的化学成
分相近 , 很多为同分异构体 , 主要活性成分 4-松油醇容易随
轻组分一块被蒸发冷凝造成损失。 所以在蒸馏过程中需要
特别注意进料的速度 , 控制蒸出物和蒸余物的流量 , 实验发
现 , 该流量比控制在 1∶3左右较合适。图 2给出了茶树油分
子蒸馏的一般流程。
3　茶树油的抗菌活性
茶树油的抗菌作用在国外早有报道 [ 6] , 上世纪九十年代
后 ,更多更广泛的细菌和真菌被报道对茶树油敏感 ,研究较多
的菌种见表 2。除绿脓杆菌外 ,报道的茶树油的最小抑菌浓度
(M IC)或最小杀菌浓度(MBC或 MCC)一般在 1%以下 ,对真
菌的抑制浓度更小 [ 7] ,显示出茶树油良好的广谱抗菌活性。
表 2　对茶树油敏感的细菌和真菌
革兰氏阳性菌
拉丁文 中文
革兰氏阴性菌
拉丁文 中文
真菌
拉丁文 中文
S taphy lococcus aureu s 金黄色葡萄球菌 Escherich ia coli 大肠杆菌 Cand ida alb icans 白色念珠菌
S taphy lococcus epiderm id is 表皮葡萄球菌 E nterococcu s faecalis 粪肠球菌 Aspergillu s n iger 黑曲霉菌
S treptococcu s pyogenes 化脓性链球菌 Proteus vu lgaris 变形杆菌 Trichophyton rubrum 深红色发癣菌
P rop ion ib acterium acnes 痤疮丙酸杆菌 P seudom on as aeruginosa 绿脓杆菌 T richophyton m entagrophytes 须发癣菌
C oryneb acterium diph th eriae 白喉棒状杆菌 M ycobacterium sm egm atis 耻垢分枝杆菌 Ep iderm ophyton floccosum 絮状表皮癣菌
C lost ridium perfringens 产气荚膜梭菌 Serratiam arcescens 粘质沙雷氏菌 M icrosporum can is 犬小孢子菌
Bacteroides frag ilis 脆弱类杆菌 K leb siella pneum on iae 肺炎杆菌 A spergi llus f lavus 黄曲霉菌
B aci llus sub tilis 枯草芽孢杆菌 Salm one lla typh i 伤寒杆菌 Asperg illu s fum igatu s 熏烟色曲霉菌
　　琼脂稀释法和肉汤稀释法常用于茶树油的细菌敏感性
实验。但和其他植物精油一样 , 茶树油不溶于水溶性介质 ,
形成的乳浊液使茶树油和受试菌种不能形成良好的接触 ,测
定的 M IC值或 MBC值可能偏高 ,并且会影响 M IC值或 MBC
值测定时的终点判断。 常用的辅助性试剂为表面活性剂吐
温 20或吐温 80,它们能使茶树油在水溶性介质中增溶而本
身基本没有抗菌活性 ,使用的浓度范围一般为 0. 5% ～ 20%。
另外 , 加入少量的氯化三苯四氮唑(TTC试剂)或刃天青试剂
可帮助用于 M IC值或 MBC值终点的判断。不同的实验方法
测定的结果会有不同 , 一般用肉汤稀释法的 M IC或 MBC值
更小。 Carson等 [ 8]用改进的肉汤稀释法测定出茶树油对 32
珠痤疮丙酸杆菌的 MBC值为 0. 25% ～ 0. 5%, 而 Ram an
等 [ 9]报道的对痤疮丙酸杆菌的 M IC值为 0. 31% ～ 0. 63%,
金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌均为 0. 63% ～ 1. 25%。
Sou thwe ll等 [ 10]测定的对金黄色葡萄球菌 、大肠杆菌 、白色念
珠菌和黑曲霉菌的 M IC值分别为:0. 2%、 0. 4%、 0. 2%和
0. 2%, M ann等 [ 11]用刃天青改进的稀释法比用琼脂稀释法测
定的 M IC值更低:金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的分别为
0. 04%和 0. 08%,临床分离的链球菌为 0. 08% ～ 0. 31%, 变
形杆菌为 0. 08%。 Cox等 [ 12]测定的对金黄色葡萄球菌 、大肠
杆菌 、白色念珠菌的 M IC分别为 0. 25%、 0. 25%、 0. 125%,
M CC分别为 0. 5%、0. 5%和 0.25%, 但同时测定的对绿脓杆
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菌的 M IC和 MCC均大于 8, M ann等 [ 13]的研究解释了绿脓杆
菌的独特耐药性 , 并实验表明如将茶树油与一种多粘菌素共
同使用 , 可使对绿脓杆菌的 M IC和 MBC降低到 0. 25%和 0.
5%。所有这些研究为茶树油的抗菌作用提供了越来越多的
科学证据 , 但由于实验方法不同 、实验菌珠的差异 、甚至对
M IC的判断标准不一致而使实验结果之间缺乏可比性。琼
脂平板扩散法也常用于评价茶树油的抗菌活性 ,但其缺点明
显 , 茶树油中不同的化学成分在水溶性琼脂平板上扩散的速
度可能有较大差异 , 导致实验结果出现偏差。
茶树油抗菌作用的机理近年来也有研究。 Cox等 [ 14]以
大肠杆菌 、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌为对象研究了茶树
油的作用机制 , 发现了茶树油能引起前两种细菌的 K +离子
的泄露 , 得出的结论是茶树油能够抑制这些菌的呼吸作用 ,
增加菌体细胞质的渗透性 , 使其发生自溶作用而死亡。另
外 , 也有研究 [ 15]认为茶树油的活性成分 4-松油醇对人体白
细胞有激活作用 , 从而增强人体免疫力 , 达到保健作用。
4　展望
现今全世界茶树油的年产量为 500多吨 , 茶树油产品的
使用安全性获得了欧美等多个国家的认可 , 目前已开发应用
于护发品 , 化妆品 , 漱洗用品 , 宠物用品 , 口腔卫生用品 ,消炎
药品等 100多个系列产品中。而我国对茶树油的认识时间
较短 , 仅有日化行业开始使用 , 目前仍是一个新兴产业 , 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。
参 考 文 献
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Review ofVolatileO il from M elaleuca A ltern ifolia
Lv Yong , He T ingyu, Chen Shan
(Co llege of Sc iences, Sou th Ch ina Agriculture Un iversity, Guangzhou 510642, China)
　　Abstract:Vo la tile oil from m ela leuca alte rnifo lia ( tea tree) is one of the fastest deve loping p lant o i.l In this arti-
c le, the interna l and in te rna tiona l researches abou t tea tree oil from ex trac tion analysis to antim ic robia l ac tivity w ere re-
viewed, and the me thods of re fining tea tree o il(vacuum ba tch d istillation and mo lecu lar distilla tion) w ere discussed.
Keyw ords:tea tree o il;an tim icrobia l activ ity;d istilla tion;mo lecu la r distilla tion;rev iew
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