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Chemical Composition and Antibacterial Activities of the Essential Oils Isolated from Leaves of Mentha × piperita, M. haplocalyx and M. × gentilis

椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油与抗生素的协同抑菌功能



全 文 :植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2011, 46 (1): 37–43, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3724/SP.J.1259.2011.00037

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收稿日期: 2010-06-04; 接受日期: 2010-09-26
基金项目: 863计划(No.2007AA091705)、中国科学院知识创新工程重大项目(No.KSCX1-YW-09-04)、引进国际先进林业科学技术项目
(No.2008-4-17)、新疆生产建设兵团科技支疆计划(No.2008ZJ04)和中国科学院科技支新工程
* 通讯作者。E-mail: shilei67@263.net
椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油与抗生素的协同抑菌功能
李慧1, 2, 白红彤1, 王晓3, 姜闯道1, 张金政1, 石雷1*
1中国科学院植物研究所, 北京 100093; 2中国科学院研究生院, 北京 100049
3山东科学院分析测试中心, 济南 250014
摘要 以开花期的椒样薄荷(Mentha × piperita)、薄荷(M. haplocalyx)和苏格兰留兰香(M. × gentilis)叶片部位提取的精油为
研究对象, 通过GC-MS分析, 并采用纸片扩散法研究了3种精油单独使用及与抗生素联合使用时对金黄色葡萄球菌、蜡状芽
孢杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和肺炎克雷伯氏菌的抑制情况。结果表明, (1) 椒样薄荷与薄荷精油中含量最高的成分为薄荷
醇、薄荷酮和异薄荷酮, 苏格兰留兰香精油的主要成分为香芹酮和柠檬烯。薄荷和苏格兰留兰香精油符合欧洲药典与ISO
标准, 椒样薄荷需要继续改良以提高其精油品质与抑菌功能。(2) 精油单独使用时, Pseudomonas aeruginosa ATCC
15442对椒样薄荷精油和薄荷精油敏感; P. aeruginosa ATCC 27853对薄荷精油和苏格兰留兰香精油敏感。精油与抗生素
联合使用时抑菌范围和强度均有所改变: 绿脓杆菌的2个菌株对精油与抗生素的组合最为敏感, 其中, 椒样薄荷精油与头孢
他啶的组合对P. aeruginosa ATCC 15442显示出最强的增效作用, 薄荷精油与头孢他啶混合之后对P. aeruginosa ATCC
27853出现拮抗作用。Staphylococcus aureus ATCC 25923对所有精油以及精油与抗生素混合物均有抗性。(3) 椒样薄荷、
薄荷和苏格兰留兰香精油的不同成分及其含量差异不仅对精油品质有影响, 而且影响精油对测试菌种的抑制作用, 可考虑
将其作为薄荷属植物品质育种的参考指标。
关键词 抑菌活性, 抗生素, 精油, 苏格兰留兰香, 薄荷, 椒样薄荷
李慧, 白红彤, 王晓, 姜闯道, 张金政, 石雷 (2011). 椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油与抗生素的协同抑菌功能. 植物
学报 46, 37–43.
薄荷属 (Mentha L.)为唇形科植物 , 全世界有
25–30个种, 广泛分布于北半球的温带地区, 少数见
于南半球(Dorman et al., 2003)。薄荷属植物在我国分
布有12种, 其中6个为野生种(Li and Hedge, 1994)。薄
荷属植物为多年生或稀为一年生芳香草本, 具有重要
的药用及经济价值。其中, 薄荷(M. haplocalyx)和留兰
香等因含有特殊而浓烈的清凉香味, 可以药食兼用,
是开发前景很好的野生蔬菜(杨国丽等, 2009)。薄荷属
植物精油的应用价值更高, 广泛用于食品、医药卫生、
香料等领域。目前迫切需要培育高产、高精油含量以及
高优质成分的新品种。
已往对薄荷属植物的研究主要集中在应用方面,
特别是有关精油成分及功能研究, 尤其是抑菌性研究
(Iscan et al., 2002; Mimica-Dukić et al., 2003; Wang
et al., 2007)。这些资料为薄荷属植物优良品种的目标
选育提供了重要依据。随着广谱抗生素的广泛应用,
许多常见菌的耐药性越来越强, 传统的抗生素已无法
治疗耐药菌株的感染(Warnke et al., 2009), 将天然
植物精油与传统抗生素联合使用已成为天然产物开
发与新药研发领域的一个热点(Filoche et al., 2005;
Rosato et al., 2009)。但是目前关于薄荷属植物精油
与抗生素联合使用的报道很少。本研究目的在于揭示
中国主要栽培品种椒样薄荷(Mentha × piperita)、薄
荷和苏格兰留兰香(M. × gentilis)精油在与抗生素联
合使用时对各种标准菌株以及常见致病菌的抑制作
用, 为薄荷属植物品质育种提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 植物材料与菌种
植物材料栽培于中国科学院植物研究所植物园, 分别
·研究报告·
38 植物学报 46(1) 2011
为椒样薄荷(Mentha × piperita Linn.)、薄荷(Mentha
haplocalyx Briq.)和苏格兰留兰香(Mentha × gentilis
L.)。实验材料经中国科学院植物研究所刘冰鉴定。凭
证标本保存于中国科学院植物研究所标本馆(PE)。标
本编号分别为GFS001(薄荷)、GFS003(椒样薄荷)和
GFS4(苏格兰留兰香)。
在每种植物的样地内随机抽选3块小区, 每小区
4 m2, 植株密度约为25–30 株·m–2。于主茎30%的花
蕾开花期收割。其中苏格兰留兰香于2009年7月15日
采收; 椒样薄荷和薄荷于2009年8月10日采收。
仅取叶片, 每个样品200 g(鲜重), 设3次重复。样
品于室温下黑暗环境中阴干, 粉碎。总挥发油的定量
测定方法参见《中华人民共和国药典》(2005年版)附
录XD项(国家药典委员会, 2005)。粉碎后的样品置于
烧瓶中, 加水1 000 mL与玻璃珠数粒, 振摇混合后,
连接挥发油测定器与回流冷凝管。加热并保持微沸约
3小时, 至测定器中油量不再增加, 停止加热。读取挥
发油量, 计算并记录样品中精油的含量。提取后的精
油用无水硫酸钠干燥, 放置在棕色瓶中4°C避光保
存。
实验菌种有革兰氏阳性菌, 包括金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus ATCC 25923)和蜡状芽孢
杆菌(Bacillus cereus ATCC 11778); 革兰氏阴性菌,
包括大肠杆菌(Escherichia coli ATCC 25922)、绿脓
杆 菌 27853(Pseudomonas aeruginosa ATCC
27853)、绿脓杆菌 15442(P. aeruginosa ATCC
15442)和肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumoniae
ATCC 13883)。金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆
菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心
(CGMCC)。蜡状芽孢杆菌和肺炎克雷伯氏菌购自中
国药品生物制品检定所(NICPBP)。
实验中所用的抗生素包括氨苄西林(ampicillin,
AMP)纯度为845–988 mcg·mg–1、链霉素 (strepto-
mycin, SM)纯度为 650–850 mcg·mg–1、红霉素
(erythromycin, EM)纯度为98%及青霉素和头孢他啶
(ceftazidime, CTZ)。以上抗生素均购自中国药品生物
制品检定所(NICPBP)。MHA(Mueller-Hinton Agar)
培养基和MHB(Mueller-Hinton Broth)培养基购自
中国药品生物制品检定所(NICPBP)。
以上菌种首先在MHB培养基上4°C培养。菌种与
抗生素的选择及微生物实验的操作步骤均按照美国
临床和实验室标准化研究所的要求 (Clinical and
Laboratory Standards Institute, 2009)进行。所用抗
生素的浓度为1 mg·mL–1。所用抗生素针对不同的菌
种具有特异性, 具体组合如下: 金黄色葡萄球菌/红
霉素; 大肠杆菌/氨苄西林; 绿脓杆菌/头孢他啶; 蜡
状芽孢杆菌/链霉素; 肺炎克雷伯氏菌/链霉素。
1.2 GC-MS分析
GC-MS联用仪为美国安捷伦(Agilent Technologies)
公司产品, 采用7890A气相色谱仪、5973N四极杆质
谱仪, 配G1701EA E.01.00 MSD Productivity Chem-
Station工作站。
色谱条件: 色谱柱7890A (30 m×0.25 mm×0.25
μm)。载气: 高纯氦气(99.999%), 流速为1 mL·min–1。
程序升温 : 初温50°C, 升温速度5°C·min–1, 末温
120°C; 恒温20分钟后, 升温至280°C, 升温速度10
°C·min–1。检测器: FID检测器。气化室温度: 280°C。
检测器温度: 280°C。进样量: 0.1 μL。
质谱条件: 电离方式(EI), 电子能量70 eV。离子
源温度: 230°C。MS四极杆: 150°C。扫描范围29–600
amu。
由气质联用仪所分离的各样品成分 , 均由
NIST02和Wiley 275谱库进行自动检索, 并与标准质
谱图进行核对确认。用面积归一法确定各主要组分的
相对百分含量。
1.3 抑菌实验
采用纸片扩散法测定抑菌圈直径。比较3种植物材料
的精油在单独使用及与抗生素联用时的抑菌效果。先
把各种供试菌种在MHB培养基中分别进行菌种活化,
然后挑取菌落, 接种到MHA平板培养皿上培养24小
时, 用无菌生理盐水洗脱, 分别制成含菌约106–107
CFU·mL–1的菌液, 备用。将滤纸用打孔器打成若干直
径为6 mm的圆形纸片, 经0.14 Mpa、120°C高压灭菌
20分钟后待用。
精油经0.45 μm孔径的滤膜过滤灭菌, 用镊子夹
取已灭菌的滤纸片放在无菌培养皿上, 分别滴加20
μL精油、10 μL精油+10 μL抗生素溶液(各受试菌种的
对应抗生素为S. aureus ATCC 25923: EM; E. coli
ATCC 25922: AMP; P. aeruginosa: CTZ; B. cereus
ATCC 11778: SM; K. pneumoniae ATCC 13883:
李慧等: 椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油与抗生素的协同抑菌功能 39
SM)和20 μL抗生素溶液, 在无菌条件下自然晾干,
备用。将滴入的0.2 mL供试菌液分别用无菌涂布器均
匀涂布于相应平板培养基上, 再用无菌镊子夹取处理
过的滤纸片贴于上述平板培养皿中, 每个培养皿设3
个重复。然后将平板倒置, 放入37°C的培养箱中培养
24小时后, 从平板背面用游标卡尺测量抑菌圈直径。
抑菌环的边缘以肉眼看不到细菌明显生长为限, 记录
并整理数据。
1.4 数据分析
所有数据采用SPSS 13.0软件进行统计学分析, 差异
显著性分析通过P≤0.05水平检验。
2 结果与讨论
2.1 精油产率与主要成分比较
表1为椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香的精油产率。
研究结果表明, 椒样薄荷精油的产率较高, 其次为薄
荷, 最低为苏格兰留兰香。利用气质联用仪分析椒样
薄荷、薄荷和苏格兰留兰香的主要成分(表2)。椒样薄
荷与薄荷的精油中含量最多的3个组分分别是薄荷
醇、薄荷酮和异薄荷酮。薄荷精油中薄荷醇的含量最
高, 达到66.52%, 其次为薄荷酮(12.18%)和异薄荷
酮(7.24%)。椒样薄荷精油中除了这3种主要成分外,
还发现含量较高的成分有桉叶醇(6.09%)和乙酸薄荷
酯(5.08%)。苏格兰留兰香的主要成分比较集中, 香芹
酮含量最高, 达66.42%, 其次为柠檬烯(19.85%)。其
中, 柠檬烯和薄荷酮是3种精油共有的成分。
2.2 抑菌结果分析
抗生素对测验菌株的抑菌圈直径(inhibition zones,
IZ)(单位: mm)如下: EM对S. aureus ATCC 25923,
IZ=12.3±0.67; AMP对E. col i ATCC 25922,
IZ=12.1±1.13; CTZ对P. aeruginosa ATCC 27853,


表1 椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香的含油率(mL/200 g鲜重)
Table 1 The yields of essential oil of Mentha × piperita,
Mentha haplocalyx and Mentha × gentilis (mL/200 g fresh wt)
Species of
Mentha
M. × piperita M. haplocalyx M. × gentilis
Yield(%) 1.14±0.08 1.03±0.05 0.93±0.03

表2 椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油的主要成分
Table 2 Major components of the essential oils of Mentha ×
piperita, Mentha haplocalyx and Mentha × gentilis
Relative content (%) Components
Mentha ×
piperita
M.
haplocalyx
M. ×
gentilis
3-octanol 1.21 2.75
p-cymene 1.07
Limonene 1.24 1.80 19.85
Eucalyptol 6.09
cis-beta-terpineol 1.07
Menthone 21.72 12.18 1.93
Isomenthone 13.23 7.24
Menthyl acetate 5.08
1,6-cyclodecadiene 2.12
Menthol 38.57 66.52
Dihydrocarvone 1.11
Carvone 66.42
Piperitone 2.44
Caryophyllene 1.92 1.60
Germacrene-D 1.03
Total (%) 92.11 94.02 92.06
表中仅列出相对含量大于1%的组分。
Components with relative contents higher than 1% were
listed


IZ= 15.4±1.05; CTZ对P. aeruginosa ATCC 15442,
IZ=10.3±0.75; SM 对 B. cereus ATCC 11778,
IZ=14.2± 0.83; SM对K. pneumoniae ATCC 13883,
IZ=12.4± 0.74。
2.2.1 椒样薄荷精油的抑菌结果
图1显示, 椒样薄荷精油单独使用时对P. aeruginosa
ATCC 15442 有抑制作用 , 抑菌圈直径达到
7.6±1.05 mm。与抗生素按照1:1混合之后, 抑菌范围
变化如下: 当与AMP混合之后对E. coli ATCC 25922
有明显的增效作用, 抑菌圈直径达到8.7±0.50 mm;
与SM混合之后对K. pneumoniae ATCC 13883的抑
菌圈直径增加到7.5±0.90 mm; 最显著的增效作用
(协同作用)发生在与CTZ的组合中, 与CTZ混合之后
对P. aeruginosa ATCC 15442的抑菌圈直径达到
11.9±1.59 mm, 超过CTZ单独使用时的抑菌圈直径。

2.2.2 薄荷精油的抑菌结果
图2显示, 薄荷精油单独使用时对绿脓杆菌的2个菌
种均有较好的抑制作用 : 对P. aeruginosa ATCC
40 植物学报 46(1) 2011


图1 椒样薄荷精油单独使用及与各种抗生素联合使用时对不
同细菌的抑菌圈直径(滤纸片直径为6 mm)

Figure 1 The antimicrobial profiles of Mentha × piperita
essential oil (EO) and antibiotics, expressed by diameter of
inhibition zone (including the disc diameter, 6 mm)



图2 薄荷精油单独使用及与各种抗生素联合使用时对不同细
菌的抑菌圈直径(滤纸片直径为6 mm)

Figure 2 The antimicrobial profiles of Mentha haplocalyx
essential oil (EO) and antibiotics, expressed by diameter of
inhibition zone (including the disc diameter, 6 mm)


27853的抑菌圈直径为7.0±0.53 mm; 对P. aerugi-
nosa ATCC 15442的抑菌圈直径为7.1±0.45 mm。当
与抗生素混合之后显示: 对P. aeruginosa ATCC


图3 苏格兰留兰香精油单独使用及与各种抗生素联合使用时
对不同细菌的抑菌圈直径(滤纸片直径为6 mm)

Figure 3 The antimicrobial profiles of Mentha × gentilis
essential oil (EO) and antibiotics, expressed by diameter of
inhibition zone (including the disc diameter, 6 mm)


27853, 薄荷精油与CTZ混合之后发生拮抗作用, 抑
菌圈直径由原来的7.0±0.53 mm下降到6.5±0.13
mm; 而对P. aeruginosa ATCC 15442仍然保持增效
(相加)作用, 抑菌圈直径由7.1±0.45 mm增加到8.2±
1.14 mm。

2.2.3 苏格兰留兰香精油的抑菌结果
图3显示 , 苏格兰留兰香精油在单独使用时仅对P.
aeruginosa ATCC 27853有抑制作用, 抑菌圈直径为
6.6±0.70 mm。在与抗生素混合之后对P. aeruginosa
ATCC 27853的增效作用不明显, 抑菌圈直径仅增加
到7.1±1.06 mm; 对P. aeruginosa ATCC 15442有显
著增效作用 , 抑菌圈直径从6 mm增加到8.1±0.45
mm; 对B. cereus ATCC 11778增效作用同样明显,
抑菌圈直径从6 mm增加到 8.3± 0.47 mm。
2.3 讨论
通过对薄荷属的3个种(椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰
香)叶片部位精油主要成分的分析, 可以看出椒样薄
荷和薄荷基本组分相似, 主要成分均为薄荷醇、薄荷
酮和异薄荷酮。苏格兰留兰香的2种主要成分为香芹
酮和柠檬烯。目前对于薄荷属植物精油成分的报道很
李慧等: 椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油与抗生素的协同抑菌功能 41
多, 桂新和周荣汉(1998)将国内的野生薄荷按照居群
的挥发油成分进行了分析, 归纳为薄荷酮-胡薄荷酮
型等6个化学型。根据GC-MS分析结果, 可以认为本
实验中提取的薄荷精油为薄荷醇-乙酸薄荷酯型, 并
且薄荷中薄荷醇的含量高达66.52%, 薄荷酮的含量
为12.18%, 胡椒酮含量为2.44%。该种薄荷不仅可以
作为园艺观赏品种和可食用蔬菜, 而且可以作为提油
品种来满足生产需要。本研究中具有较高精油含量的
椒样薄荷精油中所含的薄荷醇、薄荷酮等与之前的研
究报道相符(Clark and Menary, 1981; Pittler and
Ernst, 1998; Gherman et al., 2000)。不同的是, 本实
验样品具有较高的异薄荷酮含量(13.23%)。另外椒样
薄荷精油中薄荷醇的含量为38.57%, 符合欧洲药典
(European Pharmacopoeia Commission Council of
Europe European Department for the Quality of
Medicines, 2002)的要求但低于ISO856椒样薄荷精
油的合格标准, 因此还需要继续改良椒样薄荷品种以
提高其精油品质。苏格兰留兰香精油被划分为6个化
学型(Tucker et al., 1991)。本实验结果显示, 其精油
成分与香芹酮(二氢香芹酮)-柠檬烯-β-蒎烯型相符,
而且苏格兰留兰香的特征成分香芹酮(66.42%)与柠
檬烯(19.85%)等符合ISO3033苏格兰型留兰香精油
国际合格标准, 并达到优质标准, 同样可以用于提取
精油。
精油单独使用时, 绿脓杆菌的2个菌株对3种薄
荷精油较为敏感。当与抗生素以1:1(v/v)混合之后, 抑
菌结果发生显著变化。绿脓杆菌的2个菌株对于精油
与抗生素的组合同样敏感, 但是变化趋势有所不同。
椒样薄荷精油与CTZ混合之后 , 对P. aeruginosa
ATCC 15442的抑菌圈直径达到11.9±1.59 mm, 显
著超过单独使用抗生素的抑菌圈直径。薄荷精油与
CTZ混合之后对P. aeruginosa ATCC 27853发生拮
抗作用, 抑菌圈直径由原来的7.0±0.53 mm下降到
6.5±0.13 mm; 而对P. aeruginosa ATCC 15442仍然
保持增效作用, 抑菌圈直径由7.1±0.45 mm增加到
8.2±1.14 mm。由此可见, 薄荷精油在与抗生素CTZ
混合后对于同一菌种不同来源的菌株的抑制作用会
有截然不同的效果, 在实际使用时应慎重考虑, 区别
对待。
苏格兰留兰香在与CTZ混合之后对P. aerugi-
nosa ATCC 27853的增效作用不明显, 弱于单独使
用CTZ; 对P. aeruginosa ATCC 15442有显著增效
作用, 抑菌圈直径从6 mm增加到8.1±0.45 mm; 同
样对B. cereus ATCC 11778增效作用明显, 抑菌圈
直径从6 mm增加到 8.3±0.47 mm。
所选用的菌种中S. aureus ATCC 25923抗性最
强, 对3种薄荷精油都不敏感, EM对其有较好的抑制
作用。当EM与3种精油混合之后, 抑菌圈直径并没有
变化。有报道显示, 椒样薄荷精油与环丙沙星在5:5、
4:6、3:7、2:8及1:9(v/v)混合的情况下会对S. aureus
ATCC 25923有增效作用(van Vuuren et al., 2009)。
说明精油与抗生素混合之后的作用情况不仅与抗生
素和精油种类相关, 而且二者配比浓度同样至关重
要, 其中的机理有待进一步研究。
随着对薄荷属植物精油抑菌性研究的深入, 有学
者认为薄荷精油中的主要组分——薄荷醇具有重要的
作用。已有证据表明, 使用琼脂扩散法时薄荷醇在每
平板10 μL的浓度下对肺炎克雷伯氏菌等菌种起到抑
制作用(Deans and Svoboda, 1988)。椒样薄荷精油
以及其主要成分薄荷醇还被报道具有消除细菌抗药
性质粒的活性, 并且在与土霉素混合使用时显示出较
强的增效作用(Schelz, 2006)。而本实验中薄荷醇含
量较高的薄荷精油与椒样薄荷精油对测试菌种显示
出较好的抑制作用。另外也有研究证明, 香芹酮和胡
椒酮在与呋喃妥因混合使用时可以增强呋喃妥因的
抑菌作用(Rafii and Shahverdi, 2007), 而其它成分
柠檬烯和薄荷酮等增效作用不如前两者明显。本实验
中苏格兰留兰香精油中含量较高的香芹酮(66.42%)
所发挥的抑菌作用可能要强于柠檬烯(19.85%)。
分析上述结果可以得出: 精油组分会对其抑菌功
能尤其是与抗生素混合之后的抑菌功能产生显著影
响, 因此在开发利用薄荷属植物精油时, 不仅应将生
物量(产草量)、出油率等作为参考指标, 而且其主要
活性成分的含量也值得关注。这不仅关系到精油品质,
而且对精油的抑菌功能也有很大影响, 应该作为今后
育种工作尤其是优良品种选育的重要指标。
参考文献
国家药典委员会 (2005). 中华人民共和国药典. 北京: 化学工
业出版社. 附录XD.
桂新, 周荣汉 (1998). 国产野生薄荷挥发油化学组分变异及
其化学型. 植物资源与环境 7, 13–18.
42 植物学报 46(1) 2011
杨国丽, 吴卫, 郑有良, 陈黎, 张旭 (2009). 薄荷和留兰香嫩
叶维生素种类及含量研究. 食品科学 30, 228–231.
Clark RJ, Menary RC (1981). Variations in composition of
peppermint oil in relation to production areas. Econom Bot
35, 59–69.
Clinical and Laboratory Standards Institute (2009). Per-
formance Standards for Antimicrobial Susceptibility Test-
ing; Nineteenth Informational Supplement. CLSI docu-
ment M100-S19 (ISBN 1-56238-690-5).
Deans SG, Svoboda KP (1988). Antibacterial activity of
French tarragon (Artemisia dracunculus Linn.) essential
oil and its constituents during ontogeny. J Hortic Sci 63,
503–508.
Dorman HJ, Kosar M, Kahlos K, Holm Y, Hiltunen R
(2003). Antioxidant prosperities and composition of
aqueous extracts from Mentha species, hybrids, varieties
and cultivars. J Agric Food Chem 51, 4563–4569.
European Parmacopoeia Commission Council of Europe
European Department for the Quality of Medicines
(2002). European Pharmacopoeia, 4th edn. European
Treaty Series No. 50. Strasbourg: Council of Europe. pp.
1723–1725.
Filoche SK, Soma K, Sissons CH (2005). Antimicrobial
effects of essential oils in combination with chlorhexidine
digluconate. Oral Microbiol Immunol 20, 221–225.
Gherman C, Culea M, Cozar O (2000). Comparative analy-
sis of some active principles of herb plants by GC/MS.
Talanta 53, 253–262.
Iscan G, Kirimer N, Kurkcuoglu M, Baser KH, Demirici F
(2002). Antimicrobial screening of Mentha piperita
essential oils. J Agric Food Chem 50, 3943–3946.
Li HW, Hedge IC (1994). Lamiaceae. In: Wu ZY, Peter HR,
eds. Flora of China. Vol. 17. St. Louis: Missouri Botanical
Garden Press. pp. 238–241.
Mimica-Dukić N, Bozin B, Soković M, Mihajlović B,
Matavulj M (2003). Antimicrobial and antioxidant activi-
ties of three Mentha species essential oils. Planta Med 69,
413–419.
Pittler MH, Ernst E (1998). Peppermint oil for irritable bowel
syndrome: a critical review and meta-analysis. Am J
Gastroenterol 93, 1131–1135.
Rafii F, Shahverdi AR (2007). Comparison of essential oils
from three plants for enhancement of antimicrobial activity
of nitrofurantoin against enterobacteria. Chemotherapy
53, 21–25.
Rosato A, Vitali C, Piarulli M, Mazzotta M, Argentieri M,
Mallamaci R (2009). In vitro synergic efficacy of the
combination of nystatin with the essential oils of Origanum
vulgare and Pelargonium graveolens against some Can-
dida species. Phytomedicine 16, 972–975.
Schelz Z (2006). Antimicrobial and antiplasmid activities of
essential oils. Fitoterapia 77, 279–285.
Tucker AO, Hendriks H, Bos R, Fairbrothers DE (1991).
The origin of Mentha × gracilis (Lamiaceae). II. Essential
oils. Econom Bot 45, 200–215.
van Vuuren SF, Suliman S, Viljoen AM (2009). The an-
timicrobial activity of four commercial essential oils in
combination with conventional antimicrobials. Lett Appl
Microbiol 48, 440–446.
Wang W, Wu N, Fu YJ, Zu YG (2007). Antimicrobial activi-
ties of Mentha haplocalyx Briq. essential oil. Bull Bot Res
27, 626–629.
Warnke PH, Becker ST, Podschun R, Sivananthan S,
Springer IN, Russo PA, Wiltfang J, Fickenscher H,
Sherry E (2009). The battle against multi-resistant
strains: renaissance of antimicrobial essential oils as a
promising force to fight hospital-acquired infections. J
Craniomaxillofac Surg 37, 392–397.

李慧等: 椒样薄荷、薄荷和苏格兰留兰香精油与抗生素的协同抑菌功能 43
Chemical Composition and Antibacterial Activities of the Essen-
tial Oils Isolated from Leaves of Mentha × piperita,
M. haplocalyx and M. × gentilis
Hui Li1, 2, Hongtong Bai 1, Xiao Wang3, Chuangdao Jiang1, Jinzheng Zhang1, Lei Shi 1*
1Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; 2Graduate University of Chinese Academy of
Sciences, Beijing 100049, China; 3Analysis and Test Center, Shandong Academy of Sciences, Jinan 250014, China
Abstract We aimed to compare the antimicrobial effects of essential oils (EOs; Mentha × piperita, M. haplocalyx and M.
× gentilis) alone and in combination with conventional antimicrobials against Staphylococcus aureus, Bacillus cereus,
Escherichia coli, 2 strains of Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae. The major components of EOs ex-
tracted from the leaves of M. × piperita, M. haplocalyx and M. × gentilis during flowering were analyzed by gas chroma-
tography/mass spectrometry. The antimicrobial activity of EOs in single use and combined with antibiotics at a particular
ratio (1:1) were tested by the paper-disk diffusion method against the above microorganisms. When used alone, P.
aeruginosa ATCC 15442 was sensitive to EOs of M. × piperita and M. haplocalyx and P. aeruginosa ATCC 27853 to EOs
of M. haplocalyx and M. × gentilis. When combined with the reference antibiotics, most of the EOs showed larger inhibition
diameters and broader spectrum than that used alone. P. aeruginosa ATCC 15442 and P. aeruginosa ATCC 27853 were
more sensitive to the combination of the antibiotics with EOs. The combination of M. × piperita EOs and ceftazidime had
the strongest synergistic effect against P. aeruginosa ATCC 15442. Only the combination M. haplocalyx EOs with cef-
tazidime was antagonistic against P. aeruginosa ATCC 27853. The most resistant strain was S. aureus ATCC 25923,
which was resistant to all combinations. The combinations of EOs and antibiotics at the ratio of 1:1 exerted their syner-
gistic or antagonistic effects against different microorganisms, which indicated that the differences in major compounds
and contents affected the antibacterial efficacy significantly.
Key words antibacterial activity, antibiotics, essential oils, Mentha × gentilis, Mentha haplocalyx, Mentha × piperita
Li H, Bai HT, Wang X, Jiang CD, Zhang JZ, Shi L (2011). Chemical composition and antibacterial activities of the es-
sential oils isolated from leaves of Mentha × piperita, M. haplocalyx and M. × gentilis. Chin Bull Bot 46, 37–43.
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* Author for correspondence. E-mail: shilei67@263.net
(责任编辑: 白羽红)