郭杰,陶蕾,邱倩,張娜,賈鵬飛,石少飛
(1.蘭州職業(yè)技術學院,甘肅蘭州 730070;2.隴東學院,甘肅慶陽 745000)
茶樹(Melaleuca alternifolia),又名互葉白千層,桃金娘科白千層屬灌木,原產地澳大利亞的居民早在千年以前就用茶樹治療炎癥、腹瀉和外傷感染[1]?,F代藥理學證實,茶樹精油具有顯著的抑菌活性、抗病毒作用和抗氧化作用,其抑菌作用強于薰衣草精油,是迄今為止發(fā)現的活性最強的天然抗菌劑。茶樹精油因其優(yōu)良的生物活性以及綠色安全的應用特點,已被收錄于第7版的歐洲藥典中,現階段常常作為殺菌防腐成分應用于醫(yī)藥食品行業(yè)[2]。
茶樹精油的相對密度為0.885~0.906,微溶于水,可與非極性溶劑混溶,主要由單萜、倍半萜、烯及醇類組成[3]。其主要成分是單萜化合物,包括松油烯-4-醇、1,8-桉葉素、對傘花烴及γ-萜品烯等。其中,松油烯-4-醇、1,8-桉葉素為其抗菌主要成分,為了保證茶樹精油的抗菌水平,松油烯-4-醇的含量不得低于30%[4]。王夢如等[5]采用氣相色譜-質譜聯用技術分析茶樹精油的化學成分及相對含量,共分離鑒定出22種化合物,其主要成分包括(-)-α-蒎烯、α-松油烯、1,2,3,5-四甲基苯、D-檸檬烯、桉葉油醇、γ-萜品烯、α-萜品烯、(-)-4-萜品醇及α-松油醇等。喬健等[6]利用甲基叔丁基醚結合氣相色譜-質譜聯用技術比較了茶樹嫩葉與老葉精油組分的差異,在不同類型的茶樹葉片提取獲得的精油中共檢測到10種單萜、16種倍半萜、5種單萜衍生物及1種倍半萜衍生物共32種化學成分;不同類型葉片精油組分不同,含油量亦不同,且老葉的精油含量顯著高于嫩葉。
青霉素被發(fā)現之后,細菌感染普遍使用抗生素治療,但如今,很多細菌病原體對細菌產生了抗藥性,因此科學家們面臨著制備出抗耐藥性的新型藥物的挑戰(zhàn)。研究發(fā)現,從茶樹中提取的精油,具有殺菌的功效,這種殺菌作用主要是通過破壞細菌細胞膜的完整性,導致細胞內容物外滲[7]。其主要的抗菌成分包括松油烯-4-醇和1,8-桉葉素,對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌和蠟樣芽胞桿菌等均有顯著的抑制作用,且不會對細菌產生耐藥性,是迄今為止發(fā)現的活性最強的天然抗菌劑[8]。李炳霞等[9]對茶樹精油抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的活性進行了研究,結果表明茶樹精油對抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度為0.75%,2×最小抑菌濃度(Minimal Inhibit Concentration,MIC)能顯著抑制抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的生長繁殖,4×MIC抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌無生長。
茶樹精油除了強效的抗菌效果以外,還具有一定的抗病毒活性。繼茶樹精油發(fā)現有抗煙草花葉病毒的活性之后,其抗單純皰疹病毒、抗流感病毒、單純性皰疹病毒、抗人類乳頭狀瘤病毒及抗腺病毒型等作用相繼被發(fā)現[10]。茶樹精油的抗病毒效果主要是通過干擾病毒早期階段脫殼的溶酶體酸化達到抑制病毒增殖生長的目的。有研究表明,0.5%茶樹精油對減毒脊髓灰質炎病毒有顯著的滅活效果,這種抗病毒活性與茶樹精油成分中的4-松油醇、異松油烯、α-松油烯有關,而且茶樹精油的抗病毒效果與病毒的復制周期有關,對游離病毒的殺滅效果最好[11]。
除此之外,茶樹精油對寄生蟲也具有良好的殺滅作用。AHMAD等[12]研究發(fā)現,403 mg/mL的茶樹精油可使布氏錐蟲減少50%,0.5 mg/mL的茶樹精油可使利士曼原蟲減少50%。茶樹精油還對陰道毛吸蟲、棘阿米巴原蟲都有很好的抑制作用,尤其是對棘阿米巴原蟲的抑制率可以達到100%[13]。臨床上同樣也證實了這一結論,即茶樹精油可以有效治療陰道毛吸蟲和棘阿米巴原蟲引發(fā)的疾病。因茶樹精油在抗寄生蟲的同時還可以抗菌消炎,促進傷口融合,使得茶樹精油有望成為抗寄生蟲新藥物[14]。
人們的機體健康與抗氧化作用關系密切。機體正常的新陳代謝過程中會產生超氧陰離子自由基、羥基自由基在內的各類活性氧,不及時清除這些活性氧,就會使組織和器官受到損傷,從而導致多種疾病的發(fā)生、加速機體的衰老。許多研究都證實了茶樹精油內含有高濃度的抗氧化成分,能夠使機體免受氧化損傷。例如,其中的α-萜品烯是一種強效抗氧化劑,其通過自身氧化降解的途徑來抑制其他化合物氧化降解[15]。有研究發(fā)現,0.05 μg/mL的茶樹精油對DPPH自由基的清除率優(yōu)于香檸檬油、茴香油、迷迭香油、芳樟油、桉葉油、薄荷油、香紫蘇油和山蒼子油,抗氧化能力顯著[16]。
生鮮食品的腐敗是由于產品中存在的微生物群導致的,特別是一些革蘭氏陰性菌,包括大腸桿菌(Escherichia coli)、莫拉氏菌(Moraxella Fulton)、希瓦氏菌(Shewanella)和變形桿菌(Proteus)等。這些微生物在生鮮食品儲藏中能適應儲藏環(huán)境,成為優(yōu)勢菌而快速繁殖,在代謝過程中產生硫化物、胺、醛、酮和有機酸等異味產物,造成食品腐敗。近年來,茶樹精油因具有優(yōu)良的抗菌、抗氧化作用而廣泛應用于生鮮產品保鮮中。對茶樹精油保鮮效果的評價表明,茶樹精油可以有效減少室溫條件下儲藏草莓的腐爛率,同時減少炭疽病和革狀腐病的發(fā)病情況[17]。除了單獨應用于產品保鮮中,茶樹精油還常與其他精油復配,協(xié)同增強保鮮效果。鐘業(yè)俊等[18]將茶樹精油與另外2種植物精油復配后加入荔枝保鮮袋中,結果表明植物精油能夠顯著抑制荔枝果實腐敗,延緩荔枝果皮衰老以及果肉營養(yǎng)成分的流失,更好地保留產品的風味。茶樹精油還可以與涂膜劑等載體相結合,有效減少細菌的侵染,抑制保鮮產品的呼吸作用,減少營養(yǎng)成分的丟失。例如,YOUSUF等[19]將茶樹精油與殼聚糖結合制備的涂膜應用于橘子的保鮮中,結果發(fā)現橘子腐爛率明顯下降,且果實品質無顯著變化。茶樹精油作為一種天然防腐劑,在生鮮保鮮中具有良好的應用前景。
應用茶樹精油治療皮膚病歷史悠久,17世紀英國探險家使用茶樹汁水治療燒傷和昆蟲叮咬,19世紀澳大利亞化學家將茶樹精油添加到護膚產品中治療皮膚真菌感染。現代研究同樣證實了茶樹精油對于皮膚感染、痤瘡都具有顯著療效。5%的茶樹精油對于痤瘡的治療效果強于同等濃度下過氧化苯甲酰溶液;6%茶樹精油涂抹于復發(fā)性唇皰疹部位,臨床效果顯著[20]。此外,茶樹精油還可以用于治療腫瘤破潰所致的惡性潰瘍[21]。
在2020年我國動物養(yǎng)殖中實行全面替抗的背景下,茶樹精油作為天然植物的提取物,具有綠色安全的特性,常以飼料添加劑的形式添加至動物飼料中。將茶樹精油添加在動物飼料中,可以有效促進動物的生長發(fā)育,增加動物體重體長和提高動物機體的免疫水平[22]。例如,有研究表明,將茶樹精油添加在豬飼糧中可以提高實驗豬的平均日增重、肝臟指數、腎臟指數以及背最長肌紅度值,有效改善肥豬生長性能和肉質狀況[23]。綜上所述,茶樹精油作為飼料添加劑,不僅可以促進畜禽生長,還可以改善畜禽營養(yǎng)價值,是一種可代替抗生素的天然飼料添加劑。
自20世紀90年代茶樹精油因其抗菌消炎功能而備受關注以來,眾多學者對其有效成分和功效展開了深入的研究,最終發(fā)現茶樹精油的主要成分是單萜、倍半萜、烯及醇類等。這些物質賦予茶樹精油顯著的抗菌功能、抗氧化作用、抗病毒能力以及抗寄生蟲功能,鑒于茶樹精油抑菌抗炎效果好,作用廣普,且對植物低毒,對動物無毒的特性,其有望代替化學合成殺菌劑應用于皮膚病防治、無抗養(yǎng)殖以及日化產品等領域。