1、湖南农业科学(HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES)2023 年 7 月110-专论 综述湖南农业科学(HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES)引用格式:曾发姣,周小玲,汪彬,等.迷迭香提取物及其活性成分的抑菌作用研究进展 J.湖南农业科学,2023(7):110-114.DOI:DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.007.0222023(7):110-114迷迭香(Rosmarinus officinalis L.)是唇形科迷迭香属多年生草本植物,原产于法国、西班牙、意大利等国,现在我国湖南、海南、云南、贵州、广西等地区有大面积栽培1-2
2、。迷迭香富含黄酮、挥发油、多酚、萜类等多种生物活性化合物,具有抗微生物、抗氧化、抗炎、免疫调节、抗肿瘤、调血脂、保肝护肝、安神、健胃等功效3-4,尤其是迷迭香中的迷迭香酸、鼠尾草酸等具有较强的抗菌和抗氧化活性5。近年来,随着经济社会的发展,人们对于食品安全的重视程度日益加强,在化学防腐剂副作用大以及滥用抗生素导致病菌抗药性逐渐增强的背景下,迷迭香及其提取物的抗菌潜力备受关注。笔者对迷迭香及其提取物的抑菌活性、作用机理及研究进展进行了综述,以期为迷迭香资源的进一步开发利用提供参考。1迷迭香提取物及其活性成分对细菌的抑制作用1.1迷迭香提取物迷迭香提取物对多种细菌具有抑制作用,包括革兰氏阴性菌大肠
3、杆菌(Escherichia coli)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等。Sacco 等6研究了 3 种迷迭香乙醇提取物(E-YL、E-ML 和 E-F)对革兰氏阴性菌 E.coli、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和革兰氏阳性菌表皮葡 萄 球 菌(Staphylococcus epidermidis)、S.aureus的抑菌效果,抑菌圈结果表明,革兰氏阳性菌对迷迭香提取物更敏感,以 S.epidermidis 的抑菌圈最大;最小杀菌浓度值(Minimum bactericidal concentration,MBC)表明
4、,3 种迷迭香乙醇提取物对 E.coli 有较强的抑菌效果,其 MBC 70 g/mL,而对 P.aeruginosa的抑菌效果较差,MBC 为 200 g/mL,推测其抑菌作用可能与迷迭香提取物中非挥发性萜类化合物含量有关。迷迭香提取物能有效控制口腔微生物感染,抑制口腔微生物牙龈卟啉单胞菌的生长,其抑菌作迷迭香提取物及其活性成分的抑菌作用研究进展曾发姣1,周小玲1,2,汪彬1,李晔1,舒燕1,2(1.湖南省微生物研究院,湖南 长沙 410009;2.饲用微生态制剂湖南省工程实验室,湖南 长沙 410009)摘要:迷迭香是一类药食两用植物,目前已经证实迷迭香具有抑菌作用。研究发现,迷迭香及其有
5、效成分能够抑制多种细菌和真菌的生长,对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有抑菌效果,该文综述了迷迭香及其提取物的抑菌活性、作用机理及相关研究进展,为迷迭香资源的的进一步开发利用提供参考。关键词:迷迭香;迷迭香酸;鼠尾草酸;抑菌;综述中图分类号:S482.4文献标识码:A文章编号:1006-060X(2023)07-0110-05Research Progress in Antibacterial Activities of Rosmarinus officinalis L.Extract and Its Active Components ZENG Fa-jiao1,ZHOU Xiao-ling1
6、,2,WANG Bin1,LI Ye1,SHU Yan1,2(1.Hunan Institute of Microbiology,Changsha 410009,PRC;2.Feeding Probiotics Laboratory of Hunan Province,Changsha 410009,PRC)Abstract:Rosmarinus officinalis L.is a class of medicinal and dietary plants.Research has proven that R.officinalis extract and its effective com
7、ponents can inhibit the growth of many species of bacteria and fungi,including antibacterial effects on both gram-negative bacteria and gram-positive bacteria.This paper has reviewd the antibacterial activity and action mechanism of R.officinalis and its extracts,and relevant research progress,so as
8、 to provide reference for the further development and utilization of rosemary resources.Key words:Rosmarinus officinalis L.;rosmarinic acid;carnosic acid;antibiosis;review收稿日期:20230317基金项目:长沙市自科基金(kq2202331;kq2208134)作者简介:曾发姣(1980),女,湖南株洲市人,畜牧师,主要从事动物健康养殖研究。通信作者:舒燕曾发姣等:迷迭香提取物及其活性成分的抑菌作用研究进展111-专论 综述
9、用与迷迭香提取物中富含的多种酚类成分有关7-9。De Oliveira 等10的研究表明,迷迭香提取物能够抑制 S.aureus、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、变形 链 球 菌(Streptococcus mutans)和 P.aeruginosa等的生长。研究表明,迷迭香提取物对几种常见的食品污染微生物,例如 S.aureus、E.coli、沙门氏菌(Salmonella)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),均有不同程度的抑制作用11-12。Zhang等13研究了迷迭香、丁香 2 种香料提取物及其混合提取物对生鸡肉在 4下储存 15 d 期间的抗菌
10、和保鲜作用,结果表明,迷迭香提取物能够显著降低鸡肉总活菌数(TVC)和肠杆菌科细菌的数量,当其与丁香提取物组合使用时,效果更好。1.2迷迭香精油迷迭香精油(Rosmarinus officinalis,REO)是从迷迭香中提取的一类挥发性油类化合物,也叫迷迭香挥发油,其中醇类化合物总含量达 54%,醛类化合物不足 1%14。刘倩等15通过药敏试验检测了迷迭香精油的体外抑菌效果,结果表明,迷迭香精油对 S.aureus、E.coli、链球菌(Streptococcus)的生长均有明显抑制作用,抑菌圈分别为(12.61.2)、(12.42.4)、(11.50.5)mm(表 1),并且动物试验结果表
11、明,连续一周吸入迷迭香精油能够抑制小鼠肺炎模型中 S.aureus 的定殖,缓解感染 S.aureus 的小鼠肺炎症状。贾佳等16探讨了迷迭香和肉桂精油单独使用及混合使用时的抑菌效果,结果表明,迷选香精油除对 P.aeruginosa 的抗菌活性较弱之外,对S.epidermidis、S.aureus、B.subtilis、E.coli、变形杆菌(proteus species)具有较好的抗菌活性,最小抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration,MIC)的范围为 1.252.5 mL/L,MBC 值的范围为 2.55 mL/L(表 1)。还有研究表明,迷迭香挥发
12、油对 S.aureus、E.coli、B.subtilis、乙型副伤寒沙门氏菌(Salmonella paratyphi B)都有较强的抑菌效果,其抑菌作用的发挥与挥发油中的 1,8 桉叶油素有关17-18。Ostrand 等19研究了不同浓度的迷迭香精油对鱼类中常见病原菌嗜冷黄杆菌(Flavobacterium psychrophilum)、鲁氏耶尔森菌(Yersinia ruckeri)、杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)、嗜水气单胞菌(Aeromondaceae hydrophila)、叉尾鮰爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)和迟缓爱德华氏菌
13、(Edwardsiella tarda)的影响,结果表明,不同浓度迷迭香精油对几种病原菌均有抑制效果,但 50%以上浓度的迷迭香精油对大多数测试病原菌的效果较好,特别是对嗜冷黄杆菌的抑制效果最显著,以上研究均表明迷迭香精油具有广泛的抑菌活性。表 1迷迭香精油对常见细菌的抑菌作用菌属名MIC(mL/L)MBC(mL/L)抑菌圈(mm)金黄色葡萄球菌15-18,20-210.3512.511.812.6表皮葡萄球菌162.55枯草芽孢杆菌16-181.25805嗜酸乳杆菌221.5 3两歧双歧杆菌222 3链球菌1511.5大肠杆菌15-16,20,222.53356.012.4肠出血性大肠杆菌2
14、23 3致泻性大肠杆菌222 3肠产毒性大肠杆菌2223乙型副伤寒沙门氏菌185 mg/mL变形杆菌162.55绿脓杆菌1610201.3迷迭香酸迷迭香酸(Rosmarinic acid,RA)是从迷迭香中分离提取的一种酚酸化合物。孙峋等23采用平板生长抑制法对 RA 的抗菌活性进行了研究,结果表明,RA 能够抑制 E.coli 和 S.aureus 的生长,并且对S.aureus的抑制作用更好。郭群群等24研究表明,RA 和 3,3-二乙氧基迷迭香酸对 S.aureus 和 E.coli均有较强的抑菌活性,1 mg/mL 的 RA 对 S.aureus和E.coli的抑菌直径分别30、32
15、mm,1 mg/mL的3,3二乙氧基迷迭香酸对 S.aureus 和 E.coli 的抑菌直径分别 28、30 mm。李兆亭等25研究表明,20%及以上浓度的 RA 能够显著降低菌落总数和大肠菌群最可能数(MPN 值)。RA 与抗生素联用可产生协同作用,能够增强耐药细菌对抗生素的敏感性。Ekambaram 等26研究了 RA 与标准抗生素对 S.aureus 和耐甲氧西林金黄 色 葡 萄 球 菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)的抗菌活性和协同作用,结果表明,RA 可以抑制 S.aureus 和 MRSA 的生长,其 MIC 分
16、别 为 0.8 和 10.0 mg/mL,RA 对 S.aureus 和 MRSA的抑菌活性可能与其对细菌表面膜蛋白中的主要毒力因子粘附基质分子 MSCRAMM 蛋白的表达抑制有关。RA 与万古霉素、氧氟沙星和阿莫西林对 S.aureus 有协同作用,与万古霉素对 MRSA 有协同作用。Suriyarak 等27研究了 RA 和迷迭香十二烷基酯(RE12)对肉葡萄球菌 LTH1502 的抗菌活性和作用机制,发现 RA 的活性强烈依赖于环境中 pH 值、盐离子的类型和浓度,而经过酯化的 RE12 对环境中pH 值、盐浓度的敏感性降低。1.4鼠尾草酸鼠尾草酸(Carnosic acid,CA)是一
17、类酚型二萜类化合物,在迷迭香等植物中均有发现28。研湖南农业科学(HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES)2023 年 7 月112-专论 综述究表明,含不同浓度 CA 的迷迭香提取物能够抑制单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)的 生 长。Pavi 等29研 究 表 明,CA 对 E.coli、P.aeruginosa、B.subtilis、S.aureus 具有抑菌效果。袁干军等30通过分离精制得到纯度为 98.6%的 CA,其对MRSA 不同分离株的 MIC 值为 816 g/mL,MBC 值为 32 g/mL,其与苯唑西林钠或氨苄西林钠合用
18、时具有协同作用,对 MRSA 的抑菌活性增加。Vzquez等31的研究表明,CA 能够抑制 MRSA 的生长,与庆大霉素联用可使其 MIC 值降低 75%80%,而对庆大霉素耐药 MRSA 菌株的杀灭能力提高了3240 倍。夏田娟等28研究表明,CA 对 E.coli、P.aeruginosa 的抑菌活性优于新洁尔灭、氨苄青霉素钠和红霉素,其 MIC 分别为 4、2 g/mL,CA 对肺炎克雷伯氏菌的抑菌效果优于新洁尔灭和氨苄青霉素钠,与红霉素相当。2迷迭香提取物及其活性成分对真菌的抑制作用Sacchetti 等32研 究 了 REO 对 白 色 念 珠 菌(Candida albicans)
19、和几种酵母菌的抗菌活性,表明REO 对 C.albican、粘红酵母(Rhodotorula glutinis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)、解 脂 耶 氏 酵 母(Yarrowia lipolytica)的 MIC 值分别为 90、120、60、180、120 g/mL;Jiang 等21研究表明,REO 对黑曲霉(Aspergillus niger)的 MIC 值为 10 mL/L,最小杀真菌 浓 度 值(The minimal fungicidal concentration,MFC)为
20、 4%,对 C.albicans 的 MIC 值为 1 mL/L,MFC 值为 0.5%。刘昭明等17通过水蒸气蒸馏法提取迷迭香挥发油,并研究了其对 A.niger、黄曲霉(Aspergillus flavus)和桔青霉(Penicillium citrinum)的抑制效果,抑菌效果由强到弱依次为 A.niger P.citrinum A.flavus。徐燕等11研究表明,迷迭香醇提取物、迷选香精油对 A.niger、C.albican、绳状青霉(Penicillium funiculosum)、毛 霉(Mucor)、灰 霉(Botrytis cinerea)、假丝酵母菌均有抑制作用(表 2)
21、。迷迭香对植物病源真菌也有抑制作用。研究表明,迷迭香乙醇提取物及迷迭香精油对水稻稻瘟病菌、黄瓜枯萎病菌、番茄霜霉病菌等植物病原真菌都具有很高的抑菌活性34-35(表 2)。3迷迭香提取物及其活性成分的抗病毒作用除了能够抑制细菌和真菌外,迷迭香对病毒也有一定的抑制效果。Dubois 等36研究表明,RA 在酸性条件下与亚硝酸根离子反应,得到 6 硝基迷迭香酸和 6,6 二硝基迷迭香酸 2 种化合物,均可抑制人类免疫缺陷病毒 HIV-1 的整合酶活性,从而抑制 HIV-1 在 MT-4 细胞中的复制。迷迭香酸的硝化极大地提高了其对 HIV 整合酶的抑制,从而增强了表 2迷迭香对常见真菌的抑制作用活
22、性成分微生物MIC(mL/L)EC50(mL/L)MBC(mL/L)抑菌圈(mm)迷迭香挥发油桔青霉1720迷迭香提取液青 霉337.9毛 霉338.4灰 霉337.8假丝酵母菌337.5迭香乙醇提取物34水稻稻瘟病菌345 mg/mL番茄霜霉病菌345 mg/mL黄瓜枯萎病菌345 mg/mL迷迭香精油白色念珠菌16,2112.55黑曲霉14,16-17,21102040绳状青霉1410黄曲霉22 3 3甜瓜蔓枯病菌350.844西瓜炭疽病菌351.084甜瓜灰霉病菌350.484甜瓜枯萎病菌351.735梨树腐烂病菌351.012柑橘黑腐病菌350.901油菜菌核病菌350.357蚕豆轮纹
23、病菌351.197桃细菌性穿孔病菌351曾发姣等:迷迭香提取物及其活性成分的抑菌作用研究进展113-专论 综述其对 HIV 的抗病毒活性而不增加其对细胞的毒性。Reichling 等37研究表明,迷迭香 20%乙醇提取物和迷迭香 80%乙醇提取物对阿昔洛韦敏感及阿昔洛韦抗性疱疹病毒 HSV-1 均表现出高水平的抗病毒活性。Swarup 等38研究表明,RA 可以降低感染了日本脑炎病毒 JEV 小鼠的死亡率,感染后 89 d,与未经治疗的感染小鼠相比,在接受 RA 治疗的 JEV感染动物中观察到病毒载量和促炎细胞因子水平均极显著降低。4迷迭香提取物及其活性成分的抑菌作用机制4.1破坏微生物细胞结
24、构迷迭香及其有效成分可以直接作用于细菌细胞膜/细胞壁,使细菌细胞壁破裂,导致细胞渗漏达到抑菌效果。Ojeda-sana 等39发现,REO 对大肠杆菌具有抑制作用,机理在于迷迭香精油中的 1,8桉叶素破坏了大肠杆菌的细胞膜。1,8 桉树脑在 MIC(4 mL/mL)时会破坏大肠杆菌的细胞膜。Da Silva Bomfim 等40研究表明,REO 可抑制轮枝镰孢菌 Fusarium verticillioides(Sacc.)Nirenberg 的生长,MIC 和 MFC 均为 150 mg/mL;当 REO 浓度为 150 mg/mL 时,能够显著降低 F.verticillioides 菌丝
25、体的生长速率;当 REO 浓度为 300 mg/mL 时,可使 F.verticillioides 细胞壁破裂、细胞质渗漏。Bais 等41通过共聚焦扫描成像技术研究了迷迭香酸对黑曲霉(Aspergillus niger)菌丝的影响,结果表明迷迭香酸可损伤 A.niger 的菌丝骨架,导致细胞间隔解体和细胞表面扭曲。4.2抑制微生物生物膜的形成细菌生物膜能够保护细菌细胞免受抗生素的侵害,有研究表明,形成了生物膜的细菌细胞对抗生素抵抗力提高了几百甚至上千倍,迷迭香精油能够抑制细菌生物膜的形成。Miladi 等42研究表明,REO 对 肠 炎 沙 门 氏 菌(Salmonella enteriti
26、dis)的MIC 值 为 25 mg/mL,MBC 值 为 50 mg/mL,REO能够作用于沙门氏菌生物膜形成的初始阶段,并抑制细菌生长及细菌黏附。Chifiriuc 等43研究表明,涂有 REO 的纳米颗粒能够强烈抑制 C.albicans 和热带念珠菌(Candida tropicalis)对导管表面的粘附能力和生物膜发育。4.3调控微生物酶的活性,干扰微生物代谢L-天冬酰胺酶(L-Asparaginase)是 E.coli 的胞内酶,能够水解天冬酰胺生成天冬氨酸和氨。李明喆等44研究表明,RA 能够进入 E.coli 细胞,提高胞内酶 L-天冬酰胺酶活性,激活 E.coli 中 L-天
27、冬酰胺酶促反应,从而加速天冬酰胺分解,减少 E.coli合成蛋白质原料,同时提高胞内氨含量,引起胞内代谢紊乱,并最终导致 E.coli 死亡;而 Fe2+能够促进 RA 的抗菌作用。Slobodnkov 等45研究表明,RA 能够抑制 S.aureus 生物膜的形成,降低葡萄糖基转移酶活性,干扰其细菌正常的糖代谢过程,从而抑制细菌生长。5结语与展望迷迭香在我国南方地区多有种植,具有非常高的药用价值,迷迭香中的 RA、CA 等是其主要活性成分,已有众多研究表明,迷迭香提取物及其有效成分对多种细菌和真菌、病毒具有抑制效果。迷迭香提取物及其有效成分以天然植物为原料,可经提取加工制成新型抗微生物制剂,
28、具有风险低、活性好、无残留、污染小等优点,但目前对迷迭香提取物及其有效成分的研究主要集中在食品防腐保鲜上,利用其开展畜禽病原菌防治的相关研究较少,未来应深入探索迷迭香及其有效成分在畜禽养殖中的应用,为迷迭香活性成分的商业开发提供新的思路。参考文献:1 毕良武,李大伟,赵振东,等.迷迭香资源的综合开发利用综述J.生物质化学工程,2011,45(3):53-56.2 刘俊丹,何永明.迷迭香的药效及在兽医临床的应用 J.动物医学进展,2016,37(6):110-113.3 马红,马嘉瑜,龙沈飞,等.包被迷迭香精油对断奶仔猪生长性能、养分表观消化率及血清免疫、抗氧化指标的影响 J.动物营养学报,20
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