草果挥发油的化学成分、抗菌作用及作为饲料添加剂的前景

杨羚钰，黄兴粉，盘道兴，李 凡，王 献，钟正阳

云南省文山壮族苗族自治州农业科学院,云南 文山 663099

草果（Amomum tsao-ko Crevost et Lemaire），为姜科豆蔻属多年生草本植物，始载于公元1505年元代的《本草品汇精要》[1]，味辛辣，性温，无毒，具有燥湿除寒、化痰截疟、消食化积等功效，主治食积疟疾、脘腹冷痛、温中止呕、瘟疫发热[2]。有研究发现草果挥发油中的活性成分在临床方面也有较好的功效，比如1,8-桉油精具有解表、镇静、抗病毒作用，柠檬醛、α-蒎烯、β-蒎烯具有平喘祛痰作用；β-蒎烯有抗炎、抗真菌的作用，樟脑具有提神醒脑的作用；香叶醇有抗细菌和真菌的作用[3]，在抗氧化、调节胃肠功能、抗菌、抗肿瘤及改变药物通透性等方面也发挥着一定的作用[4]。作为食品香料，草果在中国的市场也随着时代的发展而不断增大。近几年，植物挥发油作为天然植物提取物，在饲料添加剂领域得到广泛关注，本文主要在分析草果提取物挥发油化学成分的基础上，就其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌、沙门氏菌的抑菌作用[5]及其机理等方面的研究进展进行综述，并提出将草果提取物挥发油替代抗生素用作饲料添加剂的设想。

1 草果挥发油的化学成分

草果整株均可提取植物挥发油，其含量大小顺序为果实＞根部＞花＞茎叶，其中除了果实的挥发油提取率可达2.7%，根部、花以及茎叶的提取率均在1%以下[6]。不同地区的草果挥发油含量差异较大，其挥发油中主要化学成分为萜烯类化合物、醛类化合物、醇类化合物和酚性化合物等。

1.1 萜烯类化合物

草果挥发油中的萜烯类化合物通常占比都较高，尤其是β-蒎烯。草果中的萜烯类化合物包括α-蒎烯、β-蒎烯、1,8-桉叶素、β-月桂烯、α-水芹烯、δ-杜松烯、D-柠檬烯、崁烯、桧烯、β-石竹烯、α-律草烯、β-伞花烃、桉油精、γ-衣兰油烯、β-麝子油烯、大根香叶烯、α-菲兰烯、对-聚伞花素等[7]。

1.2 醛类化合物

草果挥发油中的醛类化合物包括2-异丙基苯甲醛、3-甲基-3-苯基-2-丙烯醛、香叶醛、2-癸烯醛、香叶醛、3-十二碳烯-1-醛、β-对羟基苯甲醛、3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、柠檬醛、反-2-十二烯醛、2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛、庚醛、正辛醛、2-异丙基苯甲醛、7-甲基-3 亚甲基-6-辛烯醛、（+）-香茅醛、葵醛、（R）-3,7-二甲基-6-辛烯醛、苯甲醛、2-苯基巴豆醛、2-十二烯醛、9-十八碳烯醛等。

1.3 醇类化合物

草果挥发油中的醇类化合物包括芳樟醇、反-橙花叔醇、正丙基安息香醇、揽香醇、香叶醇、橙花叔醇、反式-橙花叔醇、桉叶油醇、合金欢醇、α-松油醇、α-α-二甲基-4、亚甲基-环己甲醇、萜品烯四醇、β-香茅醇、库贝醇、4-甲基环葵二烯甲醇、榄香醇、β-桉叶醇、葑醇、反式-松香芹醇、(-)-桃金娘烯醇等[8]。

1.4 有机酸类

草果挥发油中有机酸成分包括：棕榈酸、油酸、亚油酸等[7]。

1.5 酚性化合物

从草果挥发油中分离出9 种酚性化学物，其中包括3 种黄酮类和6 种简单酚性化合物，分别为芦丁、3′，5′-二-C-β-D-吡喃葡萄糖基根皮素、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、邻苯三酚、邻苯二酚、对羟基苯甲酸、原儿茶酸、香草酸、2-甲氧基-1,4-二苯酚-1-O-[6-O-(3-甲氧基-4-羟基苯甲酰基)]-β-D-吡喃葡萄糖苷。

1.6 其他成分

杨庆宽等[9]首次从草果精油中分离鉴定出产生辛辣味觉的苯甲醛类衍生物和其他微量化学成分。此外还从草果中提取到了酯类化合物，包括乙酸香叶酯、辛烯-1-醇-乙酸酯、乙酸-2-癸烯酯、乙酸-8-十二碳烯酯、二十碳三烯酸甲酯、乙酸2-烯基-3-乙烯基环己酯、邻苯二甲酸二丁酯等。

2 草果挥发油的抗菌作用

近年来，草果挥发油，因其独特气味及抗菌活性，越来越受到人们的关注。其中含有多种有效成分具有较好的抗菌消炎和防腐作用，有明显的抗霉菌作用，草果果实精油中的柠檬醛具明显抑菌作用[10]，对细菌、真菌均有明显抗菌效果。

2.1 对大肠杆菌、沙门氏菌的抑制作用

唐志凌等[11]通过将草果提取物配置成不同浓度，用无菌水和丙酮作为对照组，分别作用在浓度为106～107CFU/mL 的大肠杆菌、沙门氏菌培养基上，观察其生长曲线、细胞形态和测定AKP 值。结果表明，草果提取物对大肠杆菌和沙门氏菌有较好的抑制作用，且抑菌效果随着浓度的上升而增强，其最小抑菌浓度和最小杀菌浓度相同，分别为0.625、1.25 mg/mL。草果提取物挥发油对细菌也有较为明显的抑制作用，这种抑制作用在短时间内是可以保持稳定的。通过检测AKP 含量，可以观测到草果提取物挥发油能够使大肠杆菌、沙门氏菌的细胞形态遭到破坏，增加细胞壁的通透性，从而抑制细菌的生长繁殖。

2.2 对金黄色葡萄球菌的抑制作用

彭美芳等[12]以不同萃取剂对草果粗提物进行提取，稀释成不同浓度作用于金黄色葡萄球菌，并以草果提取物挥发油的MIC 为基础，通过测定金黄色葡萄球菌生长曲线、菌液蛋白质含量和电导率变化的影响，发现草果提取物挥发油与琥珀酸的竞争性抑制剂丙二酸叠加率最小，可通过糖代谢中的三羧酸循环途径抑制金黄色葡萄球菌的细胞呼吸，从而阻碍细胞的生长繁殖。结果表明草果提取物挥发油对金黄色葡萄球菌的生长曲线有明显抑制作用，其中以乙酸乙酯萃取物对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最好。

2.3 对消化系统的影响

李伟等[13]将生、炒、姜草果制成水煎液，检测发现均能使离体十二指肠自发活动的紧张性升高，振幅加大，但剂量的影响效果甚微，结果表明不同的草果炮制方式均可拮抗由乙酰胆碱引起的小鼠腹痛，其中以姜草果的作用最强。杨小方等[14]将草果挥发油分低、中、高（0.1～0.3 mL/kg）3 组（含炭末）灌胃给药于随机分配的50 只小鼠，20 min 后颈椎脱臼处死动物，解剖小鼠，分离肠系膜，测量小肠总长度和炭末在肠内的推进距离，计算炭末推进百分率，结果表明草果挥发油有明显抑制小鼠肠蠕动的作用。Qiu 等[15]利用草果挥发油及其水提物灌胃SD 大鼠，每天1 次，连续5 d，结果表明草果在一定程度上增加了血清胃泌素水平，且以挥发油的作用最为突出。可见草果挥发油具有调节胃肠功能的作用。

3 草果挥发油的安全性

草果提取物挥发油作为饲料添加剂有良好的安全性。环磷酰胺是临床上常用的抗肝癌化疗药物，但是由于耐药性和不良反应，其应用受限。张琪等[16]通过采用体内造模的研究方式，即建立肝癌H22 荷瘤小鼠模型，采用HE 染色法观察肿瘤细胞形态变化，免疫组化法检测肿瘤细胞凋亡相关蛋白Bax 和Bcl-2 的表达，结果发现，草果挥发油对肝癌H22荷瘤小鼠肿瘤生长有明显的抑制作用，抑制效果与剂量呈相关性。在低浓度下可达到较理想的抗肿瘤效果，而高剂量有些微毒副作用。对比不同浓度下草果挥发油处理、环磷酰胺处理，相比环磷酰胺组小鼠胸腺和脾脏指数大幅度降低，挥发油各剂量组二者指数均有显著提高，并有统计学意义，可见相较于环磷酰胺，草果挥发油在起到抗肿瘤作用的同时还具有改善机体免疫系统的功能，几乎没有毒副作用。

4 草果挥发油作为饲料添加剂的前景

目前，中草药作为饲料添加剂，其安全、环保等优势越来越明显，因此在养殖生产中的应用越来越广。反刍动物长期食用这类饲料添加剂，能够有效防治多种疾病，一是饲料添加剂具有一定营养补充作用，含有大量微量元素[17]，可以提高畜禽的生产机能，改善畜产品质量；二是由于中草药本身就具有防止与治疗疾病的作用[18]，充分提取中草药中的有益成分，更能保证饲料添加剂的疗效，调节免疫机能，预防疾病发生和流行。这对取代抗生素类饲料添加剂研究具有重要意义。草果作为一种天然植物，且其挥发油由于具有潜在的植物源精油特性和可应用于多行业的多功能特性，目前在农业、医药和畜牧养殖等领域的应用已引起了人们的关注，具有较高的研究价值和开发前景。笔者所在的云南省草果资源丰富，储量大，污染少，其提取物挥发油既有杀菌和抑菌作用，又能抑制细菌耐药性的产生，在畜禽体内无残留，对畜禽无毒副作用，故将其作为饲料添加剂前景广阔。但为促进草果提取物挥发油作为饲料添加剂在生产上得以利用和发展，仍需研究人员不断加强对草果挥发油药用机理的研究，为草果挥发油添加剂产品的推广使用提供可靠的依据和保障。