丁香酚的抑菌、抗菌作用及机制研究

摘 要：近年来，丁香酚在抑抗菌方面的研究主要集中在植物患病防治、水产养殖业、食品微生物污染以及人体真菌感染等方面，涉及的主要目标微生物及真菌有金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、霉菌、白色念珠菌、鼠伤寒沙门氏菌、荧光假单胞菌、腐败希瓦氏菌、烟曲霉菌、马拉色菌和红色毛癣菌等，为丁香酚在食品保鲜、植物保护、人体真菌感染治疗等领域的应用提供了参考依据。

关键词：丁香酚；抗菌；抑菌；真菌；机制

Study on Antibacterial and Antimicrobial Effects and Mechanism of Eugenol

Abstract： In recent years， the research on antibacterial activity of eugenol mainly focuses on plant disease prevention and control， aquaculture， food microbial contamination and human fungal infection. The main target microorganisms and fungi involved are Staphylococcus aureus， Escherichia coli， mold， Candida albicans， Salmonella typhimurium， Pseudomonas fluorescens， Shewanella putrefaciens， Aspergillus fumigatus， Malassezia， Trichophyton rubrum， etc.， which provides a reference for the application of eugenol in food preservation， plant protection， human fungal infection treatment and other fields

Keywords： eugenol; antibacterial; antibacterial activity; fungi; mechanism

丁香酚，无色至黄色液体，具有丁香香气。丁香酚的化学名称为2-甲氧基-4-（2-丙烯基）苯酚，分子式为C10H12O2，相对分子质量为164.20。丁香酚具有抑菌、抗炎、抗病毒等生物活性，被广泛应用于食品、药品、化妆品等领域。丁香酚在食品中主要作为食用香精使用，在药品中主要用于驱虫、镇痛，在化妆品中主要作为香水香精使用，也作为杀虫剂和防腐剂使用。

丁香酚可以从桃金娘科植物丁香的干燥花蕾中提取获得，也可以采用化学合成的方法制备。《中国药典》载明，丁香酚是从丁香油、丁香茎叶油或其他含丁香酚的芳香油中蒸馏分离而得[1]。《食品安全国家标准 食品添加剂 丁香酚》（GB 1886.129—2022）中规定食品添加剂丁香酚是以丁香罗勒油和月桂叶油等为原料经化学法单离制得及以愈创木酚与烯丙基氯等为原料化学合成法制得[2]。丁香酚在食品中主要作为食用香精使用，《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）中丁香酚的编码为S0091[3]。

1 抗菌、抑菌作用

1.1 对金黄色葡萄球菌的抗菌、抑菌作用

金黄色葡萄球菌在自然界中广泛存在，可引起人和动物皮肤及软组织感染，是养殖场动物体表软组织感染常见的致病菌。

于杰等[4]研究了丁香酚对压疮致病菌金黄色葡萄球菌及其耐药菌的抑菌作用及机制，丁香酚对金黄色葡萄球菌标准菌和耐甲氧西林金葡菌的最低抑菌浓度分别为0.25 mg·mL-1和0.125 mg·mL-1。丁香酚处理有助于细菌培养液中核酸、蛋白浓度及碱性磷酸酶活性提高；丁香酚可导致菌体皱缩和破裂，内膜呈碘化丙啶荧光，外膜呈N-菲酰-次巯基-L-丙氨酸荧光，菌体结构破坏程度、荧光强度与丁香酚浓度呈正相关；丁香酚能够破坏菌体细胞结构，使细胞膜通透性和完整性发生改变，抑制受试菌株菌体生物被膜的生成，且能明显清除成熟的生物被膜，显著降低生物被膜生成相关基因的表达水平；与标准菌株相比，丁香酚对耐甲氧西林金葡菌具有更强的抑制作用。

郑淑媚[5]研究了丁香酚对金黄色葡萄球菌感染引起皮下脓肿的治疗作用。研究表明，丁香酚可以破坏金黄色葡萄球菌的细胞结构，改变细胞膜的通透性，不仅可以抑制生物膜的生成，还对成熟生物膜有清除作用，同时能抑制生物膜及黏附相关毒力因子的转录和表达。在皮下脓肿模型中，丁香酚可以通过减轻皮肤炎症和改善紧密连接蛋白-1的表达发挥促进脓肿康复的作用。

陈茹茹[6]对增效型聚多巴胺抗菌体系进行了研究，以丁香酚为芯材，以盐酸多巴胺或壳聚糖为壳材通过聚合作用或通过静电吸附等原理制备了3种抗菌体系，分别为丁香酚平衡负载量为0.278 8 mg·mg-1的聚多巴胺负载丁香酚微球、丁香酚包封量为0.628 8 mg·mg-1的聚多巴胺负载丁香酚微球、丁香酚包封率最大为70.15%的抗菌复合微粒抗菌体系，最终得出抗菌复合微粒体系对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力最强，抗菌能力较游离丁香酚分别提高了57.68%和59.56%。证明丁香酚经盐酸多巴胺或壳聚糖处理后的微球有良好的缓释性能，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有长效抑菌作用。

陈莹[7]制备了玉米/木薯淀粉基抗菌可食用膜并对其性能进行研究，为提升可食用包装膜的抗菌性，以玉米/木薯淀粉膜为基底膜、丁香酚为抗菌剂、甘油为增塑剂，制备了含有不同浓度丁香酚的抗菌可食用膜。基底膜的最佳成膜工艺为玉米淀粉与木薯淀粉的质量比1∶6，甘油含量3%，基底膜中掺入丁香酚/明胶微球，复合膜丁香酚添加量提高到3.62 mg·mL-1。该复合膜的抵抗外力能力、溶解性、水蒸气透过率、屏蔽紫外光能力、抗氧化活性更强，5 h内就可以杀死所有受试细菌。利用该食用膜进行了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌实验，结果显示丁香酚对金黄色葡萄球菌的抑制效果更明显，以苹果为实验对象进行复合膜包覆实验，苹果7 d内不腐坏，进一步证明该复合膜抑菌性能优异。

李密[8]设计开发了聚乳酸功能复合膜并在生鲜食品中进行应用，研究以聚乳酸（PLA）为基础，采用纳米氧化锌（ZnO）对PLA膜进行强化，再结合静电纺丝技术将丁香酚添加浓度分别为0.2%、0.3%、0.4%的明胶溶液原位复合在PLA/ZnO基础膜表面，制备迁移型抑菌复合膜，并进行大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制实验，结果表明迁移型抑菌复合膜对两种菌都有抑制效果，且抑制能力与丁香酚添加量具有正相关性，丁香酚添加浓度为0.4%的复合膜抑菌效果最好，菌落总数分别降低了3个（大肠杆菌）和2.5个对数值（金黄色葡萄球菌）。

杜丽霞等[9]研究了调味香料丁香罗勒精油成分、抗氧化及抑菌活性，利用气相色谱-质谱联用技术鉴定出丁香罗勒精油的15个化学成分，占精油总量的99.62%，其中丁香酚含量最高为51.85%。抑菌圈试验结果表明丁香罗勒精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌直径分别为（13.0±0.7）mm和（12.5±0.8）mm，丁香酚对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌直径分别为（14.5±0.6）mm和（13.5±0.9）mm，表明丁香罗勒精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果优于丁香酚。丁香罗勒精油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为0.16 mg·mL-1和0.31 mg·mL-1，而丁香酚是丁香罗勒精油中具有抑菌活性的重要成分之一。

薛阳[10]对丁香酚-酪蛋白纳米体系和溶菌酶-丁香酚-酪蛋白纳米体系对枯草杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌增效作用进行了研究。实验表明，溶菌酶-丁香酚-酪蛋白纳米复合物能联合破坏细胞壁，使得丁香酚渗透进入细胞膜并改变细胞膜结构，方便细胞内容物溢出，导致细胞凋亡，达到杀菌的效果。因此，增加了溶菌酶的丁香酚-酪蛋白纳米体系对枯草杆菌和金黄色葡萄球菌具有最小的抑菌和杀菌浓度。

魏彤竹[11]选择丁香酚、香芹酚、百里香酚3种植物精油分别对金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、大肠埃希氏菌、沙门氏菌、阪崎克罗诺杆菌、铜绿假单胞菌6种食源性致病菌的抑菌活性进行了研究，最小抑菌浓度（Minimal Inhibitory Concentration，MIC）测定结果表明丁香酚对以上致病菌的抑菌效果优于香芹酚和百里香酚，综合抑菌敏感性最好。

石晓骏等[12]研究了丁香精油的提取工艺，并以来源于老北京肉肚的假单胞菌、葡萄球菌和环丝菌为研究对象开展丁香精油抑菌试验，结果表明，丁香精油对3种菌均有一定的抑制效果。

1.2 对大肠杆菌的抗菌、抑菌作用

张修坤等[13]采用体外法评估不同植物精油对需氧菌的抑菌活性，选择百里香酚、肉桂醛、香芹酚、牛至油、丁香酚5种精油对产肠毒大肠杆菌、出血性大肠杆菌、宋氏志贺氏菌、痢疾志贺氏菌、猪霍乱沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和乙型溶血性链球菌进行抑菌实验。实验结果表明，5种精油对上述微生物都有抑菌作用，但是丁香酚的抑菌能力最弱，最低抑菌浓度为0.07%～0.18%。

王倩怡[14]基于大肠杆菌的细胞膜特性研究了丁香酚协同脉冲电场的灭菌机制，在不同丁香酚（≥0.5 MIC）浓度和电场强度条件下，丁香酚与脉冲电场具有协同作用，并且该协同作用与电场强度和丁香酚浓度呈正相关性。灭菌原理可能为丁香酚破坏细胞膜结构，有利于脉冲电场进一步作用于细胞膜并促进细胞破裂死亡；脉冲电场诱导细胞膜结构变化，使丁香酚能穿过细胞膜直接作用于DNA，产生协同效果。

祁姣姣等[15]对以中链脂肪酸和植物精油为主要成分的复合型酸化剂的抑菌性能进行了研究，确定以中链脂肪酸和植物精油为主要成分的复合型酸化剂的最优配比为辛酸∶香芹酚∶癸酸∶肉桂醛∶丁香酚∶己酸=2∶1∶1∶5∶2∶2，该配比的复合型酸化剂对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的抑菌时间长、指示菌不易回长、抑菌性能高且在模拟胃肠液环境中均具有良好的抑菌作用。

蒋丽娟等[16]对纯植物萃取液的杀菌效果与腐蚀性进行研究，以含有效杀菌成分丁香酚8 700 mg·L-1、肉桂醛690 mg·L-1的植物萃取液原液作用1 min，对悬液内金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的平均杀灭对数值均＞5.00，表明该纯植物萃取液具有良好的杀菌效果。

谢皓辰等[17]研究了基于“药辅合一”的丁香酚乳膏及其药效，确定最优配方为丁香酚∶单硬脂酸甘油酯∶硬脂酸=1.00∶0.75∶1.65，该乳膏对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。

钱卫东等[18]利用微量二倍稀释法、琼脂扩散法分别确定了丁香酚对多重耐药大肠杆菌的最低抑菌浓度（2.50 mg·mL-1）、最低杀菌浓度（5.00 mg·mL-1）。其抑菌机制为丁香酚在延长多重耐药大肠杆菌迟缓期、延缓多重耐药大肠杆菌进入对数生长期、增加菌株可溶性蛋白含量和胞外核酸量、提高菌体培养液电导率方面发挥了作用，破坏了生物被膜的形成，对多重耐药大肠杆菌具有较强的抑菌作用。

李建菲[19]研究了丁香酚对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、单增细胞增生李斯特菌、大肠杆菌、伤寒沙门氏杆菌、痢疾杆菌的抑菌活性。研究结果表明，丁香酚对7种菌的抑菌圈最小直径为12.67 mm，最大直径为22.33 mm；丁香酚对大肠杆菌、痢疾杆菌的MIC为0.312 5 mg·mL-1，对其余5种菌的MIC均为0.625 mg·mL-1。证明丁香酚对所有试验菌都有很好的抑菌活性。

张赟彬等[20]研究了不同精油单体的大豆分离蛋白可食膜对冷鲜猪肉的保鲜效果，在大豆分离蛋白膜配方中分别添加6%肉桂醛、6%丁香酚和6%肉桂醛-丁香酚复配物（质量比为1∶1），制成的可食膜能有效降低冷鲜猪肉在冷藏过程中的失水率、挥发性盐基氮含量、菌落总数和大肠菌群数，可明显提高冷鲜猪肉的保鲜效果。

占豪[21]研究了丁香酚对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用。抑菌圈实验表明丁香酚对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为14.5 mm和13.5 mm，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑制浓度分别为0.16 mg·mL-1和0.3l mg·mL-1。