化学试剂具有速效、稳定等抗菌消毒特点，在有害生物防治、保护粮食安全、人类生活环境等方面发挥着重要的作用[1]。然而，随着生活质量的提高，人们对自身所处环境的要求也越来越高。大量研究发现，过量使用化学类抗菌消毒剂容易引起环境污染、对人体和其他生物致癌、腐蚀金属物品、产生抗菌性等问题。在全球追求绿色环保的今天，具有来源广、安全可靠、对环境无污染，兼容性好等优点的天然抗菌消毒剂具有更大的吸引力。研究表明，植物的根、茎、叶、花或果实等部位中含有不同种类的有效成分，可直接或提取后用于制备能够杀死或抑制病原生物的植物源抗菌消毒制剂，防治植物病害、降低环境污染[2]。地球上植物种类繁多，开发植物源抗菌消毒剂成为当今的研发热点。

本文从植物抗菌消毒活性成分、抗菌机制、复配规律、应用范围等方面，对近年来植物源抗菌消毒剂的研究进展进行了综述，同时对植物源抗菌消毒剂开发中存在的问题进行了探讨，并对其未来发展前景做了展望。

1、植物抗菌消毒活性成分

植物体内抗菌消毒活性成分的鉴定是植物源抗菌消毒剂研发的前提。目前，主要通过薄层色谱、高效液相色谱、质谱、核磁、X-射线衍射等技术对植物抗菌消毒活性成分进行鉴定。现有研究结果表明，植物中具有抗菌消毒活性的有效成分种类繁多，涉及各类植物部位，从植物中提取的抗菌消毒活性成分主要包括以下几种：

1.1黄酮类

黄酮类物质在植物中的存在形式主要有两种，一种是与糖的结合态，另一种是单独存在的游离态[3]。研究发现，金橘黄酮提取物可抑制毛霉、黑曲霉和大肠杆菌等细菌和真菌的生长[4]；鸡致病性大肠杆菌、鸡白痢沙门菌的生长在植物黄酮MPB6的作用下，受到明显的抑制[5]；通过提取生姜中的黄酮类化合物，发现黄酮类化合物有很强的抗菌性能，其活性成分对人体友好，很多可以药用，可作为植物源天然防腐保鲜剂的开发原料[6]。

1.2酚类

天然植物原料中的有效成分包含多种酚类。葡萄籽中可提取出葡萄酚类物质，大肠杆菌、变形杆菌、伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌等多种致病菌的生长均受到不同程度的抑制[7]；烟草叶中的多酚对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽胞杆菌有显著的抑制效果[8]。

1.3萜类

萜类化合物大量存在于菌类、藻类、蕨类、地衣类、被子植物和裸子植物中，其数量是各种活性成分中最多的[9,10]，异戊二烯的聚合物及其衍生物是萜类活性物质的主要化学成分。黄芩属植物中存在两种新型的双萜类化合物，可抑制分生孢子的萌发和尖孢镰孢霉的菌丝生长[11]。有报道指出，菌种的初生能量代谢、呼吸代谢、呼吸作用中电子传递过程以及丁二酸脱氢酶的活性在多种萜类活性物质的作用下受到抑制，这一抑制过程可能是通过破坏细胞膜或影响菌类呼吸来完成的[12]；从百瑞木的叶子中提取出的三倍萜化学物质能够在较低的浓度下抑制白色念珠菌的活性[13]；氢化喹啉酮二萜是从一种非洲药用植物中提取的萜类活性物质，已被证实对爪枝孢霉有较强的抑制作用[14]。

1.4生物碱类

生物碱类活性物质多存在于生物体内的含氮碱性化合物中[15]。万寿菊、黄连等植物中可分离提取出不同种类的具有抗菌性能的生物碱[16,17]；对盐酸小檗碱、盐酸血根碱、胡椒碱的研究报道显示，这些生物碱均具有不同程度的抗真菌性能[18]；枯草芽胞杆菌、大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌以及白色葡萄球菌的生长活性在双稠哌啶类生物碱的作用下会受到抑制[19]。

1.5精油类

植物精油是植物提取物中抑菌效果研究最多的一种。从肉桂、月桂、丁香、百里香中提取的精油对李斯特菌和肠炎沙门菌有较强的抑制作用[20]；主要活性成分为苯丙烷类衍生物和萜类衍生物的植物精油可抑制细菌生长[21]；阿米芹精油可用于大肠杆菌的灭活[22];Roger等提取了70种白樟属植物的挥发油，分析其主要活性成分为芳樟醇，对枯草芽胞杆菌和金黄色葡萄球菌等均有不同程度的抑制作用[23]。

1.6其他活性成分

随着越来越多的学者对天然植物源抗菌消毒剂的活性成分的深入探索，其他种类的植物源抗菌消毒剂活性成分也逐渐被发现。多种植物的抗菌肽、木质素类化合物、苯甲酸衍生物、挥发油类、胺类、酯类、醇类、蛋白质类、苷类等成为抗菌物质的新来源[24,25,26,27,28,29,30]。

2、植物源抗菌消毒剂的抗菌机制

自然界中植物种类繁多，相应的活性成分众多，植物抗菌消毒活性成分对真菌、细菌的作用机制和原理非常复杂。目前的研究表明，植物活性组分发挥抗菌消毒作用主要通过两种不同的方式完成。

2.1直接作用

植物活性组分破坏或分解病原菌细胞壁（质、膜）、干扰细胞膜渗透性，破坏包膜蛋白合成、抑制菌丝生长。研究表明，迷迭香酸主要通过两种方式发挥抗菌性：一种是改变细胞膜通透性影响其代谢功能，另一种是抑制DNA聚合酶的活性影响细菌复制[31]。木犀草素通过抑制细菌DNA拓扑异构酶的活性，从而抑制蛋白质和核酸的合成过程，抑制菌体生长[32]。丁香精油可以破坏白假丝酵母菌细胞壁的完整性，使细胞壁变厚，然后分离，降低白假丝酵母菌的出芽率[33]。

2.2间接作用

植物源抗菌消毒剂的活性成分诱导植物自身产生抗菌性，提高植物源自身生长活性。紫草科小麦提取液能够提高植物的光合作用效率，使氧气含量增多，从而抑制白粉菌属茎分生孢子和小麦锈菌夏孢子的萌发[34];MH11-4能够显著提高烟草植株过氧化物酶的活性，同时抑制烟草花叶病毒（TMV）和烟草黄瓜花叶病毒（CMV）增殖，可以提高烟草抗病性[35]。

需要明确的是，活性物质的作用机制是复杂的，可作用于菌体细胞的多个部位。植物源抗菌消毒剂的几种抗菌机制之间通常相互影响，而不是完全独立的。

3、植物源抗菌消毒剂的复配

当前对于植物源抗菌消毒剂的报道多为单一种类的抗菌制剂，但是由一种活性成分制备的抗菌消毒剂通常只对单一目标物起到杀灭或抑制作用，且在开发单一植物源抗菌消毒剂的过程中难以避免地产生成本浪费、耗时长、过程复杂等问题。因此，对植物源抗菌消毒剂进行复配，可有效解决单一抗菌消毒剂的不足。此外，多种活性成分的植物源抗菌消毒剂具有更高效的抗菌消毒性能和抗药性，增强广谱抗菌消毒性。在复方植物源抗菌消毒剂开发过程中，抗菌消毒剂复配比例的确定，直接影响到最终的抗菌消毒效果。目前，对不同种类抗菌剂进行复配主要遵循以下几种规律。

3.1正交试验法

正交试验法是按照一定的正交设计表分析多因素多水平的一种数理统计方法[36]。在植物源抗菌消毒剂复配过程中，将药物和剂量分别作为影响抗菌消毒效果的因素进行规律性的设计，寻求最优的配比。这种方法具有操作简单、试验次数少、高速高效的突出优点。薛洁等在研究丹参和山楂提取物的中药复方过程中采用了此方法，优化出的最佳复配比具有优良的提高调脂性能[37]。

然而，在植物源抗菌消毒剂的复配过程中，涉及药物种类多、剂量少，正交试验法误差较大，难以实际应用。此外，正交试验法的结果数据通常需要统计学分析，计算复杂、步骤繁琐。在传统正交试验法的基础上，人们提出了正交t值法和直接试验设计技术相结合的新型复配法则，比传统的F值检验和方差分析更符合实际需求。

3.2均匀设计试验法

当所有试验点在可监测试验区域呈均匀分布，试验次数等于试验水平数时，可采用均匀设计试验法进行多成分复配分析。这种方法试验次数少、结果分析自动化，通常用回归方程确定最优的试验条件。通过均匀设计试验法，有学者摸索了五味子和红参的复配比例，当二者比例为9∶1或8∶1时，可增加脑蛋白质含量，充分体现了不同种类活性成分间的协同作用[38]。李卫民等结合均匀设计试验法和药效学试验，采用数理统计方法确定了丹皮提取物与薄荷油的最佳配比为2∶1时，可有效抑制小鼠腹腔毛细血管的通透性，明显增强抗炎作用[39]。

3.3协同指数法

协同指数法依据不同种类药物间的协同效应、相加效应和拮抗效应确定最优配比。具体过程分为以下几个步骤：（1）分别测定各组分的最低抑菌浓度（MIC);(2）设定不同组分间的比例，研究不同比例时各组分的抗菌消毒性能；（3）依据抗菌消毒结果，计算分级抑菌浓度指数（FIC);(4）根据FIC值判断两种药物间联合效应（FIC≤0.5，协同关系；0.5<FIC≤1，相加关系；FIC≥2，拮抗作用，不适宜复配）。依据协同指数法，将丁香和肉桂两种精油进行复配，复配后的制剂对枯草芽胞杆菌、黑曲霉和鲁氏酵母菌呈现协同增效作用；对青霉菌、大肠杆菌和酿酒酵母菌呈现相加作用[40]。

4、植物源抗菌消毒剂的应用

4.1农业病虫害防治

天然的植物源抗菌消毒剂可用于农业病虫害的防治，具有重要的生态意义。丁香酚对辣椒疫病的田间防治效率高达86.28%，防治效果与化学农药凯特相当[41]；一种由8种中草药复配而成的植物源抗菌消毒剂可以有效抑制苹果腐烂病菌、枝干轮纹病菌及干腐病菌的生长[42]；韩相鹏等开发了一种可用于控制黄芪根病的苦参素与2%新科高浓缩混合杀虫剂，用于农作物杀虫，最终达到优质高产[43]。

4.2食品防腐保鲜

食品与人类生活息息相关，食品安全问题从来没离开过人们的视线。植物源抗菌消毒剂对细菌、霉菌和酵母菌的生长有抑制作用，且自身低毒性，顺应人类生活的需求。当前，天然植物源杀菌剂主要通过浸泡、熏蒸，制膜等方式对食品进行涂膜保鲜和包装保鲜。

丁香酚食品级微乳液可抑制大肠杆菌和李斯特菌的生长，用于巴氏杀菌牛奶[44]；百里香精油可以延长樱桃和葡萄的保质期，降低其腐烂速率[45]。将乳酸链球菌肽、肉桂油和海藻酸钠制备成一种可食性抗菌膜，有利于维持黑鱼体内挥发性盐基氮，抑制鱼肉脂肪被氧化[46]。

4.3日化用品

日化用品的主要成分大多是石油的衍生物及一些化学合成物质，对人体的伤害较大，其毒性可蓄积在人体器官，是潜在的致癌因素。应势而生的植物源天然抗菌消毒产品（如草本洗液、牙膏等），可降低对使用者的危害。未来，植物源抗菌消毒剂将在日化用品行业将占据越来越重要的地位。

5、植物源抗菌消毒剂开发中存在的问题及前景展望

植物源抗菌消毒剂是近几年的研究热点，具有巨大的开发潜力，但仍有一些不可避免的问题亟待解决，如抗菌消毒活性成分在植物中含量很低，难以从天然植物体中获得；成分复杂多样，很难从植物中分离出高活性的纯化合物；在植物源抗菌消毒活性物质筛选过程中，缺乏简便、快捷及高效的活性鉴定方法。此外，对植物源抗菌消毒活性物质尚未开展药效动力学和毒理学等安全性研究。

针对以上问题，未来对植物源抗菌消毒剂的研究应集中在以下几个方面：（1）重视绿色环保，寻求环境兼容性好、作用持久的植物源抗菌消毒剂；（2）建立植物资源数据库，为植物源抗菌消毒剂的开发提供有效的科学依据；（3）突破现有传统植物活性成分的提取方法，开发低成本、高效率的新型提取分离技术；（4）探索不同植物活性成分与化学消毒剂的复方增效机制，增强其抗菌谱，提高抗菌率，真正实现优势互补；（5）合理利用野生植物资源，开发植物源抗菌消毒剂过程中要防止生态环境的破坏及物种的毁灭，为植物源抗菌消毒剂的长期开发利用做好规划。

植物源抗菌消毒剂组成成份繁多，能同时对不同病原菌产生广谱抑制作用。植物活性成分来源于丰富多样的自然界，天然、绿色、对人畜无伤、不产生环境污染，符合“可持续发展”的战略，有望取代化学消毒剂，广泛应用于日常环境消毒、瓜果蔬菜消毒、医院消毒、农业生产等方方面面。此外，植物源抗菌消毒剂的抗菌效果是植物中有效活性成分抑制病原菌的结果，可为相关杀菌、抗菌研发领域提供一定的指导意义。

参考文献：

[1]李晓菲,徐政.植物源杀菌剂研究进展[J].南方农业,2018,12(13):40-42.

[2]卢海博,李鸿强.植物源杀菌剂研究进展[J].河北农业科学,2010,14(8):51-55.

[3]曹纬国,刘志勤,邵云,等.黄酮类化合物药理作用的研究进展[J].西北植物学报,2009,23(12):2241-2247.

[4]黎继烈,张慧,王卫,等.金橘黄酮抑菌作用研究[J].食品与机械,2008,24(5):38-40.

[5]佟建明,高微微,萨仁娜,等.植物黄酮MPB6的抗菌活性及对肉仔鸡生产性能的影响[J].中国畜牧杂志,2009(38):22-24.

[6]莫开菊,程超,黄鹏,等.生姜黄酮提取纯化及结构的初步鉴定[J].食品科学,2005,26(9):229-232.

[7]李建慧,马会勤,陈尚武.葡萄多酚抑菌效果的研究[J].中国食品学报,2008,2(2):100-101.

[9]林峰,杨靖华,周琳,等.植物源抗真菌活性物质研究进展[J].植物保护,2011(2):543.

[10]付先军.基于数据挖掘技术探讨治疗肺系疾病方剂中药物化学成分类别构成及其配伍关系[J].中国中医药信息杂志,2013(1):28-30.

[12]吴新安,花日茂,岳永德,等.植物源抗菌､杀菌活性物质研究进展[J].安徽农业大学学报,2010,29(3):245-249.

[14]陈征宇.植物体内的抗真菌成分[J].国外医药(植物药册),1993,8(3):3-8.

[15]杨莉萍.概述中西药之间可能的相互作用[J].中国医院用药评价与分析,2013(9):774-777.

[16]刘佳斌,苏炜,王金胜.万寿菊根部生物碱类提取物抑菌活性成分的研究[J].安徽农业科学,2011,35(3):746-747.

[17]朱振东,周茂繁,卫杨斗.黄连生物碱对植物病原菌的抑菌作用及其应用的初步研究[J].华中农业大学学报,1991(4):21-23.

[18]郁建平,赵东亮,孟祥斌,等.博落回生物碱对八种真菌的抑菌作用研究[J].贵州大学学报,2006,23(1):77-80.

[19]夏鲁青,赵博光,巨云为,等.双稠哌啶类生物碱对5个环境细菌菌株的抑制作用[J].南京林业大学学报,2001,25(5):81-84.

[24]施俊凤,王潇冉,孙常青,等.肉豆蔻精油对番茄采后病原真菌的抗菌活性研究[J].保鲜与加工,2013,3(1):28-32.

[27]关萍,石建明,高玉琼,等.天麻的挥发性成分分析[J].四川师范大学学报(自然科学版),2008,8(5):15-18.

[28]安银岭,陈秀虹.几种蒽醌类衍生物对植物病原真菌抑制作用的研究[J].西南林学院学报,1999,19(2):122-125.

[29]孙艺方,杜利利,周乐,等.紫花地丁抗菌活性成分研究[J].中国中药杂志,2011,36(19):2666-2671.

[31]孙峋,汪靖超.迷迭香酸的抗菌机理研究[J].青岛大学学报:自然科学版,2005(18):41-45.

[32]王倩,谢明杰.木犀草素对金黄色葡萄球菌的抑菌活性及其机制[J].微生物学报,2010,50(9):1180-1184.

[35]刘学端,肖启明.植物源农药防治烟草花叶病机理初探[J].中国生物防治,1997,13(3):128-131.

[36]何祥久,邱峰,姚新生.中药复方研究现状和思路[J].化学进展,2001,13(6):481-485.

[37]薛洁,谢梅林,顾振纶.正交设计筛选中药丹参和山楂提取物的调脂有效活性成分[J].苏州大学学报(医学版),2004,24(3):337-340.

[38]汪平君,郑青山.五味子与红参配伍对小鼠脑蛋白质及核酸含量的影响及组分分析[J].中国实验方剂学杂志,2000,6(3):19-22.

[39]李卫民,高英,陆森和,等.均匀设计方法在筛选丹皮与薄荷最佳配比中的应用[J].中国实验方剂学杂志,2002,8(3):26-28.

[40]顾仁勇,傅伟昌,银永忠.丁香和肉桂精油联合抗菌作用初步研究[J].食品科学,2008,29(10):115-117.

[41]兰成忠,李本金,赵健,等.植物源杀菌剂丁子香酚对辣椒疫病的防治效果[J].长江蔬菜(学术版),2011(24):55-56.

[42]辛玉成,王东昌,秦淑莲.植物质药剂GX-08的研制及在苹果树上的应用[J].落叶果树,1995,27(2):10-13.

[43]相鹏,骆得功,黄贤芬,等.生物及低残留农药防治黄芪根病试验初报[J].中药材,2003(3):161-163.

[45]樊明涛,李亚琴.百里香提取物抑菌作用影响因素的研究[J].江苏理工大学学报(自然科学版),2001,22(3):13-16.

[46]吕飞,丁玉庭,叶兴乾.含肉桂油和Nisin的海藻酸钠薄膜保鲜黑鱼性能分析[J].农业机械学报,2011,42(5):146-150.

慈颖,王思,王静,张晓龙.植物源抗菌消毒剂研究进展[J].中国国境卫生检疫杂志,2020,43(04):297-300.

基金:中国检科院基本科研业务费项目(2019JK023)