中药香囊挥发油对呼吸道常见致病菌的抑菌作用分析

吕鹏，白明学，金云隆，高晓洁，马守芳

(郑州市中医院 制剂室，河南 郑州 450007)

呼吸道感染是常见的传染类疾病，一般由金黄色葡萄球菌等致病菌引起[1]。临床上常用抗生素进行治疗，但大量抗生素会使致病菌具有抗药性从而难以治疗[2]。目前预防和治疗呼吸道感染受到各界的关注。有研究表明，中药中的挥发性成分具有抗菌、抗炎、平缓呼吸道平滑肌的作用[3-4]。古代中药香囊一般用于驱蚊、提神、辟邪等，但近几年有研究表明，中药香囊中的挥发性成分具有一定的防病治病的作用[5]。文中将檀香、石菖蒲、艾叶、白芷、肉桂等中药制成香囊，探究其挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌等三种呼吸道常见致病菌的抑菌作用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 药材

白芷、檀香、石菖蒲、艾叶、肉桂均由毫州康博中药饮片有限责任公司提供。干燥后制成粉末后混合，称取20g 装入香囊。

1.1.2 培养基及试剂

TSA 培养基、M HB 肉汤培养基均购于上海广锐生物科技有限公司，0.9%氯化钠注射液，挥发油提取装置(96 孔正压提取装置，北京祥生兴业科技有限公司)，立式电热恒温培养箱( 型号：LI-9082，北京奥科汇生物科技有限公司)，超净工作台( 型号：SW-CJ-1FD，北京巴古顿生物科技有限公司)，电热蒸气消毒器( 型号：HXD-4208，上海笛柏实验设备有限公司)，移液枪购于北京泽平科技有限责任公司，实验室冷藏箱(型号：HLR-310F，杭州诺丁科学器材有限公司)。

1.2 研究方法

1.2.1 菌株的分离

临床菌株选用金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌等3 种，从2019年1月至2021年3月本院肺病科门诊及病房的样本中分离出金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌各30 株，铜绿假单胞菌40 株。将菌株纯培养后，置于30% 甘油肉汤中，并于-20℃环境中保存，待用。

1.2.2 菌液及菌液培养基的配置

采用无菌接种环，将分离出的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌从30% 甘油肉汤管中刮取菌液到血平板，置于37℃恒温培养箱中，培养24 h，采用无菌接种环挑取2 ～3 个菌落，溶于生理盐水，制成0.5麦氏单位，浓度为1×108 cfu・mL-1的悬液。

在TSA 培养基上，加入5 mL 金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌菌液，使菌液均匀分布，分别制作菌液供试平皿、阳性平皿及不含菌液的阴性平皿。

1.2.3 挥发油提取

根据《中国药典》[6]附录中XD 的方法提取挥发油，水蒸气蒸馏法：取部分中药材( 单独成分挥发油采用一种药材，混合挥发油则将药材混合)，置于挥发油测定烧瓶中，加入300 mL 的蒸馏水，并于烧瓶底部放置几颗玻璃球，分别连接测定器、冷凝管，将挥发油测定装置连接完成后加入二甲苯(1 mL)，蒸馏30 min，完成后室温放置约20 min 等待降温( 挥发油量= 得到的挥发油量- 二甲苯含量)。加入无水硫酸钠进行脱水，脱水后加入挥发油进行融化，密封保存。

1.2.4 挥发油供试品的制备

取檀香、石菖蒲、肉桂、白芷、艾叶挥发油各600 μl，在无菌操作下进行过滤，置于棕色试剂瓶中，自然挥发5 min 后，待用。取白芷、檀香、石菖蒲、艾叶、肉桂挥发油各100 μL，在无菌操作下进行过滤，并置于棕色试剂瓶中混合摇匀，将灭菌后滤纸片放入瓶中，湿润后取出，自然晾干，待用。

1.3 观察指标

(1) 最低抑菌浓度(MIC) 值：将挥发油稀释成不同浓度，采用多点接种装置，将不同挥发油接种至血平板，培养24 h，若培养液混浊表明有细菌生长( 阳性)，培养液澄清透明为无菌生长( 阴性)。培养基内无菌生长时的的最低浓度即为MIC。

(2) 香囊挥发油成分抑菌圈大小：将挥发油滴至3种致病菌培养皿上，24 h 后周围的致病菌生长受到抑制，从而形成一个透明圈，即抑菌圈。测量并记录抑菌圈直径大小。

(3) 香囊挥发油成分抑菌能力排序：根据不同中药挥发油的抑菌作用大小，进行排序。

1.4 统计学方法

利用SPSS 22.0 软件处理数据。计量资料以±s表示，采用t检验，计数资料以百分比表示，采用χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 香囊挥发油的抑菌MlC 值及抑菌率比较

香囊挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌的抑制率分别为60%、90% 及40%(MIC 值的范围分别为0.001 25 ～0.002 5、0.002 5 ～0.006 25、大于0.08)，见表1。

表1 香囊挥发油的抑菌MIC值及抑菌率比较Table 1 Comparison of antibacterial MIC value and antibacterial rate of essential oil of sachet

2.2 香囊挥发油成分对致病菌的抑菌圈大小比较

香囊中白芷、檀香、石菖蒲、艾叶、肉桂及混合油均对金黄色葡萄球菌有抑菌作用，白芷、石菖蒲、艾叶、肉桂及混合油对大肠埃希菌及铜绿假单胞菌有抑菌作用，但檀香对于对大肠埃希菌及铜绿假单胞菌无抑菌作用，具体抑菌圈大小见表2。

表2 香囊挥发油成分对致病菌的抑菌圈大小比较(± s ，mm)Table 2 Comparison of bacteriostatic zone size of volatile oil components of sachets on pathogenic bacteria (x±s,mm)

表2 香囊挥发油成分对致病菌的抑菌圈大小比较(± s ，mm)Table 2 Comparison of bacteriostatic zone size of volatile oil components of sachets on pathogenic bacteria (x±s,mm)

菌株 混合油 白芷 檀香 石菖蒲 艾叶 肉桂金黄色葡萄球菌 12.53±1.05 6.99±0.42 8.22±0.42 11.91±0.69 6.75±0.39 28.24±1.91大肠埃希菌 9.31±0.54 6.71±0.44 0.00 8.71±0.81 6.18±0.41 19.97±1.08铜绿假单胞菌 8.05±1.13 6.05±0.40 0.00 7.31±0.10 7.20±0.38 15.17±2.18

2.3 香囊挥发油成分对致病菌抑菌能力排序情况

根据表2 中抑菌圈的大小，香囊成分对金黄色葡萄球菌的抑菌能力排序为：肉桂＞混合油＞石菖蒲＞檀香＞白芷＞艾叶；对于大肠埃希菌达到抑菌能力排序为：肉桂＞混合油＞石菖蒲＞白芷＞艾叶＞檀香；对铜绿假单胞菌的抑菌能力排序为：肉桂＞混合油＞石菖蒲＞艾叶＞白芷＞檀香，见表3。

表3 香囊挥发油成分对致病菌抑菌能力排序情况Table 3 The ranking of the volatile oil components of sachets on the antibacterial ability of pathogenic bacteria

3 讨 论

呼吸道感染是由于致病微生物入侵呼吸道所引起，主要致病菌包括金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等，一般表现为如发热、咳嗽、咳痰、打喷嚏、流鼻涕[7]。呼吸道感染部分是由于细菌引起，另一部分是由病毒引起，临床上一般以抗生素进行抗菌治疗，但对于一些儿童、老人，应该寻找更加方便、安全的方式减少呼吸道感染的发生。目前，多数研究均表明服用中药具有消炎、抑菌的作用，能够预防和治疗呼吸道等疾病，但对于中药中的挥发性物质的抗菌作用研究较少[8-9]。白芷、石菖蒲具有除湿、止痛、活血等功效，艾叶同样有温经止血，散寒祛湿的作用，檀香则能行气、止痛，肉桂具有发汗、温经、通脉的功效[10-12]。也有研究表明[13]，上述中药均有一定的抑菌作用。为探究中药香囊的挥发性物质对于对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌的抑菌作用，本研究对香囊成分挥发油的抑菌作用及抑菌能力进行分析。

本研究选用白芷、檀香、石菖蒲、艾叶、肉桂制成香囊，并提取各自成分及混合成分的挥发油，检测混合挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌的MIC 值范围及抑菌率。研究结果显示，香囊挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌的MIC 值的范围分别为0.001 25 ～0.002 5、0.002 5 ～0.006 25、大于0.08，当MIC ≤0.00015，表明细菌全部受到抑制，抑制率为100%，因此文中的中药香囊挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌的抑制率分别为60%、90% 及40%，表明中药香囊对于3 种常见的呼吸道致病菌均有一定的抑制作用，通过抑制致病菌的增长与繁殖，达到防止呼吸道感染的目的，其中该香囊挥发油对于大肠埃希菌的抑制作用最强。因此，用于预防大肠埃希菌引发的呼吸道感染，防治作用更强，而对于金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌，也具有一定的防治作用。有研究显示中药香囊挥发油对于铜绿假单胞菌无抑菌作用[13]，而本研究中具有一定的抑菌作用，可能是由于香囊中中药成分存在一定差异，或者提取单挥发油浓度 不同。

为了进一步探究香囊内各种有效成分的抑菌作用，对香囊各个成分进行挥发油的提取，进行深入分析，结果发现白芷、石菖蒲、艾叶、肉桂及混合油均对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌均有抑菌作用，而檀香仅对于金黄色葡萄球菌有抑制作用，对于大肠埃希菌及铜绿假单胞菌无抑菌作用；根据抑菌圈的大小，香囊成分对金黄色葡萄球菌的抑菌能力排序为：肉桂＞混合油＞石菖蒲＞檀香＞白芷＞艾叶；对于大肠埃希菌达到抑菌能力排序为：肉桂＞混合油＞石菖蒲＞白芷＞艾叶＞檀香；对铜绿假单胞菌的抑菌能力排序为：肉桂＞混合油＞石菖蒲＞艾叶＞白芷＞檀香，其中肉桂对于3种致病菌的抑制作用最强。分析原因为，其中白芷以根入药，具有活血止痛，祛除湿气的功效，一般用于治疗头晕头痛感冒风寒；檀香具有调理脾胃、开胃理气及止痛的功效，能够用于血清抗炎、镇定安神；石菖蒲则具有化痰祛湿、开胃、醒神等功效；肉桂则具有温热驱寒、镇定安神的功效，一般用于治疗高血压、高血糖的治疗，也可用于镇定；艾叶，一般以全草入药，具有温经止血、驱寒祛湿，可以用于消炎止咳、安胎、抗过敏[14-17]。其中肉桂挥发油能够改变细菌细胞膜通透性，使细菌的结构遭到破坏，从而达到杀灭细菌的作用[18-19]。提示可根据不同成分挥发油对于不同致病菌，有针对性的调整成分的含量，以提高抑菌作用，长时间佩戴此中药香囊有助于呼吸道疾病的以预防和治疗[20]。

综上所述，香囊挥发油对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌具有一定的抑菌作用，其中对于大肠埃希菌的抑菌作用最强，长期佩戴能够预防呼吸道感染等疾病。