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熏香抗疫(1)—來自古人的智慧

2022-04-18中外香料香精第一資訊0

乳香精油、沒藥精油和其熏香抵御神殿室內中的微生物。這是古人的智慧嗎?

Milica Ljaljevi?Grbi? , Nikola Unkovi?, Ivica Dimki?,Pe?a Jana?kovi?, Milan Gavrilovi?, Olja Stanojevi?,Milo? Stupar, Ljubodrag Vujisi?,Aleksa Jeliki?, Slavi?a Stankovi?,Jelena Vukojevi?

a University of Belgrade, Faculty of Biology, Institute of Botany and Botanical Garden “Jevremovac”, Takovska 43, 11 000 Belgrade, Serbia b Institute for the Protection of Cultural Monuments in Serbia, Conservation and Restoration Department with Physico-Chemical Laboratory, Radoslava Gruji?a 11, 11 000Belgrade, SerbiacUniversity of Belgrade, Faculty of Chemistry, Studentski trg 12-16, 11 000 Belgrade, Serbia

熏香抗疫(1)—來自古人的智慧

摘要 民族藥物學相關性:從阿拉伯乳香和沒藥的樹脂中提取出的精油分別俗稱乳香和真沒藥精油,自公元前2800年以來,在傳統醫學中廣泛用于治療皮膚潰瘍、傷口、牙齒、炎癥和泌尿道疾??;用于制作木乃伊香膏和軟膏;還有熏香和香水。自古以來,在宗教場所為精神目的和冥想而燃燒乳香和沒藥(在各種宗教中普遍存在)具有衛生功能,通過凈化室內空氣來凈化氣味和減少傳染病。

研究目的:本研究的一般目的是評估乳香(B.carteri)和沒藥(C.myrha)精油和其熏香在液相和氣相條件下的體外抗菌能力,以及測試其在調查過的17世紀建造的教堂環境中,用于凈化被微生物污染的空氣的原位抗菌活性有效性。

材料和方法:水蒸氣蒸餾法提取乳香和真沒藥油樹膠樹脂,得到乳香和沒藥揮發油的化學成分采用GC-MS 測定,并采用微量肉湯稀釋法和微大氣擴散法評估其液相和汽相的抗菌性能。從二氯甲烷為溶劑的洗氣瓶中獲得燒熏香的煙氣,采用氣相色譜-質譜法進行化學分析,同時采用改進的微大氣擴散法評估其抗菌活性,以評估其對真菌的發芽抑制和對細菌的CFU計數降低。分別在教堂的密封中殿和圣器室內評估了乳香熏香和精油氣相的原位抗菌活性。

結果:乳香精油的主要成分為α-蒎烯(38.41%)和月桂烯(15.21%),而沒藥精油的特點是呋喃酮-1,3-二烯(17.65%)含量高,其次是莪術烯(12.97%)、β-欖香烯(12.70%)和大根香葉烯(12.15%)。熏香的煙霧和煙灰中的α-蒎烯(68.6%)和因香酚(28.6%)分別對應乳香和沒藥的最主要化合物。體外抗菌試驗表明,細菌和真菌對精油的液相和氣相以及熏香煙霧高度敏感。原位抗菌使用乳香精油的蒸汽和熏香的煙霧導致空氣傳播的活菌微生物分別減少45.39±2.83%和67.56±3.12%;真菌為80.43±2.07%,細菌(熏香)為91.43±1.26%。

結論:乳香精油是一種傳統用途廣為人知的化合物,其抗菌性能表明其作為天然抗菌劑具有明顯的潛力。此外,研究結果表明,除了日常的教堂儀式外,在神圣的氛圍中,也可以偶爾使用乳香精油揮發相和熏香煙霧作為空氣凈化的手段。

關鍵詞:細菌;乳香;教堂;沒藥;真菌;樹脂

1.     引言

微生物,包括古菌、細菌和真菌,以及地衣和害蟲,由于其明顯的生物退化潛力,不斷給遺產古跡以及博物館和私人藝術收藏中儲存和展示的各類歷史文物的保護帶來諸多問題(Sterflinger和Pi?ar,2013)。為了修復最近或進行中的微生物損傷,目前可用的物理和化學方法范圍有限(Allsopp等人,2004年)。使用液體殺菌劑或熏蒸進行的化學處理意味著使用歐盟殺生物產品指令(BPD)(歐盟編號528/2012)批準的少量合成殺生物劑。在選擇用于控制遺產場所微生物污染的適當藥劑時,有幾個特點,例如顯著的抗菌潛力、對附近人員的毒性最小或沒有毒性、環境污染低風險,以及不干擾藝術作品的結構組件,必須加以考慮。從世界各地用于傳統醫學的植物中獲得的天然產物(特殊代謝物),如精油(EOs),已知具有抗菌能力,盡管缺乏足夠的科學證據,但被認為或多或少對人類無害。這促進了精油在醫學、芳香療法和各種形式的消費品中的全球應用(Lahlou,2004年;Camarda等人,2007年)。由于精油主要由各種類型的化合物組成,如萜烯類、萜類、醛類、醇類等,其中許多是揮發性的(Laird和Phillips,2011),它們代表了商業合成劑的天然替代品,因為微生物不太可能產生耐藥性。

熏香抗疫(1)—來自古人的智慧

橄欖科乳香屬和沒藥屬的植物僅生長在阿拉伯半島南部(也門和阿曼)、印度、馬達加斯加、東北非洲、索馬里、肯尼亞、埃塞俄比亞和蘇丹的干旱地區,分別出產具有文化和商業重要性的乳香和沒藥的油樹膠樹脂(Baser等人,2003年;Hamm等人,2005年)。乳香和真沒藥最重要的來源是由硬化的芳香樹脂滲出物大部分是天然獲得的,或者是從乳香樹和沒藥樹樹皮的切口中獲得的。通過對這些樹膠樹脂進行水蒸餾獲得的精油通常非常稠密,具有溫暖、甜蜜和辛辣的氣味(Mikhaeil 等人,2003)。

熏香抗疫(1)—來自古人的智慧

從歷史上看,乳香和沒藥的使用可以追溯到公元前2800年,正如古埃及的醫療記錄所述,乳香和沒藥被用作熏香和香水,以及制作木乃伊用的軟膏和香膏。它們的聯合使用在《紙草埃伯斯》中有很好的記載,這是一組約公元前1500年的處方,其中它們被用于治療皮膚潰瘍和傷口(Michie和Cooper,1991年)。因此,在撰寫《圣經》時,乳香和沒藥是眾所周知的,它們被廣泛引用,被認為是最常提到的芳香樹脂(De Rapper et al.,2012)。在基督教中,黃金、乳香和沒藥是圣誕節故事的關鍵部分,因為它們是三位智者(Balthasar, Melchior和Gaspar))送給嬰兒耶穌的禮物(《馬太福音》2:11,新約圣經)。過去,在寺廟和其他禮拜場所點燃乳香和沒藥會產生煙霧,用于通過凈化空氣來減少氣味和傳染(Michie和Cooper,1991年)。乳香、沒藥蒸氣和油的抗菌特性早在公元前11世紀就已為人所知,當時蘇美爾人用沒藥治療牙齒和腸道寄生蟲,而乳香的抗菌用途可追溯到公元11世紀,當波斯哲學家和醫生阿維森納使用乳香油治療尿路炎癥和感染時(Michie和Cooper,1991年)。如今,已經開展了大量研究,支持乳香和沒藥作為免疫增強劑、麻醉劑、抗過敏劑、抗炎劑、抗風濕劑、抗焦慮劑、抗抑郁劑、抗癌劑、抗氧化劑和抗菌劑的傳統用途(Michie和Cooper,1991年;De Rapper等人,2012年;Shen等人,2012年)。

熏香抗疫(1)—來自古人的智慧

本研究的主要目的是評估熏香的體外和原位抗菌能力,以及通過水蒸氣蒸餾法從乳香和真沒藥樹脂中獲得乳香和沒藥精油的液相和氣相,以對抗從調查的教堂空氣中分離出的細菌和真菌。

2.材料和方法

2.1.實驗地點

Holy Ascension老教堂位于 Veliki Kr?imir (Gornje Zaplanje, Gad?in Han, Serbia)村莊的蘇瓦普蘭尼納山脈的西南坡上(北緯43°05′28′,東經22°12′40′)。它建于17世紀,由石灰砂漿制成的大塊磨光石(siga)構成,代表著一個細長的半球形拱頂結構(6.5×12m),帶有一個半圓形后堂,上覆山墻屋頂。沿著側墻有一對壁柱,內部分為兩個過道。教堂壁畫的碎片,包括《舊約》和《新約》中的場景,大部分仍保存在中堂、祭壇區域和西立面(Deljanin,1995年)。目前,尼什文化遺跡保護研究所的一項指令(SK305,“RS官方公報”第28/83號)將該教堂列為一個非常重要的文化遺跡。

2.2.試驗微生物分離株

2.2.1.真菌分離株和培養條件

以下真菌分離株用于測定精油和熏香煙霧的體外抗真菌效率:黃曲霉(BEOFB 313m)、黑曲霉(BEOFB 343m)、歐洲曲霉(BEOFB 381m)、枝狀枝孢菌(BEOFB1821m)、夏孢生 枝孢菌(BEOFB 1841m)、澳大利亞彎孢霉菌(BEOFB 713M)、比萊青霉(BEOFB1131m),羊毛狀青霉菌(BEOFB 1161m)和阿托血球青霉菌(BEOFB 1171m)。本研究中使用的真菌為腐性或致病性/產毒物種,分布于世界各地,主要為空氣傳播和小孢子(Florian,2004),從調查的教堂空氣中獲得(Unkovi?等人,2017年),并通過ITS的I和β-微管蛋白基因測序確定。分離株保存在低溫瓶中,溫度為1.5毫升30%甘油? 75°C(ViVar等人,2013)沉積在貝爾格萊德大學真菌培養所-生物學院(BEOFB)。分生孢子懸浮液(1.0×105 CFU /mL)根據Unkovi?等人(2018)中給出的方案制備,并儲存于?20℃。試驗前,將稀釋的接種物培養在固體MEA上,以檢查其有效性并驗證是否存在污染。

2.2.2. 細菌分離株和培養條件

使用空氣采樣器(MAS-100 Eco,Merck)從調查教堂的空氣中獲得細菌分離株,氣流設置為100 L/min。使用BHI(腦心輸液,Lab M)和TSA(胰蛋白酶大豆瓊脂,Merck)生長培養基培養細菌。分離株在30℃有氧培養24小時。在形態學分析和革蘭氏反應的基礎上,考慮對23株細菌進行進一步分析。將懸浮液調整至麥克法蘭標準濁度(0.5)(BioMérieux,Marcy-léoile),相當于約1.0×108CFU /mL。

對于分離株的分子鑒定,根據Dimki?等人(2013)所述程序的修改版本分離基因組DNA。在13000 rpm下離心過夜培養物5分鐘后,細胞重新懸浮,并在37℃下在含有200μg /mL溶菌酶(Serva GMBH)的500μL裂解緩沖液(TE,pH 7.6;50 mM TRIS;1 mM EDTA)中培養30分鐘,用于革蘭氏陽性分離株,或在500μL的TE緩沖液中加入0.5%的十二烷基硫酸鈉(SDS)和100μg/mL蛋白酶K(Sigma-Aldrich)作為革蘭氏陰性分離株。離心(13000rpm,5分鐘)后,在500μL TEN洗滌緩沖液(50 mM TRIS,pH 8;10 mM EDTA,pH 8;50 mM NaCl)中洗滌顆粒,然后添加250μL 2%十二烷基硫酸鈉和250μL苯酚-氯仿。離心步驟(13000 rpm,10分鐘)后,收集上層水相,進一步的分離步驟包括添加1/10體積的3 M醋酸鈉(pH 4.8)和1體積的異丙醇。將混合物離心(13000 rpm,15分鐘),通過乙醇沉淀法回收DNA,并將其溶解在含有1μL RNA酶混合物(10 mg/mL)的50μL TE緩沖液中。

從PCR擴增片段中確定了所選菌株的16S rRNA基因序列。使用通用引物UN116sF(GAGAGTTGGC)和UN116sR(AGGTGCG)擴增16S rRNA基因(1500 bp)。在30μL含有1.5μL模板DNA的反應混合物中進行PCR擴增;2.4μL 25mM氯化鎂(KAPA生物系統);3μL 10×KAPA-Taq緩沖液(KAPA生物系統);0.6μL dNTP(每種10mM)混合物;每種底層涂料1.2μL;1.5μL Taq聚合酶(KAPA生物系統);和19.95μL無核酸酶水(Gibso)。PCR反應在94℃下進行5分鐘的初始變性步驟,然后在94℃下進行30秒的30個循環,在50℃下進行1分鐘的引物退火,并在72℃下延長30秒,然后在72℃下進行最后的延長步驟,持續7分鐘。使用QIAquick PCR純化試劑盒KIT/250(QIAGEN GmbH)純化PCR產物,并將其發送至荷蘭的Macrogen測序服務機構進行測序。獲得的序列與GenBank數據庫(國家生物技術信息中心Blast搜索工具)中先前測序的基因進行同源性搜索,最相關的菌株類型序列用于系統發育分析。所有序列均使用在BioEdit 7.2.6中實現的Clustal W多序列比對進行比對,并使用基于成對距離矩陣的鄰接法和Kimura雙參數核苷酸替換模型在MEGA 6中構建系統發育樹。采用1000個重復的獨立重采樣方法對系統樹的拓撲結構進行了評估。

2.3. 植物材料

乳香和沒藥油樹膠樹脂(www.theplantlist.org;15.11.2017)是NOP(國家有機項目)和VOF(佛蒙特州有機農場主)認證的商業樣品(批號BC000103和CM000102),從伊斯梅爾進口有限責任公司(Burlington, Vermont)獲得,最初在索馬里蘭共和國收獲得到(http://www.boswellness.com/products/)。

2.4. 生物殺菌劑

從塞爾維亞文物保護研究所獲得了50%(v/v)的苯扎氯銨(BAC)水溶液。在實驗之前,在無菌去離子水中稀釋殺菌劑,以制備最終濃度為3%(v/v)的儲備溶液。

2.5. 精油的分離

根據《歐洲藥典》中所述的程序,使用克利文杰型儀器,通過水蒸氣蒸餾3小時,從油樹膠樹脂(65.00 g)中分離精油(歐洲藥典,第6版,2007年)。這些油在4℃的黑暗中儲存,直到進一步分析。

2.6. 燃燒熏香和提取煙霧和煙灰

使用專門為此目的設計的設備燃燒熏香和提取煙霧和煙灰。將乳香油樹膠樹脂(約5.00 g)放在木炭塊上,放在真空干燥器中的石棉網上燃燒,并在真空泵的幫助下將煙霧轉移到Drechsler瓶中,在溶劑水平下進行氣體清洗。二氯甲烷用于萃取。此外,部分煙霧以煙塵的形式沉積在真空干燥器龍頭的掛鉤上,并使用超聲波浴用二氯甲烷萃取。樣品,即溶解在二氯甲烷中的煙霧和煙灰,用于GC-FID和GC-MS分析。在相同條件下進行分析,不使用油樹脂燃燒的木炭塊用作陽性對照。

2.7 氣相色譜/質譜(GC-FID和GC/MS)分析

GC-FID和GC/MS分析使用安捷倫7890 A儀器進行,該儀器配備5975 C質量選擇檢測器(MSD)、火焰離子化檢測器(FID)和HP-5 MSI熔融石英柱(柱長30 m,直徑0.25 mm,膜厚0.25 mm)。烘箱溫度線性編程,以3℃/min的速度從60℃上升到240℃;注射器溫度為220℃;探測器溫度為300℃;傳輸線溫度為240℃。載氣為He(210°恒壓模式下為1.0 mL/min),進樣量為1μL,分流比為10:1。電子碰撞質譜(EI-MS;70 eV)是在40–550m/z范圍上獲得的。使用NIST AMDIS(自動質譜去卷積和識別系統)軟件(版本2.64.113.71)進行庫搜索和質譜去卷積和提取,保留指數(RI)校準數據分析參數設置為強水平,沒有RI的化合物將受到10%的罰函數法。RIs的實驗測定采用標準方法,包括在相同色譜條件下注入精油后的正構烷烴保留時間(tR)。搜索是針對我們自制的圖書館進行的,其中包含4972個光譜。根據GC峰面積計算鑒定化合物的相對含量。使用文獻中的數據確定并比較評估了庫中未發現的化合物。(Brieskorn and Noble,1982、1983a、1983b;Wahab等人,1987年;Dolara等人,1996年;Hamm等人,2005年;Mohamed等人,2014年)

2.8.體外抗菌活性測定

2.8.1 Broth微稀釋試驗

使用96孔微量滴定板(F-bottom,Ratiolab),通過連續稀釋技術(Hanel和Raether,1998)測定精油液相的最低抑菌濃度(MIC)和最低殺真菌濃度(MFC)。不同體積的精油,以及3:1比例的乳香和沒藥精油的混合物,溶解在麥芽提取物肉湯(MEB)中,每孔10μL分生孢子懸浮液,以達到所需的精油濃度范圍在0.1至200 mg/mL。微滴定板在25±2℃(UE500,Memmert)下培養72小時。MIC值被確定為使用雙目顯微鏡(Stemi DV4,蔡司)觀察到的無明顯生長的最低濃度。沒有可見生長的最低濃度被定義為MFC值,表明原始接種物的殺滅率為99.5%,這是通過在每孔含有100μL MEB的微滴定板上連續移種2μL,并在25±2℃下進一步培養72小時來確定的。BAC被用作陽性對照。

對于細菌分離株,使用微量肉湯稀釋法(Dimki?等人,2016年)測定MIC和最低殺細菌濃度(MBC)。第一個培養皿中精油的最終濃度為2 mg/mL使用MHB(Müller Hinton肉湯,HiMedia)進行兩次連續稀釋,所有稀釋均為三次。甲醇作為溶劑的最終濃度為10%。除了陰性對照和無菌對照外,還將抗生素鏈霉素、氨芐西林和利福平(Sigma-Aldrich)作為陽性對照進行了檢測。除無菌對照外,每孔均接種20μL細菌懸液(McFarland 0.5),最終體積為每孔200μL。最后,加入22μL Resazurin溶液(最終濃度為0.675 mg/mL向所有孔中加入Resazurin鈉鹽C12H6NNaO4,TCI),并在30℃下培養24小時。Resazurin是一種用于評估細胞生長的氧化還原指示劑。它是一種藍色、無熒光、無毒的染料,在活細胞內被氧化還原酶還原為Resorufin時會變成粉紅色和熒光(Sarkeret al.,2007)。顏色沒有變化的最低濃度被確定為MIC值。此外,通過在Müller-Hinton瓊脂平板上無顏色變化地對每個孔中的試驗稀釋液進行二次培養并培養18–24小時來確定MBC。未顯示細菌生長的最低濃度被定義為MBC值。結果以mg/ mL表示。

根據鑒定結果和獲得的MIC值,選擇了15株細菌(MK 1.5、MK 2.1、MK 2.3、MK 2.4、MK 2.7、MK 3.2、MK 5.3、MK 5.4、MK 6.3、MK 7.1、MK 7.2、MK 8.1、MK 9.1、MK 9.3和MK 9.4)來檢測乳香和沒藥的精油之間的相互作用類型(棋盤法,Schwalbe et al.,2007)。在兩個單獨的平板上分別對EOs進行兩次連續稀釋,濃度范圍為1.0至0.03 mg/mL。在一個平板上混合微孔內容物,并測試所有36種可能的濃度組合。與MIC分析一樣,向每個孔中添加20μL的細菌懸浮液(包括細菌生長控制),使每個孔的最終體積達到200μL。最后,向每個孔中添加22μLResazurin。在30°C下培養24小時后,顏色沒有變化的最低濃度再次被定義為特定精油組合的MIC值。測定了所有油的組合的協同作用、相加作用、無差異性或拮抗作用。單個油和不同油組合的MIC通過以下方式轉化為部分抑菌濃度(FIC):

化合物A的FIC=化合物A在化合物B存在下的MIC/化合物A的MIC

化合物B的FIC=化合物B在化合物A存在下的MIC/化合物B的MIC

根據每種油的FIC值計算出的分級抑制濃度指數(FICi)如下:FICi=FICA+FICB

其中,A表示乳香精油,B表示沒藥精油。FICi解釋為:FICi≤0.5時表示協同效應;FICi>0.5-1時表示加性效應;1<FICi≤4時表示顯著效應;FICi>4時表示拮抗效應(van Vuuren 和 Viljoen,2011)。

2.8.2.微大氣法

通過Maruzella和Sicurella(1960)的微大氣擴散生物測定法的改進版本,確定了乳香揮發油的揮發性階段誘導的分生孢子萌發抑制。試驗在含有5mL MEA的皮氏培養皿(?50mm)中進行。在培養基中心,注入30μL體積的分生孢子懸浮液,然后翻轉培養皿。用不同體積的精油(最終濃度為4、6、8、10和12 mg/cm3)浸泡的無菌濾紙盤(?1 mm)被放置在培養皿蓋的中心。皮氏培養皿在25±2°C下培養24小時。培養期結束后,接種皿的中心用乳酚棉藍(LCB)染色,放置蓋片,使用蔡司AxioImagerM1光學顯微鏡和AxioVision Release 4.6軟件觀察和測量隨機選擇的分生孢子的芽管。所有測量均一式三份,并以平均值±標準偏差表示。

用同樣的方法研究了菌絲體和分生孢子對熏香煙霧的敏感性。為此,將含有5mL MEA的兩套三份皮氏培養皿(?50mm)分別接種羊毛狀青霉菌和澳大利亞彎孢菌的分生孢子和菌絲體懸浮液。將接種的皮氏培養皿放置在旁膜密封玻璃容器(空氣體積為2700 cm3)中30分鐘,在此期間,在木炭煤塊上連續燃燒5.00 g乳香油樹膠樹脂。對于分生孢子萌發試驗,培養皿在25±2°C下培養24小時,而菌絲生長試驗在25±2°C下培養7天。在24小時的潛伏期后,以上述相同的方式測定分生孢子萌發抑制。另一方面,通過測量培養7天后的菌落直徑來監測菌絲生長動態。使用Pandey等人(1982)的公式計算菌絲生長抑制率(%):

抑制菌絲生長(%)=100(dc-dt)/dc

其中,dc為對照組的真菌菌落的平均直徑,而dt為熏香煙氣處理后的真菌菌落的平均直徑。

此外,還測試了乳香精油的氣相和熏香煙霧的抗菌活性。在這兩種檢測中,對于所選的17種細菌分離株中的每一種,將100μL最佳稀釋的細菌過夜懸浮液分四次接種在MHB瓊脂平板表面。用360μL或180μL精油(分別為12 mg/cm3和6 mg/cm3)浸漬濾紙盤(?10 mm)放置在培養皿蓋上(?85 mm),而對照組缺少精油。對于涉及香熏的分析,將接種有細菌最佳稀釋液的MHB瓊脂板置于玻璃容器中,并將其暴露于木炭煤上燃燒香熏(5.00 g)中30分鐘,在此期間,容器用封口膜密封。在這兩種分析中,培養板在30°C下培養48小時,CFU/mL計算對照菌株和處理菌株的。

2.9 原位抗菌活性

使用符合教堂環境的芳香氣味室,研究了乳香精油和熏香煙霧的原位抗菌潛力。圣器室(墻壁上的壁畫孔,尺寸:40(寬)×55(高)×32(深)厘米)用于模擬原位條件和測試精油。在實驗之前,通過被動沉降法(Omelyansky,1940)估計了圣器室空氣中的微生物污染水平。將富含鏈霉素的MEA和M40Y(麥芽酵母40%蔗糖瓊脂)和MHA(Müller Hinton瓊脂)的復制培養皿(不含和含有制霉菌素(MHA+N))置于圣器室中,并暴露于正常氣流中30分鐘,以分別分離真菌和細菌。6小時后進行原位處理,在此期間,正常的日?;顒雍蜌饬髟试S重新建立空氣微生物群的含量。在這段時間之后,在環境溫度(24.8±0.14°C)和相對濕度(41.65±0.49%)的條件下,將2mL的乳香精油在圣器室中蒸發30分鐘,同時使用開放式的MEA、M40Y、MHA和MHA+N皮氏培養皿。圣器室用聚乙烯板密封在涂層塑料框架上,立即設置精油和皮氏培養皿,從而形成一個芳香氛圍(用飽和精油)。在實驗室條件下,預防接種的皮氏培養皿在25±2°C下培養7天,然后計數生長的真菌和細菌菌落。每立方米空氣的CFU數(CFU /m3)根據Omelyansky(1940)公式估算:

N =5a x 10 4(bt) -1

式中,N為真菌/細菌CFU /m3,a為每個培養皿的真菌/細菌菌落數,b為培養皿表面(cm2),t為暴露時間(min)。

為了評估熏香煙霧的原位抗菌能力,重復了實驗,但有幾個不同之處:(1)熏香在帶有密封窗戶和門的中殿燃燒,以防止意外氣流,并允許形成芳香氛圍;(2) 將約5.00 g樹脂放在木炭煤塊上,燃燒至自熄;(3) 在煙霧處理前后,使用MAS-100生態空氣采樣器(100L-min?1)對空氣中的真菌和細菌進行采樣;(4)根據Feller(1950)校正真菌和細菌菌落計數值,并乘以10,表示為CFU /m3。

2.10 統計分析

獲得的數據進行方差分析(ANOVA)和分離使用乳香的氣相和熏香進行處理時的平均值CFU/mL。除此之外,還使用Tukey的HSD測試分析了不同濃度的乳香精油和苯扎氯銨揮發物對分生孢子萌發的抑制百分比。在P<0.05時,這些值被認為是顯著的。所有稀釋液分四次重復測試,重復兩次。采用統計學的一般程序進行統計分析版本7(StatSoft,Inc.)和IBM SPSS統計軟件版本20(SPSS公司)。

3.結果和討論

3.1精油的化學成分

乳香和沒藥油樹膠樹脂的精油[產率分別為2.28%和0.32%(w/w)]透明且有強烈的氣味。通過GC-FID和GC-MS分析,檢測到57種化合物(98.99%),其中56種被鑒定出,占乳香精油的98.84%(痕量中發現10種化合物)。另一方面,在沒藥精油中發現了40種化合物(98.87%),其中37種被鑒定出,占揮發油的98.19%(痕量中發現了2種化合物)。表1按洗脫順序列出了所有化合物。乳香精油中以單萜烯類為主(87.51%),而沒藥精油中以倍半萜烯類為主(58.76%)。乳香精油以占比極高的α-蒎烯(38.41%)和月桂烯(15.21%)為特征成分,其次是香檜烯(12.13%)和檸檬烯(6.24%)。沒藥精油中最主要的化合物是莪術呋喃-1,3-二烯(17.65%),其次是莪術烯(12.97%)、β-欖香烯(12.70%)、大根香葉烯B(12.15%)、大根香葉烯D(9.13%)、大根香葉烯A(5.87%)和香樟烯(5.34%)。

結果表明,乳香精油富含單萜烯類化合物(88.73%),而沒藥精油富含倍半萜烯類化合物(58.76%)。另一方面,乳香精油的倍半萜烯類化合物含量較低(7.53%),而沒藥精油的單萜烴含量較低(0.34%)。眾所周知,揮發精油的定量和定性組成決定了精油的特性,即反映在它們的抗菌活性上(Laird和Phillips,2011;Ali等人,2008)。此外,精油的化學成分取決于植物的基因型,以及各種環境因素,如氣候、收獲時間和儲存條件(Mejri等人,2010年;De Rapper等人,2012年)。到目前為止,已經對乳香精油的組成進行了大量研究,單萜烯類化合物通常被報道為主要化合物(Baser等人,2003年;Camarda等人,2007年)。在我們的工作中,乳香精油的組成與早期對索馬里乳香精油進行的研究結果具有可比性。幾種化合物的存在明顯相似,如α-蒎烯、香檜烯、檸檬烯、α-側柏酮和對傘花烴(Abdulwahab等人,1987年;Chiavari等人,1991年),而在Wang等人(1993年)的研究中,乙酸辛酯和辛醇占主導地位。月桂烯是所研究的精油中的主要化合物之一,因此月桂烯的含量存在差異,但總體而言,月桂烯的含量相較于其他組分更高。

所研究的沒藥精油的特征是倍半萜烯類含量高(58.76%),含氧倍半萜烯含量也相對較高(38.25%)。早期的研究也表明,沒藥油的特點是倍半萜的烯烴化合物和含氧倍半萜的含量高,但不含單萜烯烴化合物(Abegaz et al.,1989)。報道的主要成分包括α-欖香烯、7-異丙基-1,4-二甲基-2-澤瀉醇、莪術烯、大根香葉-1(10)7,11-三烯-15-油酸、8,12-環氧-6-羥基-?-內酯、δ-欖香烯、δ-新丁香烯、大根香葉烯B和佛術烯(MortezaSemnani和Saeedi,2003)。此外,Marongiu等人(2005年);Baser等人(2003年)表明,埃塞俄比亞的沒藥精油的主要化合物為莪術呋喃二烯-1,3-二烯、呋喃二烯、莪術烯、香樟烯和α-欖香烯。其中,莪術呋喃-1,3-二烯、莪術烯、δ-欖香烯、香樟烯和大根香葉烯B都是在我們的研究和上述研究中發現的化合物。

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3.2. 熏香煙霧和煙灰中的化學成分

通過GC-FID和GC-MS分析,(乳香油樹脂)熏香的煙霧和煙灰中共含有34種化合物。在煙霧中檢測到12種化合物(100%),22種化合物(99.9%)。在22種煙灰化合物中,有2種(99.0%)被鑒定出來。表2按洗脫順序列出了所有化合物。結果表明,香熏煙霧中以單萜烯烴為主(99.4%)。此外,煙霧的特征成分是占比極高的α-蒎烯(68.6%),其次是香檜烯(9.9%)和α-側柏烯(7.0%)。在熏香煙灰中,含氧二萜類化合物占主導地位(47.3%),其次是三萜烯類化合物(25.3%)、二萜烯類化合物(10.2%)和倍半萜烯類化合物(7.2%)。香熏煙灰化合物中最主要的化合物是因香酚(28.6%),其次是異因香酚(18.7%)、24-降烏蘇-3,12-二烯(9.1%)、24-降烏蘇-3,9(11),12-三烯(6.4%)和新松柏烯(5.7%)。燃燒沒有任何化合物的木炭煤作為陽性對照,在相同條件下進行分析。

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據我們所知,之前只有兩次嘗試分析熏香煙霧的化學成分,而此處首次使用第2.6節中所述的方法測定殘余煙灰的化學成分。Pailer等人(1981a、1981b、1981c)通過真空蒸餾從乳香樹脂的乙醚提取物中收集熱解產物;然而,這些研究的結果并不適用,因為條件不同于日常教會儀式中觀察到的情況。另一方面,Basar(2005年)的研究結果與本文所述的結果具有可比性,因為在這兩種情況下,燒香的方式與教堂中燒香的方式相似。據報道,通過固相吸附測定,并通過GC和GC-MS研究,在紅熱木炭上燃燒乳香樹脂所形成的煙霧由因香酚(22.8%)、乙酸因香酯(15.5%)、乙酸辛酯(10%)、輪狀聚傘花-4(20),7,11-三烯(9.3%)、1-辛醇(4.0%)、松柏烯A(3.7%)和松柏烯 C(1.5%)(Basar,2005年)。盡管在煙灰中檢測到了因香酚(28.6%;最主要的化合物)和松柏烯A(2.5%),但我們研究的煙霧中沒有所報道的化合物。我們的研究與Basar(2005)的研究有相似之處,α-蒎烯是乳香精油和熏香煙霧中的主要化合物;但煙霧中含量更高(68.6%)。香檜烯也是主要化合物之一(9.9%)。另一方面,煙灰中主要是含氧二萜類化合物,而精油和煙霧中缺少這類特殊的代謝物。這是因為二萜是植物樹脂不可分割的一部分,這是因為它們的化學結構和物理特性(較大的分子具有較高的分子量),這使得它們具有較高的沸點和較低的氧化速率,并有利于植物樹脂粘性的形成。在其他地方,已經證明24-降烏蘇-3,12-二烯(24.45%)和因香酚(22.55%)是乳香油樹膠樹脂的主要化合物(Ammar等人,2013)。我們還發現因香酚(28.6%)和24-降烏蘇-3,12-二烯是乳香煙灰的主要成分。

3.3. 真菌對精油液相的敏感性

表3總結了八種致病和產毒真菌分生孢子期的乳香精油和沒藥精油的MIC和MFC值。在微量肉湯稀釋法中,高MIC值(12.5–150 mg/mL)和MFC值(25-185.5mg/mL)表明,沒藥精油的抗真菌活性較低。歐洲曲霉是最易受沒藥精油處理得到的分離株,當濃度為25 mg/mL時,這種真菌的生長完全受到抑制。另一方面,最具耐藥性的分離株是比萊青霉。迄今為止的幾項研究已經證實,酵母菌,即白色念珠菌、新型隱球菌和釀酒酵母,對沒藥精油的液相敏感(De Rapper等人,2012年;Mohamed等人,2014年)。到目前為止,只有Prakash等人(2012年)報告了各種絲狀真菌的敏感性,這也是本次研究的主題。上述研究展示了沒藥精油對九種食源性霉菌的體外抗菌研究結果,其中包括黃曲霉、黑曲霉和枝狀枝孢菌。對于給定的分離株,同樣通過微量稀釋法測定的MIC值在2.5至3.5μL /mL的范圍內。不幸的是,由于這種油的產量極低(0.32%),因此沒藥精油在原位抗菌的能力缺乏成本效益,因此無需進一步考慮。

與沒藥精油相比,乳香精油的液相抗真菌活性顯著增強。對于大多數分離株,兩種受試精油之間的MIC和MFC值存在顯著差異,最顯著的是枝狀枝孢菌和夏孢生枝孢菌。一般而言,MIC值和MFC值的范圍為10至120 mg/mL用于測試的微真菌。黃曲霉被證明是最具耐藥性的分離株,其MIC和MFC值為120 mg/mL。另一方面,最敏感的真菌是球孢枝孢菌(MIC和MFC值為10 mg/mL ),以及枝狀枝孢菌和羊毛狀青霉(MIC分別為10 mg/mL和30 mg/mL )。受試枝孢菌分離株的顯著敏感性對于乳香精油原位抗菌應用的潛力尤其重要,因為通過掃描電鏡觀察到,在Holy Ascension老教堂壁畫的高度退化區域,枝孢菌樣生殖結構在地下大量存在(Unkovi?等人,2015b,2016)。雖然通常具有更強的抗真菌活性,但乳香精油對阿托血球青霉、羊毛狀青霉和歐洲曲霉的作用略弱于沒藥精油。與沒藥精油相比,乳香精油的抗真菌活性得到了更大程度的研究,之前的研究均勻地集中在酵母和絲狀真菌對精油處理的敏感性上(Prakash et al.,2014)?;谄涓弋a率(2.28%)和低MIC和MFC值,選擇乳香精油作為進一步研究原位抗菌應用的合適候選物。從Boswellia油樹膠樹脂中分離得到的精油其抗真菌活性來自于檸檬烯、芳樟醇和α-松油醇(Carson and Riley,1995;Pattnaik等人,1997;Aggarwal等人,2002),這些化合物也存在于本文研究的精油中。

乳香和沒藥精油以3:1的比例混合,與各自的油相比具有更強的抗真菌活性(表3)。記錄的MIC和MFC值范圍為4至100mg/mL對治療最敏感的真菌是夏孢生枝孢菌(MIC和MFC為4 mg/mL) 其次是枝狀枝孢菌(MIC為4 mg/mL)和10 mg/mL的MFC?1)和歐洲曲霉(MIC為4mg-mL?1和MFC20mg/mL) 另一方面,黃曲霉的MIC和MFC值為100 mg/mL,是最不敏感的分離株?;旌暇惋@示出協同作用(枝狀枝孢菌和夏孢生枝孢菌)和添加劑(歐洲曲霉和比萊青霉)特性,未觀察到拮抗作用。對于其余的受試曲霉菌和青霉菌,精油之間沒有相互作用的記錄。

在肉湯稀釋法中,所有研究精油的抗真菌活性潛力表現得比陽離子表面活性季銨鹽化合物BAC弱,BAC用作陽性對照。對于這種商用殺菌劑,MIC和MFC值在0.15至0.75 mg/mL范圍內(表3)。黑曲霉和羊毛狀青霉最易受BAC處理的影響,在0.15mg/mL濃度下達到殺菌效果,而最具耐藥性的菌株是歐洲黑曲霉和黃曲霉(MIC和MFC為0.75 mg/mL ). 這種由低濃度的BAC引起的分生孢子萌發損失與關于這種氮基殺生物劑抗真菌活性的已發表數據完全一致(Tortorano等人,2005年;Vijayakumar等人,2012年;Xu等人,2013年;Unkovi?等人,2015a)。通過對堿性季銨鹽化合物的配方進行各種修改而產生的許多殺菌劑產品,被BPD批準用于保護文化遺產古跡,因為它們相對環保(Cooke,2002),并且經常用于保護壁畫(DiazHerraiz et al.,2013)。然而,Scheerer等人(2009年)建議限制使用氮基殺菌劑,因為一些微生物團體可以將其用作氮源,因此有利于再融合。此外,持續使用相同的殺菌劑可導致受試微生物的敏感性降低,這一趨勢已在BAC中得到報道(To等人,2002年;Langsrud等人,2003年)。盡管精油通常效果較差,但由于其可生物降解的性質,以及精油本質上代表了多種協同作用的主要和次要成分的混合物,因此預計精油比合成殺菌劑更有優勢,從而最大限度地降低耐藥真菌菌株發展的可能性(Saxena和Mathela,1996年;Shaaban等人,2012年)。

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3.4. 真菌對精油氣相的敏感性

Maruzella和Sicurella(1960)描述的標準化微大氣方法最初是為了闡明菌絲體對受試制劑蒸汽的敏感性,在芳香氛圍中形成的真菌菌落直徑被視為判斷抗真菌活性的標準(Lang和Buchbauer,2012)。然而,由于空氣傳播的分生孢子是文化遺產的主要污染源之一,因此決定測試所選精油的氣相部分對分生孢子萌發的影響。圖1顯示了由乳香精油氣相階段誘導的分生孢子萌發抑制百分比。在所有受試精油濃度下,在枝狀枝孢菌和夏孢生枝孢菌中觀察到完全抑制分生孢子萌發(100±0.0%),從而證實了通過微量肉湯稀釋法得到的這些分離株對乳香精油的顯著敏感性。在最大試驗濃度(12 mg/cm3)下,對羊毛狀青霉(99.38±1.6%)、比萊青霉(95.37±1.6%)和歐洲黑曲霉(100.0±0.0%)也有相同的分生孢子萌發抑制作用,但沒有統計學上的意義。在最高精油濃度下觀察到對黑曲霉的最佳抑制(66.71±1.51%),而在相同濃度下觀察到對阿托血球青霉菌和黃曲霉的無統計學意義的活性。雖然Udomsilp等人(2009年),但之前還沒有用這種方法研究過真菌對精油氣相的敏感性;Ljaljevi? Grbi?等人(2011年)研究了與藥用植物中的精油接觸對幾種食源性真菌孢子萌發的影響,以及從尼泊爾海棠葉表面和種子中分離出的真菌,而Stupar等人(2016年)則證明了乳香精油的氣相部分對從文化遺產中分離出的真菌菌絲體的中度抗真菌作用。

我們的研究結果與最近公布的數據一致,這些數據強調精油的氣相比液相更有效,因為它們在較低濃度下具有更強的活性,并且由于其揮發性可用于更廣泛的環境,例如作為空氣去污劑(Laird and Phillips,2011)。我們的結果與Inouye等人(2006年)的結果一致,他們證明,對于由醇、酮、酯、氧化物和碳氫化合物組成的精油,主要的抑制作用來自蒸汽。有人認為,氣相的較高抗菌潛力是由于液相中親脂性分子的結合,從而形成膠束并抑制精油附著到微生物上,而氣相允許組分自由附著并插入細胞膜富含脂質的部分,從而破壞了它的功能(Inouye等人,2000和2003年)。盡管如此,與大量證據表明精油液相的有效性相比,精油氣相的抗菌潛力研究相對較少,盡管它最近尤其是在文化遺產保護領域,受到了越來越多的關注。

在相同濃度的殺菌劑(12 mg/cm3)下記錄了羊毛狀青霉菌對分生孢子萌發抑制作用的比率為(77.27±2.59%),其次是歐洲曲霉(72.32±2.57%)和枝狀枝孢菌(72.43±3.93%)。在最高濃度的殺菌劑下,夏孢生枝孢菌和比萊青霉菌的活性在統計學上不顯著。較低濃度的殺菌劑,4和6mg/cm3,在黑曲霉和枝狀枝孢菌中沒有表現出對分生孢子萌發的抑制,而黃曲霉在所有研究濃度下都具有完全抗性。兩次應用分析結果之間的差異可歸因于殺菌劑與微大氣中的分生孢子缺乏緊密接觸,液相和殺菌劑揮發性部分的作用機制不同,或者在環境溫度下BAC的蒸發率顯著降低。

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圖1. 不同濃度(mg/cm3)的乳香精油和苯扎氯銨(BAC)氣相部分對分生孢子萌發的抑制程度(%)。同一字母后各測試濃度內的不同抑制方式無顯著性差異(Tukey的HSD試驗,P<0.05)。分生孢子萌發抑制率的平均值和標準誤差如圖所示。

3.5. 熏香煙霧的抗真菌潛力

采用改進的微大氣擴散法,在兩種選定的微真菌上評估了菌絲體和分生孢子對燒香煙霧的敏感性:具有小球形分生孢子的羊毛狀青霉;澳大利亞銀魚狀枝孢菌,一種真菌代表并具有大的黑色素化多節分生孢子。在這兩種處理過的菌株中,菌絲體對熏香煙霧的敏感度相同,對羊毛狀青霉的生長抑制率為47.27±2.29%,對澳大利亞銀魚狀枝孢菌的生長抑制率為44.75±1.51%。除了較小的菌落直徑外,培養物中未觀察到其他形態生理學變化。

經過30分鐘的煙霧處理,羊毛狀青霉分生孢子的萌發完全受到抑制(100±0.0%),而澳大利亞銀魚狀枝孢菌的萌發受到高度抑制(92.65±1.56%),其特征是出現了長度為10.78±2.13μm的微小芽管。在后者中,由于機械和化學影響,從煙霧中排出的一層薄薄透明的蠟狀層阻礙了芽管的正常形成和菌絲生長。大分生孢子具有終末萌發和強健的菌絲,是觀察點燃熏香煙霧誘導的抑制作用的理想材料。這些結果表明,精油的抗菌性能也存在于熏香中(以α-蒎烯為主的化合物,在兩種菌中分別占38.41%和68.6%),這表明需要進一步研究。

3.6. 細菌分離與系統發育分析

通過形態學分析和革蘭氏反應,選擇了23株空氣中的細菌菌株,并用于進一步的分子鑒定。根據BLASTn分析,基于16S rDNA,至少有15種不同的物種被確認存在?;诰闙K 2.1和MK 3.2核苷酸序列的相似性,系統發育重建將它們與沙芬西芽孢桿菌NBRC 100820(NR_113945)和短小芽孢桿菌NBRC 12092(NR_112637)聯系起來,具有相同的識別率(99.5%)。然而,Bootstrap共識樹(數據未顯示)表明,分離株MK 2.1與短小芽孢桿菌更相似。分離株MK 1.3、MK 1.4、MK 6.3和MK 7.2也獲得了類似的結果,這些分離株被鑒定為藤黃微球菌NCTC2665(NR_075062)或蘆薈微球菌AE-6(NR_134088)。進行的BLASTn分析表明,MK 7.2更可能是蘆薈微球菌(最高和總分:2122;查詢覆蓋率:99%,E值:0.0;縮進率:99.4%)。此外,一些分離株被歸類為單純芽孢桿菌LMG11160(NR_114919)(MK 1.1、MK 2.5、MK 4.1和MK 9.3);或污染芽孢八疊球菌CCUG 53915(NR_116955)(MK 1.2、MK 2.7、MK 3.6和MK 6.1)。在系統發育分析中,其余的分離株形成了一個由高Bootstrap值支持的單一分枝,這些分離株與來自相同或其他屬的物種最為相似,如圖2所示。

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圖2. 基于16個S rDNA序列(1500 bp)的鄰接系統發育樹顯示了23個受試菌株與相關參考菌株之間的關系。大于50的引導值(以1000次重復的百分比表示)將顯示在分支點。每條線表示遺傳距離為0.05。

3.7. 細菌對精油液相的敏感性

對所有受試菌株測定兩種精油的MIC和MBC值。獲得的MIC值在0.06至2 mg-mL范圍內?1,沒藥精油中幾乎所有的分離株都更敏感(表4)。乳香精油的最低MIC值記錄為內部寄生冷桿菌(0.06 mg/mL),類棒菌狀紅球菌(0.25mg/mL),而其余菌株則更具耐藥性。對分離株MK 1.3(>2.00 mg/mL)測定了乳香精油的最高MIC值。MBC值是MIC值的兩倍以上,濃度高于2mg-mL?1.大多數分離株,尤其是微球菌屬、芽孢桿菌屬和芽孢八疊球菌屬,在沒藥精油中表現出良好的敏感性,MIC值通常在0.06至0.19 mg/mL之間,這與受試抗生素的作用相當。MBC值是MIC值的兩倍甚至更多倍,但與乳香精油中的 MBC值相比顯著更低。在本試驗中,內部寄生冷桿菌(MK 5.4)是對這兩種精油最敏感的菌株,并且對氨芐青霉素(0.2mg/mL)非常耐藥,而短小芽孢桿菌(MK 2.1)、解淀粉芽孢桿菌(MK 2.4)和辛德勒不動桿菌(MK 9.1)的分離株對這兩種油最具耐藥性。有趣的是,分離株MK 9.4(屎腸球菌)(0.06 mg/mL)對沒藥精油敏感,同時對氨芐青霉素和鏈霉素有中度耐藥性。甲醇作為溶劑(對照)沒有抗菌活性。所有受試菌株對抗生素均表現出良好的敏感性(濃度范圍為0.003-0.40mg/mL),但少數對氨芐青霉素和鏈霉素表現出耐藥性(表4)。利福平對所有菌株而言有著最低的MIC值(0.03–0.013 mg/mL)。

在兩項獨立的研究中,Mohamed等人(2014、2016年)證明了幾種革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌對沒藥精油抗真菌實驗的顯著敏感性,MIC值在2-5μL/mL和100-1000 μL/mL之間。一份沒藥精油的商業樣品進一步證實了其良好抗菌活性(Maree等人,2014年)。Saeed和Sabir(2004)表明,在從印度沒藥精油中分離的七種倍半萜類化合物中,莪術烯對多種革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌表現出最有效和持久的抑制活性。這一點很重要,因為在我們的沒藥精油中,莪術烯是第二主要的化合物(12.97%)。

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為了確定每種精油對抗菌活性的貢獻,并確定它們之間的協同或拮抗作用,36種不同的精油濃度組合(1.0–0.031mg-mL?1)使用棋盤法(補充表1)進行調查。根據物種水平的差異或獲得的MIC值,共選擇了15個菌株。MIC結果轉化為FIC和FIC指數,用于定義相互作用的性質和類型。對于所有受試菌株,兩種精油在不同組合中的最低濃度如表5所示。測試的組合顯示了所有類型的相互作用,并對五個菌株(MK 2.1、MK 2.4、MK 3.2、MK 5.3和MK 9.1)的協同作用進行了評分。有趣的是,分離株MK9.1是最具耐藥性的菌株之一,其濃度比測定單個MIC值時記錄的濃度低得多,顯示出協同效應。與MK 2.1相反,MK 2.4和MK 3.2(屬于腐生芽孢桿菌物種)抑制類棒狀紅球菌MK5.3和辛德勒不動桿菌MK 9.1被稱為機會性人類病原體(Dortet al.,2006;Kitamura et al.,2012),這表明了所得結果的重要性。在大多數情況下,當乳香精油的濃度為0.031 mg/mL時,會產生協同作用;或在沒藥精油0.031-0.063mg/mL的濃度之間。三個分離株(MK 1.5、MK 8.1和MK 9.3中檢測到相加作用,只有兩個分離株(MK 5.4和MK 7.1)檢測到拮抗作用,而在分離株MK 2.3、MK 7.2和MK 9.4中,在任何油濃度組合下均未記錄到任何類型的相互作用。

本文給出的結果表明,與單一精油的作用相比,乳香精油和沒藥精油的組合被證明對真菌和細菌都更有效。自公元前1500年起,乳香精油和沒藥精油就被用于醫療目的,但在DeRapper等人(2012)的研究之前,沒有進行任何研究來證實混合油有更強抗菌作用。盡管在任何組合中均未檢測到乳香精油,但作者確實驗證了各種乳香和沒藥物種獲得的混合精油的增強抗菌效果。在所有測試的精油組合中,構樹乳香和沒藥對致病性新型隱球菌和綠膿桿菌的總體相互作用最好。

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3.8. 細菌對精油揮發相和熏香煙霧的敏感性

為了測試乳香精油揮發相和熏香煙霧的抗菌活性,對17個選定菌株進行了改良的微大氣生物測定。與微量稀釋法相反,精油液相的MIC值更高,乳香精油的氣相和熏香的抗菌活性顯著增強(表6)。與相應的對照組相比,精油和熏香煙霧對七種分離株(MK 1.1、MK 1.5、MK 2.7、MK 5.3、MK 6.1、MK 6.3和MK 9.3)的殺菌效果具有統計學意義的顯著性。大多數分離物屬于芽孢桿菌屬和芽孢八疊球菌。在這種情況下,在所有測試稀釋液中觀察到完全沒有細菌生長??偟膩碚f,對所有分離株的最佳處理是在精油蒸汽12mg/cm3時完成。暴露在煙霧中表明,對于其余的分離株,在統計學上存在顯著差異,但記錄的CFU/ mL與對照組相比有所減少,在大多數情況下,指數符號較低。菌株MK 9.1(辛德勒曲霉菌)和MK 7.1(馬葡萄球菌)的不敏感性被記錄下來,這并不意外,因為在之前的試驗中沒有表現它們的協同作用。通過Chrom Biodip生物自動圖譜測試評估,之前只有Basar(2005)證明了熏香煙霧對枯草芽孢桿菌具有良好的抗菌作用。除松柏烯衍生物和乙酸因香酯外,輪狀聚傘花-4(20),7,11-三烯也認為具有抗菌作用。

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3.9. 乳香精油和熏香煙霧的原位抗菌應用

進行的預處理空氣微生物調查顯示,中殿和圣器室都存在相當程度的微生物空氣污染(圖3)。由于在夏季的高峰期進行了現場試驗,因此這些高值(中殿4798.94±512.42–6103.13±914.86 CFU/ m3,圣器室1455.17±37.69–2198.92±67.49CFU/ m3)符合季節性趨勢。眾所周知,在氣候溫和的地理區域,微生物繁殖體的最大濃度通常出現在相對濕度最高的夏季或秋季(Montacutelli等人,2000年)。目前,對于文化遺產場所空氣中微生物繁殖體的最大允許濃度,沒有普遍認可和接受的標準;然而,根據Cappitelli等人(2009);Nunes等人(2013年);Micheluz等人(2015年)給出的標準,Holy Ascension老教堂的中殿和圣器室中空氣的微生物污染程度是最大允許濃度的幾倍。

用乳香精油蒸汽處理圣器室中的空氣半小時后,空氣傳播中的活真菌數量減少了45.39±2.83%(M40Y)和35.61±2.12%(MEA),而細菌數量減少了51.21±3.47%(MHA)和67.56±3.12%(MHA+N)(圖3)。這些結果與體外記錄的良好抗真菌和抗菌活性一致。在精油處理之前,仔細注意選擇合適的應用方法、處理時間和精油濃度??紤]到精油在氣相中的抗菌潛力,其他方法也存在問題,因此選擇自然蒸發作為分散精油的方式。加熱會增加蒸發率,精油的抗菌效果會受到影響,因為其某些成分可能會被改變或破壞(Su等人,2007年)。另一方面,由于酚類化合物在水中的溶解度很差,并且羥基化合物的揮發性降低,因此使用空氣洗滌器不是分散精油蒸汽非常有效的方法,而香薰燈的使用并不方便,因為揮發物可以從高揮發性單萜烯類化合物轉變為低揮發性單萜烯醇和倍半萜烯類化合物(Oberhofer等人,1999年;Sato等人,2006年)。根據公布的數據,決定讓精油自然蒸發30分鐘,這些數據表明,在蒸發開始后的這段時間內,大多數揮發性有機化合物的最高排放量才被記錄為精油的抗菌活性(Su等人,2007)。最后,對于液相或氣相的原位抗菌應用,需要比在體外獲得MIC、MFC和MBC值時更高的精油濃度,因為在培養基中測試時,精油通常是更有效的抗菌劑,并且需要更高的濃度才能在原位產生相同的效果(Laird和Phillips,2011)。

在減少微生物空氣污染方面,香熏處理比精油蒸汽處理更有效,活真菌數量減少78.95±1.87%(M40Y)和80.43±2.07%(MEA),細菌數量減少53.33±1.86%(MHA)和91.43±1.26%(MHA+N)(圖3)。這些結果為最初的假設提供了一個新的實踐維度,即空氣凈化是通過重要的傳統燒香儀式實現的。

熏香抗疫(1)—來自古人的智慧

圖3. 用a.乳香精油(EO)蒸汽;b.點燃熏香的煙霧處理空氣中的活真菌(F)和活細菌(B)繁殖體的原位抗菌還原。

4.結論

從具有眾所周知且有文獻記載的傳統用途的乳香樹脂和沒藥樹脂中得到的精油,其抗菌性能的研究表明,乳香精油和沒藥精油作為天然抗菌劑具有潛在的能力。盡管具有很高的抗菌潛力,但沒藥精油的產量太小,無法證明任何潛在的原位抗菌應用。相反,乳香精油的氣相及其熏香在減少空氣中真菌和細菌繁殖體的數量方面取得了顯著的效果,從而表明它們可能被用作除日常儀式之外的神圣環境中偶爾進行空氣凈化的一種手段。

“牢記古人的智慧,在本文中,我們通過提供證據證明乳香精油和點燃其熏香的煙霧具有強大的抗菌活性,從而證明了熏香在宗教儀式之外的價值。這一證據表明,它們可能在神圣的氛圍中用作凈化空氣?!?-作者

翻譯:蔡尉彤

編輯校對:Tao Feng

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