柠檬烯的作用（柠檬烯的用途）

　　柠檬烯功能多样，近些年在农药领域应用越来越多。本文分析了柠檬烯3种异构体的结构和理化性质，总结柠檬烯杀虫、杀螨、抗菌、除草等多方面生物活性及其作用机理，为该化合物作为天然源农药开发应用提供理论基础。

　　柠檬烯又称苎烯，为单萜类化合物，是植物精油中的一种常见成分，主要存在于柑、甜橙、柠檬、橘、葡萄柚、金柑等柑橘类水果中，也存在于其他植物（如薄荷、樟脑、杉油、松针、留兰香）中。该物质为无色油状液体，气味芳香，类似柠檬的香味。柠檬烯功能多样，具有抗菌抑菌、抗炎症、抗氧化、抗肿瘤、降低肝脏损伤、祛痰平喘、利胆溶石、防腐保鲜等多种作用，常用于医药、食品加工、日化等多个领域，相应的研究报道也较多。

　　柠檬烯的杀螨作用

　　柠檬烯及其相关精油不仅具有多种杀虫作用，对叶螨的活性也比较显著。

　　柠檬烯、α-萜烯和对伞花烃是藜科植物土荆芥精油的主要成分，对二斑叶螨和苹果全爪螨成螨具有极强的生物活性，效果甚至优于阿维菌素。胡军华等研究了柑橘提取物中主要杀螨活性成分，发现柑橘乙醇提取物的杀螨活性最高，果皮提取物的杀螨活性高于种子；果皮和种子中乙醇和乙酸乙酯提取物通过GC-MS分析共鉴定出35种成分。其中，柠檬烯含量最高，与柠檬醛、4-松油醇、芳樟醇共占提取物含量的85%以上；柠檬烯杀螨活性高于柠檬醛、松油醇、芳樟醇、β-蒎烯，说明以这些物质为主要有效成分的柑橘提取物类杀螨剂的研发具有良好的发展前景。

　　植物精油的毒力与单一组分的活性之间会存在差异。迷迭香精油对大豆和番茄上饲养的二斑叶螨雌成螨24 h的LC50分别为10 mL/L和13 mL/L，引起100%死亡率对应的浓度分别为20 mL/L和40 mL/L，但用20 mL/L精油中对应的D-柠檬烯的浓度（D-柠檬烯在迷迭香精油中的体积百分含量3.7%）处理二斑叶螨后，其对大豆和番茄二斑叶螨品系的死亡率分别只有8%和24%。说明精油各组分之间具有协同增效作用。

　　赵莉蔺等总结发现，植物精油的杀螨活性多样，对二斑叶螨有致死作用，对朱砂叶螨有杀死和忌避作用，并且使成虫产卵量减少。本课题组对D-柠檬烯的杀螨活性进行了较系统的研究，发现D-柠檬烯对柑橘全爪螨的急性毒杀作用并不明显，但对叶螨种群的繁殖具有较好的控制作用，表现出杀卵、抑制产卵等作用方式，并对几种重要化学杀螨剂具有较明显的协同增效作用。

　　由于柠檬烯的安全性和高选择性，韩国用柠檬烯进行熏蒸，防治蜜蜂寄生螨，可节省劳动力，保证蜂蜜的产量。同样，因柠檬烯对微小牛蜱具有很高的致死作用，并能抑制卵的孵化，可用于畜牧业防治动物体外的螨虫。

　　柠檬烯抗菌、除草及其他作用

　　柠檬烯在食品领域的抗菌活性研究较多，而其对农业病原菌也具有抗菌活性。

　　Rodríguez等研究发现，柠檬烯的存在与柑橘类水果的抗病性存在关联。用含有D-柠檬烯的单层脂质体包裹蓝莓，可防止灰葡萄孢菌和青霉病菌、大肠杆菌、李斯特菌等引起的水果腐烂、变坏。

　　Lee等研究了不同单萜和倍半萜对水稻白叶枯病的抑制作用，先用化合物处理水稻幼苗再接种病原，结果发现感病的水稻植株通过上调柠檬烯合成基因，产生出(S)-limonene，抑制白叶枯病的发生。此外，柠檬烯可以抑制黄曲霉毒素菌株的产生。250 μg/mL的抑制活性高于柚子和甜橙精油（其主要成分为柠檬烯）。

　　除杀菌活性外，柠檬烯也有除草作用。Jalaei等研究了采集于伊朗的大叶青兰花精油的化感作用和杀虫活性，结果发现，以柠檬烯和柠檬烯-10-醛为主要成分的精油对反枝苋和藜两种杂草的种子萌发和幼苗生长具有抑制作用。青柠精油也具有除草活性，其主要成分是柠檬烯（40.92%）和柠檬醛（27.46%）；在0.10～1.50 mg/mL浓度范围内，青柠精油、柠檬烯、柠檬醛能影响野燕麦、稗草、小子虉草的种子发芽、胚芽鞘生长和根长，但柠檬烯的活性较柠檬醛低。

　　此外，柠檬烯还是一种良好的溶剂，可以清除农药残留，去除率高于自来水。R(＋)-柠檬烯对异尖线虫具有显著的生物活性，因其对人畜安全，可用于海产品加工中防病除虫，表现出广阔的应用前景。

　　柠檬烯的作用机制

　　关于柠檬烯的杀虫机理，有文献提到柠檬烯通过破坏昆虫体壁蜡质层，导致水分丧失，同时体壁破坏使体液排泄，堵塞气孔，干扰氧气交换，从而使昆虫窒息、失水死亡。也有提及柠檬烯类似矿物油，直接阻塞昆虫气孔，导致缺氧而死亡。虽然存在一定的合理性，但因缺乏相关系统的研究报道，只能算推测或假说。

　　柠檬烯的抗菌、除草机理则稍显深入。Cai等研究了柠檬烯、柠檬醛和丁香酚对鲁氏酵母的抗菌活性和机理，结果表明，柠檬烯能影响细胞膜和细胞蛋白。通过扫描电镜观察发现柠檬烯破坏了酵母细胞表面，导致核酸泄露，相对导电率提高。电泳分析表明，柠檬烯可以引起酵母可溶性蛋白质损失，同时能破坏蛋白质或抑制蛋白表达。青柠精油（主要含有柠檬烯和柠檬醛）对植物的除草活性和细胞毒理研究结果表明，青柠精油、柠檬烯、柠檬醛能引起洋葱根尖细胞周期发生改变、降低有丝分裂指数、提高染色体畸变等现象，说明这类成分有可能被开发成为环境友好的除草剂，应用于农业生产。

　　除此之外，在医学上有较多关于柠檬烯的细胞毒理研究报道。柠檬烯常用于香水中，是一种弱敏化剂，但其自然氧化后产生的烯丙基氢过氧化物能氧化细胞表面的硫醇基，降低GSH/GSSG的比例，从而间接引起基因和蛋白表达发生变化，导致过敏反应出现。柠檬烯的抗癌作用研究发现，D-柠檬烯处理小鼠肿瘤细胞后，使细胞凋亡和细胞自我吞噬作用有关的基因表达提高，从而抑制小鼠体内肺癌细胞的生长和肿瘤的形成。

　　由此可以看出，柠檬烯对生物体具有多种不同的作用机制，但其对病虫草的具体生物学机理，目前还不清楚，值得进行深入研究。而柠檬烯农药毒理机制的阐明，对其开发应用具有良好的指导意义。