香茅油纳米乳剂的构建、表征、抗菌性能和细胞毒性

化学合成杀菌剂的大量、不合理使用对人类健康造成危害的同时也会导致严重的环境污染。因此,迫切需要寻找低毒、高效、无残留的天然杀菌剂。植物精油因其优良的杀菌活性、良好的生物相容性和丰富的来源,已成为农业病害防控领域的研究热点。香茅油是一种具有趋避、杀虫和抗菌活性的天然植物精油,主要包括香茅醛、香叶醇和香茅醇。目前,关于香茅油的研究主要集中于卫生害虫的驱避和防治,而用于农业致病菌防治的相关报道相对较少。在实际应用中,香茅油的疏水性和挥发性导致其生物利用度低,不能充分发挥生物活性。因此,构建一种改善香茅油疏水性、降低挥发性的递送系统十分必要。纳米乳剂因具有液滴细微均匀、物理稳定性好、渗透能力强以及生物利用度高等优点,已成为疏水农药的重要递送系统。本研究通过观察样品的外观和微观结构,并且测量样品液滴大小,考察了乳化剂种类(亲水亲油平衡值,HLB)、用量和乳化时间对纳米乳剂形成及稳定的影响,在此基础上筛选了香茅油纳米乳剂的优化配方。同时本研究还调查了香茅油纳米乳剂的生物活性和生物安全性。结果表明,以蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40 (HLB = 13.5)为乳化剂的纳米乳剂性能最佳,且乳化剂用量从3%增加到7% (w,质量分数)时,纳米乳剂稳定性提高。此外,高速剪切3 min获得的纳米乳剂稳定性最高。基于此,确定了香茅油纳米乳剂的优化配方为：5% (w)香茅油,6% (w)乳化剂(EL-40),89% (w)去离子水,高速剪切3 min。香茅油纳米乳剂对菠萝泛菌(Pantoea ananatis)具有良好的抑制作用,抑制中浓度(EC₅₀)为74.85 mg·L⁻¹。纳米乳剂(低于100 mg·L⁻¹)处理人体正常肝细胞(L02) 24 h后,细胞存活率仍高于83%,凋亡率仅为6.93%,表明香茅油纳米乳剂具有较低的细胞毒性。本研究有助于设计和构建稳定、高效、安全的农业纳米乳剂,同时为植物精油作为农业杀菌剂提供了切实可行的解决方案。