综述：柑橘醛研究的最新进展：全面的文献计量概述、农业应用概述及未来研究方向

《Phytochemistry Reviews》：Recent advancements in citral research: a comprehensive bibliometric overview and review of agricultural applications and future directions

　　摘要：香叶醇（C?H??O）是一种存在于许多植物精油中的关键单萜醛，对可持续农业的进步做出了重大贡献。然而，其在农业领域的研究演变和未来趋势仍待深入探索。本研究基于Scopus数据库中的363篇与香叶醇相关的论文，提供了2014年至2024年9月期间香叶醇研究的全面文献计量学概述。通过分析出版物、期刊排名、有影响力的研究贡献（国家和作者）、关键词共现和论文引用情况，研究了出版趋势、研究热点以及农业领域的未来方向。出版趋势显示香叶醇研究呈现稳步增长和日益增长的兴趣，但其潜力尚未完全释放，中国成为论文发表量最大的贡献者。研究还分析了引用最多的前十篇文章和综述的领域影响力。主要的研究方向包括抗真菌和除草活性、可食用涂层、封装技术、治疗应用以及催化作用。本文还详细回顾了香叶醇在农业中的应用，包括其作用机制和局限性，并指出了存在的研究空白及未来机遇。最后，讨论了香叶醇研究面临的挑战及其未来发展方向，以促进可持续农业实践的发展。

引言：香叶醇（C?H??O）是一种由互构单萜化合物组成的单萜类物质，包括香叶醇A（Geranial）和香叶醇B（Neral）（Pihlasalo等人2007年；Sharma等人2021年）。这种化合物主要从柑橘类植物精油中提取，如Litsea cubeba（78.7–87.4%）、Cymbopogon citratus（70–80%）和Backhousia citriodora（89.78–91.19%）（de Andrade Santiago等人2017年；Haque等人2018年；Kumar等人2023年；Lim等人2022年；Si等人2012年；Verma等人2015年）。大多数从植物精油中获得的天然植物化合物均被美国食品药品监督管理局（FDA）认定为安全（GRAS）。香叶醇具有强烈的柠檬香气，因此在食品和饮料工业中作为调味剂以及化妆品和化妆品制造中的香料成分得到广泛应用（Sharmeen等人2021年）。此外，香叶醇还广泛应用于农业、化学和制药等多个行业。

在过去的几十年里，农业行业使用杀虫剂来消灭植物病原体并提高作物产量。然而，合成农用化学品的长期使用引发了环境和公共卫生问题，包括残留物积累、毒性和抗药性的产生（Farina等人2017年；Sabran和Abas 2021年；Elumalai等人2025年）。因此，农业行业正在探索更环保的替代方案，例如使用精油作为农用化学品。这些基于植物的杀虫剂可以降低合成杀虫剂对人类的毒性风险，并解决目标生物体的抗药性问题（Mamood等人2017年；Othaman等人2024年）。作为一种存在于多种精油中的关键植物化学物质，香叶醇因其强大的生物活性、天然来源和可生物降解性而成为传统合成农用化学品的可持续替代品，几乎不会留下环境残留物，同时降低了抗药性的风险（Li等人2015年；Osei-Obeng等人2024年；Zheng等人2021年）。除了农业领域，香叶醇还用于香料制造、食品保鲜、可生物降解包装和化学合成（Guerreiro等人2015年；Asadi等人2019年；Shah等人2019年；Laorenza和Harnkarnsujarit 2021年；Shah等人2023年）。香叶醇还通过其抗菌和抗生物膜特性对人类和植物病原体具有强大的生物作用（Lim等人2022年）。此外，研究表明香叶醇具有多种作用模式，这提高了其整体效果，同时降低了目标害虫产生抗药性的风险（Alves等人2019年；Jin等人2022年；Plata-Rueda等人2020年）。这些特性使香叶醇成为一种有前景且环保的生物活性化合物，符合人们对可持续、安全和绿色策略日益增长的需求，特别是在病媒管理和作物保护方面。

近年来，文献计量学研究已成为揭示特定研究领域当前趋势、预测未来发展方向、评估期刊表现、建立国际研究联系以及识别研究空白的重要工具（Donthu等人2021年；Wang和Su 2020年）。因此，本研究基于Scopus数据库中的数据，探讨了香叶醇的出版趋势、各国对该研究领域的贡献、高引用论文、杰出作者名单以及关键词分析。这项文献计量学分析将揭示香叶醇研究的分布情况，确定其对农业产业改进的重要性，并通过解决香叶醇研究领域中的问题来为该领域的研究方向提供指导。过去十年在Scopus数据库中的文献搜索显示，只有一篇论文讨论了香叶醇对植物病原真菌和昆虫的影响（Kaur等人2019年）。迄今为止，尚未进行过全面的香叶醇文献计量学分析，这凸显了本研究旨在填补的空白。因此，本研究将基于文献计量学结构，首次回顾香叶醇研究领域，重点关注其在农用化学品中的应用。该研究的独特之处在于它全面考察了香叶醇作为绿色农用化学品在三个类别中的角色：抗菌、杀虫和有机添加剂。最后，本研究指出了当前的知识空白，并为未来将香叶醇作为可持续农用化学品的利用提供了建议。

方法：通过Scopus数据库检索已发表的论文，应用数据提取和数据分析策略进行文献计量学分析。通过“文章标题”搜索区域选取了目标文献，以确保收集到关于香叶醇利用的最多出版物。共检索到1212条记录，并经过多次筛选步骤后，最终得到2014年至2024年间的363篇文档。这些过去十年的文档反映了香叶醇化合物的当前进展和创新，与研究领域的相关性密切相关。最终文档被导出为研究信息系统（RIS）和逗号分隔值（CSV）文件以便进行分析。CSV和RIS文件的导出在同一天（2024年9月）完成，以避免文档分类时的混淆。Scopus数据库共识别出351篇文章和12篇综述。通过分析Scopus数据，确定了出版趋势、期刊排名以及领域加权引用指数（FWCI）。CSV文件格式被导入VOSviewer软件，以便可视化引用、共引用、国家和主要用于香叶醇主题的关键词。为了根据香叶醇的农用化学品应用对文章进行分类，使用Microsoft Excel手动进行了筛选。仔细阅读了每篇文章的摘要，并根据其在农业行业的应用主题进行了分类。筛选结果确定了100篇涉及农业的出版物，分为三个主要类别：抗菌剂（63篇）、生物农药和驱虫剂（26篇）以及牲畜用有机添加剂（11篇）。不属于所述行业的其余文档未进行分类，未纳入主题领域分析。论文检索的工作流程如图1所示。

结果与讨论：图2中的出版趋势分析显示了2014年至2024年间香叶醇研究领域的当前兴趣。该图表显示了每年的出版物数量。从2014年到2015年，出版物数量缓慢但相对稳定地增长，表明香叶醇研究领域持续发展。2016年（21篇文献）到2017年（22篇文献）出版物数量略有下降，可能与资金波动有关。到2018年，香叶醇相关的出版物数量从22篇增加到2020年的43篇。2021年（41篇文献）略有减少，这可能与研究重点的暂时变化、资金可用性或出版周期有关。然而，2022年出版物数量激增至52篇，强烈表明人们对香叶醇研究的兴趣大增，因为人们开始了解其多种应用。此外，对抗生素耐药性的认识可能促使全球研究人员关注香叶醇的抗菌特性，尤其是对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的作用。2023年，出版物数量降至40篇，这可能表明有限的研究资金或研究兴趣的减少影响了研究发表。截至2024年9月，香叶醇相关的出版物数量达到了39篇，预计到2024年底会增加。这一出版趋势表明香叶醇研究正在稳步发展，但增速较慢。然而，每年出版物数量的轻微波动表明香叶醇的潜力尚未得到充分利用，仍处于发现阶段，这突显了进一步深入研究的价值。

Scopus数据库还识别出对香叶醇研究领域发展贡献最大的前十篇期刊。这些知名期刊发表了多篇关于香叶醇的论文，提高了人们对香叶醇主题的认识。随着可用的期刊数量增加，评估哪些期刊具有高质量的影响力变得重要。期刊的质量为所发表的文章提供了第一印象。因此，期刊在香叶醇研究领域的声誉和影响力可以指导其他研究人员找到最权威的期刊来发表他们的研究成果。表1显示了2014年至2024年间香叶醇研究领域排名前十的期刊。排名第一的期刊是Molecules，共发表了13篇论文（占3.6%），是香叶醇研究发表的首选期刊。其次是Food Control，发表了12篇论文（占3.3%），其次是LWT，发表了10篇关于香叶醇的论文（占2.8%）。接下来的期刊是Scientific Reports和Industrial Crops and Products，两者均为7篇论文（占1.9%）。Foods and Applied Catalysis A-General排在第五位，发表了6篇论文（占1.7%）。然后是Polymers、Pesticide Biochemistry和Journal of the Science of Food and Agriculture，两者也各发表了4篇论文（占1.1%）。

进一步分析了2014年至2024年期间期刊收到的总引用次数（TC）（图3）。《食品控制》（Food Control）成为最具影响力的期刊，其被引次数（Total Citations, TC）达到651次，紧随其后的是《食品科学与技术》（LWT），其TC值为433次。位列第三的是《Molecules》，其TC值为329次。这三本期刊也是发表与柠檬醛研究相关论文数量最多的前三名期刊，这进一步突显了这些期刊作为主要参考来源的重要性，同时也表明柠檬醛研究的发展正处于关键阶段。此外，《食品胶体》（Food Hydrocolloids，TC：285）、《科学报告》（Scientific Reports，TC：237）和《工业作物与产品》（Industrial Crops and Products，TC：198）也发表了多篇有影响力的柠檬醛相关文章，为这一研究领域做出了宝贵贡献。另一篇重要贡献来自《食品包装与保质期》（Food Packaging and Shelf Life Journal，TC：178）、《食品科学杂志》（Journal of Food Sciences，TC：122）以及《农药生物化学与生理学》（Pesticide Biochemistry and Physiology，TC：110）。最后，《作物保护》（Crop Protection）杂志以TC值100排名第十。上述前十名期刊的总被引次数达到了2640次，显示出柠檬醛化合物在研究领域的创新成果及其潜在的应用价值。这些期刊的排名有助于研究人员找到适合发表柠檬醛相关研究的期刊，从而最大化研究成果的传播范围，吸引具有相同研究兴趣的读者。

**图表3**（全尺寸图像）
前十名期刊的排名基于2014年至2024年9月期间各期刊发表的文章所获得的总被引次数。

**贡献国家分析**
贡献国家分析将有助于改善基础设施、促进知识交流、创造合作机会、识别特定专业领域的关键技能，并优化研究资金投入。根据Scopus数据库的数据，前十名贡献国家为中国、印度、巴西、西班牙、美国、意大利、韩国、墨西哥、加拿大和阿根廷，共发表了316篇论文（表2）。中国（147篇论文，占比40.5%）在柠檬醛研究中占据主导地位，其次是印度（37篇论文，占比10.2%）和巴西（32篇论文，占比8.8%）。这些国家拥有丰富的芳香植物资源，是柠檬醛的主要来源，使其研究人员能够利用这些自然资源推进科学研究（Kumar和Jnanesha 2016；Ferreira等人2022）。在印度，约有7500种芳香植物被用于民族医学；在中国，约有6000种植物被用于医药目的（Pandey等人2020）。

表2显示了根据论文数量占比、获得的被引次数以及合作强度对参与柠檬醛研究的前十名国家进行的排名。

中国研究活动的显著增加及其研究发展资金的投入与论文产量的上升密切相关。政府资助在确保中国持续的研究与开发方面发挥了关键作用。中国、巴西和印度在柠檬醛领域的大量研究成果还得益于强劲的工业需求和农业产业，这些因素促进了香精油的广泛研究。此外，这三个国家拥有丰富的柠檬草（Cymbopogon）及其他产香精油的植物资源，并有悠久的利用柠檬草及相关芳香植物的传统，为其提供了丰富的原材料和深厚的本土知识。他们庞大的农业和香精油产业为新兴应用、提取方法及种植技术的研究提供了坚实的市场基础。Wang等人（2025）的研究指出，中国是香精油研究领域的领先国家，显示出中国在利用天然资源方面的灵活性。此外，中国、印度和巴西的国家政策均优先发展基于植物的、环境可持续的生物农药和增值天然产品（Tong 2025），政府资助和专业研究机构积极参与生物活性成分（如柠檬醛）的探索（Huang 2024）。这些国家拥有众多顶尖研究机构和技术，吸引了大量研究人员和学生参与多项研究项目，进一步推动了柠檬醛研究的发展。柠檬醛在控制作物疾病和降低农药抗性方面的潜力使其成为可持续农业和绿色化学应用领域的热门选择，从而促进了相关研究的资金投入。

为了更详细地分析各国贡献情况及其被引次数，将CSV文件导入VOSviewer软件。选择的分析类型为“被引次数”，分析单元为“国家”。共有49个国家被识别出来，但其中只有21个国家的论文数量达到了最低要求（5篇）。由于马来西亚与其他国家没有合作关系，软件将其排除在外，因此最终参与的国家数量为20个。20个国家的分布形成了四个集群，分别用蓝色、红色、绿色和黄色表示（见图4）。第一个集群包含7个国家（芬兰、法国、德国、日本、巴基斯坦、俄罗斯联邦和韩国）；第二个集群包含6个国家（阿根廷、加拿大、智利、印度、意大利和秘鲁）；第三个集群包含5个国家（巴西、中国、伊朗、墨西哥和美国）；最后一个集群包含2个国家（澳大利亚和西班牙）。节点的大小表示每个国家的论文发表数量，节点越大，表示该国家的论文数量越多。表格2量化了总的合作强度，并通过线条粗细表示出来（见图4），线条越粗，表示国际合作越频繁（Sweileh 2020）。节点颜色相同表明各国在研究方向上具有相似性。识别出积极参与国家有助于加强知识交流，并促进这些国家内专门研究人员的合作。

**图表4**（全尺寸图像）
该图展示了参与柠檬醛研究的国家网络结构，节点大小表示论文发表数量，线条密度表示合作频率。

根据图4的分析，中国以147篇论文和2757次被引次数成为柠檬醛研究的领先国家。在与中国节点相连的18条连线中，印度的合作强度最高，拥有37篇论文和656次被引次数，表明两国之间建立了紧密的合作关系。除了这一核心伙伴关系外，中国还与其他国家（包括加拿大、美国、墨西哥、德国、阿根廷和法国）进行了积极合作。这些跨国合作促进了知识交流，推动了全球柠檬醛研究的进步。中国在该领域的高论文发表率和潜力使其成为其他国家的吸引对象，使他们能够获得最先进的研究成果和多元化的研究环境。除了中国，巴西（32篇论文和479次被引次数）、西班牙（21篇论文和323次被引次数）以及美国（19篇论文和249次被引次数）也对柠檬醛研究做出了重要贡献。其他亚洲国家，如日本、韩国和巴基斯坦，也参与了相关研究。值得注意的是，没有哪个国家或地区在柠檬醛研究领域占据绝对主导地位，因为获得高被引次数的文章来自亚洲、北美洲、欧洲和南美洲各地。这些结果表明，这些国家在柠檬醛研究的发展中发挥了关键作用。

全球范围内各国在柠檬醛研究方面的合作对于研究的长期性和可持续性至关重要。文献计量分析显示，尤其是中国和印度之间的国际合作通过权威期刊促进了研究成果的传播。中国、印度和巴西的自然资源和工业发展的结合进一步增强了它们在全球香精油市场的竞争力。国际合作可能源于对环保型害虫管理和多样化植物资源的共同兴趣。这些合作不仅加速了创新，还提高了研究效率，表现为被引次数的增加和合作论文的知名度。国际合作还有助于克服研究障碍和挑战，例如设施利用受限和知识分散的问题，通过建立更加紧密和专注的科学社区来实现。共同的愿景和有效的科学沟通策略对于推动新知识的发展、促进转化应用以及确保柠檬醛和香精油研究的持续影响力至关重要。

**出版物被引次数分析**
出版物被引次数分析有助于了解文章或综述论文如何影响其他研究活动，并揭示柠檬醛研究的方向。被引次数越高的论文，其与相关领域的关联性就越强，因为它们直接影响论文的贡献价值。因此，根据总被引次数（Total Citations, TC）、年均被引次数（Average Citation per year, AC/y）和领域加权引用影响（Field-Weighted Citation Impact, FWCI）对前十篇高被引论文进行了量化分析。FWCI通过比较论文的实际被引次数与同类论文在相同出版年份和领域的预期被引次数来确定论文的引用影响（Purkayastha等人2019）。根据Scopus的定义，FWCI是指论文被引次数与同类论文三年窗口期平均被引次数的比值。FWCI值大于1.00表示论文的实际被引次数高于预期。Scopus指标还提供了关于论文社区参与度的信息，例如通过跟踪页面浏览量（View Count, VC）和读者 captured 数（Capture Readers, CR）可以评估论文的关注度和相关性。

**高被引实验文章分析**
对这些高被引实验文章的分析进一步揭示了柠檬醛的潜在价值。对2014年至2024年间前十篇高被引论文进行了分析，以确定最具影响力的柠檬醛研究成果（表3）。最高TC值为191次，最低被引次数为81次，所有论文的FWCI值均大于1.00。

表3显示了根据Scopus排名前十的高被引研究文章的信息，包括期刊、发表年份、总被引次数（TC）、年均被引次数（AC/y）、页面浏览量（VC）、读者 captured 数（CR）和FWCI。数据显示，大量研究致力于评估柠檬醛作为绿色杀菌剂对抗植物真菌的效能，以及开发含有柠檬醛的可食用涂层以保障食品包装的安全性和保鲜性。表3中的五篇论文（排名第一、第二、第四、第六和第十）表明柠檬醛作为天然杀菌剂的有效性（Cai等人2019；Fan等人2014；Tang等人2014；Tao等人2014；Zhou等人2014）。这些论文阐述了柠檬醛在采后和腐败真菌方面的抗真菌作用机制。Tao等人（2014）（第一名，TC值191，FWCI值2.14）和Zhou等人（2014）（第二名，TC值169，FWCI值3.15）以及Fan等人（2014）（第十名，TC值81，FWCI值4.28）的研究表明，柠檬醛通过抑制菌丝生长和破坏膜结构等方式表现出强大的抗真菌效果。Tao和Zhou在《食品控制》（Impact Factor = 5.6）上发表的两篇高被引论文表明，柠檬醛对Penicillium italicum和Geotrichum citri-aurantii具有显著的抑制作用，导致细胞结构和膜完整性受损，从而释放细胞内容物。Fan等人（2014）在《采后生物学与技术》（Postharvest Biology and Technology）上发表的文章（影响因子为6.4）显示，柠檬醛涂层可有效抑制柑橘绿霉（Penicillium digitatum）的生长，同时提高果实维生素C含量和抗氧化酶活性。然而，另外两篇被引用最多的论文分别排在第4位（消除谷物病原体）（Tang等人，2018年）和第6位（苹果汁保鲜）（Cai等人，2019年），它们更深入地研究了柑橘醛的抗真菌活性的分子机制。这些作者利用转录组测序、定量实时PCR和SDS-PAGE等分子方法，探讨了柑橘醛对特定真菌菌株的细胞内影响，以及真菌细胞的氧化损伤、基因表达和生物合成途径的变化。排名第5位、第7位和第9位的论文（Dhumal等人，2019年；Prakash等人，2020年；Siracusa等人，2018年）专注于将富含柑橘醛的可食用涂层应用于食品包装和保鲜。其中排名第5位的论文由Prakash等人（2020年）发表，研究了含有不同浓度柑橘醛纳米乳液（NE）（0.1%、NE1；0.5%和1%，NE3）的海藻酸钠可食用涂层对新鲜切割菠萝的物理化学性质、微生物特性和感官品质的影响。研究发现，NE2处理的菠萝样品在颜色保留和呼吸速率方面有所改善，并且显著降低了微生物生长，使其在商业应用中比NE1和NE3更具潜力。排名第7位的论文由Siracusa等人（2018年）撰写，其TC值为98，FWCI值为2.77。该论文表明，在海藻酸和果胶可食用薄膜中添加柑橘醛精油可以提高其热稳定性和表面疏水性。添加柑橘醛并未影响薄膜的拉伸性能，反而增强了其弹性模量、抗拉强度和机械强度，并降低了其润湿性，使其更适合食品包装用途。排名第9位的论文中，Dhumal等人（2019年）成功将柑橘醛精油结合到基于西米淀粉和瓜尔胶的可食用薄膜中，这种薄膜表现出优异的抗菌性能，并改善了整体的机械性能，成为食品包装领域的理想绿色创新。

Yang等人（2015年）发表了第三篇被引用最多的论文（TC值为139，FWCI值为4.34），题目为“大豆蛋白-多糖美拉德反应产物（SPPMP）增强了含柑橘醛的水包油乳液的物理稳定性”。该论文发表在《Food Hydrocolloids》期刊上，影响因子为11.0。柑橘醛对肠道内的病原体具有出色的选择性抗菌作用。因此，作者开发了一种由SPPMP稳定的含柑橘醛乳液系统，与仅由大豆蛋白-多糖混合物或单一大豆蛋白稳定的乳液相比，即使在长时间储存、热处理或模拟胃肠道条件下，其物理稳定性也得到了提升。研究发现，在模拟胃液中暴露2小时后，约70%的柑橘醛仍保留在SPPMP稳定的乳液滴中，而在模拟肠道液中暴露4小时后，柑橘醛则完全释放。这些观察结果表明，SPPMP可作为制药和食品工业中的潜在天然稳定剂和乳化剂，能够通过可控释放机制将柑橘醛或其他疏水化合物输送到胃肠道。

Fagodia等人（2017年）研究了柑橘醛对三种杂草（Avena fatua L.、Echinochloa crus-galli (L.) Beauv和Phalaris minor Retz）的除草潜力，发现其能够有效抑制这些杂草的生长。

总体而言，过去十年的数据库显示，《Food Control》期刊发表了前十篇被引用最多的研究论文，其次是《Food Hydrocolloids》、《Molecules》、《LWT》、《Materials》、《Industrial Crops and Products》、《Food Packaging and Shelf Life》以及《Postharvest Biology and Technology》（见表3）。值得注意的是，所有研究论文的总引用次数超过了75次，阅读次数达到了184次。随着时间的推移，这些论文的记录和引用数量可能会继续增加。AC/y和FWCI的值范围分别介于8.10至28.75和2.14至7.25之间。排名前两位的论文在总引用次数和年均引用次数方面领先，表明它们在柑橘醛领域具有很高的影响力和相关性（Tao等人，2014年；Zhou等人，2014年）。在这些前十篇研究论文中，Prakash等人（2020年）发表的论文尽管发表时间较晚（2020年），但其TC值为115，年均引用次数为28.75，显示出强烈的影响力，并在短时间内获得了广泛认可，这体现在其较高的FWCI值（7.25）上。分析还发现，排名第6位的论文（Cai等人，2019年）的AC/y值为21.20，FWCI值为5.02，在AC/y和FWCI方面排名第二，表明其在柑橘醛领域具有持续的高关注度和显著影响力。排名第3位的论文（Yang等人，2015年）的VC值最高（109），表明其在科学界引起了广泛的兴趣和影响力，这可能会带来更多的引用。排名第五的论文（Prakash等人，2020年）的阅读次数最多（184次），显示出该论文吸引和保持读者兴趣的能力，以及与其研究领域相关性的重要性。这些高阅读次数表明其在该领域具有提高影响力和引用的巨大潜力。

表4列出了2014年至2024年间柑橘醛相关研究领域中引用次数最多的十篇综述文章。从这些综述文章中可以归纳出三个主要主题：食品工业应用（如排名第一、第二和第五的论文），柑橘醛的治疗和药用潜力（如排名第三和第十的论文），以及催化和化学转化（如排名第七和第九的论文）。最高引用次数达到了101次，而最低引用次数仅为3次。然而，有一半的综述文章的FWCI值低于1.00，表明它们的引用程度低于平均水平。据推测，由于人们对香叶醇潜力的了解和关注不足，导致某些综述文章中的FWCI（文献影响系数）值较低。这项分析指出，香叶醇化合物主要因其强大的生物活性而被使用。尽管所有综述文章都提供了宝贵的见解，但诸如曝光度低、可获取性、期刊声誉以及主题相关性等因素可能影响了这些文章中FWCI、引用次数（TC）和平均引用率的偏低。然而，关于香叶醇的研究领域仍处于起步阶段，这表明它具有巨大的进一步探索和开发潜力。此外，早期研究或新兴领域往往最初指标较低，但随着领域的发展和吸引更多关注，这些指标有可能显著增长。

**作者出版物分析**
基于Scopus数据库，确定了在香叶醇相关研究领域发表论文的前十位活跃作者（表5）。在一定程度上，作者在该领域的贡献和活跃度可以通过其发表论文的数量来体现。研究发现，来自芬兰、中国、西班牙和巴西的作者在香叶醇研究领域占据主导地位。其中，西班牙格拉纳达大学的研究人员贡献尤为突出，他们中有五分之二人入选了前十位活跃作者。根据作者对论文的贡献程度，前十位作者被分为两个等级：第一等级包括两位来自芬兰和中国的作者。出版物分析显示，芬兰奥博阿卡德米大学的M?ki-Arvela, P?ivi E.和中国西北农林大学的Shi, Chao是该领域发表论文最多的作者，每位作者分别发表了八篇论文。在前十位作者中，还有八位作者各发表了七篇论文，包括来自西班牙格拉纳达大学科学学院的Bailón-García Esther、Carrasco-Marín Francisco、Maldonado-Hódar F. J.和Pérez-Cadenas Agustín F.；来自巴西圣玛丽亚联邦大学的Baldisserotto Bernardo；以及来自奥博阿卡德米大学的Er?nen Kari和Murzin Dmitry Y。这些作者为香叶醇研究做出了重要贡献，他们的H指数范围从12到71不等，其中Murzin Dmitry Y因其广泛的工作和卓越的学术影响力而尤为突出。

**关键词和共现分析**
识别相关关键词对于研究某一特定领域的发展至关重要。通过VOSviewer软件处理了从Scopus数据库导出的RIS文件，选择“共现”作为分析类型，以“关键词”作为分析单位。该软件共识别出3079个关键词，但只有57个关键词的出现频率达到了至少10次的最低要求。这57个关键词被分为四个组，与香叶醇化合物的应用相关。这部分揭示了同时出现的关键词之间的关联（Narong和Hallinger 2023）。如图5所示，集群1为红色（17个关键词），集群2为绿色（14个关键词），集群3为蓝色（14个关键词），集群4为黄色（12个关键词）。节点的大小直接反映了关键词的使用频率；连接气泡的线条密度表示两个关键词之间的共现关系。香叶醇研究主要涉及其在植物和人类病原体中的应用、动物效果测试、化工行业以及精油分析。

**图5**显示了三个主要关键词组，分别用红色、蓝色和绿色表示。关键词之间的联系通过线条密度来体现。红色组主要关注香叶醇的生物活性，可能涉及动物研究，相关术语包括“动物”、“抗氧化剂”、“化学”、“药物效果”、“精油”、“基因表达”、“遗传学”、“香叶醇”、“生长、发育和衰老”、“新陈代谢”、“微生物学”、“挥发性油”、“氧化应激”和“萜烯”。
绿色组包含以下术语：“非环状单萜”、“抗菌剂”、“抗真菌活性”、“抗感染剂”、“抗菌活性”、“细胞凋亡”、“生物膜”、“香叶醇”、“Cymbopogon citratus”、“药物效果”、“大肠杆菌”、“人类”和“药理学”。绿色组的研究重点在于香叶醇对多种病原体和癌细胞的生物活性。
蓝色组的主题是香叶醇的氢化反应，以及使用催化剂促进这一过程。该组中的术语包括“催化剂”、“醇类”、“二元合金”、“催化剂活性”、“催化剂选择性”、“催化剂载体”、“香叶醇氢化”、“氢化”、“单萜”、“纳米颗粒”、“铂”、“选择性氢化”和“不饱和醇”。
黄色组主要关注精油化合物的分析以及通过乳化过程封装香叶醇。相关术语包括“细胞学”、“乳化”、“乳液”、“乳状液”、“傅里叶变换红外光谱”、“真菌”、“气相色谱”、“颗粒大小”、“蛋白质”和“扫描电子显微镜”。

**图6**显示了使用频率最高的十个关键词。使用频率最高的十个关键词分别是香叶醇（234次）、单萜（142次）、精油（47次）、氢化（42次）、非环状单萜（41次）、萜烯（38次）、精油（36次）、化学（35次）和醇类（29次）。关键词“香叶醇”出现频率最高，体现了其在研究中的核心作用。香叶醇作为精油的关键成分，以其类似柠檬的香气和广泛的用途而闻名。单萜是一类由两个异戊二烯单元组成的萜类化合物，香叶醇属于这一类，其高出现频率表明了对所属化合物家族的深入研究。精油是香叶醇化合物的主要来源，可通过蒸馏、溶剂萃取、浸出和冷压等多种方法轻松提取，可在多个行业中得到广泛应用。

关键词“氢化”的出现突显了实现高效且可持续化学转化的更广泛目标。香叶醇的氢化对于改善其稳定性、反应性和应用潜力至关重要。未来的研究可以进一步探索提高氢化技术的选择性、效率和环境影响的方法，从而促进其在科学和工业领域的普及和应用。包含关键词“精油”强调了香叶醇在精油中的实际应用价值，因为香叶醇是柠檬薄荷油和柠檬草油等精油的主要成分。
此外，“萜烯”、“非环状单萜”和“化学”也是香叶醇研究中的前十个关键词，因为它们在理解分类、化学结构和应用方面具有重要意义。“代谢”这一关键词表明了香叶醇的代谢途径及其对生物体的影响，这些知识对于开发新的营养和治疗应用具有指导作用。“香叶醇”与“酒精”之间的联系可通过它们的化学反应来解释，在酸催化反应、催化氢化、代谢过程中，酒精可以用作香叶醇的溶剂，从而产生新的有益产物。未来的研究可以重点阐明香叶醇复杂的代谢途径，评估其对动物和人类健康的影响，并探讨不同生物系统中的优缺点。这些研究可能导致基于香叶醇的产品配方得到优化，提高安全性，并在健康和医学领域实现更有效的应用。

**香叶醇在农业中的应用：可持续管理的天然替代品**
农业行业在确保作物供应的持续性方面承担着重要责任，同时需遵循可持续的作物损失管理原则。作物损失通常由害虫（如杂草、植物病原体（真菌、细菌和病毒）、啮齿动物、植食性昆虫和螨虫）的侵袭引起，据估计这些害虫会破坏三分之一的农业产量（Walker和Frederick 2019）。另一项研究指出，害虫和植物疾病导致了26%的主要作物损失和38%的次要作物损失（Cerda等人2017）。农业化学品在害虫和植物病原体管理中的重要性在于提高作物产量，从而满足消费者需求并为供应商创造利润。农业化学品包括杀虫剂（杀虫剂、除草剂和杀线虫剂）、合成肥料、激素和其他化学生长促进剂，所有这些都可以提高作物产量（Antony等人2020；Speight 2017）。

对100篇农业领域出版物的分析发现了三项主要的香叶醇创新：生物农药（杀虫剂、除草剂和杀线虫剂）、收获后储存保护（抗菌和抗真菌）以及动物用有机补充剂。图7总结了农业领域中这些创新的出版物情况。在抗菌创新方面，细分为三个子类别：抗真菌类有43篇出版物，抗菌类有11篇出版物，同时针对细菌和真菌的有8篇出版物，抗病毒类有1篇出版物。第二大创新是生物农药，主要以杀虫剂和驱虫剂（17篇出版物）、除草剂（6篇出版物）和杀线虫剂（3篇出版物）为主。最后一类是动物用有机补充剂（11篇出版物）。这部分评估了香叶醇作为农业化学品的有效目标生物或微生物、作用机制、功效或相对疗效及其局限性。

**图7**展示了2014年至2024年9月期间与香叶醇相关的100篇农业领域出版物的分类。

**香叶醇在环保型生物农药中的应用**
十多年来，农药在农业行业中被大规模使用以消灭害虫。目前，合成农业化学品仍被广泛使用，因为它们效力更强、更易获得且持效时间更长。然而，合成农业化学品的安全性和毒性问题已被充分研究，一些有毒化合物会在土壤和水中长期存在，并在生态系统中积累，进而进入食物链，可能影响人类健康。此外，合成农药不具有选择性，可能会杀死目标和非目标生物，例如土壤中的微生物群落。土壤中合成农药的污染会扰乱土壤微生物群的栖息地和功能特性，改变土壤养分成分和pH值，使其不适合作物健康生长（Walder等人2022）。此外，合成农药的抗性也降低了这些农药的效果。因此，应使用有效且低风险的农业化学品（如生物农药）来保护作物，以确保产品对人类安全，并减少环境中的有毒残留物。本研究确定了三种基于香叶醇的农药：杀虫剂和驱虫剂、除草剂和杀线虫剂。表6总结了香叶醇作为生物农药对昆虫、杂草和线虫的影响。

**表6**根据2014年至2024年9月的出版物，概述了香叶醇对不同害虫的影响。例如，含有柠檬醛的生物活性薄膜对褐飞虫（Nilaparvata lugens）的杀灭效果优于未经处理的对照组，这凸显了其作为环保型水稻害虫控制创新的潜力（Gao等人，2020年）。此外，1%的柠檬醛基纳米乳液对Helicoverpa armigera和Spodoptera litura显示出较高的杀灭率（91-94%），其效果与1%的香叶醇基纳米乳液相当（Kaur等人，2019年）。在另一项研究中，柠檬醛的杀虫效力优于柠檬草精油，这从较低的LD50值可以看出来，表明其对Trichoplusia ni（甘蓝卷叶虫）具有更强的毒性和更高的效力（Tak和Isman，2016年）。这些发现表明，尤其是在与协同化合物结合或采用胶囊化技术后，柠檬醛表现出良好的杀虫性能，并且对环境更加友好。然而，大多数研究缺乏与常规合成杀虫剂的直接比较，这限制了在实际农业条件下评估柠檬醛的相对效力和成本效益。

表7 柠檬醛对各种目标害虫的杀虫和驱避活性的概述，总结了几种作用机制、效力或相对效力、局限性以及总引用次数。

柠檬醛的杀虫活性机制包括生化和生理途径。例如，Alves等人（2019年）的研究发现柠檬醛能够降低收获后豇豆害虫（Callosobruhus maculatus）中关键的解毒酶（如乙酰胆碱酯酶AChE和β-酯酶）的活性，而de Oliveira等人（2018年）观察到Spodoptera frugiperda中的AChE受到抑制，Moustafa等人（2023年）观察到Spodoptera littoralis中的细胞色素P-450和谷胱甘肽-S-转移酶受到抑制。这些抑制作用会损害神经传导和代谢解毒过程，从而导致害虫死亡并降低抗药性发展的风险。除了酶抑制作用外，柠檬醛还会对害虫的行为和形态特征产生显著影响。Ulomoides dermestoides的呼吸和运动活性降低，并且明显回避被柠檬醛处理过的区域（Plata-Rueda等人，2020年），而Jin等人（2022年）的研究表明，柠檬醛蒸气暴露会导致Reticulitermes flaviceps的几丁质降解和体结构变化。Solenopsis invicta的行走和攀爬活动也受到了柠檬醛熏蒸的抑制（Xiao等人，2020年）。这些研究共同表明，柠檬醛具有多方面的作用机制，包括行为、神经毒性和代谢作用，使其既可以用作杀虫剂也可以用作驱避剂。

尽管柠檬醛效力很高，但仍有一些局限性阻碍了其作为杀虫剂和驱避剂的广泛应用。大多数研究是在实验室环境中进行的，这限制了对其田间效力的了解。柠檬醛的高挥发性和化学不稳定性影响了其残效性和储存稳定性，而其在目标害虫体内的快速代谢和排泄可能会降低其长期效力。为了克服这些局限性，人们探索了多种柠檬醛输送策略来提高其在实际应用中的效力，包括直接接触、添加到饲料中、熏蒸以及将其整合到生物活性薄膜中。其中，纳米乳液已被证明是一种有效的方法。Kaur等人（2019年）指出，基于柠檬醛的纳米乳液对主要农业害虫表现出高杀灭率，同时提高了化合物的稳定性和生物利用度。这种输送方式的适应性使得柠檬醛能够适应各种作物系统、环境条件和害虫生命周期阶段。然而，挥发性和田间条件下的不稳定性仍然是一个挑战，这凸显了需要先进的缓释配方策略来优化柠檬醛在综合害虫管理（IPM）中的潜力。

除草剂是一种能够对杂草产生致命影响的化学物质。杂草通过与作物植物竞争养分、水分和阳光而在农业生态系统中造成干扰。常用的除草剂之一是氯苯氧乙酸，自20世纪50年代以来就开始生产，因为它成本低廉、效力高且可溶于水。然而，这种化学物质对人类健康的不良影响，如腹泻、呕吐、意识混乱、肌肉无力、头痛以及通过长期暴露对内部器官（肾脏、肝脏和神经系统）的损害，引发了对其安全性的担忧（Farris，2014年）。其他类型的除草剂还包括百草枯、有机磷类、氨基甲酸酯类和酰胺类，它们也对人类健康造成严重伤害（Manno，1996年）。因此，从无机化学除草剂向有机除草剂的转变应该通过利用精油的生物活性来合理进行（Chang等人，2022年；Kraehmer等人，2014年）。

过去十年中，关于基于柠檬醛的除草剂的研究逐渐进展，从2016年开始，一直持续到2024年。表8总结了六项关于柠檬醛除草活性的关键研究，包括目标杂草、作用机制、效力或相对效力、局限性以及引用次数。文献计量分析显示，在2016年至2024年间仅检索到六篇相关出版物，2018年至2019年和2021年至2022年间存在显著的研究空白（见表8）。不一致的研究进展表明，尽管柠檬醛对农业杂草具有显著的植物毒性，但对其除草能力的兴趣仍然有限。出版频率的不均衡表明，将柠檬醛开发为绿色除草剂仍处于探索阶段，需要更多的研究努力和科学标准来确定其在可持续杂草管理中的效力。

基于表8，六项研究结果表明，柠檬醛通过多种生化和生理途径表现出除草活性。柠檬醛的α,β-不饱和醛基团与膜磷脂和细胞蛋白相互作用，导致膜渗漏、脂质过氧化以及根分生组织中的DNA合成和细胞分裂受到抑制。这些干扰影响了细胞活力和有丝分裂进程，导致幼苗生长受阻（Gra?a等人，2016年；Fagodia等人，2017年）。在生理层面上，柠檬醛暴露会降低叶绿素含量，破坏类囊体膜，并抑制光系统II的电子传输，从而影响光合作用效率、代谢途径和生长素-乙烯调节（López-González等人，2023年）。此外，拟南芥（Arabidopsis thaliana）的转录组分析显示，柠檬醛显著下调了与转录因子MYC-2、ANAC、SCR–SHR以及DNA结合蛋白（WHY1–3）相关的基因，导致气孔控制受损、氧化应激增加和激素失调（Gra?a等人，2020年）。综上所述，这些发现表明柠檬醛通过多方面的作用机制发挥作用，包括行为、神经毒性和代谢作用，使其同时具备杀虫剂和驱避剂的特性。

尽管柠檬醛效力很高，但仍有几个局限性阻碍了其作为杀虫剂和驱避剂的广泛应用。大多数研究是在实验室环境中进行的，这限制了对其田间效力的理解。柠檬醛的高挥发性和化学不稳定性影响了其残效性和储存稳定性，而其在目标害虫体内的快速代谢和排泄可能会降低其长期效力。为了克服这些局限性，人们探索了多种柠檬醛输送策略以提高其实际应用效果，包括直接接触、添加到饲料中、熏蒸以及将其整合到生物活性薄膜中。其中，纳米乳液已被证明是一种有效的方法。Kaur等人（2019年）指出，基于柠檬醛的纳米乳液对主要农业害虫表现出高杀灭率，同时提高了化合物的稳定性和生物利用度。这种输送方式的适应性使得柠檬醛能够适应不同的作物系统、环境条件和害虫生命周期阶段。然而，田间条件下的挥发性和不稳定性仍然是一个挑战，这凸显了需要先进的缓释配方策略来充分发挥柠檬醛在综合害虫管理（IPM）中的潜力。

基于表8，六项研究结果表明，柠檬醛通过多种生化和生理途径表现出除草活性。柠檬醛的α,β-不饱和醛基团与膜磷脂和细胞蛋白相互作用，导致膜渗漏、脂质过氧化以及根分生组织中的DNA合成和细胞分裂受到抑制。这些干扰影响了细胞活力和有丝分裂进程，导致幼苗生长受阻（Gra?a等人，2016年；Fagodia等人，2017年）。在生理层面上，柠檬醛暴露会降低叶绿素含量，破坏类囊体膜并抑制光系统II的电子传输，从而影响光合作用效率、代谢途径和生长素-乙烯调节（López-González等人，2023年）。此外，拟南芥的转录组分析显示，柠檬醛显著下调了与转录因子MYC-2、ANAC、SCR–SHR和DNA结合蛋白（WHY1–3）相关的基因，导致气孔控制受损、氧化应激增加和激素失调（Gra?a等人，2020年）。总的来说，这些发现表明柠檬醛通过协调的细胞学、生化和分子机制扰乱了植物生理机能。

在关键研究中，Fagodia等人（2017年）证明含有柠檬醛的橙花精油（Citrus aurantifolia essential oil）通过抑制杂草（如Avena fatua、Echinochloa crus-galli和Phalaris minor）的种子萌发和幼苗生长表现出植物毒性效应，抑制率达到了70-90%，显著高于同等浓度下的柠檬烯。He等人（2020年）合成了二十六种柠檬醛衍生的硫代semicarbazone衍生物，发现(2E,1E)-2a异构体的效力显著高于氟氧草嗪（flumioxazin），在100 mg/L的浓度下对芸苔（Brassica campestris）的根伸长有明显的抑制作用。多项关于柠檬醛对拟南芥影响的研究显示，柠檬醛会导致氧化应激、生长抑制和光合作用受阻，以及根部和地上部分基因的转录组下调（Gra?a等人，2016年，2020年；López-González等人，2023年）。此外，López-González等人（2023年）表明，柠檬醛对拟南芥的除草活性显著较低，IC50值在194至202 μM之间，而一种倍半萜类化合物farnesene的IC50值为323 μM。Torres-Pagán等人（2024年）进行的第一次田间验证发现，每公顷施用15升柠檬醛可以降低九种农业杂草的归一化植被指数（NDVI）和杂草生物量。然而，柠檬醛与pelargonic酸的联合使用显示出超过90%的协同控制效果。这些研究共同表明，柠檬醛在实验室中的有效性与传统除草剂相当；然而，环境不稳定性和有限的田间数据限制了其广泛应用。

植物寄生线虫会降低作物的质量和产量，包括蔬菜、大豆、甜菜、玉米和土豆（Quintanilla和Yazdani Fazlabadi，2023年）。这些线虫会在寄主植物的根部造成伤口，并引发多种微生物疾病，导致根部出现褐色斑点、肿胀、腐烂或地上部分的块茎腐烂（Tuncsoy，2021年）。此外，线虫每年造成的损失估计为358.24亿美元，这对世界经济产生了不利影响（Abd-Elgawad和Askary，2015年）。线虫的管理主要涉及化学防治、作物轮作和生物防治。因此，需要可持续的线虫管理方法来避免重大损失并提高粮食安全。

表9总结了三项关于柠檬醛线虫防治活性的研究，包括目标线虫种类、作用机制、效力或相对效力、局限性以及总引用次数。我们的文献分析发现，在过去十年中，有三篇关于柠檬醛作为线虫防治剂的论文发表在2014年、2016年和2020年。出版活动仍然零星，研究之间的时间间隔明显，且每篇文章的引用次数较少（≤6次），这突显了基于柠檬醛的线虫防治研究的的小众性质和相对较低的知名度。这三项研究关注了柠檬醛对一种常见的根部线虫Meloidogyne incognita的防治效果。M. incognita是一种常见的寄生线虫，会在根部形成大的不规则瘤状物，从而减少植物的水分和养分吸收。

根据表9，Mukherjee和Sinhababu（2014年）、Chahal（2016年）和Barros（2020年）的研究分别探讨了柠檬醛对Meloidogyne incognita第二期幼虫（J2）的防治活性，但研究方法和重点不同。Mukherjee和Sinhababu（2014年）研究了柠檬醛与薄荷醇的组合对秋葵植物的影响，Chahal（2016年）评估了柠檬草精油、柠檬醛及其衍生物对卵抑制和幼虫死亡率的影响，而Barros（2020年）则研究了Cymbopogon citratus精油，特别是柠檬醛与其他精油化合物的协同作用对番茄植物的影响。实验室和温室实验一致表明柠檬醛对M. incognita具有防治效果。Mukherjee和Sinhababu（2014年）报告称，每株植物施用2毫克柠檬醛后，M. incognita的感染率显著降低，卵产量减少了约80%，瘤状物指数减少了70%，且秋葵未出现植物毒性。Chahal（2016年）证明了精油、柠檬醛及其衍生物对卵的有效抑制和幼虫死亡率。此外，Barros（2020年）的体外实验表明，Cymbopogon citratus精油（含有柠檬醛）的平均LC50为166 μg/mL，将柠檬醛与undecan-2-one结合使用显示出强烈的协同效应，使得M. incognita第二期幼虫的死亡率达到了100%，并且显著减少了番茄根部的卵（56.3%）和瘤状物（63.4%）的形成。尽管单独使用柠檬醛的效力中等，但其协同配方在不引起植物毒性的情况下提高了线虫防治效果。与商业线虫防治剂carbofuran相比，柠檬醛和C. citratus精油达到了大约50%的防治效果，但具有天然和环保的优势。然而，这些研究缺乏与常规线虫防治剂（如oxamyl或carbofuran）的直接比较，这限制了对其相对效力和实际应用的评估。

柠檬醛通过神经生理干扰、膜损伤、氧化应激和生殖干扰等多种方式发挥多重线虫防治作用。Mukherjee和Sinhababu（2014年）发现，将柠檬醛施用于感染M. incognita的秋葵（Abelmoschus esculentus）会激活植物的防御相关生化途径，特别是增加了苯丙氨酸氨裂解酶（PAL）的活性。这种激活促进了酚类化合物和水杨酸衍生物的积累，增强了根部的结构和化学屏障，从而限制了线虫的渗透和繁殖。PAL活性的增加表明诱导了系统获得性抗性（SAR），提供了对抗线虫感染的生理屏障。在另一项研究中，Barros（2020年）提出，柠檬醛通过抑制AChE、干扰神经肌肉信号传导导致第二期幼虫（J2）瘫痪和死亡。他们还指出，柠檬醛会破坏细胞膜并增加膜通透性，导致线虫细胞胞质泄漏。这些研究共同表明，柠檬醛通过神经毒性和氧化机制减少了线虫感染，并提供了比传统线虫防治剂更环保的解决方案。然而，缺乏大规模的现场验证表明，需要优化配方并标准化机制评估方法，以确保在现实世界条件下的一致有效性和安全性，尤其是在高浓度下，citral具有高挥发性和不稳定性，并可能对植物产生毒性。

**Citral在农业管理中的抗菌作用**

作物和产后产品的管理对于保证新鲜度以及防止病原体入侵至关重要，尤其是在收获、运输、处理、包装和储存过程中。这些收获的产品包括水果、种子和蔬菜。产后感染的起始方式可以分为收获前感染（病原体在作物还在田间的时候处于休眠状态）和收获后感染（疾病在收获期间或之后发展，通常由最终产品上的伤口引发）（Shakeel等人，2022年）。此外，这些病原体包括病毒、细菌、真菌和卵菌，它们表现出不同的行为、致病策略，并针对各种作物。因此，这些感染将导致巨大的损失，降低最终产品的质量，减弱食品生产的可持续性影响，并最终造成经济损失。已经采取了多种预防措施，包括生物控制、农药施用和引入转基因作物。我们对十年前关于citral的出版物进行分析后发现，citral化合物被广泛用作产后抗真菌剂，以防止作物变质，并在收获储存和产品运输过程中作为抗菌剂使用。最近，还发现了citral具有诱导抗病毒作用的突破性进展。表10列出了从2014年至2024年9月期间关于citral研究的63篇出版物中鉴定出的所有植物微生物病原体。

**抗真菌剂**

植物病原真菌的作用机制是通过附着在宿主上、逃避宿主识别功能、占据植物细胞间隙、改变细胞功能和形态同时增加其繁殖率来实现的（T?r和Woods-T?r，2017年）。这些真菌的蔓延导致了多种疾病，如叶斑病、锈病、萎蔫病、枯萎病、霉菌病和根腐病（Jain等人，2019年）。此外，作物产品上的真菌侵袭还会导致作物质量下降、产量减少，并给农民的经济状况带来巨大负担。真菌感染的控制和管理依赖于农药的作用。然而，传统农药存在可持续性问题，因为真菌已经对其产生了抗性（Medina-Pérez等人，2019年）。因此，精油被确定为一种有前景的替代品，以克服抗性问题，因为已经进行了多项研究来探索其杀菌潜力。

为了突出citral的抗真菌特性，我们从表10中确定的43篇抗真菌出版物中选出了十篇引用率最高的文章。表11展示了关于citral抗真菌活性的十项最被引用的研究，概述了目标真菌、作用机制、效果或相对效果、局限性以及引用次数。所有这些研究都集中在导致重大作物损失的产后真菌病原体上。特别是Penicillium spp.（P. italicum、P. expansum、P. digitatum和P. roqueforti）是多种水果上的主要产后真菌。其他一些产后真菌，如Aspergillus spp.（A. flavus和A. ochraceus）、Geotrichum citri-aurantii和Magnaporthe grisea也被研究，因为它们会导致谷物和水稻等农产品的变质。在所有研究中，citral通过改变菌丝形态、破坏细胞膜完整性、增加细胞通透性、下调重要生物合成途径和诱导氧化应激来表现出抗真菌作用。

Citral通过渗透到真菌的脂质双层中破坏细胞膜完整性，这增加了通透性，导致细胞内离子和代谢物的泄漏（Tao等人，2014年；Wuryatmo等人，2014年；Zhou等人，2014年）。这会导致离子平衡的丧失、总脂质含量的减少和菌丝及孢子的结构损伤。显微镜观察显示，在P. italicum和G. citri-aurantii中出现了菌丝变形和细胞质泄漏。他们的研究还表明，citral对P. italicum的MIC（最低抑制浓度）和MFC（最小抑菌浓度）值为0.50 μL/mL和1.00 μL/mL，对G. citri-aurantii的MIC和MFC值为0.05 μL/mL和1.00 μL/mL，表明在低浓度下就能显著抑制真菌（Tao等人，2014年；Wuryatmo等人，2014年；Zhou等人，2014年）。Tang等人（2018年）和Liang等人（2015年）研究了citral对谷物病原体和产霉菌毒素的Aspergillus spp.的抗菌特性。他们的研究表明，citral能够破坏膜完整性并下调孢子形成（brlA）和次级代谢（laeA）基因的表达，从而抑制黄曲霉素的生物合成。Tang等人（2018年）发现，与商业熏蒸剂铝磷化物相比，citral有效维持了谷物质量参数，延缓了脂肪酸值、pH值和MDA含量的升高。这表明citral显著减少了谷物的脂质氧化和分解。此外，citral与改良气氛包装（MAP）结合使用，在储存的水稻谷物上对A. flavus和A. ochraceus的生长抑制效果与AIP相当甚至更高，进一步保持了谷物质量并抑制了真菌定殖。Citral还通过抑制抗氧化酶（如超氧化物歧化酶和过氧化物酶）增加了氧化应激，导致活性氧（ROS）的积累、脂质过氧化、线粒体功能障碍和DNA损伤（Tang等人，2018年）。在另一项由Li等人（2015年）对六种植物病原体的研究中，citral表现出高抑制效果，EC50值在39.52至193.00 μg/mL之间，对引起稻瘟病的Magnaporthe grisea具有最强的效力。他们表明，citral损坏了菌丝形态，增加了细胞质泄漏，使细胞壁崩溃，并提高了几丁质酶活性，从而抑制了真菌生长（Li等人，2015年）。与商业杀菌剂kasugamycin相比，citral显示出相当的抗菌效力，达到了相同的M. grisea生长抑制水平。

Wang等人（2018a，b）和Ju等人（2020年）的其他研究探讨了citral-cinnamaldehyde和citral-eugenol之间的协同作用对Penicillium spp.的细胞和分子影响。联合处理比单独处理更有效，因为它们导致了脂质过氧化、诱导氧化应激并破坏了细胞膜结构。这种协同作用可以作为优化方法来应对真菌，因为它可能降低病原体产生抗性的概率，并通过多种途径破坏病原体。因此，应当谨慎考虑并适当调整剂量以及递送方法，以实现citral作为可持续农业杀菌剂的潜力。

尽管citral具有广谱抗真菌效力，但几个限制因素阻碍了其在作物保护和食品保存中的实际应用。其高挥发性和不稳定性导致快速蒸发和短暂的残留活性，限制了其长期有效性。抗真菌效力也随施用方式而变化，较高浓度的citral可能对植物组织产生植物毒性。此外，citral的强烈香气和反应性可能会改变处理食品的风味、气味或感官特性，这对产后使用来说是一个挑战。尽管citral对包括Aspergillus和Penicillium spp.在内的产后真菌显示出高抗真菌活性，但其对不同植物病原体和食品基质的效力尚未得到充分表征。因此，需要采用先进的递送系统，包括纳米包封或控释包装（Miss-Zacarías等人，2022年），以提高稳定性、延长效力并减少对食品质量的负面影响。

**抗菌剂**

自从1960年报告抗生素耐药性出现以来，人们一直在积极寻找替代抗菌剂，这已成为世界上最大的威胁之一（Davies和Davies，2010年；Ventola，2015年）。因此，从世界各地各种植物部分提取的多种精油为发现替代抗菌剂打开了大门。大多数关于citral的综述都重点讨论了将其作为食品和饮料中的天然添加剂以替代合成防腐剂的潜力，过去十年中发表了多篇综述文章对此进行了详细阐述（Gutiérrez-Pacheco等人，2023年；Maswal和Dar，2014年）。例如，Gutiérrez-Pacheco等人（2023年）研究了citral的抗菌效力、细胞毒性特性以及其与食品成分相互作用的必要性，而Maswal和Dar（2014年）讨论了将citral包封到食品中的技术，以避免在应用过程中失去其功能。因此，在本节中，我们重点关注citral作为水果、蔬菜和牲畜等产后产品的抗菌剂的扩展应用，共有十一篇相关出版物。表12展示了这十一项关于citral抗菌特性的研究，详细介绍了目标细菌种类、作用机制、效果或相对效果、局限性以及总引用次数。

根据11篇出版物中的研究结果，citral对主要食源性和水生病原体（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌、副溶血性弧菌、V. campbellii和V. alginolyticus）表现出显著的杀菌效力（表12）。从机制上讲，citral通过破坏细菌形态、细胞质膜导致离子泄漏和ATP耗竭来发挥作用。此外，citral附着在膜蛋白上并干扰群体感应通讯，从而抑制包括luxR、luxS、luxO、agrA和sarA在内的基因表达，从而降低细菌的运动能力、毒力和生物膜形成。由于革兰氏阳性细菌没有外膜，citral的亲脂相互作用得到了增强。相比之下，citral在多种应用中显示出显著的抗菌效力，最低抑制浓度（MIC）值在0.10至0.5 mg/mL之间，具体取决于目标物种。例如，它对V. alginolyticus（MIC = 0.125 mg/mL）（Liu等人，2020a，b）、V. parahaemolyticus（MIC = 0.10 mg/mL）（Zhang等人，2022）表现出强抑制作用，并在0.5%纳米乳液测试中对S. enterica和L. monocytogenes实现了完全杀菌（Prakash等人，2020）。包括citral-citronella油纳米乳液（Touayar等人，2023）和citral-柠檬烯混合物（1:8比例，0.0005%）（Zheng等人，2024）在内的协同组合显著增强了抗菌效力，并由于增强了膜损伤和群体感应抑制作用，将所需浓度降低了两倍。例如，Zheng等人（2024）表明，citral-柠檬烯混合物协同抑制了V. campbellii，上调了sod基因表达，降低了虾（Artemia）的毒力并提高了存活率。

通过不同的配方方法，包括纳米乳液、气凝胶、水凝胶和Pickering乳液，citral的抗菌效力和稳定性得到了进一步提高，这些方法改善了分散性、延长了释放时间并提高了生物利用度（Chen等人，2020年；Prakash等人，2020年；Liu等人，2022年；Li等人，2024年；Wang等人，2024a，b）。例如，Prakash等人（2020）报告称，0.5%的citra纳米乳液处理新鲜切开的菠萝显著减少了S. enterica Typhimurium和L. monocytogenes的数量，分别为2.52和2.23 log CFU/g，而0.3%的纳米乳液防止了Shatangju橘子（Citrus reticulata Blanco）在14天内变质（Liu等人，2022）。在针对鱼类病原体的研究中，Liu等人（2020a，b）发现citral对V. alginolyticus表现出强抗菌活性（MIC = 0.125 mg/mL），导致膜损伤和内陷，以及细胞通透性和脂质过氧化增加。此外，在亚抑制浓度下，其运动能力、生物膜形成能力、细胞外多糖分泌和蛋白酶生成都被抑制。转录分析还表明，citral抑制了与鞭毛合成、生物膜调节（sypG）和群体感应相关的基因，从而降低了斑马鱼的毒力。此外，张等人（2022年）的研究表明，450纳米LED灯与0.1毫克/毫升的香叶醛结合使用，能够在不破坏虾的细胞膜的情况下协同减少副溶血性弧菌的数量，同时不会影响虾的感官品质。在最近的一项研究中，宋等人（2024年）发现，超声波（20千赫兹，345瓦/平方厘米）和香叶醛纳米乳液（0.15毫克/毫升）的组合具有显著的杀菌效果，能够将弗莱克斯纳菌（S. flexneri）的数量减少8.55个对数CFU/毫升，无论是在磷酸盐缓冲液中还是在新鲜切开的胡萝卜上。这种处理方式增加了弗莱克斯纳菌的氧化应激、脂质过氧化以及细胞膜的破坏，显示出强烈的协同效应，这可以应用于更安全、非化学的消毒方法。此外，香叶醛在活性包装系统中也表现有效。载有香叶醛的纳米纤维素-海藻酸盐气凝胶能够抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长，延长新鲜猪肉的保质期，同时保持包装的拉伸强度，确保生物活性膜在常温下能够保持新鲜肉的感官品质（王等人，2024a, b）。含有香叶醛的多孔水凝胶包装（韩等人，2023年，2024年）以及乳清蛋白-香叶醛纳米颗粒（李等人，2024年）能够有效抑制水果表面的细菌繁殖，同时保持水果的感官和结构完整。尽管香叶醛具有显著的抗菌效果，但其抗菌活性受到氧化、挥发性和水溶性不稳定的限制。使用纳米乳液、Pickering乳液、封装和生物聚合物载体可以大大增强其抗菌效果，延长释放时间，改善分散性并提高稳定性。这些策略使得香叶醛能够作为一种环境安全的防腐剂和水产养殖中的抗菌剂得到广泛应用。然而，仍存在一些局限性。大多数研究是在实验室或小规模条件下进行的，缺乏在工业或长期储存条件下的验证。高浓度的香叶醛还会改变处理食品的风味、香气或质地，可能影响消费者的接受度。此外，在这些关于抗菌剂的研究中（2018-2024年），包括那些使用纳米乳液或其他先进香叶醛配方的研究，都没有与商业抗生素进行直接的实验比较。尽管如此，一些报告的最低抑菌浓度值（金黄色葡萄球菌和单核细胞增生李斯特菌为0.25-0.5毫克/毫升）显示出与庆大霉素和万古霉素等传统抗生素相当的抑制潜力，表明即使在没有标准化比较评估的情况下，香叶醛，特别是以纳米形式存在的香叶醛，也具有较高的杀菌效果。

总体而言，香叶醛的多重抗菌机制，包括破坏细胞膜、诱导氧化应激和抑制群体感应，加上协同作用和配方改进，使其作为一种天然的广谱抗菌剂，在食品防腐和水产养殖疾病管理方面具有巨大潜力。未来的研究应集中在可扩展的输送机制、减少感官影响、长期稳定性以及与商业抗生素的直接比较上，以将实验室潜力转化为实际应用。

抗病毒剂
植物也容易受到病毒的感染，而病毒的遗传进化速度很快，这使得病毒成为农业领域中仅次于真菌感染的第二大威胁（赵等人，2017年）。植物病毒高度依赖宿主的细胞代谢来维持生存。病毒通过作物表面的微小损伤进入植物体内，可以通过水平传播（昆虫、线虫、花粉）或垂直传播（种子感染）进行传播，导致受感染植物的叶片颜色、叶片形态和茎部出现变化（Shafique等人，2014年）。根据植物病毒学家的研究，一些主要的植物病毒包括烟草花叶病毒、番茄斑萎缩病毒、番茄黄化曲叶病毒、黄瓜花叶病毒和马铃薯病毒（Scholthof等人，2011年）。彻底消除植物体内的病毒被认为是不可能的。因此，控制病原体需要依靠抗病毒剂，避免感染源，控制媒介生物的存在，并提供遗传抗性（陈等人，2022年；Pearson，2017年）。

我们的文献分析表明，在过去十年中，唯一一项探索香叶醛对抗烟草花叶病毒（TMV）抗病毒潜力的研究是由江等人（2022年）进行的，该研究获得了19次引用。这项研究主要关注的是广藿香精油及其主要活性成分香叶醛。他们发现香叶醛对包括葫芦科植物真菌病原体Erysiphe cucurbitacearum、Botrytis cinerea和Sclerotinia scleortiorum具有抗真菌效果。作者们展示了香叶醛通过触发植物产生系统性获得抗性（SAR）、超敏感反应、增强防御酶的产生以及增加与致病性相关的（PR）蛋白质的表达来发挥抗TMV作用。此外，香叶醛显示出显著的植物疾病抵抗活性，其广谱效果和持久效果超过了商业剂壳聚糖寡糖。这项工作突显了香叶醛作为一种新型植物抗病毒剂和植物免疫激活剂的前景。

到目前为止，只有一项研究专门探讨了香叶醛的抗病毒效果，且仅针对烟草花叶病毒。这些有限的证据阻碍了人们对香叶醛广泛抗病毒谱系、直接抗病毒机制及其在实际应用中的理解。因此，强烈建议开展关于香叶醛对抗各种植物病毒效果的研究，以探索其在直接灭活病毒方面的潜力，这可能有助于开发环境可持续的解决方案，以应对全球植物病原病毒的挑战。

香叶醛作为有机补充剂的好处
在农业领域，为牲畜提供优质的膳食补充剂和有效的作物肥料对于提高动物福利和确保环境可持续性至关重要。膳食补充剂通过增强免疫系统、肠道健康和营养摄入来提升牲畜的整体健康，同时促进繁殖健康，强化骨骼和肌肉，并提高副产品的质量，如毛发、皮肤、鸡蛋和牛奶。从经济角度看，更健康的牲畜通过减少兽医费用和提高动物源性产品的市场价值来增加盈利能力。目前，植物提取物添加剂正在快速发展，这在有机农业等行业中引起了显著的变化。植物提取物来源于植物的次级代谢产物，它们具有出色的抗菌、驱虫和抗氧化特性，成为解决抗生素耐药性的有效途径。此外，植物提取物添加剂通过减少动物的氮排泄和甲烷排放带来环境效益（Ahmed等人，2024年）。

我们对过去十年（2014-2024年）与香叶醛相关的出版物进行了文献计量分析，发现了十一项关于其作为牲畜有机补充剂的应用的关键研究。表13总结了这十一项研究，涵盖了不同动物种类的应用机制、效果、局限性和总引用次数。这些研究可以分为三个主要领域：水产养殖（七项研究）、家禽（三项研究）和反刍动物营养（一项研究）。时间分布显示，从2016年到2021年研究持续进行，2019年和2020年达到高峰，之后暂时中断，直到2024年再次开始。

在水产养殖中，香叶醛在减少应激、增强免疫和平衡肠道微生物群方面的作用已被证实。de Freitas Souza等人在2018年和2019年进行了两项研究（de Freitas Souza等人，2018年，2019年）。第一项研究了Lippia alba精油中的香叶醛和芳樟醇对Rhamdia quelen（银鲶鱼）的麻醉作用，结果显示这两种化学成分都能减轻运输引起的应激，但芳樟醇作为麻醉剂更受欢迎，因为它对生理系统的干扰最小，更适合用于水产养殖（de Freitas Souza等人，2018年）。De Freitas Souza等人（2019年）的后续分子研究表明，香叶醛上调了与下丘脑-垂体-肾脏（HPI）轴相关的多个应激相关基因，而芳樟醇则没有这种效果，表明香叶醛对生物体具有更高的敏感性。相比之下，da Silva等人（2020年）发现，添加Lippia alba精油中的香叶醛化学成分有助于在高装载密度下维持大鳞鲶鱼（Colossoma macropomum）的长期运输，保持最佳水质参数。在Rhamdia quelen、Centropomus undecimalis和Mugil liza等水产养殖物种中，香叶醛还改变了抗氧化酶的活性，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）和非蛋白硫醇，表明氧化还原调节是关键机制（De Freitas Souza等人，2018年；Michelotti等人，2020年；Mori等人，2019年，2024年）。虽然较低浓度的香叶醛可以缓解运输应激并增强先天免疫防御（Sutili等人，2019年；da Silva等人，2020年），但较高剂量会导致组织损伤、氧化应激和蛋白质羰基化（de Freitas Souza等人，2018年，2019年；Mori等人，2019年）。此外，香叶醛还改善了消化酶的活性（Michelotti等人，2020年；Mori等人，2019年，2024年），并改变了肠道pH值和微生物群落，从而减少了总细菌负荷，并选择性地富集了气管单胞菌（Aeromonas spp.）（Sutili等人，2019年）。这些发现表明香叶醛对肠道生态系统具有协同的抗菌和免疫调节作用。然而，过量添加香叶醛会导致生长性能下降和氧化应激，因此在水产养殖领域全面使用香叶醛之前，确定适当的剂量、选择合适的输送方法并彻底分析物种间的相互作用是重要的评估因素。

在家禽产业中，香叶醛被研究作为一种替代抗生素生长促进剂（AGPs）的植物提取物。Yang等人（2016年，2020年，2021年）的研究表明，香叶醛补充剂可以改善生长性能（体重和饲料转化率，FCR）、肠道形态和盲肠微生物群，同时减少致病细菌，包括产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）、大肠杆菌和艾美球虫（Escherichia coli）等。比较分析表明，香叶醛的使用产生的效果与常规抗生素如杆菌肽（55微克/克）和盐霉素（60微克/克）相当，能够提高肉鸡的生长性能并减轻疾病严重程度（Yang等人，2016年）。同样，Yang等人（2020年）发现，单独使用香叶醛或与肉桂醛（CIN）联合使用，在提高生长性能和减少肉鸡坏死性肠炎和球虫病的发生率和严重程度上与杆菌肽效果相当。此外，仅使用香叶醛的饮食处理显著增加了乳酸菌的数量，而使用香叶醛、CIN或两者组合的肉鸡中，产气荚膜梭菌和肠球菌的相对数量显著减少，表明其效果与杆菌肽组相当。这些研究推测，香叶醛、CIN或CIN+CIN的补充可能刺激了内源性消化酶的分泌，从而在整个实验期间增强了营养物质的消化和生长性能。他们进一步提出，观察到的有益效果可能归因于对肠道微生物群的调节，促进了有益细菌的增殖，同时选择性地抑制了致病细菌，从而支持肠道平衡和整体肠道健康。Yang等人（2021年）的另一项研究表明，单独使用CIN或与CIN联合使用的饮食处理显著降低了从肉鸡粪便中分离出的大肠杆菌的表型和基因型抗生素抗性。他们发现，多重耐药性大肠杆菌菌株的流行率以及抗生素抗性基因（ARGs）的流行率都降低了，包括tetA、aac、aadA1、blaCMY-2、sul1和sul2，与杆菌肽组相比。尽管确切机制需要进一步阐明，Yang等人（2021年）提出，CIN或CIN+CIN似乎干扰了含有ARGs的质粒，从而减少了这些质粒在肠道细菌中的传播，显示了它们作为可持续、无抗生素饲料添加剂的潜力。

在反刍动物中，香叶醛EO补充剂通过降低乙酸与丙酸的比例和调节微生物群落来提高萨能山羊（Saanen goats）的瘤胃发酵效率，从而提高了能量的利用效率（Canaes等人，2017年）。总体而言，这些发现表明香叶醛是一种多功能生物活性化合物，可以调节多种牲畜物种的氧化代谢、微生物多样性和免疫反应。

尽管有这些令人鼓舞的发现，但仍存在一些局限性。在水产养殖研究中，高剂量的香叶醛偶尔会导致氧化应激，这突显了剂量校准的必要性。大多数动物研究持续时间较短，缺乏对经济或繁殖结果的长期评估。虽然家禽研究包括了与杆菌肽和盐霉素的直接比较，但在水产养殖和反刍动物系统中缺乏类似的基准测试。此外，精油化学成分和配方程序（纯化合物 vs. 油脂混合物）的差异导致试验结果的一致性较差。总体而言，香叶醛作为一种强效且环境安全的植物提取物补充剂，能够增强动物生长性能和健康，同时减少抗生素的使用。未来的研究应重点关注标准化配方、长期喂养试验以及比较经济分析，以充分挖掘香叶醇在可持续畜牧业生产系统中的潜力。

香叶醇的未来：知识空白、挑战与新方向

随着农民和研究人员探索合成农用化学品的替代品（这些化学品对环境有负面影响，并导致病原体和害虫产生抗药性），可持续农业实践变得越来越重要。农业行业面临着越来越大的压力，需要实施可持续的做法，这增加了人们对天然化合物（如香叶醇）的关注。香叶醇是一种存在于多种精油中的主要植物化学物质，因其低生态影响和有效性而受到重视。香叶醇以其强大的抗菌、杀虫和杀线虫活性而闻名，为解决农业问题提供了潜在的天然解决方案。然而，尽管其生物活性已经得到证实，但从实验室研究将其应用于实际生产仍存在诸多障碍，包括科学研究结果不一致、配方不稳定以及监管挑战。迫切需要进行包括有效性、经济效益和环境权衡在内的全面评估，以有效地将香叶醇纳入可持续农用化学品组合中。为了将香叶醇从有前景的生物活性化合物发展为实用的农业投入品，未来的研究必须从探索性生物活性筛选转向基于性能的验证框架，这些框架需要深入研究机制、标准化基准测试和转化可扩展性。

最近关于香叶醇的研究主要集中在其对食品安全和人类病原体（如黄曲霉、坂崎克罗诺杆菌、假丝酵母和金黄色葡萄球菌）的抗菌作用上。然而，其对植物病原菌（如农杆菌、红球菌、链霉菌、根瘤菌、固氮根瘤菌、慢生根瘤菌、棒状杆菌和簇状杆菌）的效力仍然有待进一步探索。这些感染导致全球农业损失严重，表明针对香叶醇在植物中的有效性、植物毒性和残留行为的针对性研究可能会在作物保护和综合害虫管理（IPM）中开辟新的生物防治应用途径，从而减少对合成杀虫剂的依赖。未来的研究还应关注其机制作用，例如量化香叶醇的解毒作用以及对谷胱甘肽S-转移酶、乙酰胆碱酯酶、细胞色素P450和酯酶等神经生理酶的抑制或上调作用，可采用酶活性测定和转录组分析方法。此外，还需要整合剂量-响应动力学建模和抑制时间或死亡时间分析，以确定有效控制害虫所需的阈值浓度和暴露时间。除了实验室毒性测试外，这些机制发现还需要通过半野外或野外试验进行验证，以弥合实验室与实际农业生态系统之间的差距，从而确认香叶醇作为可行生物农药的潜力。具体来说，应在不同气候区进行多季节的长期田间研究，以评估香叶醇在多变温度、降雨条件和紫外线暴露下的抗菌和保护效果。此外，还可以通过16S rRNA宏基因组测序、鸟枪法宏基因组测序或宏转录组测序来评估香叶醇对土壤微生物群落的影响，并结合功能分析，以评估其生态安全性和生物降解潜力。这些工作应与气相色谱-质谱（GC-MS）降解动力学研究和环境建模相结合，以确定香叶醇在多种土壤类型和气候条件下的持久性和性能。应在田间条件下确定降解半衰期（DT50和DT90值）并进行标准化，以便跨研究进行比较。整合土壤微生物组研究、系统生物学和田间模拟模型可以为香叶醇在现实世界中的效果提供更深入的预测。

尽管香叶醇在实验室环境中表现出很强的生物活性，但其应用于田间农业的实际应用仍受到限制。主要挑战在于其高挥发性、低水溶性、易受热、光和氧化影响，导致快速降解和生物利用度降低，从而影响其作为农用化学品的效果。此外，香叶醇浓度的增加可能会影响收获后产品的感官质量，引入令人不悦的气味或味道，从而影响消费者接受度（Souza等人，2022年）。大多数现有研究是在受控实验室条件下进行的，其中剂量、暴露和湿度与农业环境有很大差异。这突显了在确定配方稳定性、田间相关浓度和物种特异性效果方面的关键空白。另一个主要缺点是，大多数现有研究并未直接将香叶醇与传统的化学或合成杀虫剂进行性能比较，从而限制了对其实际可行性和竞争力的评估。在没有这些基准的情况下，仍不确定香叶醇在真实农业环境中是否能够实现类似的害虫控制效果、成本效益和持久性。因此，未来的研究应包括与已注册的农用化学品（如氯菊酯、马拉硫磷、有机磷酸酯和吡虫啉）在其标准化推荐剂量下的直接比较，以确认香叶醇的相对效果，并确定其在IPM系统中的实际功能。比较研究必须包括相对效力比、残效保护期和每公顷成本数据，以便客观评估其与现有合成农用化学品的竞争力。直接比较有助于了解香叶醇与商业化杀虫剂的效果，从而全面评估具有类似、改进或降低效果的潜在替代品。这种前瞻性的视角将增强香叶醇的科学可信度，并促进其在可持续农业中的基于证据的的应用。

需要注意的是，研究间的重复性不足和缺乏标准化测试方法限制了结果的可比性，并限制了工业规模的应用。研究人员还必须评估大规模应用的经济可行性，因为成本和配方的保质期对实施构成了重大挑战。经济可行性研究应比较香叶醇每公顷的应用成本与商业化杀虫剂、配方费用和保质期稳定性。整合考虑原材料成本和生产规模波动的敏感性分析将有助于了解长期商业可持续性。采用这些方法需要标准化协议，与经济合作与发展组织（OECD）等权威机构合作，以评估香叶醇在真实环境条件下的效果和持久性，以及其残留活性、环境降解速率和害虫暴露时间。

先进的配方技术是克服香叶醇物理化学限制的最有前景的方法之一。包封技术（包括纳米颗粒、纳米乳液、聚合物水凝胶和Pickering乳液）可以显著提高稳定性、持续释放和生物利用度。通过使用可降解载体和控释系统，可以进一步提高持续效力、减少挥发性和改善目标组织的递送效果。然而，这些纳米载体递送系统的出现带来了新的安全、可扩展性和监管批准方面的挑战。前瞻性的视角还应考虑载体材料的环境影响，确保香叶醇的“绿色”承诺不会因不合理的配方决策而受损。为防止意外的生态权衡，应在早期配方开发过程中整合生命周期评估（LCA）和从摇篮到田地的环境影响评估。未来的工作还应关注开发适用于露天应用的成本效益高且可扩展的配方，同时确保最小的生态损害和低 toxicity。在不同气候区（包括热带和温带环境、高强度紫外线辐射区域和湿度变化条件下）对包封和非包封配方进行比较研究，以确定最佳递送方法和长期稳定性特征。此外，应标准化zeta电位、多分散指数、液滴尺寸分布、包封效率和控释动力学的最低报告要求。因此，材料科学家（优化杀虫剂材料相关开发）、环境毒理学家（分析香叶醇对土壤和水生栖息地中非目标生物的影响）以及农业工程师（通过标准化机械喷雾器评估包封产品的整体稳定性）之间的跨学科合作至关重要，这将有助于将配方进展转化为可行的商业技术。

为了促进香叶醇在农业实践中的广泛应用，需要明确界定其安全性和监管特性。虽然香叶醇来自天然来源，但其对非目标生物（包括土壤微生物群、有益昆虫、传粉者（例如蜜蜂）和水生物种）的毒性尚未充分了解。因此，需要进行全面的生态毒理学评估，以确定安全应用剂量并确定既能保证效果又能最小化意外后果的阈值。例如，可以使用标准化的毒理学评估方法来评估香叶醇对传粉者、土壤无脊椎动物、作物植物和水生物种的毒性。为了确定最佳剂量并确保生态安全，评估必须涵盖各种非目标物种（如蜜蜂、斑马鱼、蚯蚓及其相关发育阶段）。这些研究还应包括剂量-响应和持久性研究，以及施用时间的评估（如夜间喷洒以减少传粉者暴露）。急性毒性研究应结合慢性亚致死行为评估（如土壤酶活性、传粉者导航和繁殖率），以检测微妙的生态影响。

将香叶醇开发为天然生物农药的主要挑战之一是缺乏标准化的监管框架。目前大多数农药注册系统是为合成或化学农药设计的，导致对天然来源化合物（如香叶醇）的分类和许可存在模糊性。尽管国际生物防治组织（IOBC）、欧洲和地中海植物保护组织（EPPO）以及OECD等全球组织为生物农药的监管提供了一些灵活性，但尚未制定统一的监管模型来简化生物农药的监管和注册流程，因为各国的使用和开发法规存在差异（Arora等人，2016年）。除了安全性测试外，应用指南、允许浓度和标签的标准化规定对确保一致的田间应用至关重要。这些规定的标准化对于促进基于香叶醇的农业产品的推广和贸易至关重要。另一个重大挑战是监管分类与产品复杂性之间的差异，因为基于香叶醇的配方通常包含多种天然成分，导致分类和风险评估的不确定性。国际协作和积极的政策创新对于统一标准并促进全球市场的进入至关重要。因此，建立一个包含标准化毒性评估、允许浓度阈值和配方批准的标准化监管框架对于促进香叶醇产品的市场采用和国际贸易至关重要。

尽管香叶醇的抗菌特性已经得到证实，但其作为除草剂和杀线虫剂的潜力仍大部分未得到探索。鉴于转基因作物中抗药性的增加（Kraehmer等人，2014年；Schütte等人，2017年），探索香叶醇等天然替代品变得至关重要。一些当前研究表明，香叶醇通过抑制多种杂草（如马唐草、雀麦、小针茅和拟南芥）的种子萌发和幼苗生长，干扰有丝分裂过程并引起染色体异常，从而表现出除草作用（Fagodia等人，2017年；López-González等人，2023年）。这些观察结果突显了香叶醇作为可持续杂草控制的天然除草剂的潜力。香叶醇对Meloidogyne incognita线虫表现出强烈的杀线虫效果，但需要更多研究来探索其对其他线虫物种（如Merlinius spp.、Aglenchus spp. 和 Pratylenchus spp.）的作用（Pulavarty等人，2021年）。未来的研究可以通过结合其他精油成分（如百里酚、肉桂醛和丁子香酚）来增强香叶醇的除草和杀线虫效果，从而可能扩大其活性谱、提高效力并降低所需浓度。这些协同方法还可以改善害虫管理，同时解决抗药性和环境影响等问题。展望未来，香叶醇可以在基于多种成分的生物农药配方中发挥关键作用，因为组合化学和机器学习辅助的混合优化技术的进步可能促进下一代环保型杀虫剂的生产。

解决现有的知识空白需要化学、毒理学、植物科学和监管政策的协调合作。为了将柠檬醛从有前景的实验室研究成果转化为符合监管要求的生物农药候选物，提出了以下关键的可操作研究问题，以指导未来的战略性和转化研究：
(i) 配方优化：如何将柠檬醛制备成一种稳定、经济高效且可规模化应用的制剂，在不同的田间环境中（包括温带、热带和高紫外线环境）保持其有效性？
(ii) 机制洞察：哪些分子靶点和解毒途径参与了柠檬醛对主要害虫的毒性作用？环境因素（温度、紫外线暴露、土壤成分）如何调节这些机制和抗性风险？
(iii) 环境影响：在多季节的田间条件下，反复使用柠檬醛会对土壤微生物群、有益昆虫和水生生物产生哪些长期、亚致死性和生态系统层面的影响？
(iv) 田间效果：与传统农用化学品相比，柠檬醛在多季节、多地点的田间条件下的表现如何？如何将其战略性地纳入综合病虫害管理（IPM）计划中，以提高其整体效果和可持续性？
(v) 监管框架：需要哪些具体的监管调整、标准化评估协议和安全标准，以便促进基于柠檬醛的生物农药的全球注册、监管批准和商业化应用？
最终，推进柠檬醛的研究发展取决于将科学创新与实际应用相结合。预测模型的整合、数字农业技术以及跨行业合作伙伴关系可以加速柠檬醛从实验室概念向可规模化、可持续绿色解决方案的转化。一个具有前瞻性的战略应当平衡生物潜力、环境责任和社会经济可行性。

**结论**
本文献综述首先全面考察了2014-2024年间柠檬醛的基本发展和研究方向，随后深入分析了其在农业管理中的应用及作为绿色农用化学品的未来潜力。出版物趋势分析显示，柠檬醛研究经历了稳步增长，尤其是在2018年之后，这表明科学界对其生物活性的兴趣日益浓厚，并认识到其在促进绿色和可持续化学方面的关键作用。中国是柠檬醛研究的主要贡献者，占据了所有出版物的近一半。最具影响力的期刊包括《Food Control》、《LWT》和《Molecules》，这体现了强烈的跨学科合作。综上所述，柠檬醛研究已从食品保存和治疗应用扩展到农业用途，包括抗菌、抗真菌和杀虫活性。这些研究表明，柠檬醛是一种有前景且环保的替代传统合成农用化学品的选择，符合了对可持续农业方法日益增长的需求。研究还揭示了人们对柠檬醛作用机制的深入了解、其与其它化合物的协同作用，以及开发新型递送系统以提高其生物利用度、有效性和稳定性。尽管取得了这些进展，但在柠檬醛广泛应用于农业之前，仍需解决若干实际挑战，如有限的田间验证、安全性评估、可扩展性问题和经济可行性。

为了进一步推进柠檬醛的研究，未来的工作应包括：
(i) 通过解决关键配方参数（如合适的表面活性剂、表面活性剂比例、均质化速度和持续时间、温度、pH值、储存条件）来建立标准化的配方程序，确保制剂在长期储存（≥6-12个月）期间的稳定性；确保批次间质量控制的均匀性，包括液滴大小、多分散性指数、Zeta电位或氧化速率等方面的可重复性；以及可再现的生物活性效果；
(ii) 通过对非目标生物进行急性和慢性毒性研究以及细胞毒性和皮肤毒性评估来进行全面的毒理学和环境风险评估；
(iii) 在不同土壤类型、温度范围、降雨量和湿度水平的多种农业生态系统中进行田间效果试验，以验证柠檬醛的有效性；
(iv) 通过量化原材料成本和配方可扩展性，使用经济成本效益模型比较基于柠檬醛的生物农药与合成农用化学品，确保柠檬醛产品开发的经济效益；
(v) 制定明确的监管框架和标准化评估协议（如有效性、安全性、稳定性、毒性和制造数据），以便将其作为生物农药进行注册和商业化。
通过解决这些科学和监管挑战，柠檬醛有望成为下一代基于生物的农用化学品，推动全球向低残留、可持续和生态负责的农业转型。行业、学术界和政策制定者之间的协作伙伴关系对于推动其发展至关重要，确保柠檬醛作为基于生物的农用化学品创新的关键化合物发挥作用。未来的成功不仅取决于其生物活性的证明，还取决于将其发展为符合监管要求的标准化生物农药候选物，从而能够在现代农用化学品市场中具备竞争力。