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为有效利用我国西北地区特有的孜然植物资源，开发天然食品防腐剂。本研究以孜然籽为原材料，采用水蒸馏法提取了精油，通过气相-质谱联用法(GC-MS)分析了精油的化学成分，并对精油的体外抑菌活性和抑菌作用机理进行了研究。同时，还测定了精油的抗氧化活性。结果表明：1.采用水蒸馏法提取了甘肃和新疆两地的孜然籽精油，得率分别为2.38%和2.56%，GC-MS分析结果表明，甘肃精油测出成分31个，鉴定成分27个，新疆精油测出成分27个，鉴定成分23个。两地精油的主要成分基本相同，均为2-蒈烯-10-醛、枯茗醛和3-蒈烯-10-醛。含量和成分比较结果表明，新疆精油优于甘肃精油。2.离体条件下孜然精油对4种果蔬致腐真菌(F. semitectum, A. alternata, P. expansum和T. roseum)和4种食品致腐细菌(P. fluorescence, B. subtilis, S. aureus和E. coli)具有显著的抑制作用。精油能明显抑制致腐菌的菌体和菌落生长以及孢子萌发，破坏细胞膜的完整性。抑制效果随着浓度的增大而增强。孜然精油对致腐菌的MIC值为0.123-0.246g/ml。3. SEM和TEM观察结果表明，孜然精油处理后的A. alternate, P. expansum, S. aureus菌体形态和超微结构发生了较大变化，菌丝体表面畸形，出现扭曲断裂，细胞器模糊不清，形状不规则，胞体内形成了致密的电子云结构和大的空泡。4.孜然精油从清除DPPH自由基、清除ABTS自由基、还原能力、清除羟基自由基、清除超氧阴离子自由基以及抑制亚油酸脂质过氧化六个能力方面均表现出良好的抗氧化活性。综上所述，甘肃和新疆两地的孜然籽具有较高的精油含量，2-蒈烯-10-醛、枯茗醛和3-蒈烯-10-醛是孜然精油的主要成分，孜然精油具有良好的体外抗氧化活性，其优良的抑菌活性与其破坏细胞膜的完整性和菌体结构有关。