Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào không thể nhìn thấy bằng mắt thường và tồn tại ở khắp mọi nơi bên trong và bên ngoài cơ thể con người. Nhiều loại vi khuẩn có lợi cho chúng ta, bao gồm các vi khuẩn sống trong đường tiêu hóa và phân hủy thức ăn thành các chất dinh dưỡng và chất thải. Tuy nhiên, một số vi khuẩn khác lại gây ra các bệnh lý và nhiễm trùng. Bệnh lao, viêm họng liên cầu, nhiễm trùng tụ cầu, nhiễm trùng đường tiết niệu, tả, viêm phổi, bạch hầu, ngộ độc thực phẩm, thương hàn, viêm màng não, uốn ván, bệnh Lyme, và nhiều bệnh lây truyền qua đường tình dục đều do vi khuẩn gây ra.
Các nhà cung cấp tinh dầu từ lâu đã tuyên bố rằng nhiều loại tinh dầu có khả năng chống lại vi khuẩn có hại. Cho đến rất gần đây, không có bằng chứng khoa học nào ủng hộ những tuyên bố này. Tuy nhiên, nhờ vào sự quan tâm của ngành công nghiệp bao bì thực phẩm, nhiều nghiên cứu hiện nay cho thấy tiềm năng của tinh dầu như một chất kháng khuẩn, có thể có giá trị trong việc ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trong các sản phẩm thịt đóng gói và các sản phẩm dễ hư hỏng khác.
Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Microbios (Pattnaik et al., 1996) phát hiện ra rằng tinh dầu bạch đàn, sả, cam, và bạc hà có hiệu quả chống lại 22 chủng vi khuẩn, trong khi tinh dầu aegle (quả mây) và palmarosa ức chế 21 loại vi khuẩn khác nhau. Năm tiếp theo, Pattnaik đã phân tích các thành phần của tinh dầu để xác định yếu tố nào trong tinh dầu có tác dụng mạnh nhất đối với vi khuẩn. Ông phát hiện ra rằng linalool, một trong những hợp chất trong tinh dầu, ức chế 17 trên 18 loại vi khuẩn được thử nghiệm, trong khi cineole và geraniol ngăn chặn sự phát triển của 16 loại vi khuẩn.
Một nghiên cứu năm 2016 của Radaelli et al. được công bố trên Tạp chí Vi sinh vật học Brazil đã xem xét hoạt tính kháng khuẩn của sáu loại tinh dầu thường được sử dụng làm gia vị trong ẩm thực Brazil. Kết quả cho thấy tinh dầu hương thảo, húng quế, kinh giới, xạ hương, và bạc hà đều có khả năng tiêu diệt vi khuẩn trong phòng thí nghiệm, trong khi dầu hồi, loại tinh dầu thứ sáu được thử nghiệm, không có tác dụng này. Bài báo kết luận: “Việc sử dụng tinh dầu từ các loại gia vị thông dụng này có thể là một lựa chọn thay thế cho việc sử dụng chất bảo quản hóa học trong việc kiểm soát và tiêu diệt mầm bệnh trong các hệ thống thực phẩm sản xuất thương mại."
Gần đây hơn, vào năm 2017, Puskárová et al. đã thử nghiệm sáu loại tinh dầu—bao gồm arborvitae, xô thơm, đinh hương, oải hương, kinh giới, và xạ hương—để xác định tính chất kháng khuẩn của chúng đối với một loạt vi khuẩn bao gồm E. coli, salmonella, tụ cầu khuẩn, listeria, và nhiều loại khác. Nhóm nghiên cứu phát hiện rằng kinh giới, xạ hương, đinh hương, và arborvitae có hiệu quả cao đối với tất cả các loại vi khuẩn được thử nghiệm, ngay cả khi tinh dầu được sử dụng ở nồng độ thấp hơn thay vì ở dạng nguyên chất. Nghiên cứu cũng thử nghiệm hai phương pháp ứng dụng: các nhà nghiên cứu bôi trực tiếp tinh dầu lên vi khuẩn trong phòng thí nghiệm và khuếch tán chúng dưới dạng hơi. Kết quả cho thấy tinh dầu cũng ức chế vi khuẩn tương tự như phương pháp bôi trực tiếp, điều này cho thấy chúng có thể được sử dụng để tiêu diệt vi khuẩn trong môi trường mở, chẳng hạn như khử trùng không khí trong phòng.
Một nghiên cứu được công bố vào tháng 10 năm 2020 trên tạp chí Antibiotics đã thử nghiệm 15 loại tinh dầu trong môi trường phòng thí nghiệm đối với các chủng E. coli và S. aureus (MRSA) đang có xu hướng kháng các loại thuốc kháng sinh truyền thống. Các nhà nghiên cứu đã phân tích các thành phần của tinh dầu và thử nghiệm từng thành phần riêng lẻ đối với vi khuẩn được nhắm mục tiêu. Họ phát hiện ra rằng các hợp chất thymol và carvacrol, được tìm thấy trong tinh dầu Lippia origanoides—một loại tinh dầu đã được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm—cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất trong tất cả các chất được thử nghiệm. Tuy nhiên, họ cảnh báo rằng loại tinh dầu này có thể gây độc hại cho cơ thể con người, vì vậy nó không phải là lựa chọn an toàn để sử dụng nội bộ cho bệnh nhân mắc MRSA hoặc E. coli.
Đây chỉ là một số nghiên cứu cho thấy một số loại tinh dầu có khả năng chống lại vi khuẩn có hại. Một bài tổng quan về tất cả các nghiên cứu liên quan đến tinh dầu cho đến năm 2016, được công bố trên tạp chí Evidence-Based Complementary Alternative Medicine (Swarmy et al., 2016), đã ghi nhận rằng ba loài thực vật thuộc họ Achillea (cỏ thi) có khả năng chống lại vi khuẩn viêm phổi, cũng như S. aureus, E. coli, và các vi khuẩn liên cầu, tụ cầu. Sáu giống Artemisia (ngải cứu) cũng có thành phần chống vi khuẩn, cùng với các loài cụ thể của ajwain, hồi, húng quế, nguyệt quế, mướp đắng, hạt tiêu đen, quế, sả, đinh hương, rau mùi, thì là, thông, cây bách xù, hương thảo, bạc hà, tràm trà, cây hương nhu, oải hương, và nhiều loại cây khác. Danh sách dài các loài thực vật và thành phần của chúng đã là đối tượng của nhiều nghiên cứu khoa học trên toàn thế giới trong 20 năm qua.
Tất cả các nghiên cứu này đều được thực hiện trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng các hợp chất phân lập và vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy. Tuy nhiên, chỉ một vài nghiên cứu đã tiến đến giai đoạn II, nơi các chất được thử nghiệm trên chuột thí nghiệm. Cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào đưa ra khuyến nghị về việc sử dụng những loại tinh dầu này để điều trị nhiễm trùng trong cơ thể người—điều này có nghĩa là không có hướng dẫn cụ thể về liều lượng tinh dầu cần thiết để điều trị cho một người, cách thức sử dụng, và liệu có thể có tác dụng phụ do tính độc hại tiềm ẩn của tinh dầu hay không.
Một ngày nào đó, tinh dầu có thể được sử dụng để chữa bệnh cho con người, nhưng hiện tại, ngày đó chưa đến. Cần nhiều nghiên cứu hơn nữa để chuyển đổi những phát hiện ban đầu của các nghiên cứu này thành ứng dụng thực tế để mang lại lợi ích cho bệnh nhân.