羅彩霞 田永強(qiáng) 潘彥彪
摘要 百里香含有揮發(fā)油、氨基酸及大量微量元素,其化學(xué)成分復(fù)雜多樣,主要應(yīng)用在醫(yī)療保健、食品工業(yè)、日用化妝品及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域,是一種應(yīng)用非常廣泛的天然植物藥物。由于其成分天然、毒副作用小等優(yōu)勢而成為一種研究熱點(diǎn)倍受重視。在此從其化學(xué)成分的分類及應(yīng)用方面進(jìn)行綜述。
關(guān)鍵詞 百里香;精油;化學(xué)成分;主要應(yīng)用;研究進(jìn)展
中圖分類號 S567 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611(2014)33-11669-04
Research Progress of Thymus
LUO Cai-xia1,TIAN Yong-qiang*, PAN Yan-biao
(School of Chemical and Biological Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, Gansu 730070)
Abstract Chemical ingredients of Thymus were complex and multiplicity, including volatile oil, amino acid and a large number of microelements. It was mainly applied in medical care, food industry, daily cosmetics and agricultural production. It has been a natural plant medicine for a very wide range of applications. Nowadays it becomes a research hotpots due to its advantages of natural ingredients and with little side effect. This essay makes a general account of the classification of chemical composition and application of Thymus.
Key words Thymus; Essential oil; Chemical ingredient; Application; Research progress
基金項(xiàng)目
甘肅省農(nóng)業(yè)科技支撐項(xiàng)目(1304NKCA156)。
作者簡介 羅彩霞(1985- ),女,壯族,廣西河池人,碩士研究生,研究方向:環(huán)境微生物。*通訊作者,教授,博士,碩士生導(dǎo)師,從事生物農(nóng)藥研究。
收稿日期 2014-10-13
百里香(Thymus L.)屬于植物界被子植物門、雙子葉植物綱、唇形目、唇形科、百里香唇形科,又名蚊子草、麝香草、地椒、山胡椒等。主莖易木質(zhì)化,一部分木質(zhì)化大部分直立,基部開始分枝,株高一般為5~40 cm。據(jù)《中國植物志》66卷(1977年)記載,百里香全世界有400種左右[1],原產(chǎn)地為地中海沿岸,主產(chǎn)地在法國、西班牙。我國約有 15 種、2 個(gè)變種[2],分布在我國北部地區(qū)的河岸、草地和丘陵山區(qū)。百里香是極具開發(fā)價(jià)值的一種多用途植物,近年來,國內(nèi)外專家對百里香在很多方面進(jìn)行了廣泛的研究。筆者在此從其化學(xué)成分的分類及應(yīng)用方面進(jìn)行綜述。
1 百里香的主要成分
百里香化學(xué)成分已被各國科研學(xué)者列為研究和關(guān)注的重點(diǎn),其中研究最為深入和廣泛是歐洲學(xué)者。目前,我國對于國內(nèi)百里香屬植物的化學(xué)成分也進(jìn)行了大量的研究。百里香除含有揮發(fā)油類、黃酮類外,還含有有機(jī)酸、氨基酸以及許多微量元素[3]。用火焰原子吸收法[4]測定了百里香含有8種微量元素如Na、K、Ca、Mg、Mn、Fe、Cu、Zn。依據(jù)其精油成分含量不同把百里香劃分為酚型、芳樟醇型、樟腳龍腦型、1-8 桉葉素型等[5]。馬萱等采用同時(shí)蒸餾萃取法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分析小葉百里香精油、金邊百里香、法國百里香,3種不同百里香的精油主要成分分別為龍腦(16.752%)、反式香葉醇(23.23%)和百里酚(38.57%),通過對3種百里香化學(xué)成分分析,按照化學(xué)類型分類小葉百里香屬于龍腦型,金邊百里香屬于香葉醇型,法國百里香屬于百里香酚型[6]。百里香揮發(fā)油主要成分組成和含量因百里香精油的品種、產(chǎn)地、采集時(shí)間及提取工藝的不同而不同。
1.1 不同產(chǎn)地的百里香精油成分
百里香精油的主要成分隨著產(chǎn)地的變化而存在差異。張有林等于2009 年8月采自甘肅省鎮(zhèn)原縣新城鄉(xiāng)的百里香全草,通過GC-MS法,檢測到85 種成分,占總量的98.72%,百里香精油的主要成分是對聚傘花素(9.13%)、香芹酚(11.57%)、香荊芥酚(15.40%)、百里香酚(22.72%)[7]。Pinto等對葡萄牙北部的百里香成分進(jìn)行測定,檢測出57種成分,占總量的98.5%,其中百里香酚(26.0%)、香芹酚(21.0%)、C-松油烯(7.8%)[8]。法國百里香主要成分為百里香酚(38.567%)、松油烯(14.196%)、鄰異丙基苯甲烷(7.496%)[6]。英國百里香通過GC和GC-MS進(jìn)行分析,檢測到34種組分,其中主要成分為百里香酚(38.34%)和丁香烯(7.23%)[9]。
1.2 不同采摘時(shí)間的百里香成分
樊明濤等研究采收時(shí)間對百里香油的產(chǎn)量和化學(xué)成分的影響,得出花和葉的芳香油含量的確受采收時(shí)間影響,通過氣—質(zhì)色譜,測出53種化合物,以百里香酚、香芹酚、對聚傘花素和松油烯為主[10]。
1.3 不同提取工藝對百里香精油的化學(xué)成分的影響
目前百里香精油的提取工藝主要包括水蒸汽蒸餾法、溶劑浸提法、超臨界CO2提取法。徐世千等用CO2超臨界萃取法、有機(jī)溶劑萃取法、水蒸汽蒸餾法3種方法提取組培百里香精油,水蒸氣蒸餾法提取的百里香精油得率為0.21%,主要化學(xué)成分為百里酚(36.53%)、間傘花烴(14.13%)、松油烯(8.09%) 和石竹烯(4.14%);有機(jī)溶劑萃取法提取的精油得率為0.19%,主要化學(xué)成分為1,2-苯二甲酸-單-2-乙基己基酯(55.23%)、百里酚(8.73%)、松油烯(5.23%);CO2超臨界萃取法提取的精油得率為0.27%,主要化學(xué)成分為百里酚(26.68%)、3-苯基-2-丙烯酸-甲酯(21.55%)、間傘花烴(9.69%)[11]。這3種方法所得到的精油其化學(xué)成分及含量有所不同,CO2超臨界萃取法得率高是由于其可以得到一些極性較小但沸點(diǎn)較高的非揮發(fā)性成分,如脂肪族化合物、三萜及一些甾體化合物[12]。
2 百里香的主要應(yīng)用
2.1 抗菌殺蟲
百里香是一種抗真菌、細(xì)菌、殺蟲劑的天然藥用植物,其主要成分是百里香酚、香芹酚、芳樟醇、香葉醇、α-萜品醇、檸檬醛、α-乙酸萜品酯、1,8 -桉樹腦、冰片,其中百里香酚和香芹酚是抗氧化、抗微生物和抗真菌效果的有效成分。這些有效成分主要通過破壞及改變致病菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)或菌絲體的結(jié)構(gòu)或有效抑制分生孢子的活性。多種植物精油是具有抗食源性致病菌的天然化合物,百里香精油強(qiáng)抑制沙門氏菌、彎曲桿菌屬[13]和臨床不動桿菌屬具有強(qiáng)的抑菌活性[14]。用含5%百里香精油和10%葵花油混合,在體外作用14 h可以造成異尖線蟲的幼蟲的角質(zhì)層和腸壁損傷最終導(dǎo)致死亡[15]。
2.2 腫瘤
百里香精油對腫瘤具有一定的抑制作用,百里香抗腫瘤的有效成分是一些芳香族化合物、百里香素、香芹酚、百里香醌、龍腦等,它抗癌抑制腫瘤作用通常是通過使腫瘤細(xì)胞凋亡而實(shí)現(xiàn)的。在體內(nèi)試驗(yàn)中,使用硫代乙酰胺(200 mg/kg)建立小鼠肝纖維化模型,腹腔注射硫代乙酰胺每周3次,連續(xù)5周,百里香醌能夠有效對抗肝纖維化[16]。在體外試驗(yàn)中,用乙酸乙酯、正丁醇、丙酮逐級萃取百里香乙醇提取物,得出3個(gè)相應(yīng)萃取物組分,分別以體外培養(yǎng)的人白血病K562、HL-60及人肺癌L78、A549和人肝癌SMMC-7721等腫瘤細(xì)胞為研究對象對其體外抗腫瘤活性作用進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)百里香的乙醇提取物中乙酸乙酯部分有很強(qiáng)的抗腫瘤活性,并能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[17]。百里香作為植物來源的天然藥物,是一種潛在的、有效的抗瘤藥物之一。
2.3 抗炎癥
百里香的精油及其主要有效成分芳樟醇是對TNF-α和IL-β這2種促炎癥因子的抑制及使神經(jīng)系統(tǒng)的超敏反應(yīng)鈍化來減輕疼感,達(dá)到消炎止疼的作用[18]。百里香和牛至油混合治療TNBS誘導(dǎo)而得結(jié)腸炎的小鼠,發(fā)現(xiàn)在分子水平上,這2種精油可以下調(diào)IL-6、GM-CSF、TNF炎性細(xì)胞因子的mRNA水平,從而使小鼠死亡率降低、體重增加,減少結(jié)腸組織的損傷,由此得出百里香精油和牛至油的混合物可以減輕小鼠的結(jié)腸炎[19]。對煙臺地區(qū)百里香精油的成分的相關(guān)研究指出,該地區(qū)精油主要含約70%的芳樟醇,定為芳樟醇型;為了弄清治療關(guān)節(jié)炎的有效成分,采用大鼠蛋清關(guān)節(jié)致腫模型法進(jìn)行有效成分的篩選,結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙臺百里香原油針劑有明顯的抑腫、消腫作用,并證實(shí)芳樟醇是百里香油抑腫、消腫的有效成分,其效果與氫化可的松相似[20]。給小鼠喂食200 mg/kg百里香揮發(fā)油,可以使巨噬細(xì)胞的吞噬功能明顯提高;給大鼠喂食800 mg/kg百里香揮發(fā)油,可以使肉芽組織的生長受到抑制,進(jìn)一步說明百里香揮發(fā)油有很好的抗炎作用[21]。
2.4 抗氧化
百里香酚和香荊芥酚及其酚性次生代謝產(chǎn)物黃酮類化合物是百里香抗氧化的主要有效成分。主要通過清除一些自由基如DPPH、超氧化物等同時(shí)使還原能力增強(qiáng),減少脂質(zhì)過氧化物[22]。百里香及百里香精油作為天然抗氧化劑,它們能參與體內(nèi)的代謝過程且副作用小。脂類氧化是影響脂類食品質(zhì)量和保存期的重要因素之一,它導(dǎo)致食品氧化變質(zhì),甚至引起顏色加深、粘度上升、油脂酸敗,以致最終影響食用。在食品中添加適量的抗氧化劑能延緩由于食品自身的氧化而導(dǎo)致脂類氧化。用碘量比色法測定添加了百里香精油的油脂的過氧化值,能評價(jià)出百里香精油具有抗氧化活性,在試驗(yàn)范圍,其抗氧化活性與添加量呈正相關(guān)[23]。EI-Nekeety等研究百里香精油對黃曲霉素誘導(dǎo)公鼠氧化應(yīng)激的抵抗作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃曲霉素能導(dǎo)致公鼠機(jī)體出現(xiàn)一系列氧化應(yīng)激癥狀,百里香精油能顯著抵抗氧化應(yīng)激,降低總抗氧化能力,增加了肌酐、尿酸和一氧化氮在血清中的含量等指標(biāo)不發(fā)生顯著性變化,且這種抗氧化作用還存在劑量依賴效應(yīng)[24]。在試驗(yàn)中主要由羥基自由基、還原潛力、金屬螯合和硫代巴比妥酸等因素來判斷百里香精油抗氧化活性的強(qiáng)弱[25],并確定百里香精油在抗氧化、清除自由基作用方面起到一定的作用[26]。Jamali等對摩洛哥等地區(qū)的6種百里香化學(xué)成分和抗氧化活性進(jìn)行了對比分析,結(jié)果表明香芹酚組的2種百里香精油清除自由基的能力和Fe3+還原力最強(qiáng)[27]。
2.5 提高免疫力、抗病毒
百里香酚、麝香草酚是百里香精油抗病毒的主要有效成分,通過與吸附前病毒包膜相互作用來實(shí)現(xiàn)的。Paul等研究純皰疹病毒1型對姜、百里香、牛膝草、檀香精油的敏感性,結(jié)果表明百里香精油能改變或溶解病毒的外膜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致病毒不能吸附或進(jìn)入宿主細(xì)胞,從而抑制病毒[28]。宿主細(xì)胞在單純皰疹病毒感染前或單純皰疹病毒進(jìn)入細(xì)胞后,加入含有桉樹、茶樹和百里香3種精油的主要成分藥物后,具有明顯抗HSV-1活性且能滅活的游離的病毒顆粒[29]。百里香精油可以促進(jìn)外周血T淋巴細(xì)胞的增殖和成熟,調(diào)節(jié)和提高麻花肉雞的細(xì)胞免疫功能[30]。Amirghofran等研究表明百里香水提取物能夠顯著增加樹狀細(xì)胞表面CD40的表達(dá)且對T細(xì)胞的增值具有免疫調(diào)節(jié)的作用[31]。
2.6 抗血栓、抗過敏
香芹酚是百里香成分之一,它是百里香活血化瘀的有效成分,是通過介導(dǎo)抗血栓素經(jīng)G13蛋白藕聯(lián)的RhoA/Rho-激酶的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,實(shí)現(xiàn)血小板活化[32]。鄭瑤琴等研究發(fā)現(xiàn)通過給小鼠灌胃的方法給小鼠喂食百里香揮發(fā)油,可以使小鼠的耳殼微血管管徑加大,流量增加,這樣的作用能持續(xù)將近50 min,對體外血栓的形成起到顯著的抑制作用[33]。百里香精油對降血壓和強(qiáng)心也有一定的療效作用。在抗過敏方面,百里香精油可以通過抑制細(xì)胞釋放胺起到治療的作用,把百里香精油加入食品中食用,同樣在遺傳性過敏性皮炎和鼻炎有一定療效作用[34]。
2.7 添加劑
2.7.1
食品添加劑。百里香和百里香酚已經(jīng)被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)為食品添加劑[35]。在食品中添加能在提香、矯腥除臭、防腐等方面起到良好的作用。在提香方面,許多國家常把百里香的鮮葉、嫩尖或其干制品與其他芳香料混合調(diào)配成混合香辛料,如咖喱粉、炸豬排沙司、漢堡包肉餅等,特別適宜烤肉及烤野味類。曹軍勝以百里香為配料,采用低鹽固態(tài)發(fā)酵技術(shù),研制成一種保健醬油,它是以百里香提取液或粉末為輔料而制成的風(fēng)味醬油,不僅增加了各種營養(yǎng)成分,且起到保健作用,口感上有較大改善[36]。在矯腥除臭方面,百里香淡雅的香氣在海鮮類原料中添加,能為各種新鮮魚肉、蝦貝類等海產(chǎn)品產(chǎn)生獨(dú)特的清香改變腥味。在百里香的天然防腐保鮮作用方面,將其添加在肉醬、香腸、腌肉和泡菜中,使其成為綠色無害的香料添加劑之一。羅馬人制作奶酪和酒時(shí)也均將其作為調(diào)味料使用。在食品保鮮方面,尤其對于保質(zhì)期短的鮮加工產(chǎn)品,其保鮮問題一直是困擾人們的一大難題。實(shí)際上,有許多研究旨在延長這些加工產(chǎn)品的貨架壽命。Almela等通過將不同濃度
的百里香精油、檸檬精油涂在柿子切片上,以建立一個(gè)最低限度提高加工柿子保鮮產(chǎn)品的方法,通過測定水分含量、可溶性固形物含量、抗氧化能力、總酚、pH、光學(xué)、機(jī)械性質(zhì)和微生物計(jì)數(shù)這些指標(biāo),定期分析得出百里香精油在洗滌階段中應(yīng)用能改進(jìn)水果色澤的保存,以增加它的貨架壽命[37]。
2.7.2
飼料中的添加。植物精油在飼料行業(yè)主要用作誘食劑(香味劑)、抑菌防霉劑和生長促進(jìn)劑等。精油作為生長促進(jìn)劑的作用機(jī)理主要是改善腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)和促進(jìn)消化道酶分泌。Weber等研究表明在飼料中添加適量的百里香酚、丁香酚、苯甲酸、胡椒堿、混合物可以顯著提高肉雞的生產(chǎn)性能[38]。朱曉磊等研究指出飼糧中添加水平為約0.2 mg/kg百里香精油能夠影響麻花雞T淋巴細(xì)胞ANAE、新城疫抗體水平和免疫球蛋白等[39]。
2.8 其他方面的應(yīng)用
2.8.1
園林固沙。百里香植株低矮,匍匐生長,莖上的不定芽能長出很多根系,能形成很強(qiáng)大的根系網(wǎng),有效防止水土流失。同時(shí)具有抗各種極端環(huán)境的優(yōu)良生態(tài)特性,在沙漠化嚴(yán)重的地區(qū)往往只有少數(shù)幾種植物能適應(yīng)生長,這些物種在沙漠生態(tài)系統(tǒng)中占有舉足輕重的作用[40]。在國外,百里香的人工栽培和開發(fā)利用已經(jīng)得到重視。瑞士最早對百里香進(jìn)行大規(guī)模的種植,帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。我國許多省份已經(jīng)進(jìn)行百里香的人工栽培,但并不能引起人們的足夠重視。大家必須認(rèn)識到它將會成為城市園林綠化、防風(fēng)固沙、防止水土流失中不可多得的優(yōu)良地被植物。
2.8.2
美容。百里香中的精油、麝香草酚具有抗菌能力強(qiáng)、味道芬芳等特點(diǎn),已用于洗滌劑、香皂、香水、護(hù)膚品、洗發(fā)液、漱口水等日用化妝品。用于雀斑膏的制作和香薰療法,起到消除雀斑、嫩滑肌膚的作用。
3 前景展望
百里香抗逆性和適應(yīng)性良好,在種植、管理上要求低,成活率高,生長優(yōu)勢強(qiáng),用途廣泛,是一種具有很高開發(fā)價(jià)值的多用途植物,它可以作為沙漠邊緣的樹種,也可作為園林綠化樹種。百里香的香味清香、持久被應(yīng)用于日用化妝品,逐漸成為人們青睞的對象。百里香含有多種不同的化學(xué)物質(zhì)如酚類、醇類等物質(zhì),它們在抗菌、抗脂肪氧化、抗腫瘤、抗病毒及抗血栓等方面有明顯作用,從而作為極具市場前景的中藥參與相關(guān)的藥物制劑成分的研究。但我國對百里香的研究主要集中在百里香精油成分和抗菌的研究,其他活性領(lǐng)域研究起步較晚,且在種植方面沒有形成規(guī)模化。隨著天然、無毒副作用、療效好已成為人們逐漸關(guān)注的焦點(diǎn),百里香產(chǎn)業(yè)的發(fā)展刻不容緩。我國應(yīng)該加大百里香在抗病毒等領(lǐng)域的研究及擴(kuò)大百里香的種植面積,為藥用、食用產(chǎn)品和日用化妝品的生產(chǎn)提供充足的原材料。
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