【资源分享】植物精油的研究开发新进展
丁香园论坛
2627
植物精油的研究开发新进展
张 东 峰
（广东轻工职业技术学院食品与生物工程系，广东广州510300）
[摘要]植物精油是一类纯天然的植物提取混合物，化学组成比较复杂。迄今为止，其在食品、医药、果蔬保鲜、日常用品、人体保健等方面得到了广泛的开发和利用。概述了植物精油及其单组分的研究利用新进展。预计不久的将来植物精油在人类生活中必将具有广阔的应用前景。
[关键词]植物精油；食品；抗菌活性；医药保健；研究开发
[中图分类号]O 685[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2008）02-0010-04
植物精油是植物体内的次生代谢物质，由分子量相对较小的简单化合物组成，具有一定芳香气味，在常温下能挥发的油状液体物质。植物精油所含化学成分比较复杂，按其化学结构的不同可分为脂肪族、芳香族和萜类三大类化合物以及它们的含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、醚、酯、内酯等，此外还有含氮和含硫的化合物，这些化合物均有沸点低且易挥发的特点。植物精油含量较为丰富的植物有柏科、木兰科、樟科、伞形花科、唇形花科、菊科、芸香科、姜科、桃金娘科、龙脑香科和禾本科等。植物精油的制备是以自然界中植物的花朵、叶、枝、根、皮、树胶、全草和果实等为原料，经水蒸气蒸馏法、压榨法、吸收法、溶剂萃取法和超临界二氧化碳萃取法等方法制取。早期科学家对植物精油化学成分的研究仅限于几个含量较高的成分，随着毛细管气相色谱技术的应用和提高，对精油的研究愈来愈深入。一种精油可鉴定出几十个，甚至上百个化学成分，一些含量甚微的成分也被鉴定出来。这对于精油的深度开发及天然香料资源的寻找、芳香植物优良品种的选育均具有十分重要的意义。通常，植物精油是用来制备香精、香水的，但随着人们生活质量的飞速提高和环境意识的不断加强，植物精油的应用也逐渐扩大。植物精油在食品添加剂、害虫防治、杀菌抗菌和防腐等方面的功能，也日益受到人们的关注与重视。
1植物精油在食品添加剂中的应用
随着人们生活水平和消费水平的提高，人们对自身健康和保健等方面的关注意识越来越强烈，尤其是食品加工方面，也越来越向“绿色”和“天然”的方向转变。防腐剂是食品工业中重要的添加剂之一，目前世界上食品工业中常用的防腐剂以化学合成防腐剂居多，而化学合成防腐剂的诱癌性、致畸性和易引起食物慢性中毒等问题已引起了社会的广泛关注。因此，天然、安全的功能性食品防腐剂的研究开发就显得越来越重要。人们开始关注食品添加剂的安全性，从而对天然食品添加剂寄予厚望，开发天然营养多功能的食品添加剂是食品工业的发展方向。其中的植物精油是一类天然植物性添加剂，能够矫正食品的异味、赋予香气，有的还有着色、抗氧化、抗菌(防腐)以及生理药理作用。作为天然防腐剂的重要来源之一，从植物精油中筛选出高效、经济、安全的防腐物质用作食品防腐剂，具有广阔的应用前景。如肉桂油在食品中作为天然的食用香料广泛应用，几乎涉及各个方面，主要用于软饮料、糖果、罐头食品、焙烤食品、酒类和烟草类等。在饮料、肉制品和调味品中，允许用量分别为300、290和l0O mg/kg，而在胶姆糖中用量可达到1 900 mg/kg。另外，肉桂油也可用于水果和糕点食品的保鲜。虽然许多精油成分已列入对人体无害成分或批准为食品香料添加剂，但有一些研究表明，其中的一些成分具有某种刺激性和毒性。某些精油或其单组分经常使用，会导致过敏性皮炎。
2植物精油在医药保健领域的应用
植物精油香薰浴对促进身心健康有很好的功效，各种植物精油的功能各异，经常泡香薰浴可以促进血液循环、平衡内分泌，加快新陈代谢、防止肌肤老化、保湿滋润、舒缓情绪、纤体瘦身等。许多国家的药品中含有精油，《美国药典》、《英国药典》、《法国药典》、《德国药典》、《日本药典》和《欧洲药典》中都有精油的相关论述。挥发油经提炼后如薄荷脑、樟脑、丁香酚、桉叶油、大蒜精油等直接用作制药原料。精油具有发散解表、芳香开窍、理气止痛、抗菌、抗病毒等药理作用。如薄荷油驱风健胃，冬青油镇痛，柴胡油退热，土荆芥油驱肠虫等。近年来还发现大蒜头内含有挥发性大蒜素(大蒜精油)，是一种植物性广谱抗生素。
鱼腥草的精油临床上用于治疗支气管炎、大叶性肺炎、支气管肺炎、肺脓肿等呼吸道炎症，妇科用于宫颈炎、附件炎，另根据最新研究报道，人参精油、水菖蒲精油、香叶天竺葵精油、草珊瑚精油、香叶精油中的香茅醇及甲酸香茅酯对癌症有明显的疗效。另外，桉树精油还具有较好的止痛和镇静作用，荔枝种仁精油可显著降低高脂大鼠血总胆固醇浓度和低密度脂蛋白胆固醇浓度，同时增加高密度脂蛋白胆固醇含量，使高密度脂蛋白胆固醇/总胆固醇含量比值极显著提高。
3植物精油在日化产品中的应用
日化工业中除利用植物精油的赋香功能之外，还充分利用各种天然提取物独特的生物活性来提高产品的质量和开发其多种功能。梁利诚等利用田七天然提取物的止血、散瘀、消肿、定痛功效，将其用于日化产品，如牙膏、香皂、漱口水、洗发水中效果非常好。芦荟护肤制品包括营养保湿箱、洗面奶、粉饼、面膜和柔肤液等，洁肤制品包括淋浴液和香皂等，能产生防皱、增白、亮肤、去斑、防晒、防治皮肤病作用的美容化妆品，发用化妆品和口腔卫生用品。罗汉橙也是近年发现的一种新的香料资源，其叶精油主要成分是N-甲基邻氨基苯甲酸甲酯，具橙花、葡萄等花果香气，如此富含含氮化合物的植物精油自然界并不多见，不仅可调配各种花精油，还可用于香皂、香波等用品，极具开发利用价值。近几年来，银杏系列化妆品也备受人们青睐，由于其提取物中含有的黄酮类化合物能够清除体内自由基，降低过氧化脂质的形成速度，具有SOD的活性，可使皮肤光泽，减少黑色素和老年斑的形成，用于抗皱霜、嫩肤霜、免洗定型护发素等新型产品中。广泛用于日化产品中的天然精油还有肉桂油、肉桂醛和其他芳香物质、茶树油、椰子油、澳洲坚果油、芒果脂、竹子提取物、甘草提取物等。所以开发和利用天然精油在日化领域具有非常广阔的前景。
4植物精油在抗菌方面的应用
近10多年的许多研究发现，精油及单组分具有很强的抑制或杀死细菌和真菌等微生物的特性。国内外的学者们所做的大量研究工作证实很多植物精油对细菌、酵母菌等均具有抗菌作用。广东省中药研究所的莫小路等研究了作用浓度为0.7～4.0μL/mL的南方药用植物香茅（Cymbopogon citratus）、广藿香（Pogostemon cablin（Blanco）Benth）、大叶桉（Eucalyptus robusta Smith）和蛇床（Cnidiummonnier（L.）Cusson）的精油对6种植物病原真菌的抑制活性，结果表明，大叶桉、广藿香和香茅精油对串珠镰刀病菌(Fussarium moniliforme)、玉米弯孢霉菌(Curvjlaria lunata)、多种供试植物病原真菌的生长有明显抑制活性。陈海梅等研究了由多种植物挥发油组成的复方精油气体熏蒸杀菌，结果表明，在1 mL的密闭空间内，用2 mL植物复方精油，熏蒸作用30 min，对纸片上大肠杆菌平均杀灭率为99%以上；对金黄色葡萄球菌平均杀灭率为70%以上，用1 mL的复方精油，熏蒸作用15 min，可完全杀灭涂抹在营养琼脂平板表面上的大肠杆菌，对金黄色葡萄球菌的杀灭率为99%。Muller-Riebau F.等用130种精油成分及单萜衍生物对8种多状菌的抗真菌活性作了研究。发现萜类的单碘化乙酸酯有很强的抗真菌活性，实验表明在0.025%浓度下，能完全阻止多状菌的发育，其次是薄荷烷过氧化物，再次为硫氰基乙酸异菠酯，在0.005%～0.01%浓度下能阻止多状菌的发育。
5植物精油在害虫防治方面的应用
化学农药使用不但会导致环境污染，而且长期大量使用化学合成农药会使害虫抗药性十分突出。对人畜所产生的一系列不安全问题也越来越受到人们的关注。利用植物源杀虫剂已成为储粮害虫控制中一个新的研究热点。植物精油气味芬芳，对害虫生物活性很高，且作用方式多种多样。已报道的有熏蒸、忌避、拒食、触杀、杀卵、抑制生长发育和繁殖等。精油作用机制新颖，对人及哺乳动物低毒，且残留低，不污染粮食和环境，有望开发成为新型绿色储粮保护剂。植物精油作为一种新型的植物源农药有其潜在的价值和广阔的市场，随着精油类农药商品化的成功，必将大力促进精油的科研和精油类植物源农药的创制和工业化的持续快速发展。可以预见植物精油用于病虫害的防治将是今后的一大趋势。
6精油在果蔬保鲜方面的应用
食用香料植物提取物精油中含有多种低分子的抗菌物质和抗氧化成分，作为果蔬类天然保鲜剂，能有效地抑菌防腐。这些低分子的抗菌物质，如肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸、桂醛、香茅醇、百里酚、丁香酚等，可抵抗大量的细菌、霉菌和酵母菌。另外，中草药以煎煮、浸泡的方法提取其成分，并配合其他药合剂，用于处理采后的果蔬，都有一定的保鲜效果。用于果蔬保鲜的天然保鲜剂种类很多，只要经过适当的处理和合理的搭配，一般都能有效抑制微生物的活动，调节果蔬采后生理代谢，起到较好的保鲜效果。
7植物精油在其他方面的应用
植物精油除了在医药、抗菌、化妆品、添加剂等方面有广泛的用途外，近几年，它在对紫外线的防护，帮助疤痕的修复及伤口的愈合，空气消毒、生态旅游、按摩、浸浴、蒸熏等很多方面都有相关的报道。研究表明：薰衣草油、橙花油及纯的芳樟醇、乙酸芳樟酯和香茅醛在吸入1 h之后具有明显的降低小鼠能动性的作用；橙油萜、麝香草酚、异龙脑和异丁香酚具有明显的增强小鼠能动性的作用。这充分表明部分植物精油具有镇静和兴奋作用。日本大阪市立工业研究所开发了一种新型环保粘合剂使用桉树油等植物精油成分替代化学合成添加物，不仅具有优良的粘合效能，而且能够有效防霉。这种新型粘合剂主要用于墙壁和地板，含有植物精油的特有香味。空气消毒是净化室内空气、预防疾病、控制疾病传播的重要措施。目前医院内使用的空气消毒方法多对人体有不同程度的副作用，且使用不方便。为寻求一种简便易行，对人体无刺激、无副作用的空气消毒法，根据中医辛表解理、去时瘟古方，研制出纯天然中药植物精油室内空气消毒片，并对其进行了试验观察，消毒效果满意。
8展望
我国地大物博，可利用的植物种类繁多，植物精油来源丰富。随着人们“回归自然”的呼声越来越强烈，以及环境保护意识的加强，具有“液体黄金”之美誉的植物精油的开发利用必将迎来更加广阔的前景。
参考文献：（略）
张 东 峰
（广东轻工职业技术学院食品与生物工程系，广东广州510300）
[摘要]植物精油是一类纯天然的植物提取混合物，化学组成比较复杂。迄今为止，其在食品、医药、果蔬保鲜、日常用品、人体保健等方面得到了广泛的开发和利用。概述了植物精油及其单组分的研究利用新进展。预计不久的将来植物精油在人类生活中必将具有广阔的应用前景。
[关键词]植物精油；食品；抗菌活性；医药保健；研究开发
[中图分类号]O 685[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2008）02-0010-04
植物精油是植物体内的次生代谢物质，由分子量相对较小的简单化合物组成，具有一定芳香气味，在常温下能挥发的油状液体物质。植物精油所含化学成分比较复杂，按其化学结构的不同可分为脂肪族、芳香族和萜类三大类化合物以及它们的含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、醚、酯、内酯等，此外还有含氮和含硫的化合物，这些化合物均有沸点低且易挥发的特点。植物精油含量较为丰富的植物有柏科、木兰科、樟科、伞形花科、唇形花科、菊科、芸香科、姜科、桃金娘科、龙脑香科和禾本科等。植物精油的制备是以自然界中植物的花朵、叶、枝、根、皮、树胶、全草和果实等为原料，经水蒸气蒸馏法、压榨法、吸收法、溶剂萃取法和超临界二氧化碳萃取法等方法制取。早期科学家对植物精油化学成分的研究仅限于几个含量较高的成分，随着毛细管气相色谱技术的应用和提高，对精油的研究愈来愈深入。一种精油可鉴定出几十个，甚至上百个化学成分，一些含量甚微的成分也被鉴定出来。这对于精油的深度开发及天然香料资源的寻找、芳香植物优良品种的选育均具有十分重要的意义。通常，植物精油是用来制备香精、香水的，但随着人们生活质量的飞速提高和环境意识的不断加强，植物精油的应用也逐渐扩大。植物精油在食品添加剂、害虫防治、杀菌抗菌和防腐等方面的功能，也日益受到人们的关注与重视。
1植物精油在食品添加剂中的应用
随着人们生活水平和消费水平的提高，人们对自身健康和保健等方面的关注意识越来越强烈，尤其是食品加工方面，也越来越向“绿色”和“天然”的方向转变。防腐剂是食品工业中重要的添加剂之一，目前世界上食品工业中常用的防腐剂以化学合成防腐剂居多，而化学合成防腐剂的诱癌性、致畸性和易引起食物慢性中毒等问题已引起了社会的广泛关注。因此，天然、安全的功能性食品防腐剂的研究开发就显得越来越重要。人们开始关注食品添加剂的安全性，从而对天然食品添加剂寄予厚望，开发天然营养多功能的食品添加剂是食品工业的发展方向。其中的植物精油是一类天然植物性添加剂，能够矫正食品的异味、赋予香气，有的还有着色、抗氧化、抗菌(防腐)以及生理药理作用。作为天然防腐剂的重要来源之一，从植物精油中筛选出高效、经济、安全的防腐物质用作食品防腐剂，具有广阔的应用前景。如肉桂油在食品中作为天然的食用香料广泛应用，几乎涉及各个方面，主要用于软饮料、糖果、罐头食品、焙烤食品、酒类和烟草类等。在饮料、肉制品和调味品中，允许用量分别为300、290和l0O mg/kg，而在胶姆糖中用量可达到1 900 mg/kg。另外，肉桂油也可用于水果和糕点食品的保鲜。虽然许多精油成分已列入对人体无害成分或批准为食品香料添加剂，但有一些研究表明，其中的一些成分具有某种刺激性和毒性。某些精油或其单组分经常使用，会导致过敏性皮炎。
2植物精油在医药保健领域的应用
植物精油香薰浴对促进身心健康有很好的功效，各种植物精油的功能各异，经常泡香薰浴可以促进血液循环、平衡内分泌，加快新陈代谢、防止肌肤老化、保湿滋润、舒缓情绪、纤体瘦身等。许多国家的药品中含有精油，《美国药典》、《英国药典》、《法国药典》、《德国药典》、《日本药典》和《欧洲药典》中都有精油的相关论述。挥发油经提炼后如薄荷脑、樟脑、丁香酚、桉叶油、大蒜精油等直接用作制药原料。精油具有发散解表、芳香开窍、理气止痛、抗菌、抗病毒等药理作用。如薄荷油驱风健胃，冬青油镇痛，柴胡油退热，土荆芥油驱肠虫等。近年来还发现大蒜头内含有挥发性大蒜素(大蒜精油)，是一种植物性广谱抗生素。
鱼腥草的精油临床上用于治疗支气管炎、大叶性肺炎、支气管肺炎、肺脓肿等呼吸道炎症，妇科用于宫颈炎、附件炎，另根据最新研究报道，人参精油、水菖蒲精油、香叶天竺葵精油、草珊瑚精油、香叶精油中的香茅醇及甲酸香茅酯对癌症有明显的疗效。另外，桉树精油还具有较好的止痛和镇静作用，荔枝种仁精油可显著降低高脂大鼠血总胆固醇浓度和低密度脂蛋白胆固醇浓度，同时增加高密度脂蛋白胆固醇含量，使高密度脂蛋白胆固醇/总胆固醇含量比值极显著提高。
3植物精油在日化产品中的应用
日化工业中除利用植物精油的赋香功能之外，还充分利用各种天然提取物独特的生物活性来提高产品的质量和开发其多种功能。梁利诚等利用田七天然提取物的止血、散瘀、消肿、定痛功效，将其用于日化产品，如牙膏、香皂、漱口水、洗发水中效果非常好。芦荟护肤制品包括营养保湿箱、洗面奶、粉饼、面膜和柔肤液等，洁肤制品包括淋浴液和香皂等，能产生防皱、增白、亮肤、去斑、防晒、防治皮肤病作用的美容化妆品，发用化妆品和口腔卫生用品。罗汉橙也是近年发现的一种新的香料资源，其叶精油主要成分是N-甲基邻氨基苯甲酸甲酯，具橙花、葡萄等花果香气，如此富含含氮化合物的植物精油自然界并不多见，不仅可调配各种花精油，还可用于香皂、香波等用品，极具开发利用价值。近几年来，银杏系列化妆品也备受人们青睐，由于其提取物中含有的黄酮类化合物能够清除体内自由基，降低过氧化脂质的形成速度，具有SOD的活性，可使皮肤光泽，减少黑色素和老年斑的形成，用于抗皱霜、嫩肤霜、免洗定型护发素等新型产品中。广泛用于日化产品中的天然精油还有肉桂油、肉桂醛和其他芳香物质、茶树油、椰子油、澳洲坚果油、芒果脂、竹子提取物、甘草提取物等。所以开发和利用天然精油在日化领域具有非常广阔的前景。
4植物精油在抗菌方面的应用
近10多年的许多研究发现，精油及单组分具有很强的抑制或杀死细菌和真菌等微生物的特性。国内外的学者们所做的大量研究工作证实很多植物精油对细菌、酵母菌等均具有抗菌作用。广东省中药研究所的莫小路等研究了作用浓度为0.7～4.0μL/mL的南方药用植物香茅（Cymbopogon citratus）、广藿香（Pogostemon cablin（Blanco）Benth）、大叶桉（Eucalyptus robusta Smith）和蛇床（Cnidiummonnier（L.）Cusson）的精油对6种植物病原真菌的抑制活性，结果表明，大叶桉、广藿香和香茅精油对串珠镰刀病菌(Fussarium moniliforme)、玉米弯孢霉菌(Curvjlaria lunata)、多种供试植物病原真菌的生长有明显抑制活性。陈海梅等研究了由多种植物挥发油组成的复方精油气体熏蒸杀菌，结果表明，在1 mL的密闭空间内，用2 mL植物复方精油，熏蒸作用30 min，对纸片上大肠杆菌平均杀灭率为99%以上；对金黄色葡萄球菌平均杀灭率为70%以上，用1 mL的复方精油，熏蒸作用15 min，可完全杀灭涂抹在营养琼脂平板表面上的大肠杆菌，对金黄色葡萄球菌的杀灭率为99%。Muller-Riebau F.等用130种精油成分及单萜衍生物对8种多状菌的抗真菌活性作了研究。发现萜类的单碘化乙酸酯有很强的抗真菌活性，实验表明在0.025%浓度下，能完全阻止多状菌的发育，其次是薄荷烷过氧化物，再次为硫氰基乙酸异菠酯，在0.005%～0.01%浓度下能阻止多状菌的发育。
5植物精油在害虫防治方面的应用
化学农药使用不但会导致环境污染，而且长期大量使用化学合成农药会使害虫抗药性十分突出。对人畜所产生的一系列不安全问题也越来越受到人们的关注。利用植物源杀虫剂已成为储粮害虫控制中一个新的研究热点。植物精油气味芬芳，对害虫生物活性很高，且作用方式多种多样。已报道的有熏蒸、忌避、拒食、触杀、杀卵、抑制生长发育和繁殖等。精油作用机制新颖，对人及哺乳动物低毒，且残留低，不污染粮食和环境，有望开发成为新型绿色储粮保护剂。植物精油作为一种新型的植物源农药有其潜在的价值和广阔的市场，随着精油类农药商品化的成功，必将大力促进精油的科研和精油类植物源农药的创制和工业化的持续快速发展。可以预见植物精油用于病虫害的防治将是今后的一大趋势。
6精油在果蔬保鲜方面的应用
食用香料植物提取物精油中含有多种低分子的抗菌物质和抗氧化成分，作为果蔬类天然保鲜剂，能有效地抑菌防腐。这些低分子的抗菌物质，如肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸、桂醛、香茅醇、百里酚、丁香酚等，可抵抗大量的细菌、霉菌和酵母菌。另外，中草药以煎煮、浸泡的方法提取其成分，并配合其他药合剂，用于处理采后的果蔬，都有一定的保鲜效果。用于果蔬保鲜的天然保鲜剂种类很多，只要经过适当的处理和合理的搭配，一般都能有效抑制微生物的活动，调节果蔬采后生理代谢，起到较好的保鲜效果。
7植物精油在其他方面的应用
植物精油除了在医药、抗菌、化妆品、添加剂等方面有广泛的用途外，近几年，它在对紫外线的防护，帮助疤痕的修复及伤口的愈合，空气消毒、生态旅游、按摩、浸浴、蒸熏等很多方面都有相关的报道。研究表明：薰衣草油、橙花油及纯的芳樟醇、乙酸芳樟酯和香茅醛在吸入1 h之后具有明显的降低小鼠能动性的作用；橙油萜、麝香草酚、异龙脑和异丁香酚具有明显的增强小鼠能动性的作用。这充分表明部分植物精油具有镇静和兴奋作用。日本大阪市立工业研究所开发了一种新型环保粘合剂使用桉树油等植物精油成分替代化学合成添加物，不仅具有优良的粘合效能，而且能够有效防霉。这种新型粘合剂主要用于墙壁和地板，含有植物精油的特有香味。空气消毒是净化室内空气、预防疾病、控制疾病传播的重要措施。目前医院内使用的空气消毒方法多对人体有不同程度的副作用，且使用不方便。为寻求一种简便易行，对人体无刺激、无副作用的空气消毒法，根据中医辛表解理、去时瘟古方，研制出纯天然中药植物精油室内空气消毒片，并对其进行了试验观察，消毒效果满意。
8展望
我国地大物博，可利用的植物种类繁多，植物精油来源丰富。随着人们“回归自然”的呼声越来越强烈，以及环境保护意识的加强，具有“液体黄金”之美誉的植物精油的开发利用必将迎来更加广阔的前景。
参考文献：（略）
