香料植物资源应用研究进展综述Word下载.docx
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smaterialandculturallife,andgraduallydrawnworldwideattentionanddevelopment.Thisarticleoutlinestheapplicationstatusandprospectsofvariousaspectsofspiceplants,andproposessomesuggestivecountermeasuresforthedevelopmentandutilizationofaromaticplants.
Keywords:
Spiceplants,insects,pharmacology,food,feed
1前言
我国野生植物资源丰富，是世界上野生植物资源最众多、生物多样性最丰富的国家之一，也是天然香料植物资源大国[1]。
根据香料的来源，可将其分为天然香料和合成香料[2]。
合成香料可达7000多种，天然香料仅3000多种；
天然香料，即从各种天然香料植物的花果叶茎根皮或动物的分泌物中提取出来的致香物质[3]。
其中，香料植物是指含有芳香成分或挥发性精油的植物原料，这些挥发性精油可能存在于植物的全株或存在于植物的根、茎、叶、花和果实等器官中[4]。
中国香料植物资源丰富，据不完全统计，我国共有香料植物800余种，分属95科335属[5]；
广泛分布于我国热带、亚热带、温带和寒带地区[6]。
据有关记载，世界上有87科植物中含有芳香油，其中,43.65%分布在热带，5.74%分布在热带、亚热带，2.29%分布在亚热带，1.14%分布在亚热带-温带，19.51%分布在温带，27.59%遍布各地，可见，香料植物主要分布在热带地区[7]。
除少数种类外，多数为原产我国，如八角、肉桂、薄荷、山苍子等都是我国的传统香料。
目前我国对香料植物的开发利用尚不充分，只有140余种得到开发利用，主要科类见表1：
表1当今主要利用的香料植物分科及种别[5]
科类
拉丁名
中文名
唇形科
Labiates
薰衣草、香紫苏、薄荷、留兰香、百里香、甘牛至、荔枝草等
禾本科
Gramineae
柠檬草、香茅、香草根、芸香草、白茅等
桃金娘科
Myrtaceae
赤桉、兰桉、柠檬桉、丁香、众香等
伞形科
Umbelliferae
当归、芫荽、小茴香、野胡萝卜、莳萝、葛缕子、白芷等
樟科
Lauraceae
肉桂、油樟、黄樟、山胡椒、斯里兰卡肉桂、月桂等
芸香科
Rutaceae
柑橘、柚子、柠檬、花椒、毛刺花椒、九里香、佛手等
木兰科
Maynoliaceae
八角茴香、玉兰、广玉兰、天女木兰、五味子、红茴香等
百合科
Liliaceae
大蒜、洋葱、渥丹、百合等
桑科
Moraceae
无花果、啤酒花
马齿苋
Portulaceae
香料、香精和各种加香产品耗量的多少，是一个国家物质文化生活中的一个侧面反映[6]。
近50a来，香料植物已成为重要的经济作物之一[8]，植物香料在香料香精工业中占有相当重要的地位，且具有资源丰富、品种繁多、香气优美、使用方便的优点，广泛应用于食品、日用化学和医药等工业领域[9]。
自20世纪80年代开始，世界香料行业平均以每年7%左右的增长速度发展。
据统计，1992年超过100亿美元，2000年，世界料贸易额达到178亿美元。
我国香精、香料产值达28.4亿元[10]。
其中最有代表性的为茉莉花，它曾享有香料之冠的美誉。
其次是樟科植物中的山苍子油，我国年产2000吨以上，其它产量较高的还有大茴香油、白兰油、桉叶油和松节油等[11-12]。
香料植物的应用可以追溯到几千年以前，被广泛用于调味呈香和疾病治疗上。
随着社会发展和科技的进步，人类不断地发掘香料植物的新用途，发现香料植物在杀虫、医学、食品和饲料等方面也有很大的发展潜力。
2植物精油的杀虫活性
植物精油可作为一种化学信息物质，对动植物产生某种化学效应。
根据精油对害虫的作用方式不同，大致分为引诱、驱避、拒食、毒杀和生长育抑制作用等[13]。
2.1引诱作用
植物精油中的萜类成分中，有一些物质对昆虫具有引诱作用。
研究表明，葛缕酮芳樟醇、茴香脑、茴香醛对黑风蝶的幼虫有引诱作用；
柠檬醛、芳樟醇、乙酸芳樟酯对蚕蛾有引诱作用；
α-松油烯、柠檬烯对象鼻虫的幼虫有引诱作用；
顺式及反式马鞭草烯酮、葛缕酮、对蟑螂有引诱作用；
香茅醇对螨虫有引诱作用等等。
用几种化合物的混合物往往能产生较强的引诱作用[14]。
2.2驱避作用
植物组织对害虫的驱避作用，实质是利用其排于环境中的精油来起作用的。
徐汉虹[15]等试验证明：
芸香肉桂、齿叶黄皮、八角茴香和猪毛蒿5种精油在200-800μg/cm2的剂量下，对赤拟谷盗成虫的驱避作用都能达到4级以上（驱避率大于60%），其驱避作用的持续有效期至少可维持8周，以芸香和猪毛蒿精油的驱避作用最强。
目前已知的对昆虫具有驱避作用的天然物质有佛手柑油、薰衣草油、椰子油、薄荷油、除虫菊、豆蔻油及樟脑等。
2.3拒食及生长抑制作用
有些精油能对昆虫感受器受体产生刺激和抑制，引起昆虫对植物拒食。
该作用不仅引起昆虫的拒食行为，而且对其生长、发育及变态等一般都有影响。
例如延长幼虫生长期，减少产卵数，增加死亡率，引起不正常变态等现象。
Bowers等人从香脂冷杉精油中分离得椴松酸甲酯（methyltodomatsuate,C16H26O3），一种倍半萜烯衍生物，它能使椿象等昆虫的幼虫反复蜕皮，不形成成虫，1μg即具有活性。
这种阻止昆虫变态的物质被命名为保幼酮（juvabione），人们可用它干扰害虫的正常生理活动，以达到消灭害虫的目的[16]。
Shar-ma等测试了7种植物精油对Spodopteralitura的拒食活性，发现菖蒲精油对被测试虫的拒食效果明显。
将菖蒲精油拌入人工饲料中，一定剂量下阻止了疆夜蛾1龄和2龄幼虫的取食和生长[17]。
2.4毒杀作用
植物精油对昆虫卵、幼虫和成虫的毒杀作用，可使昆虫的正常生理生化代谢受阻。
李达等在对柠檬桉、蓝桉、巨尾桉、邓恩桉、G9、184号等六种桉树叶不同极性溶剂提取及其生物活性研究的基础上，对杀虫活性较好的巨尾桉提取物的杀虫活性物质进行了提取、分离、鉴定和杀虫活性研究，结果表明巨尾桉叶95%乙醇超声波辅助提取物杀虫效果最好[18]。
Su试验了8种芸香科植物柑橘油对四纹豆象的毒效，发现柠檬油的持效期最长，每种柑橘油都含有1种或几种对四纹豆象和米象有毒的成分[19]。
3香料植物的药理作用
3.1健胃助消化作用
早在1949年，Ferguson就发现大蒜能使肠胃道松弛，使胃的排空时间延长。
实验证明，食用香料植物与口腔粘膜接触之后，作用于神经器官，能大量增加唾液的分泌。
Blumberger研究表明，辣椒和红辣椒对唾液的分泌分别增加50%和200%，而且淀粉酶的活性也分别增加了5倍和24倍[20]。
3.2解痉挛、治风湿和利尿作用
Sirsi报道，生姜油的饱和水溶液具有解痉挛作用。
临床实验证明，卡瓦花椒（Pipermethys-ticum）所含的二氢醉椒素和二氢醉椒脂素有明显的使肌肉松弛的作用，它们的止痛效果胜过阿司匹林。
据Samurthy等试验证明，大蒜制剂能改变血水粘液蛋白水平，从而对类风湿关节炎也有一定的治疗作用，葛缕子提取物和洋葱的甲醇提取物，既是调味成分，又有利尿作用，在动物体内的试验结果证明，增加了氯化钠的排出量[21]。
3.3抗肿瘤作用
温莪术精油中的莪术醇和莪术二酮对子宫颈癌有显著疗效。
其精油中另一主要成分β-榄香烯对小鼠艾氏腹水癌有明显的抑制作用。
根据最新研究报道，人参精油、香叶天竺葵精油、草珊瑚精油等对癌症也有明显的疗效[22]。
3.4芳香疗法
芳香疗法的基本要点是采用水蒸汽蒸馏法得到的植物精油液体，利用它们挥发出的气味刺激大脑，作用于各脏腑器官，产生生理反应，改变气血运行状态，达到防病与保健的目的[23]。
芳香疗法可以增加人体免疫力，治疗呼吸系统疾病，消除疲劳和忧虑，减轻精神压力，促进睡眠[24]。
茉莉花香气能刺激大脑，其兴奋功能强于咖啡；
桂花的香味有解郁、避秽之功，对某些狂躁型精神病患者有一定疗效。
万金油是由薄荷油、按叶油、樟脑、丁香油等制成的药剂，将其涂抹于患处可起到发汗解热、止痛、消炎、杀菌、止痒、暖胃、醒脑、兴奋等功效[7]。
有些芳香植物的香气可通过人的嗅觉刺激，被神经系统传达到大脑而产生生理和心理反馈，具有多种治疗效果。
如茉莉花香气有兴奋作用，薰衣草香气有镇静作用，柠檬香味可使心率减速，而玫瑰香气则使人心率加快[25]。
3.5美容保健
许多香料植物不仅含有丰富的营养物质,而且具有较强的保健作用。
明代卢和在“食物草本”中道：
“玫瑰花食之芳香甘美，令人神爽”。
常饮玫瑰花茶，可促进新陈代谢、血液循环，改善皮肤枯燥，具有良好的美容效果。
而有些芳香植物可作为食用蔬菜，食用后对人体具有明显的保健作用。
如艾蒿的嫩茎叶有节制食欲的作用，在菜肴中添加少量百里香、迷迭香等植物，不仅可以添香去腥，而且还能补充大量人体所需的营养元素和微量元素。
一些芳草茶具有保健药用功能，如用桂花、柠檬草、少量西红花配制的茶有活血美颜的功效[25]。
4香料植物在食品中的应用
4.1 调味调香作用
食用香料植物系指用于各类食品加香调味或饮料调配的植物性原料，是植物的某个部位或全部。
美国香辛料协会（AmericamSpiceAssocation）规定，凡是主要用来作为食品调味用的植物，均可称为食用香料植物[26]。
作为大宗调味料的食用香料植物，有胡椒、辣椒、桂皮、丁香、肉豆蔻、香荚兰、八角、姜、芫荽子、香芹子和小茴香等等。
它们的基本口味有四种：
甜味、酸味、咸味、油脂味[27]。
添加食用香料植物及其产品根据应用产品的不同而有所区别，如在可乐型饮料中添加的植物精油有柠檬油、甜橙油、桂皮油、芫荽油和肉豆蔻油等，而流行于国外的碳酸姜啤饮料，主要口味则来自生姜油。
植物香料也被应用于肉制品的加工，可达到增香提味的效果，其中小茴香油、大茴香油、月桂油、百里香油能增加鱼香；
肉豆蔻油、砂仁可使肉制品清爽可口；
陈皮、广木香、檀香科在酱卤制品加工中产生复合香味；
迷迭香可使肉制品本身产生清香味[28]。
4.2 防腐抑菌作用
一些芳香植物可供提取天然植物精油，具有消毒、杀菌作用，如安息香等可用于木乃伊消毒[7]。
芳香植物中提取的苯甲醇可杀灭绿脓杆菌、变形杆菌和金黄色葡萄球菌，且苯乙醇和异丙醇的杀菌力均大于酒精；
龙脑和8-经基喳琳可杀灭葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌和结核杆菌;
鱼腥草、金银花、大蒜等挥发油对金黄色葡萄球菌等有显著抑制作用[29]。
Mangena等于1999年研究了迷迭香（Ros-marinusofficinalis）等植物精油对41种微生物菌株的抑菌活性，证明迷迭香具有较强的广谱抑菌性能[30]。
据Grove报道，香料植物中抑菌防腐作用最明显的是芥菜子，其活性物质是异硫氰酸烯内酯，芥菜子、丁香、肉桂在阻止番茄酱的腐败中，具有较强的防腐作用。
某些香料植物的防腐作用比化学防腐剂还强，据Campbeii试验，使用0.1%的苯甲酸钠并不能防止苹果汁的腐败，但将粉碎的芥末与苯甲酸钠结合使用时，两者用量均在0.1%以下，却能很好地解决果汁的腐败[31]。
蒋妮，覃柳燕[32]等采用生长速率法及悬滴法测定10种香料植物挥发油对茄镰孢、链格孢、核盘菌、齐整小核菌、束状炭疽菌的抑制活性，结果表明，肉桂、草果、香茅具有较强的抑菌活性，在浓度为0.5g/L时对供试的5种植物病原菌菌丝抑制率均达100%，对茄镰孢、链格孢、束状炭疽菌的孢子萌发抑制率均高于90%。
0.5g/L浓度的香茅挥发油对5种目标菌的抑制作用达到100%，与30%苯甲·
丙环唑乳油杀菌剂作用等同，且高于75%百菌清可湿性粉剂、50%多菌灵可湿性粉剂、70%甲基硫菌灵可湿性粉剂等常规杀菌剂。
本研究结果表明，香茅值得进一步研究开发。
此外，周建新，唐维静等通过实验表明：
丁香、白胡椒、豆蔻等天然香料对食品中常见的腐败菌和产毒菌的生长均有不同程度的抑制作用，其中丁香的抑菌作用最佳，0.5%就能完全抑制供试菌的生长。
0.35%的丁香粉末添加到酱油中，可使酱油夏季敞口存放数月而不产生白花变质，并赋予酱油特殊良好的风味[33]。
食用香料植物之所以能防腐抑菌，真正起作用的活性物质是精油。
丁香花蕾中含有15-20%的精油，其中85-92%为丁香酚，主要是这些丁香酚发挥了抑制细菌生长的作用。
同样，中国肉桂含精油1-3.5%，精油中桂醛含量高达80-95%，桂醛即为抑菌作用的主要成分。
Arora等人用薄荷、香叶醇等9种精油或单体进行柑桔果实防腐试验，发现用0.1%的香叶醇处理果实可分别减少由Penicilliumdigitalum、Diplodiana-tale和Alternariatenvi引起的腐烂发病率40%、60%和100%[34]。
4.3 抗氧化作用
天然香料的化学成分十分复杂，一般有近百种化学成分组成，有的甚至由数百种化学成分所组成。
其主要抗氧化性化学成分是由酚类、类黄酮、萜类、醛类、酮类、酸类、醇类、酯类、生物碱类和不饱和烃类等组成[35]。
食用油脂和含脂肪较多的食物，在日光、空气等条件下贮存，特别是受高温的影响，容易发生氧化性酸败。
脂肪氧化的初级产物主要是过氧化物，再继续分解形成短链酸、醇类与酮类等次级氧化产物。
食用香料植物的抗氧化作用，就是与过氧化基反应，从而阻断自动氧化作用的连锁反应。
早在1938年Mareety就发现丁香具有抗氧化效果，随后Ramaswamy等又先后介绍了黑胡椒、鼠尾草、肉豆蔻、生姜等的抗氧化性。
Cort对各种食用香料植物的抗氧化性作了系统研究，发现丁香的抗氧化性最大，其次为姜黄、众香子、迷迭香等。
据中谷延二分析试验，从迷迭香中单离出的迷迭香醇、表迷迭香醇和异迷迭香醇，均显示较强的抗氧化性[31]。
刘晓庚、陈梅梅通过实验表明，天然香料的某些性能优于BHA、BHT或VE，天然香料是食品等的优良抗氧化剂[35]。
5香料植物在饲料中的应用
食用香料植物作为饲料的天然添加剂，其作用远远不只是调味，它集调味增香、抗菌抗氧化、抑菌防病、调节机体功能、改善畜禽肉质等多种功能于一身，是目前任何合成的饲料添加剂所无法比拟的。
香料植物在饲料上应用最多的是大蒜和辣椒。
胡太文在育肥猪饲料中添加0.16%的干辣椒粉作饲养试验，结果试验组增重提高14.5%，饲料消耗降低12.65%，经济收入增加12.29%，利润提高88.64%[36]。
徐海娟在生长育肥猪饲料中添加1%蒜辣粉，结果发现，猪喜食且排粪正常，三个试验组比对照组经济效益分别提高19.6%、13.2%和10.2%[37]。
将香料植物单用或与合成防腐剂协同作用，用于饲料抑菌防霉效果很好。
王红星等报道，添加山苍子饲料防霉剂不仅防霉效果好，而且对黄鸡采食无影响[38]。
在饲料中，动物性饲料如鱼粉、肉骨粉以及植物性饲料中含油脂较多的饼粕类还存在一个抗氧化的问题，而多数食用香料植物均有不同程度的抗氧化性，如丁香、迷迭香、生姜等。
抗生素饲料添加剂如果使用不当，可能产生耐药菌株，殃及人类和动物。
而多种香料植物都含有天然抗菌物质，这不仅表现在对饲料的防腐作用上，更重要的是它们对于动物有抑菌防病，提高机体免疫力和调节机体功能的作用。
使用天然香料植物作为抗菌素饲料添加剂，不用担心耐药性、残留以及致畸、致癌问题。
例如研究得最多的大蒜，对痢疾杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌以及金黄色葡萄球菌、肺炎球菌等多种细菌和霉菌都有抗菌作用。
6我国香料植物应用发展前景及对策
我国是世界上生产芳香挥发油最多、香料植物最丰富的国家之一，如海南岛、雷州半岛、广西西南部及台湾等地，种植有大面积的香茅、藿香、香根草，云南西双版纳自治区还有相当大面积的野生香茅。
香料植物的开发利用具有很好的前景，将成为国民经济的重要组分，但在发展的过程中必须遵循相应的规律并采取科学的对策。
6.1继续对香料植物资源进行深入调查、详细鉴定和利用研究
目前我国香料植物资源的研究和开发利用仍比较落后，山区人民主要以自给为主，采集或者栽种而外销或加工的数量不多，种类也较少，除少数被当地人民开发利用外，大多数种类至今仍在大自然中自生自灭，尚存在大量未被认识的香料植物，同时，已认识的香料植物尚有许多潜在用途未开发出来。
因此，应该做好对香料植物资源的调查、鉴定和利用研究工作，为进一步的开发提供依据。
如张喜春，江小明等人对粤东地区香料植物进行了初步调查，记录到该地区香料植物共246种，隶属于73科167属，含15种以上的科有菊科、唇形科和芸香科[39]，为粤东地区香料植物资源的开发利用决策提供理论基础。
6.2加大开发力度，实行区域化和良种化
实行区域化和良种化，努力开拓名优产品，提高产品的整体质量和市场竞争力。
要实现我国香料植物资源的可持续利用，必须提高其综合生产能力，改善其生态环境，实现经济、社会、生态效益地有机统一。
6.3开展人工栽培，弥补天然资源的不足
加大热带香料优良品种的培育和引进力度，加速对产量低品质差的品种进行改良，实现品种结构优化升级。
各相关部门通过相互合作，形成配套的良种繁育推广网络，并采取相应措施，使优良品种尽快投入生产，发挥效益。
6.4充分利用先进科学技术
随着社会的进步和科学技术的发展，香料植物的开发利用也应该与时俱进，充分利用当前先进的设备和方法开发具有市场竞争力和较高接受度的产品。
加快香料植物发展中关键技术的创新和推广应用，在充分消化吸收现有科技成果的基础上，对选育新品种、现代香料作物规范栽培使用技术和产品加工及技术等重大科研和推广项目，集中力量，尽快实现新的突破[40]。
如余汉谋等人所述，超声波技术在天然植物香料萃取方面得到越来越广泛的应用[41]，植物香料前景大好。
6.5资源的开发与保护
香料植物开发利用时，必须注意保护资源、扩大资源，特别是对那些挖根全株刨的植物，更应做出规划，边开发边培育，有的还要先培育后开发，使其繁衍不断，永续利用。
对资源再生能力低、砍伐后对水土流失和环境影响大的天然香料如贵州柏木树、四川的黄樟等，应限制砍伐和加工。
采取利用与保护相结合的方针，走可持续发展之路。
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