芳香植物的綜合利用

芳香植物是植物和野生植物的總稱。它具有風味和芳香的提取芳香油的一般屬性。具有藥物性和香料植物的共同屬性的植物群。據不完全統計,世界上有3600多種芳香植物,被有效開發利用的有400多種。我國是芳香植物資源豐富、種類最多的國家之一,目前已發現的共有70余科200屬800多種,其中含精油較高的芳香植物約370種。我國的芳香植物具有以下特點:一是分布范圍廣,幾乎遍及全國各地;二是精油分布的科屬相對集中,主要集中在菊科、蕓香科、樟科、唇形科等植物中;三是香型較齊全,世界上所有香型的芳香植物在我國均有分布,如薰衣草、紫羅蘭、薄荷、留蘭香、桂花、玫瑰、龍腦香等,并且有些香型的精油是我國的優勢產品,如樟腦、黃樟油、白樟油、細毛樟油及靈香草、神農香菊油等;四是生產價值高的芳香植物分布相對集中,有利于建立具有一定規模效益的商品生產基地。隨著近代科學技術的飛速發展,一些化學成分測試手段不斷提高,芳香植物體內含有的多種成分逐漸被人們所知,這為全方位的開發利用芳香植物奠定了良好的基礎。本文對芳香植物中的主要化學成分和有害物質進行綜述,旨在提高芳香植物的利用價值、拓寬芳香植物的利用領域。1芳香植物的化合物芳香植物體內含有豐富的化學成分,主要分為芳香成分、藥用成分、營養成分和色素成分4大類,此外,大部分芳香植物含有抗氧化和抗菌成分。正是由于含有這些成分,使得芳香植物除了可以作為香料植物使用外,還可作為觀賞植物、草藥以及食品,甚至可以作為天然防腐抗菌劑、抗氧化劑應用在食品和藥品中。1.1化學成分的組成芳香成分是芳香植物最具代表性的成分,通常由數10種以上的有機化合物組成,大致包括烴類、醇類、醛類、酮類、酚類、醚類、酯類、酸類等化學成分,常見的芳香成分見表1。芳香成分可以作為精油提取出來,是香料工業的原料,也是芳香植物特有用途的基礎。芳香成分氣味芬芳,能經由嗅覺神經進入腦部,從而促進人體吸收氧氣,呼出二氧化碳,使大腦供氧充足,長時間保持旺盛的精力,呈現最舒適的狀態,如吸入檸檬、羅勒、迷迭香混合精油有提神的作用,吸入甜橙精油可以使身體放松、心情愉悅。1.2芳香植物藥用成分近年越來越多的研究表明芳香植物藥用價值很高,具有抗菌消炎、鎮靜止痛、抗腫瘤、抗病毒等藥理活性,這主要歸因于其所含的藥用成分。芳香植物中的藥用成分包括其特有的揮發性芳香成分和不揮發性成分,這些成分具有特有的藥用功效,可作為中藥用于治療各種疾病或作為原料用于保健品中。常見藥用成分見表2。1.3芳香蔬菜芳香植物芳香植物中的營養成分包括人體必需的各種礦物質和維生素,如鈣、鎂、鐵、維生素A和C等,因此芳香植物可作為芳香蔬菜或加工成各種營養食品。芳香蔬菜的開發和應用在歐美源遠流長。目前芳香蔬菜在國內方興未艾,各大城市不斷出現以芳香蔬菜為主題的餐館。1.4洋甘菊、番紅花色素芳香植物含有豐富的天然色素,可做天然染料,尤其適用于食品著色。大多數芳香植物都含有類胡蘿卜素(類葉紅素)、類黃酮等天然著色成分,曾將洋甘菊作為羊毛的黃色原料;番紅花色素也被稱為阿拉伯的黃色,用于蛋糕、糖果、酒類的著色;從紅辣椒的果皮中可以得到橙紅色的色素——橙黃,現在用來做口紅。同時,色素成分提高了芳香植物的觀賞價值。1.5清除烷氧自由基活性近期研究發現大部分芳香植物中的一些成分具有抗氧化和抗菌作用,可以使其作為天然抗氧化劑、防腐抗菌劑應用在食品和藥品等中。芳香植物中起到抗氧化作用的成分多為酚酸類物質,其苯環上的酚羥基是抗氧化活性基團,在清除烷氧自由基過程中主要是通過脫氫反應產生比較穩定的苯氧自由基來終止鏈式反應,所產生的苯氧自由基的穩定性與其清除自由基活性密切相關。楊榮華、Govaris等對百里香中揮發性成分進行研究,發現其抗氧化的主要成分是百里香酚和香芹酚;Ruberto等、Ding等發現牛至中的迷迭香酸酯、百里香酚和香芹酚具有抗氧化活性。同時芳香植物也含有抗菌作用的成分,如薰衣草中的芳香醇、菖蒲中的細辛醚等都具有抗菌作用。鑒于芳香植物具有抗菌作用的成分,在目前植物病原菌對化學殺菌劑產生抗藥性、農藥殘留危害日漸加劇的形勢下,芳香植物可望開發成新型殺菌藥物。2產品本身的負面影響盡管芳香植物是天然的,但與使用其他天然產物一樣,在帶來益處的同時也會產生一些負面影響。芳香植物中的有害物質分為內源性和外源性有害物質,二者都具有極大的危害。2.1香精香料的安全芳香植物中的內源性有害物質多指芳香植物在生長發育過程中經過生物合成的次生代謝成分及其衍生物,具有一定的毒性。芳香植物的毒性范圍很廣,即使是有益的芳香植物,如果過量攝取,其中的有害化學成分也會對人體皮膚、呼吸系統、神經系統造成極大傷害,有些會導致過敏甚至產生中毒現象。香精香料來源于芳香植物,無論是在食用還是在日用中對其都有非常明確的規定。我國2007年更新的食用香精輕工業行業標準中明確規定了可以在食用香精中使用的食用香精輔料,2008年更新的日用香精國家標準中明確指出可以應用日用香精的11類產品及日用香精中限用的香料,以及在11類產品中的最高限量(部分常用香料在芳香產品中的最高限量見表3)。2011年更新的食品安全國家標準食品添加劑使用標準中規定了食品添加劑的使用原則、允許使用的食品添加劑品種、使用范圍及最大使用量或殘留量。國際日用香料香精協會(IFRA)在1973年成立于美國,這個國際化的香料組織目前公布了約1000種日用香料的安全資料。由此可見,人們越來越重視香精香料的合理使用。芳香植物中常見的內源性有害物質多為酚類、醛類和酮類化合物(表4)。2.2萃取物及精油芳香植物中的外源性有害物質是指從所接觸的土壤、水、大氣等自然環境中吸附或蓄積的有害物質,也可能是因在加工、貯藏中所造成的污染所致。2009年發布的《食用香料香精產品生產許可實施細則》中規定了配制香精用水應為飲用水,其細菌總數不應超過100cfu/mL。2011年我國發布了《精油和芳香萃取物殘留苯含量的測定》國家標準,規定了用靜態頂空氣相色譜法測定精油和芳香萃取物中殘留的對人體極為有害的痕量苯。孔志強等用超高效液相色譜-串聯質譜法測定了柑橘及柑橘精油中4種農藥的殘留情況,結果發現在柑橘果皮及柑橘精油中咪酰胺量遠超過國家規定的每日允許攝入量。目前,對外源性有害物質的研究還遠遠不夠,應繼續完善對外源性有害物質的相關限量標準,加大對其檢測力度。3芳香植物的開發利用展望芳香植物資源是大自然賜予人類的寶貴財富,為人們的日常生活增香添色,極大地豐富了人們的生活。隨著芳香植物的開發與使用以及毒理學研究的深入,人們對芳香植物從不了解到盲目地推崇再到理性地認識與運用需要一個長期的過程。目前,我國芳香植物資源的開發基本上還處于初級階段,存在以下幾個問題:一是品種開發面窄,我國對芳香植物的開發利用主要集中在木本植物,對草本類芳香植物的開發研究甚少;二是提取精油工藝落后、深加工產品少,由于資金技術等原因,我國精油提取設備工藝較為落后,這直接導致出油率低,并且得到的產品多為初級原料,這些原料只有經過深加工,才能產生巨大的經濟效益;三是對芳香植物開發應用形式單一,僅局限于提取精油作為香料,很少能進入食品、藥品等領域,沒有很好地開發出芳香植物的價值。芳香植物是具有廣闊市場前景的經濟作物,因此應積極開展芳香植物資源的合理開發和綜合利用:對我國芳香植物資源進行全面普查,制定芳香植物開發利用規劃,有計劃、有步驟地開發芳香植物資源,以便盡快把資源優勢轉化為經濟優勢;建立栽培、加工、銷售相結合的生產體系,有效控制生產規模,穩定原料供應,降低生產成本,從而提高資源利用率和