張 麗，陳尚钘，范國榮，廖圣良，王宗德

（江西農(nóng)業(yè)大學林學院∕國家林草局木本香料（華東）工程技術研究中心，江西南昌 330045）

【研究意義】山蒼子（Litsea cubeba（Lour.）pers.）是樟科木姜子屬多年生灌木或小喬木，又名山雞椒、木姜子、山胡椒、山姜子，中醫(yī)藥上又名畢澄茄[1]，主要分布在亞洲東部、大洋洲及太平洋諸島等地。我國山蒼子以野生為主，廣泛分布于長江以南諸省區(qū)[2-4]，近年來江西、湖南、重慶、四川、貴州和福建等地有大規(guī)模人工培育。山蒼子是我國重要木本精油芳香植物資源，其果實、葉和枝條等部位均含精油，實際生產(chǎn)主要從果實中蒸餾得到精油[5]。山蒼子精油因其重要的經(jīng)濟價值被廣泛用于醫(yī)療、食品及化工行業(yè)，可作為食品防腐劑、保鮮劑的重要原料，具有廣闊的應用領域和良好的發(fā)展前景。【前人研究進展】山蒼子精油具有濃厚檸檬香味，主要成分是檸檬醛，呈淡黃色到橙黃色，是我國GB 2760—2014規(guī)定允許使用的天然食用香料，也是合成香料、食品添加劑及制藥工業(yè)等的重要原料[6-9]。山蒼子精油具良好抑菌、抗氧化等生物活性，可用作抗微生物藥物[10-14]、殺蟲劑[15-16]和抗氧化劑[17-18]等，具有良好的經(jīng)濟價值。【本研究切入點】我國山蒼子資源豐富，而山蒼子精油作為植物天然提取物，綠色環(huán)保，因其廣譜的抑菌性備受關注。隨著各種分離和檢測技術的不斷進步，山蒼子精油的組成、結構和功能越來越被人們所認知，但還有許多方面需要深入探索和研究?！緮M解決的關鍵問題】本文主要對山蒼子的化學成分、提取方法、功能活性及其應用等方面的研究現(xiàn)狀進行總結，旨在為山蒼子精油的深度加工利用和產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 山蒼子精油提取及其主要成分研究

1.1 山蒼子精油提取工藝

目前山蒼子精油的提取工藝主要有水蒸氣蒸餾法、超臨界二氧化碳萃取法、微波輔助萃取法和酶法提取等。水蒸氣蒸餾法是山蒼子精油最傳統(tǒng)的提純方法，其工藝流程、設備、操作等方面都比較成熟，但得率低，熱敏成分會發(fā)生分解及原料焦化。Ho等[19]從臺灣的山蒼子葉和果提取精油，得率分別為13.9%、4.0%；Si等[20]通過水蒸氣蒸餾法從我國8個地區(qū)山蒼子果實中提取的精油得率為3.1%～4.6%。

超臨界CO2流體萃取技術是目前最流行的超臨界流體萃取法，其工藝簡單、操作方便，無污染，超臨界流體可重復使用，但設備比較昂貴，而且操作費用高，不適宜在大規(guī)模的生產(chǎn)中運用[21-22]。張德權等[23]就超臨界CO2流體技術萃取山蒼子精油的工藝條件進行了探討，最適工藝條件為:山蒼子粉粒度60～80目、萃取壓力25 MPa、萃取溫度45 ℃、CO2流量1.5 mL∕min、萃取時間60 min，此條件下，并萃取出了高質量的富含山蒼子精油和核仁油的山蒼子油，山蒼子的萃取率為30.19%。

有研究發(fā)現(xiàn)利用微波的穿透性來提高山蒼子精油的萃取率，Yang等[24]在水汽蒸餾的基礎上，將山蒼子烘干后通過微波超聲輔助萃取法提取精油，最佳提取工藝為:提取時間8 min，微波功率600 W，料液比1∶7 g∕mL，提取溫度85 ℃，山蒼子精油的平均產(chǎn)量可達14.188%。劉曉庚等[25]采用微波輔助提取山蒼子精油，所得精油得率為5.5%～8.6%，與水蒸氣蒸溜法相比，精油得率提高了2.48%。李文爽等[26]采用超聲波輔助提取山蒼子精油，液固比18∶1（mL∕g）、超聲時間12 min，提取時間3.4 h、提取率為5.33%。超聲波和微波能有效地提高山蒼子精油的提取工藝。

謝永芳等[27]通過重組膨脹素和纖維素酶法，對山蒼子破壁處理后再常壓提取，結果表明復合酶法提取山蒼子精油比單純的纖維素酶法提取、蒸餾法提取要效率高。酶法提取是選用合適的酶將植物中的雜質（如淀粉、果膠、蛋白質）除去，酶特異性強、高度催化效能、反應條件溫和，有利于油料餅粕的后續(xù)利用，但酶法提取存在酶的價格高，用量大等問題[28]，利用酶法提取山蒼子精油的工藝研究還不夠深入和成熟。

1.2 山蒼子精油化學成分組成

山蒼子精油化學成分復雜，主要是萜類化合物及其衍生物（圖1），檸檬醛是其主要成分，但其化學成分的具體種類及含量存在著較大差異，且與提取部位、品種和產(chǎn)地等密切相關。

圖1 山蒼子精油中主要成分的化學結構Fig.1 Chemical structures of the most predominant substances identified in Litseacubeba essential oils

Wang等[29]對山蒼子根、莖、葉、花蕾、花、果實等揮發(fā)油成分進行了分析，結果顯示根油主要含橙花醛（21.53%）、香茅醛（8.57%）、芳樟醇（7.45%）、異胡薄荷醇（6.05%）和β-水芹烯（5.24%）；莖油主要含β-水芹烯（18.74%）、萜品烯-4-醇（12.05%）、檸檬烯（9.82%）、α-側柏醇（9.43%）和β-蒎烯（6.94%）；葉油主要含桉葉素（13.97%）、γ-欖香烯（8.27%）、石竹烯（8.04%）、芳樟醇（6.94%）、檸檬烯（6.78%）；花蕾油主要含β-水芹烯（33.74%）、桉葉素（11.24%）、a-蒎烯（8.95%）和β-蒎烯（8.33%）；花油主要含β-松油烯、桉葉素、a-蒎烯和β-蒎烯，含量分別為33.17%、13.68%、7.51%和7.25%；果油主要含橙花醛（63.75%）和檸檬烯（7.38%）。

山蒼子精油的成分和含量隨產(chǎn)地的影響而顯著變化，Si等[20]測定了我國8個地區(qū)采收的果實中山蒼子精油化學成分，主要成分為單萜類化合物（94.4%～98.4%），橙花醛和香葉醛（78.7～87.4%），D-檸檬烯（0.7～5.3%）。Ho等[19]從產(chǎn)于臺灣的山蒼子葉精油中共鑒定出53個化合物，主要成分為1，8-桉葉素（57.6%），檜烯（12.3%）、α-乙酸松油酯（9.8%）、α-蒎烯（4.1%）和β-蒎烯（3.2%）；此外，Hai等[30]測定了越南6個省份的山蒼子葉精油，4個產(chǎn)地山蒼子葉油除了以1,8-桉葉素（23.4%～51.7%）為主要成分，還發(fā)現(xiàn)2個產(chǎn)地的山蒼子葉油分別富含芳樟醇（91.1%）和檜萜（48.1%）。

此外，影響山蒼子精油化學成分的因素還有很多，采收期、成熟度、采收后的處理方法和提取方法等均會影響山蒼子精油的組成和含量[5,31-33]。

2 山蒼子精油功能活性研究

2.1 山蒼子精油抑菌活性

山蒼子精油具有較為廣譜的抑菌活性，對細菌和真菌都具一定抑制作用，包括食品腐敗菌和食源性致病菌。有報道山蒼子精油對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白曲霉、青霉4種菌的最低抑菌濃度分別為1.88，0.94，0.94，0.47μL∕mL[34]。Hu等[35]研究了山蒼子精油對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抑菌作用及其機制，最低抑菌濃度和最小殺菌濃度分別為0.5 mg∕mL和1 mg∕mL；山蒼子精油對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的細胞膜有破壞作用，使細胞內生物大分子泄漏，另外主要成分檸檬醛還可與DNA發(fā)生嵌合。Li等[36]研究發(fā)現(xiàn)，山蒼子精油對甘草中黃曲霉菌的最低抑菌濃度為0.5μL∕mL，最低殺菌濃度為1.0μL∕mL，對3株產(chǎn)毒黃曲霉菌株具有較高的毒性，對黃曲霉毒素B1在甘草中的積累具有較強的抑制作用。Luo等[37]從細胞膜、細胞器和細胞內大分子水平研究了檸檬醛對黃曲霉孢子的影響，結果表明，檸檬醛通過損傷黃曲霉孢子質膜，隨后進入細胞，不僅影響線粒體的遺傳表達和形態(tài)，而且改變類蛋白大分子的聚集；細胞、細胞器和大分子失去了它們正常的結構和功能，最終導致黃曲霉孢子的萌發(fā)能力喪失。

山蒼子精油對醫(yī)藥領域的念珠菌有抑制效果，方芳等[38]研究了山蒼子精油對5種醫(yī)學常見念珠菌的抑菌效果，其最小抑菌濃度分別為:白念株菌（14.14±3.64）μg∕mL、熱帶念珠菌（23.22±2.85）μg∕mL、光滑念珠菌（31.24±22.88）μg∕mL、近平滑念珠菌（76.194±4.40）μg∕mL、克柔念珠菌（28.30±2.54）μg∕mL；通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，山蒼子精油處理組克柔念珠菌細胞壁被溶解破壞，細胞膜被連續(xù)性破壞，細胞器腫脹溶解乃至壞死溶解。此外，曾躍斌等[39]研究發(fā)現(xiàn)山蒼子精油對白念珠菌全基因組表達譜的影響比較大，表達差異的基因數(shù)量約占總基因數(shù)量的11%。

此外，山蒼子精油對植物病菌也有抑制效果。國穎等[40]研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛及其衍生物對油茶炭疽病菌有一定的抑制作用，800.00 mg∕mL的天然檸檬醛的抑菌率為88.19%。Yang等[41]研究發(fā)現(xiàn)，對西藏采集的山蒼子果實提取物中鑒定出33個化合物，其中化合物1（2,6-二甲基-6-羥基-2E，4E-庚-2,4-二烯酸）和化合物2（6R-3,7-二甲基-7-羥基-2-辛烯-6-內酯）在588和272μmol∕L的濃度下對核盤菌、黃瓜枯萎病菌、假孢霉菌和炭疽病菌均有較好的殺菌活性，山蒼子精油對黃瓜枯萎病菌和核盤菌有較好的殺菌活性，IC50分別為115.58μg∕mL和151.25μg∕mL。山蒼子精油對辣椒疫霉的4個發(fā)育階段均有抑制作用，對孢子囊的形成抑制作用最強，能破壞細胞膜的通透性[42]。

2.2 山蒼子精油的驅避和殺蟲活性

山蒼子精油對害蟲具有不同程度的引誘、驅避、拒食、毒殺和抑制生長發(fā)育活性，山蒼子精油中含有β-水芹烯、檸檬烯、桉油精、β-蒎烯、α-蒎烯、松油烯、（-）-4-萜品醇、松油醇、乙酸松油酯，這些物質多為萜烯類物質及其氧化物均具有一定的驅蟲活性[43]。Amer等[15]研究了41種植物精油和11種精油混合物對埃及伊蚊、斯氏按蚊和庫蚊的保護時間和驅避活性，發(fā)現(xiàn)山蒼子精油是5種最有效的精油之一。Jiang等[44]研究發(fā)現(xiàn)山蒼子精油及對粉紋夜蛾有接觸毒性，LD50為112.5μg∕larva，其中γ-萜品烯是起主要作用的功效成分。此外，Jeon等[45]研究發(fā)現(xiàn)山蒼子精油對粉塵螨、蕨菜夜蛾和腐霉病菌的抗性比苯甲酸芐酯更有效，LD50值分別為1.54，1.83，3.90 μg∕cm2，分別是苯甲酸芐酯LD50（9.84，9.16，12.01 μg∕cm2）的6.39，5.01和3.08倍，具有開發(fā)成熏蒸劑的潛力。

2.3 山蒼子精油的抗炎活性

山蒼子精油具有一定的抗炎抗癌活性，鐘艷梅等[46]以山蒼子精油為材料，采用小鼠巨噬細胞Raw264.7和小鼠肝癌細胞Hepa 1c1c7為模型，以一氧化氮抑制率為抗炎指標、醌還原酶活性為抗癌指標研究山蒼子精油的抗炎抗癌活性，結果表明山蒼子精油對一氧化氮抑制率≥50%的濃度為31.25～62.50μg∕mL，誘導醌還原酶活性倍增的濃度為15.63～31.25μg∕mL。山蒼子精油可降低脂多糖（LPS）刺激的樹突細胞中TNF-α 和細胞因子IL-12的產(chǎn)生[47]。Liao等[48]從山蒼子果實精油中分離出橙花醛和香葉醛，發(fā)現(xiàn)橙花醛具有較強的抗炎活性，可顯著抑制LPS刺激的巨噬細胞分泌細胞因子（TNF-α、IL-6和IL-1β）和炎癥分子的表達（Pro-IL-1β、iNOS、GOX-2和NLRP-3）。

2.4 山蒼子精油的抗氧化作用

有研究表明山蒼子精油具有較好的抗氧化活性，可作為一種易獲得的天然抗氧化劑來源。李欣欣等[43]測定了山蒼子雌花和雄花精油的體外抗氧化活性，測定還原力的IC50值雄花為2.330 mg∕mL，雌花為1.473 mg∕mL；清除DPPH自由基IC50值雄花為41.62 mg∕mL，雌花為9.663 mg∕mL；清除羥自由基IC50值雄花為56.95 mg∕mL，雌花為77.98 mg∕mL。Wang等[17]發(fā)現(xiàn)山蒼子精油的主要成分檸檬醛在抗氧化活性和清除自由基方面起著重要作用；蒼子精油抗氧化活性高于檸檬醛，猜測這可能是因為精油是多種萜類和烯烴的混合物，成分間存在相互作用。

3 山蒼子精油應用的研究

3.1 山蒼子精油在醫(yī)學中的應用

山蒼子全株均可入藥，具有溫中散寒、理氣止痛的功效，在傳統(tǒng)醫(yī)藥上可用于治療因胃寒所致的呃逆嘔吐、脘腹疼痛等，以及風寒感冒、咳嗽氣喘、消化不良等癥[49-50]。常在麗等[51]研究發(fā)現(xiàn)，山蒼子精油對絮狀表皮癬菌、紅色毛癬菌、石膏樣毛癬菌、犬小孢子菌4種皮膚癬菌均有抑制作用，制成含山蒼子精油3%霜劑應用于臨床淺部真菌病的治療，在26例患者中，有22例痊愈，3例好轉，1例無效，所有病例均無明顯不良反應，總有效率高達96%，尤其對水皰型、浸漬糜爛型足癬療效顯著。殷志勇等[52]發(fā)現(xiàn)檸檬醛氣霧劑具有一定的平喘、鎮(zhèn)咳和祛痰作用，具有良好的支氣管解痙作用；檸檬醛氣霧劑對乙酰膽堿-組胺所致的豚鼠哮喘有明顯的平喘作用，能極顯著性地延長豚鼠哮喘潛伏期，同時可以抑制ACh引起的豚鼠氣管平滑肌收縮，又能使ACh收縮的豚鼠氣管平滑肌累積量效曲線右移，表明其平喘機理與其競爭性拮抗氣管平滑肌上的M受體有關，從而抑制了膽堿引起的平滑肌收縮。此外，有研究發(fā)現(xiàn)山蒼子精油對人肺癌、肝癌和口腔癌細胞有細胞毒性[19,53]。

3.2 山蒼子精油在食品中的應用

山蒼子鮮果被產(chǎn)區(qū)居民直接用作食品，將鮮果搗爛作為調味品，用于湯、面食、豆花、涼粉、米線等烹調食品中，可作為風味獨特的天然調味香料。山蒼子精油是我國允許使用的食用香料，目前常用于合成紫羅蘭酮類、檸檬腈、香葉醇、香茅醇、橙花醇等香精香料、制藥以及作為食品添加劑等[54]。任彩萍等[55]制備了一種用于調味的山茶油山蒼子食用香油組合物，用山蒼子精油作為特色調味油料形成獨特的口味，不僅有利于增強食欲、促進消化，而且還有一定的保健價值。

天然抑菌劑的應用可有效防止果蔬因病菌污染而造成的腐爛損失，曠春桃等[56]將山蒼子油、姜黃油和桉葉油的組合物用于防腐保鮮，能明顯延長肉類和果蔬的貨架期。彭湘蓮等[57]以山蒼子精油為主涂膜材料，添加殼聚糖、丙三醇等成膜助劑，配成復合涂膜液，發(fā)現(xiàn)山蒼子精油殼聚糖復合涂膜抑制了金柑的失重，處理組的可溶性固形物、可滴定酸、VC、總糖、感官均優(yōu)于對照組，可見山蒼子精油殼聚糖復合涂膜降低了營養(yǎng)物質的消耗，有效地延緩了金柑的衰老。將山蒼子果實精油制成無菌涂膜劑，山蒼子油對蝦肉有較好的保鮮作用，其最佳添加濃度為0.3%，添加0.1%植酸和0.1%VE對山蒼子油（0～4 ℃貯藏溫度）保鮮效果有增效作用，使貨架期明顯延長，能夠有效抑制蝦肉黑變，減緩揮發(fā)性鹽基氮、三甲胺和細菌總數(shù)等的產(chǎn)生速率，抑制pH值的升高[58]。

山蒼子精油對人畜無毒無副作用、無環(huán)境污染，又具有愉悅的香氣，它是大米、花生、玉米、小麥等糧食作物儲藏的優(yōu)良防治霉菌和蟲害的天然藥劑。趙闊等[59]通過模擬花生仁倉儲條件，熏蒸山蒼子精油，熏蒸處理后的花生仁色澤氣味、含油量、蛋白質含量等理化指標與熏蒸處理前相差不大，脂肪酸值略有上升，但各項指標均明顯優(yōu)于對照組。

3.3 山蒼子精油在化妝品中的應用

近年來，消費者越來越追求天然和無添加的化妝品，由天然植物萃取而得的植物精油在抗菌、消炎、抗氧化等方面具有突出的生物活性。山蒼子精油廣泛應用于化妝品中和中國南方的民間護膚品。Huang等[60]研究發(fā)現(xiàn)山蒼子精油對酪氨酸酶有很強的抑制作用，具有良好的抗氧化活性以及對紫外線-二氧化鈦-二氧化氮的-誘導蛋白和酪氨酸硝化有明顯保護作用，并建議山蒼子精油可以作為一種新的天然皮膚增白劑。周曉浩[61]制備了一種含山蒼子精油的雪花膏，使用后明顯感到舒適、柔軟，無油膩感，具有消炎抗菌、溫和調節(jié)肌膚，對皮膚具有良好的持續(xù)補水保濕、嫩膚養(yǎng)顏的效果。此外，還可將山蒼子油加入洗手液中，能夠有效清除手上的油污、細菌、同時還具有抗菌作用[62]。

3.4 山蒼子精油在其他方面的應用

山蒼子精油具有較好的殺蟲、抗菌、防腐等功能活性，可研制殺蟲和抗病菌的藥劑。陳善千等[63]制備了含有山蒼子精油和40%氧化樂果乳劑，該組合物用作防治危害柑桔的矢尖蚧的藥劑，高效低毒，可達到全年一次性防治的良好效果。山蒼子精油有防霉和脫霉的作用，將其添加到飼料中，有檸檬醛的特殊氣味，可作為飼料風味劑，刺激動物食欲，提高采食量[64]。此外，祝盆鑫等[65]將山蒼子精油與混合植物漿料配合，制得一種內墻乳膠漆，增強了抗菌效果，而且氣味清新，可改善室內空氣。

4 展 望

綜上所述，山蒼子精油作為植物天然提取物，綠色環(huán)保，具有較好的驅避、殺蟲、抗菌、和抗氧化等多項生物活性，被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化妝品等方面。隨著各種分離和檢測技術的不斷進步，山蒼子精油的組成、結構和功能越來越被人們所認知，但還有許多方面需要深入探索和研究。（1）山蒼子精油的成分和含量還受到產(chǎn)地、提取部位和采收期等影響，需建立一套山蒼子精油組分的標準指紋圖譜，為其識別和質量判斷提供一定依據(jù)。（2）山蒼子精油在應用于食品、醫(yī)藥和化妝品方面，完善其作用機制研究，建立體外和體內毒理實驗，進行安全評價。（3）山蒼子精油水溶性較差、熱穩(wěn)定性不佳、易揮發(fā)、易氧化，貯存過程中容易變質等方面的缺陷限制了其應用，可通過包埋技術包埋山蒼子精油，提高山蒼子精油的水溶性、穩(wěn)定性以及有效控制香氣的釋放和延長抑菌功效，提高在醫(yī)學方面的功能活性，避免山蒼子精油與食品直接接觸，降低對食品風味和品質的影響。（4）山蒼子精油具有開發(fā)為新型飼料防霉、脫毒劑的潛力，增強動物的免疫力，減少抗生素的使用，有潛力成為一種新型飼料添加劑，但此方面的研究較少，可進一步深入研究其機理。