小茴香研究进展

2020-12-20刘昆言禹双双刘琪龙祝腾辉廖桂瑜吴宇平郑绍儒

农产品加工 2020年17期

刘昆言，禹双双，刘琪龙，祝腾辉，廖桂瑜，吴宇平，郑绍儒

（岳阳市农业科学研究院，农业农村部植物新品种测试岳阳分中心，湖南岳阳 414000）

0 引言

小茴香（Foeniculum vulgare Mill.），又名茴香、谷茴香、草茴香、怀香、怀香子、香丝菜等，始见于《唐本草》[1]，属于伞形科茴香属草本植物，我国小茴香栽培历史悠久[2]。在国内，小茴香嫩茎叶可作为蔬菜食用，果实成熟后是一种常见调味品及香料，同时也是我国传统的中药，在国际上小茴香主要用于提取精油[3]。茴香精油作为植物次生代谢产物，广泛应用于医药、化妆品和食品添加剂中[4-5]。

随着生活水平的提高，人们对具有较高营养价值及保健功效的小茴香越发青睐。小茴香栽培种植面积不断扩大，市场需求日益增长，产业发展前景广阔。因此，对小茴香生物学特性、高产栽培技术、化学成分、生物活性、综合开发利用等方面进行研究形成综述，以期为进一步深入研究小茴香及其产业发展提供借鉴。

1 生物学特性的研究

1.1 小茴香的分布

小茴香原产于地中海地区[6]，喜湿润凉爽气候，因其适应性强，现在世界上大部分地区都普遍栽培。小茴香传入我国已有1 000多年历史[7]，各省份均有人工栽培或野生分布，目前主栽地在西北地区的山西、甘肃、内蒙古，以及东北地区的辽宁[8]。王晓敏等人[9]调查表明，北方和南方海拔1 000 m以上的山区、丘陵栽培的小茴香比海拔低的高温地区，结果率高，病虫害少且不易徒长茎叶。

1.2 形态特征

小茴香属于多年生草本植物[10-11]，高0.4～2.0 m，全株具粉霜。茎直立，圆柱形，中空光滑，有浅沟纹，上部多分枝，苍白色或灰绿色。基生叶互生，叶炳长3.5～4.5 cm，基部扩大成鞘状，抱茎，边缘有膜质状狭翅。叶片轮廓为阔三角形，叶4～5回羽状分裂，深绿色，末回裂片线形至丝状。复伞形花序顶生或侧生，顶生伞形花序大，直径达15 cm；花序梗长4～25 cm，伞幅5～25，不等长，无总苞和小苞；每小伞形花序有花5～30，小伞梗纤细。花小，黄色，两性，萼齿不明显，花瓣5个，倒卵形，上部内卷，微凹；雌蕊5个，花药卵形，花丝丝状，伸出花瓣外；子房下位，2室，花柱2个浅裂。双悬果卵状长圆形，侧扁；分果椭圆形，稍弯曲，有5条隆起纵棱。每棱槽中有1个油管。花期6～9月，果期10月。

小茴香为双悬果，呈圆柱形，部分果实稍弯曲，长4～8 mm，直径1.5～2.5 mm。表面黄绿色或淡黄色，两端略尖，顶端残留有黄棕色突起的柱基，基部有时有细小的果梗。分果呈长椭圆形，背面有纵棱5条，接合面平坦而较宽。横切面略呈五边形，背面的四边约等长。有特异香气，味微甜、辛。

2 小茴香高产栽培技术

2.1 选择适宜品种

我国生产用小茴香品种较单一，一般都为自繁自用。选择小茴香品种，应根据各地栽培种植实际需要，品种最好满足如下条件：一是分枝能力强；二是丰产、抗倒伏；三是经提纯复壮后籽粒饱满的品种[12]。何金明、吕云熙、吕鸿芳、任安祥等人[11-14]开展种植试验，有针对性地筛选适合的品种：若主要用于食用茎部及嫩叶，应选择产量高和营养价值高的品种；若用于收获茴香籽粒，应选择籽粒饱满、产量高、大小适宜的品种；若用于提取精油，需选择精油成分佳、含量高的品种。

2.2 播种育苗

小茴香通常在春季3月中旬至4月下旬播种，秋季7月下旬至8月下旬播种[15-16]。邹德勇[17]研究不同时间春播小茴香，发现4月初春播小茴香单从性状表现上较前后其他时间段更好。小茴香适宜栽培于土壤结构通透性强的沙壤土或轻沙壤土，从播种到出苗一般需20 d左右，幼苗顶土力较弱，苗期生长缓慢，出苗前后应及时破除板结，助苗出土[18]。前作以禾本科作物、瓜类、豆类为主[19-20]。春播时每亩用种量为5～6 kg，夏、秋、冬季播种时可加大用种量，每亩用种量为7～8 kg[21]。郭永忠等人[22]采用覆膜精量播种方法播种小茴香，结果表明其较常规种植生育时间、分枝数、单株粒重及产量都有明显提升。相关试验结果表明[23-25]叶绿素的含量、光合速率、蒸腾速率均随种植密度的增加呈逐渐下降趋势，吴福强等人[26]就此研究了冬春大棚种植小茴香栽培种植密度对光合生理及产量的影响，研究发现种植密度在6.75×106株/hm2可获得最大生产效益。

2.3 田间管理

2.3.1 合理灌溉

通常在抽薹后开花初期灌溉头水，保证花期的一致性；灌浆期灌浅水，防止田间积水；成熟期籽粒结实期集中，后期应严格控制灌水，防止贪青晚熟；全生育期灌水2～3次即可。若生育期有效降雨充足（降水渗入土壤深度超过 10 cm），可不用灌水[12]。张淑秀等人[27]研究苗期和花期不同灌溉水量试验，发现每亩灌溉40立方水对小茴香增产效果最好。李应海[28]通过对小茴香栽培最佳水肥组合进行研究，得出全生育期灌水3次，即苗期、开花期、结果初期各灌水1次，全生育期灌溉定额为3 600 m3/hm2对小茴香生长效果最佳。刘缗等人[29]分析小茴香土壤水分需求，发现土壤水分过大也会影响根系发育，土壤水分最高不宜超过25%，田间管理时应避免过度灌溉。

2.3.2 合理追肥、除草

苗期在幼苗高10 cm左右时追肥，主要施用速效氮肥，依据土壤肥力和生长实际情况具体施用，每亩尿素施用量不超过15 kg。出苗现行后及时进行浅中耕，以疏松地表、提高地温、消灭杂草、促苗早发。单茬茴香全生育期追肥一次即可，割茬茴香每次收获后，在苗高2～3 cm时追施等量氮肥[19]。春冬季茴香除草一次即可；夏秋季杂草生长旺盛季节，茴香需及时、多次除草[30]。郑维平等人[31]进行不同施磷量试验，结果表明在一定范围内随施用量增加产量也呈增加趋势，但超过一定范围，产量反而下降且成本上升。秦梦等人[32]针对配方施肥对小茴香生长和产量的影响进行了较为深入的研究，结果显示施用适量Mn，Zn，B能更好提高小茴香产量。王粉莲等人[33]研究了叶面喷微量元素硒，结果证实硒也具有提高小茴香产量及改善品质的作用。

2.4 病虫害防治

2.4.1 虫害

小茴香大田栽培苗期有土跳蚤、铁跑牛、金针虫、蝼蛄等危害，可喷晒2.5%溴氰菊酯乳油或毒饵诱杀[34]，花期主要是蚜虫危害，可采用可乐果或吡虫啉750～1 200倍液喷雾灭杀[35]。薛东[36]就大棚种植小茴香技术进行总结，认为大棚栽培的小茴香一般不会发生虫害。此外还有研究表明小茴香生育期内虫害发生不严重时，可尽量不施用或少施用农药[16，37-38]。

2.4.2 病害

小茴香生长周期短，病害发生率低，主要病害有茴香菌核病、根腐病。菌核病主要危害植株的茎和茎基部及叶柄，高慧敏[37]研究发现，发病初期喷洒50%速克灵可湿性粉剂1 500～2 000倍液或40%菌核净可湿性粉剂1 000倍液可有效遏制该病。根腐病病症为受害植株下部叶先黄化，后整株叶黄，主根中部病变向整株蔓延，罗婷[38]通过施用瑞枯霉（100 g/亩）可有效防治根腐病。

2.5 适时采收

张宏弼[34]、崔建宗[39]认为应选择田间70%～80%应选择植株叶片发黄、果皮微黄时作为小茴香收获期，此时籽粒为淡绿色，品质最佳；过早收成熟度不足，过晚籽粒易脱落；采摘时天气应选择晴天头到阴天尾，以便籽粒收获后及时风干。

3 小茴香的化学成分研究

3.1 小茴香营养成分

3.1.1 甾醇及糖苷

张嫩玲，林健博等人[40-41]研究表明，小茴香果实、茎、叶、根中包含豆甾醇、甾醇、δ-7-豆甾烯醇、甾醇基-β-呋喃果糖苷、菜油甾醇、亚油酸蔗糖苷、镰叶芹二醇、莲苷、茴香苷、山奈酚-3-阿拉伯糖苷、山萘酚-3葡萄糖醛酸苷、莳萝脑、豆甾醇-β-D-吡喃葡萄糖苷等甾醇及糖苷等成分。

3.1.2 脂肪酸

小茴香中脂肪酸含量约占化学成分的18%，彭洪等人[42]使用超临界CO2方法萃取小茴香果实后进行GC-MS分析，鉴定出9种脂肪酸，占出峰总面积的97.80%，其中十八碳一烯酸占脂肪酸总量的75.12%，十八碳二烯酸占总量的15.18%，棕桐酸占总量的5.34%。杨天林[43]采用8种不同有机溶剂对小茴香籽油进行萃取，同时进行GC-MS分析,结果共鉴定出18种脂肪酸，其中通过苯处理的小茴香籽油检测到的脂肪酸种类最多，达16种，同时用乙醇作萃取剂时，产物中烯酸含量相对较高。

3.1.3 氨基酸

蛋白质是小茴香化学成分的重要组成部分，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。内蒙古农业大学的冯秀华等人[44]采用氨基酸自动分析仪测定小茴香的氨基酸含量，共检测出17种氨基酸，含量前5位的依次为谷氨酸（15.39%）、天门冬氨酸（9.97%）、脯氨酸（6.55%）、赖氨酸（6.07%）和缬氨酸（6.05%），其中必需氨基酸占总氨基酸量的41.00%。

3.1.4 无机元素

小茴香含有无机常量元素K，Na，Ca，P，Mg，及必需微量元素Fe，Zn，Mn，Cr，Co等，和其他元素 V，Ti，B，Ni，Al，Sr，Ba，Se 等[45-46]。阿力甫·阿布都[47]测定小茴香中Cu，Fe，Mn，Zn含量，结果显示Fe含量较高，达到4.61 mg/g，Mn和Zn含量都为0.13 mg/g，Cu含量为0.05 mg/g。薛国庆等人[48]利用火焰原子吸收法对小茴香的13种金属元素含量进行了检测，结果表明小茴香含有Na，K，Mg，Ca，Mn，Fe，Cu，Zn 和 Pb，未检测出 Ni，Co，Cd 和Cr；但陈燕芹等人[49]采用微波辅助消解 ICP-AES法的研究结果显示小茴香中含有Ni，Co和Cr。周清等人[50]测定了小茴香中的As，Pb，Cd，Hg，其重金属含量基本符合法国进口中药饮片标准，然而距离美国FDA药品与功能性食品标准还有差距。

3.1.5 其他

相关研究表明[51-52]小茴香果实中除含有三萜、内脂化合物、鞣质、黄酮、强心苷、生物碱、皂苷、挥发性碱、蒽醌外，还含有丰富的维E、维B1、维B2、胡萝卜素及核黄素等；小茴香叶中具抗坏血酸、去氢抗坏血酸及少量维B2。

3.2 小茴香的挥发性成分

小茴香挥发油成分占3%～6%，所含成分较复杂。高莉等人[53]通过GC/MS方法对小茴香提取挥发油的化学成分及各组分情况进行分析，结果表明鉴定出的13个化学成分中，主要包含萜烯、醚、酮类和少量酚醛类，占总挥发油的96.51%，其中以反式茴香脑（81.81%）、α-水芹烯（4.15%）、爱草脑（3.52%）等为主。此外，其他研究者[54-55]在分析小茴香挥发油成分时中还鉴定出γ-松油烯、柠檬烯、莰烯、α-古巴烯、葑酮、隐酮、甲基胡椒酚、茴香醛、1,8-桉叶素、4-松油醇、对伞花烃等挥发性成分。

不同方法提取的小茴香挥发油成分存在较大差异，且含量也不相同。魏泉增等人[56]采用水蒸气蒸馏（WD）、同时蒸馏萃取（SD）、顶空固相微萃取（SPME） 3种方法提取小茴香挥发油，结果发现WD法鉴定出93种化学成分，SD法39种，SPME法19种，且相同成分不同方法提取含量有差异；朱亚杰等人[57]对比了超临界CO2萃取法与亚临界萃取法、乙醇浸提法所得小茴香挥发油成分的异同，得出超临界CO2萃取法萃取挥发油成分种类最多、亚临界萃取法萃取弱极性物质效果较好的结论。

郑甜田等人[58]在我国收集并分析了10种不同产地的小茴香籽粒挥发油成分，结果显示不同产地小茴香主要成分都为反式茴香脑、甲基胡椒酚、4-甲氧基-苯甲醛，但总含量不同且其他成分也存在较大差异。郭婷婷等人[59]同样对不同产地小茴香挥发油进行了分析，发现不同产地小茴香挥发油含量介于1.29～2.24 mL/100 g，且反式茴香脑的含量相对较高。小茴香不同部位挥发油成分及含量也存在差别，赵淑平等人[60]采用水蒸气蒸馏法分别提取了小茴香叶、花、果实挥发油，通过GC-MS分析，共鉴定出27种化学组分，其中13种组分在3个部位均有分布，叶、花挥发油中主要包含反式茴香脑、柠檬烯、α-蒎烯等成分，果实挥发油成分则主要是反式茴香脑、葑酮、柠檬烯和爱草脑；叶、花、果实3个部位均以反式茴香脑含量为最高，但差别很大，分别为21.8%，41.2%，63.4%。

小茴香挥发性成分在贮藏过程中存在较大变化。2005年帕提古丽·马合木提等人[61]首次对不同年限采收的小茴香挥发油成分进行GC-MS分析，结果显示，刚采收、采收1～2年的小茴香籽挥发油主要成分均为反式茴香脑、柠檬烯、冰片、小茴香酮等，含量呈逐年下降趋势。其中，采收1年的小茴香籽挥发油主要成分减少10%左右，采收2年的小茴香籽主要成分损失33%左右，小茴香酮含量下降尤为明显，仅为刚采收时的36.29%，因此，小茴香籽采收后不宜贮藏过久，应尽早利用。罗静等人[62]也对小茴香储存过程中挥发性成分的变化进行了研究，采用固相微萃取－气质联用技术，分别对储存0，3，6，9，12个月的小茴香果实进行分析。结果表明，在储存前半期萜类成分和芳樟醇迅速减少，而主要成分反式茴香脑和爱草脑含量变化较小，这与帕提古丽·马合木提等人[61]的结论有所区别。

4 小茴香生物活性

4.1 抑菌作用

小茴香具有良好的抑菌效果[63]，研究表明茴香醚为小茴香的主要抑菌成分。郭新春等人[64]通过对20种中药提取物进行抗菌活性筛选研究，结果表明小茴香对棉花枯萎病菌的孢子萌发抑制作用显著,抑制率达100%。马江峰等人[65]通过碘化吡啶染色试验对红枣黑斑病菌抑菌活性进行研究，结果表明小茴香挥发油能破坏红枣黑斑病菌孢子细胞膜，起到抗菌效果。马强[66]专门对小茴香抗菌活性进行了研究，结果发现小茴香对番茄叶霉菌、水稻恶苗病菌等9种真菌都表现出较好的抑菌效果。高莉等人[53]同样对小茴香挥发油的抑菌作用进行了探究，认为小茴香挥发油对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、变形杆菌均有抑制作用，其中对金黄色葡萄球菌抑制作用最强。Mimica-Dukicn等人[67]和钟瑞敏等人[68]先后对土壤真菌的进行了研究，发现小茴香精油对真菌具有明显广谱性抗菌作用，其中黑曲霉最为敏感，基本得到抑制。

4.2 护肝

小茴香挥发油具有较佳的护肝效果，尤其是在抗肝纤维化方面。但其护肝机理还未研究透彻，多数研究认为这可能与小茴香挥发油具有抑制肝脏内脂质过氧化、增加胶原的降解有关。张泽高等人[69]研究了小茴香提取物对抗纤维化治疗的重要靶点TGF-β/smad信号转导通路及肝星状细胞活化的影响，发现小茴香提取物能有效抑制TGF-β/smad信号转导通路和肝星状细胞活化，减轻大鼠肝纤维化程度。王磊等人[70]关于小茴香抗纤维化方面的试验表明，小茴香不同剂量组均能显著降低反映肝纤维化水平的透明质酸酶含量，推断小茴香能改善肝组织结构，减轻肝脏胶原沉积，从而判断小茴香抗肝纤维化作用方面具有很强功效。于洋等人[71]关于小茴香对大鼠肝硬化影响的实验研究。结果显示，在治疗肝硬化腹水时，小茴香能够发挥良好的保钾作用，其作用效果与双氢克尿噻联合氯化钾相同。

4.3 抗炎镇痛作用

小茴香油具有抗炎和缓解疼痛的作用[72]。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种由单核巨噬细胞产生的多肽,其被认为是参与多种炎症与免疫过程的重要介质。刘玉平等人[73]的研究结果显示小茴香能减少细胞分泌肿瘤坏死因子TNF-α，从而发挥抗炎作用。滕光寿等人[74]、再兰甫古丽·吐尼牙孜[75]先后对小鼠进行了耳廓肿胀抗炎和扭体反应镇痛试验，两人研究结果一致，都认为小茴香挥发油能够起到一定抗炎、镇痛作用。秦华珍等人[76]研究了小茴香挥发油、去挥发油水提液、水煎液的镇痛效果，发现小茴香挥发油与水煎液对小鼠扭体致痛有镇痛效果，而去挥发油水提液效果不明显。

4.4 抗氧化作用

小茴香是一种天然氧化剂的来源。郑甜田[77]研究发现，野生小茴香相比种植茴香抗氧化作用更强。李蜀眉等人[78]研究了小茴香中黄酮类化合物抗氧化水平，发现其具有较好的光和热稳定性，但抗氧化活性要弱于维C和β-胡萝卜素。王强等人[79]比较了在甲醇等 4种不同溶剂中小茴香提取物的抗氧化活性，得出甲醇提取物抗氧化活性最强，而酚类化合物是小茴香主要的抗氧化活性物质的结论。

4.5 改善胃肠机能

杨宏武等人[80]发现茴香枳术汤能明显降低抗黏附分子一氧化氮（NO）的含量，同时能增加反映肠黏膜上皮损伤与修复情况的二胺氧化酶（DAO）的活性，有效治疗粘连性肠梗阻（AIO）。杨平等人[81]认为小茴香干热敷法能明显缓解腹部手术患者胃肠症状，促进肠功能恢复并有效缩短痊愈时间。

4.6 其他

小茴香还被证明具有利尿、利性激素分泌、抗肿瘤等作用。周世雄等人[82]的研究显示小茴香治疗肝硬化腹水大鼠的肾脏一氧化氮合酶（NOS）为阴性,并且尿量增多,腹水较少，同时小茴香抑制肾素释放，减少醛固酮的生成，促进利钠，小茴香的利尿效果与双氢克尿噻相当。Albert-Puleo M[83]的研究表明，小茴香中的重要成分茴香脑是刺激雌激素分泌的有效化学成分，同时其能促进乳汁分泌，缓解更年期症状。董华泽[84]通过对小鼠腹腔巨噬细胞进行含药血清体外培养试验，得出小茴香具有显著提高巨噬细胞活性及促进巨噬细胞吞噬碳粒廓清能力，且小茴香对淋巴细胞的增殖有显著促进作用。

5 小茴香开发利用研究

小茴香应用范围广泛，可作为食用香料、鲜食蔬菜、药材等，同时可用于化妆品、饲料添加剂等。

5.1 食用价值

小茴香作为一种天然的食用香料，在食用香料界占有重要位置，主要应用于食品加工及家庭日用方面。在食品加工中常作为增香剂、调味剂，用于提升食品香味、去除异味[85]；在家庭日用中，小茴香是常见配料五香粉的重要组成部分，用于烹饪肉食、鱼类、凉拌、炒菜等各种副食品[2，86]。同时，小茴香嫩茎、嫩叶具有独特的芳香滋味，可鲜食、熟食、做馅等。

5.2 药用价值

小茴香是药食同源的佳品，具有较强的食疗和药用价值。小茴香常被用于制作茴香汤、小茴香丸《三因方》、茴香生姜陈皮粥等食疗配方[87]；同时针对小茴香药理作用开展研究，结果表明，小茴香具有较强药用活性，可用于治腹痛及胃痛、胁下疼痛、消化不良、腰痛、小肠气疼闷等疾病[88-89]。

5.3 其他价值

通过水蒸气蒸馏法可提取小茴香籽粒中的小茴香油，而从中分离出的茴香醛、茴香脑等单体香料可用于配制花香型香精[90]；提取小茴香油后的剩余残渣，含有14%～20%的蛋白质和12%～20%的油粕，可作为优良的饲料[91-92]；同时可用石油醚从油粕中萃取植物油，该植物油可用于制造牙膏、牙粉、肥皂等，具有良好的防腐、杀虫等作用[93]；小茴香籽作为饲料添加剂具有增加食欲、消导促长及催乳的功效[88，94]。此外，在一些国家和地区流行利用小茴香制作茴香酒、花草茶、烟丝等[95-96]。