植物精油化学成分的研究进展

2021-01-19牛小杰孙鲁阳

生物化工 2021年5期

牛小杰，孙鲁阳

（1.徐州医药高等职业学校，江苏徐州 221116；2.聊城市第二人民医院，山东临清 252600）

植物精油，在生活中往往被称作精油，而在各个专业领域则被称作芳香油、挥发油。作为植物的次生代谢物，植物精油属于小分子化合物，挥发性较强，可蒸馏而出，一般呈油状液体，多存在于植物果实、叶片、花和根中，并决定了植物的芳香气味。

1 植物精油的理化性质

植物精油在常温下为液态，容易挥发，不易在纸片上较久留存痕迹，有特殊且强烈的气味，一般具有较高的折光率和一定的旋光度，可以与有机溶剂互溶，但不溶于水中。另外，精油稳定性较差，易变质，一定的条件下可能会析出固体物质[1]。精油中的主要化合物分为以下4类。

1.1 萜类化合物

萜类化合物被认为是植物精油的主要组成成分，按照结构可分为倍半萜、单萜及其含氧衍生物。此类物质在植物精油中的含量不同，植物精油的味道甚至是生物活性也都会有明显的变化[2]。张有林等[3]通过水蒸气蒸馏法从百里香中提取百里香精油，其主要成分百里香酚含量为22.72%。

1.2 芳香族化合物

植物精油中芳香族化合物的含量仅次于天然香料中的萜类化合物，它主要包括两类物质，一类为萜类衍生物，另一类为苯丙烷类的衍生物，特殊情况下，还可能存在C6-C2骨架的化合物，如在玫瑰精油中就分离出了苯乙醇[4]。陈林林等[5]提取的柑橘皮精油中除柠檬烯外，还存在少部分醛（0.30%）、醇（1.11%）和酮（0.27%）类等物质。

1.3 脂肪族化合物

脂肪族化合物普遍存在于植物精油中，但含量相对较低。例如，在提取获得的松节油中即含有正庚烷，在提取香茅得到的精油中往往含有异戊醛，在缬草精油中检测到了异戊酸等[6]。

1.4 氮硫化合物

植物精油中氮硫化合物气味极强，含量虽然少，但是往往能够决定植物或者香料的气味，因此也要加以重视。此类物质往往具有辛辣刺激的味道，因此在大蒜、辣椒提取到的精油中常常含有氮硫化合物，如李文茹等[7]在分析大蒜提取物中，即发现了大蒜素二烯丙基三硫化物，含量约为30%。

2 植物精油的功效

植物精油具有多种生物活性，有些精油表现出抗氧化性、解热镇痛性、镇定抗惊性，甚至在心绞痛治疗上有一定的作用效果。此外，药理研究发现，植物精油在一定程度上可以起到化痰平喘、健脾养胃等功效。

2.1 抗菌性

植物精油是一种具有良好抑菌性能的天然活性物质，在一定程度上可以作为保鲜剂研究的重要方向。研究发现，多种天然精油都有抑菌性，如柠檬精油、柑橘精油、大蒜精油等。李玉杰等[8]提取的玫瑰精油，对多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌产生了明显的抑制效果。

2.2 镇定性

经研究，大多植物精油具有镇定作用，由于精油的成分具有细微的差别，且其味道的独特性，往往会给人营造出一种安心、舒适的状态。李衡等[9]探讨复方（薰衣草、佛手柑、甜橙）精油对老人睡眠质量的影响，发现其可以显著改善老人睡眠时间短、睡眠效率低等情况。

2.3 驱虫性

植物精油的另一重要生物活性为驱虫作用，目前已被广泛用于防虫、驱虫的领域。杨念婉等[10]研究发现，植物精油在驱虫方面具有明显的功效，并对其作用机理和预防治疗等方面进行了深入研究。

3 植物精油的提取方法

随着精油在人们生活中的广泛应用，人们对精油关注度和需求量也不断增长，因此植物精油的高效提取成为了行业焦点。植物精油的提取方法非常多，可以根据所需精油的理化性质、作用和用途等选择最恰当的提取方法[11]。

3.1 水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法适用于所有植物精油的提取，在水蒸气蒸馏条件下，植物精油不会与水发生反应，其结构和性质不会被破坏。OKOH等[12]采用此方法提取出来的迷迭香精油质量较高，含有24种芳香物质。

3.2 溶剂提取法

采用溶剂提取法进行提取，精油提取率明显提高，但此法得到的产物中存在易溶于有机溶剂的杂质，对主要的香气成分有一定掩盖作用，需要进一步的精制。HUI等[13]用石油醚作为溶剂从地钱中提取精油，考察了温度、时间、压力和溶质比对提取效率的影响，提取率最高可达到74.04%。

3.3 超临界CO2提取法

超临界CO2萃取技术是当前萃取植物精油比较常用的方式，且该法在医疗保健、食品生产、化妆品等各个领域已被普遍使用。陈建烟等[14]采用此技术从花叶艳山姜中提取精油，在最佳的条件下提取率为5.07%。

3.4 其他提取方式

除上述技术之外，还有多种提取技术，如超声波辅助提取、微波辅助提取等。此类方法主要是依靠一些仪器进行辅助提取，大多数研究证明，此类方法在一定程度上可以明显提高提取效率。刘晓丽等[15]分别使用微波法和水蒸气法提取丁香精油，发现采用微波法提取率高达20.65%，比水蒸气法提取率高近10个百分点。同时，进一步测定了精油的活性成分，两种方式得到的精油的活性成分相似，只是含量不同。这些方法在天然产物提取中具有十分重要的使用价值。