百里香的化学成分、药理作用及应用研究进展
2023-06-29于帅魏忠宝李丽孙惠臧皓
于帅,魏忠宝,李丽,孙惠*,臧皓*
(1.通化师范学院医药学院,通化 134002;2.延边大学药学院,延吉 133000;3.吉林省科学技术信息研究所,长春 130033)
百里香 (Thymus mongolicus Ronn)为唇形科百里香属植物,因其植株在花期具有芳香气味而得名[1]。百里香属植物共有 450 余种,在我国有 17 种[2]。百里香在世界范围内分布广泛,我国主要分布在西北地区[3]。百里香适合在阳光下生长,但由于其具有耐寒、抗旱、抗虫和耐盐碱等特点,因此它在沙漠化严重地区和黄土高原等高海拔地区亦可生长[4]。百里香为半灌木,茎部窄细且数目繁多,在地表匍匐或向上生长,花期时茎长约 2~10 厘米;叶片为卵圆形,长约 0.1~1 厘米,花期时叶片呈深绿色,花冠呈紫红色、紫色、淡紫色或粉红色,花蕊细长,花期一般为 7~8 月份[5]。
百里香可以作为香辛料食用,也可以药用,同时还是一种经济植物,在世界范围内应用广泛[6]。百里香最早收载于北宋年间的 《嘉祐本草》,随后在 《本草纲目》《证类本草》《中华本草》《本经逢原》等均有记载[7]。在药用、食疗、美容、绿化等方面具有良好的作用。主要用于祛风镇痛、止咳化痰、祛风散热及治疗消化不良等,还可用于消毒、杀菌及治疗创伤等[6-8]。本文总结了百里香的化学成分以及药理作用等方面的研究成果,以期为它的深入研究和开发奠定基础。
1 化学成分
国内外学者对百里香中含有的化学成分进行了大量研究,发现百里香中含有挥发油、黄酮类化合物、单萜糖苷、三萜类化合物、有机酸和微量元素等[9],其中挥发油是百里香的主要成分。近年来的研究报道表明,不同学者测定百里香挥发油的成分及成分含量各有差异,这是由于百里香自身生长易受到区域和光照条件的影响,不同的采收期以及提取工艺等因素亦会对其产生影响[10-13]。
李小龙等[14]以北京市延庆县二年生的百里香为材料,采用自动热脱附-气相色谱-质谱联用技术对其香气成分进行检测,发现香气成分含量最多的为醇类,其他依次为酮类、醛类、萜烯类、脂肪烃、苯型烃类和酯类,所有成分中 2-乙基-1-己醇含量最高,其他高含量成分包括 5-甲基-3-庚酮、3-己烯-1-醇、α-蒎烯、5-乙基-2(5H)-呋喃酮。李兆祺等[12]以山西农业大学林业站出产的百里香为材料,利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术 (HS-SPME-GC-MS)对百里香叶片在不同物候期释放的挥发性成分进行了测定,共检测出 69 种成分,包括烯烃类、醇类、酯类、芳香烃类、酮类和其他类化合物,其中生长旺盛期含 53种、开花期含 50 种、结果期含 43 种、衰败期含 28 种。不同物候期的挥发性成分含量也不同,所有成分中邻-异丙基甲苯在衰败期含量最高,其他高含量成分分别为 γ-松油烯 (开花期)、桉叶油醇 (结果期)、莰烯(结果期)等。司家屹等[13]以山西产百里香为材料,采用HS-SPME-GC-MS 法对不同光照条件下的百里香挥发性成分进行了测定,结果表明挥发性成分包括烯烃类、芳香烃类、醇类、酚类和酯类,正常光照下检测出80 种挥发性成分,黑暗条件下检测出 77 种挥发性成分,主要包括烯烃类、芳香烃类、醇类、酚类和酯类,其中烯烃类的成分含量最高,明显高于其他类成分。臧皓等[15]以采自吉林省龙井市的百里香为材料,采用气相色谱-质谱联用技术 (GC-MS),检测出百里香挥发油中含有 19 种成分,主要成分包括百里酚 (32.3%)、γ-萜品烯 (22.1%)、龙脑 (12.0%)、邻伞花烃 (11.6%)、β-石竹烯 (3.8%)和 3-甲基-4-异丙基酚 (3.7%)等,占挥发油总量的 97.1%。刘星等[16]以甘肃省镇原县产百里香为原料,利用具有自动排气功能的蒸馏发生器和多组蛇形冷凝管串联改进的植物精油提取装置提取精油,从百里香挥发油中检测出 54 种成分,主要成分包括对-聚伞花素、百里香酚、γ-松油烯、桉油精、香芹酚甲醚、β-甜没药烯、冰片和水合桧烯等,占精油总质量的 98.6%。王娣等[17]以陕西省吴起县产的百里香为材料,利用 GC-MS 技术分离出 55 种化合物,鉴定出46 种化合物,主要为烯类、萜类、酚类、醇类、酯类,其中百里酚和对-聚伞花素含量最高,分别占 43.9%和16.1%,香芹酚含量较低,占 2.7%。杨雪冰等[18]以黑龙江省黑河市产的百里香为材料,利用 GC-MS 技术鉴定出 20 种成分,其中百里香酚占 32.9%、龙脑占13.5%、4-萜品醇占 9.9%、2-环己烯-1-醇占 7.8%、橙花醇乙酸酯占 5.9%。
2 主要应用
2.1 生态价值
百里香植株低矮,沿地表匍匐生长,根系发达,持水能力较强,可以有效地防止水土流失[19]。同时,百里香具有较强的抗逆性和克隆生长特征,可在各种极端环境下生长繁殖[20],且分解速率较快,分解后产生大量碳、氮等养分[21],极大地促进了陆地生态系统的能量和物质循环,对沙漠化严重的地区以及黄土高原地区的植被恢复起到重要作用。百里香具有耐寒、抗旱和抗病虫等特点[4],开花期花量较大,释放大量香味[1],许多国家将其用于城市或园林的美化,并对其进行了大量栽培。
2.2 食用价值
百里香最早被开发出的用途是当作香料,因此在食品领域的应用历史悠久而广泛,是人们常用的天然香料之一。人们习惯将百里香的叶子晒干后磨成粉末,与其他天然香料共同使用,单独使用百里香的情况较少。在西餐中百里香的使用频率较高,是西方家庭的必备香料,一般用于烤肉、炖肉及海鲜的烹饪。百里香还可以用开水冲泡或做馅等方式直接食用,有助于消化。研究表明百里香挥发油具有抗氧化和抑菌作用,所以它也可作为天然防腐剂用来延长香肠、肉酱等食品的保质期[22]。
3 药理作用
3.1 抗氧化作用
百里香挥发油对羟基自由基有明显地清除作用,其清除能力接近维生素 C 和二丁基羟基甲苯,当挥发油浓度为 0.9 mg/mL 时,清除能力最强,清除率可达82.41%。通过采用邻苯三酚自氧化方法,观察挥发油对自氧化过程的影响时发现,挥发油对超氧阴离子具有良好地清除作用,当挥发油浓度为 1.5mg/mL 时,清除率为 82.88%。百里香挥发油浓度为 0.5mg/mL 时,抑制 β-胡萝卜素氧化的能力最强,远强于维生素 C,抗氧化活性达到 82.49%[16]。由此可见,百里香挥发油可以通过清除自由基和抑制脂质过氧化来发挥抗氧化作用。
3.2 抗菌作用
百里香中含有多种抗菌成分,其中最主要成分是百里酚和香芹酚,两者的主要作用是抗氧化、抗微生物和抗真菌。百里酚可以通过破坏细胞膜或使细胞膜结构发生改变起到杀灭金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌的作用。百里酚可以通过抑制生物膜的形成杀灭弗氏柠檬酸杆菌和嗜水气单胞菌。香芹酚对蜡样芽孢杆菌、禽分枝副结核杆菌亚种、单核增生李斯特菌、大肠杆菌、酵母菌、匍枝根霉和金黄色葡萄球菌有杀灭作用[23]。有研究表明,百里酚能够显著增加秀丽线虫虫卵的死亡率,减缓秀丽线虫运动能力,可作为天然的生物性农药使用,具有低成本和高效环保的特点[24]。百里酚、香芹酚和松油烯-4-醇对山楂叶螨均有一定的触杀作用,其中百里酚的杀螨活性显著高于另外两种成分[25]。有学者发现百里香挥发油能够杀死长角血蜱,可以取代传统的化学杀螨剂用于蜱类防治[26]。同时百里香挥发油对木材霉变菌也有抑制作用,可有效抑制黑曲霉和桔青霉等霉菌,抑菌效果好,是防治木材霉变与变色的理想选择[27]。
3.3 抗血栓作用
健康小鼠灌胃百里香挥发油后发现,其可使小鼠耳壳微血管管径增大,作用持续时间 40~50 min,且未见明显毒副作用。从家兔心脏内取血,再加入 0.01%百里香挥发油 0.1 mL,采用体外血栓、血小板粘附两用仪测定,发现百里香挥发油对体外血栓的形成具有显著地抑制作用,这是由于挥发油中含有香芹酚等活血化瘀有效成分的缘故[28]。
3.4 其他作用
百里香挥发油具有显著的镇痛作用和平滑肌松弛作用。可拮抗组胺收缩支气管平滑肌,与戊巴比妥钠合用具有协同催眠作用[29]。百里香挥发油对化学性肝损伤、酒精性肝损伤、药物性肝损伤均具有一定的保护作用,这是由于其可以降低谷丙转氨酶、碱性磷酸酶、谷草转氨酶的活性,增强超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性,减轻肝损伤的程度[16]。张有林等[30]通过鼠尾悬挂试验和强迫小鼠游泳试验发现,百里香挥发油具有明显的的抗抑郁效果。百里香中的香芹酚能够缓解肠道应激,百里酚能够降低促炎细胞因子的含量,从而缓解炎症反应,维持身体健康[31]。由于百里香的抗氧化和抑菌特性,所以有取代抗生素成为一种饲料添加剂的可能性。利用微胶囊、纳米胶囊、纳米乳等技术可将百里香挥发油应用于化妆品行业,使其具有增香、美白、抗衰老、祛痘和保湿等功效[32]。
4 小结
百里香作为一种药用植物适应环境能力强、繁殖量大、应用范围广,在不同领域都具有一定的价值,受到国内外学者的持续关注和研究,因此继续对百里香进行研究与开发具有重要意义。目前,国内外学者对百里香的研究大多聚焦在百里香的生态价值、食用价值、挥发油成分分析及药理作用等方面,也取得了一定的成果。现代研究表明百里香具有天然、毒副作用小、疗效好、种植简单等特点,这也值得我们继续深入研究百里香的化学成分及药理作用,为开发新产品奠定基础。