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研究与应用你该了解的精油那些的事 [复制链接]

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精油以其独有的魅力被越来越多的应用到我们生活中,从化妆品添加到食品添加,从医疗保健到生活享受,精油已满满的存在于我们生活的各处。

精油的定义

精油是指从芳香植物的根、茎、叶、花、果、籽、皮等不同部位通过水蒸气蒸馏或压榨萃取方法获得的带有疗愈功能的具有挥发性的脂溶性植物精华。在对精油的定义中其中有六个关键词值得我们注意:

1.芳香植物:我们目前已知的所有中草药及西方药草都是芳香植物;

2.水蒸气蒸馏:精油的提取方式都是采用的水蒸气蒸馏,而溶剂提取的提取物一般被称为净油;

3.压榨萃取:一般柑橘类精油多数都是通过压榨获得,但是柑橘类精油通过水蒸气蒸馏也同样可以获得;

4.疗愈功能:在精油的定义中所指的治愈功能是指芳香植物所具备的“疗愈功能”,而不具备“疗愈功能”的“精油”多为“人工合成香精”,并不能称为之“植物精油”;

5.挥发性:在对精油的定义中的说的挥发性是指与食用植物种子油相比的,因此压榨提取的植物种子油不是精油;

6.脂溶性:在精油的定义中说精油是一些脂溶性的植物精华,说明精油是可以溶解于脂肪及溶剂中,而不溶于水的。

精油的来源

在自然界中,植物多生长在许多潜在的天敌之中,生活在包含了各种细菌、病毒、真菌、昆虫、哺乳动物和食草动物等的复杂的生态系统中。基于植物本身的特性,它不能通过移动的方式来逃避这些食草动物和病原菌,植物只能用其他方式来保护自己免受天敌的危害。植物的第一道防线是其外表面/表皮(蜡质外层)和周皮(次生保护层),外表面和周皮不仅可以阻止植物中的水分丧失,还能形成了一道阻止细菌和真菌进入植物的屏障。而植物中也会产生一些有机物作为第二道屏障以阻止细菌、真菌等的入侵,这些植物产生的大量的、种类多样的、对其生长发育似乎没有直接功能的有机物合称为“次级代谢产物”或称“天然植物化合物”。而植物中这些天然的化合物通过水蒸气蒸馏获得的脂溶性植物精华就是植物的“精油”。

不同于遍布整个植物界的初级代谢物,次生代谢物的分布在植物中会受到严格的限制,某些特殊的次生代谢物往往只存在于一种或一些相关的物种中。许多的植物次级代谢物都可以抵御食草动物和病原菌对植物的侵害,而还有一些次生代谢物还具有重要的生理功能,如木质素是植物结构支持物的组分,花青素是植物色素。

图1,植物次生代谢产物合成主要路径及与初生代谢产物的关系图

在不同的植物中,次级代谢产物储存的部位都不尽相同,而植物精油通常储存在植物的根、茎、叶、花、果、子、皮和树脂这些部位。以下便列举了一些植物不同部位储存精油的植物种类情况:

根:岩兰草;

根状茎:姜、郁金、姜黄,穗甘松;

木心:檀香、雪松、香脂木;

树皮:肉桂皮;

树脂:乳香、没药、劳丹脂、古巴香脂;

嫩枝:澳洲尤加利、茶树;

针叶:松针,丝柏、黑松、落叶松及杉类植物;

整株药草:柠檬草、香蜂草、香茅、薄荷;

花朵:玫瑰花、薰衣草、洋甘菊、橙花、茉莉花;

果皮:柠檬、甜橙、柑橘、佛手柑;

种子:芫荽、芹菜籽、胡萝卜籽、莳萝;

果实:杜松莓、贞洁树。

精油对于植物的作用和意义

在相当长的时间里,人们对大多数的植物次生代谢产物的意义并不了解,这些次生代谢物被认为是无功能的代谢产物或代谢废物。直到19世纪末20世纪初,有机化学家对植物的次生代谢物的研究中才惊奇的发现这些次生代谢物的妙用,它们可以用作医药药物、毒药、香料以及工业的原材料。而最近研究还发现,许多次生代谢物在植物中都具有重要的生态学功能,主要可包括以下几点:

(1)保护植物免受食草动物的侵害及病原菌的侵染。

植物在进化过程中为防御昆虫、病原菌的危害以及植食性动物取食形成了多种立体防御机制,包括直接防御、间接防御、物理防御和化学防御。有些植物会分泌某种化学物质,然后散发出恶心的气味以赶走敌人;有些植物会全身长满刺,使人“望而却步”。

天然植物的外层结构能赋予其防御植食性动物食用及腐败微生物侵染和破坏的物理屏障,这些结构主要包括叶面的蜡质层、种子或水果的外皮和坚硬的果壳、树皮等坚硬的保护层。

生长在东非的金合欢树通过全身布满了利刺来防御植食性动物。但是这也并不能阻止一些聪明的嘴尖而有力的动物的啃咬,于是,金合欢又生一计,在受到动物啃咬的过程中,它的叶子会分泌一种难闻的化学物质,释放出一股令人作呕的气体,在驱赶敌人的同时还会提醒方圆45米内的同伴注意附近有敌人出没。而周围的金合欢也会进入战备状态,开始分泌化学物质。当动物被一棵树的气味熏跑之后再跑到另一棵树上,它的命运也就可想而知了。

在植物体内,还存在天然的、具有抗菌能力的物质,如丁香中的丁子香酚,大蒜中的蒜素,肉桂中的肉桂醛和丁子香酚,芥末中的芥子油,藿香中的丁子香酚和麝香草酚等,它们都具有杀伤微生物和抑制微生物繁殖的功效。在美国,每年都会有相当比例的放养家畜由于食用了大量的含有生物碱的植物如鲁冰花、飞燕草和千里光等而导致死亡。有资料表明,所有植物都能产生杀伤外来微生物的物质,该类物质在保持植物生物活性和延长生命期限方面起着重要的作用。

(2)作为授粉植物和种子扩散过程中动物的诱惑剂(包括气味,颜色和味道)。

由于植物本身不能移动,为了传播繁殖而必须依靠外力合作,如有些植物会依靠风来传播繁殖。虽然前面我们描述了植物和微生物、昆虫之间都是的敌对关系,但是对于许多植物来讲,昆虫和一些动物的存在对于它们来讲也是有利的。大部分有花植物会通过动物来传粉,或者通过昆虫来完成授粉。植物会通过花瓣的颜色、形状和气味等来吸引传粉者为它们进行传粉,而传粉者也会得到一定的回报,如花蜜。

(3)作为植物与植物竞争、植物与微生物共生的一种介质。

植物体的叶片、根腐烂后可将各种初生和次生代谢产物释放到土壤里,当这些次级代谢产物达到一定的浓度后就会抑制其它植物的生长,这样该植物本身就可以得到更多的水分、光照和矿物营养。有实验研究表明,咖啡酸和阿魏酸在土壤中达到一定量时会抑制许多植物的萌芽和生长。

对植物次生代谢物的研究不仅帮助我们深入的了解植物的特性,其在农业上也具有远大的前景。次生代谢物的生态学功能深刻影响着植物的竞争和生存能力,所以,次生代谢物的研究可以被有效的应用到农业中。次生代谢物作为植物内防御反应产生的化合物,能抵御真菌、细菌和食草动物,增加植物的适应能力。但是次生代谢物却不适合作为人类的食品。

影响植物精油(植物次生代谢产物)产生的因素

植物内部化合物的合成除了与植物的生长发育状况有关外,还会受到光照、温度、降水和养分等环境条件的强烈影响。因此在不同纬度、不同海拔、不同气候和不同土质条件下生长的植物,体内次生代谢物的含量差异较大。

一般,生长在高海拔或者光照条件充足地区的植物中,精油含量相对高一些。因为在这些环境中生长的植物需要保护自己不受高海拔和大量阳光照射的伤害,植物内部会代谢分泌出更多的精油来提高自己的抵抗能力。

生长在科西嘉岛高海拔地区的蜡菊内部的植物次生代谢产物乙酸橙花酯就比生长在波斯尼亚高低海拔地区的蜡菊的高;生长在西西里岛地区的柑橘类植物,不仅光照充足,土壤中的火山灰也提供了丰富的矿物营养,所以这些柑橘类植物中的柠檬烯含量非常的高;保加利亚地区常年气温适中、雨量充沛、长期云雾袅袅,生长在当地的玫瑰中的植物次生代谢产物含量与中国产区相比也不尽相同。

精油(植物次生代谢产物)的化学分类

在化学专业中,植物化合物主要被分为三类:萜类,酚类和含氮化合物。三类化合物具有其自己不同的特性,在植物中也具有其特有的作用。

1.萜类化合物

萜或类帖类化合物是植物内含量较多的一种次生代谢产物,这些不稳定的单贴和倍半萜混合物就被称为植物精油。萜类(terpene)是以异戊二烯为单位组成的,根据异戊二烯的数目可分为:单贴、倍半萜、双贴、三萜、四萜和多萜。萜类一般不溶于水,具有挥发性,植物分泌出萜类物质后可以通过气味传递给整株植物。

很多萜类化合物在植物生长过程中起着重要的作用,比如双萜化合物赤霉素能够促进种子萌芽、促进植物根茎生长、诱导花的形成和决定性别等;四萜化合物红、黄、橘黄的类胡萝卜素是光合作用的附属色素,能保护光合组织免受光氧化损伤。

绝大多数萜类物质被认定参与了植物防御反应,起到防御草食生物的作用。萜类物质对于许多昆虫和草食哺乳动物来说都是毒素或据食剂,因此,它在植物中起到了重要的防御作用。如松树和杉木中存在于针叶、树枝和树脂的单贴对于许多昆虫来说都是有毒的。

我们常见的薄荷、柠檬、罗勒及鼠尾草等精油都是萜类物质。薄荷精油中主要成分是单萜薄荷醇,薄荷脑对人类呼吸系统有镇咳的作用,同时有止痛功能;柠檬精油中主要的成分是单萜柠檬烯,柠檬烯可以让大脑变得愉悦,同时可以促进胆汁分泌,帮助消化脂肪,防治反流性胃炎。

2.酚类化合物

植物中产生的另一种含量较高的次生代谢物是酚类化合物,酚类化合物的结构中一般包含一个苯环和芳香环上有一个羟基功能基团。植物代谢产生的酚类物质有一些是脂溶性,能够溶解在脂肪和有机溶剂当中的,一些是水溶性羟酸和糖苷,还有一些是大的非溶性多聚体。

酚类化合物结构多变,在植物中的作用多种多样,酚类物质能够防御食草动物和病原菌,可以作为植物结构材料,能够吸引传粉昆虫和果实散播者,能吸收有害紫外线,可以抑制附近竞争性植物生长等等。酚类化合物在人体中也有杀菌和止痛的功能。

许多酚类物质在植物中对防御草食昆虫和真菌时起着重要作用,比如呋喃香豆素,呋喃香豆素在几种伞形科植物中含量特别多,包括芹菜、欧洲防风草和欧芹。呋喃香豆素可以被紫外线(UV-A-nm)激活产生光毒性,即在紫外线条件下呋喃香豆素能产生高能电子态而被活化,活化的呋喃香豆素可以嵌入DNA双键区,与胞嘧啶和胸腺嘧啶结合,阻止转录和修复,进而逐渐导致细胞死亡。受到挤压伤害和感病状态下,芹菜中的呋喃香豆素也会增高倍,一些芹菜采摘者可能知道它们会容易引起皮疹,这就是这类精油的光敏反应。

类黄酮是植物中含量最高的酚类化合物之一,类黄酮主要包括花青素、黄酮、黄酮醇和异黄酮。花青素是生物类黄酮的一族,在植物中主要呈现出红色、粉色、紫色和蓝色;黄酮和异黄酮主要存在于所有绿色植物的叶片中,保护植物免受强紫外线的损伤;异黄酮的苯环结构类似于类固醇,可作为杀虫剂和农药。

3.含氮化合物

大多数植物次生代谢物都含有氮,生物碱和含氰糖苷就是常见的抗食草动物的含氮次生代谢物质。生物碱和含氰糖苷也因其毒性及药物的特性,具有很大的药用价值。对植物中生物碱的作用的研究已经超过年,但是先前的研究中,生物碱更多的被认为是含氮废物(类似动物中的尿素和尿酸)、氮储存化合物或生长调节物质,但很少有证据表明这些物质的功能。而现在,则更多的认为生物碱具有防御肉食动物特别是哺乳动物的作用。生物碱具有广泛的毒性和拒食作用,许多家畜的死亡都是由于吃了含有生物碱的植物。

在药理学上,少量的生物碱是有益的,如微量的吗啡已用于疾病治疗;可卡因、烟碱和咖啡因也广泛的运用到非医疗领域,作为刺激物、镇静止痛药。但是几乎所有的生物碱只要到达一定的量就都是有毒性的,如阿托品和毒芹碱,都是典型的有毒生物碱。

植物精油的作用

植物对于人类来讲就如同一个生命对另一个生命的帮助,精油作为芳香植物的精华对人类而言有太多的生物价值没有被发现。植物精油在植物生长过程中扮演着重要的角色。植物精油可以说是植物的免疫系统,它具备调节温度和预防疾病的保护功能,能保护植物免受细菌及其它的病菌侵害;在花瓣中,精油可以预防害虫接近、招蜂引蝶,达到繁殖的目的。所以,精油对对于我们来讲,可以用于杀菌、抗氧化、调节神经、平衡心灵和提高免疫力等各方面。

精油中的化学分子进入人体后可以加快人体的新陈代谢以代谢掉体内废物。一些精油还可以直接抑制肿瘤细胞的生长,比如檀香精油中a-檀香醇可以抑制乳腺肿瘤细胞和前列腺肿瘤细胞的生长;德国洋甘菊精油中的a-红没药醇可以抑制脑部神经瘤的生长等。

精油中含有抗菌防腐的成分,可以消灭空气中的有害物质、分解臭味,所以它有抗菌、抗微生物及抗病毒的特征以及净化、清新空气的作用。在流感爆发的季节,就可以使用澳洲尤加利精油预防呼吸系统疾病;梅雨季节,可以使用百里香、牛至等精油来消除霉菌。

精油最另外一个重要的特质是易挥发,然后进入人体。精油进入人体后会影响大脑的边缘系统,作用在嗅觉神经上,微小的芳香分子更会在中枢神经上引起心理以及生理不同层次的反应。精油分子能够调节神经,缓解压力,帮助神经系统回复平衡。在办公室中使用柑橘类精油可以提高工作效率;杉类精油中的a-蒎烯和薰衣草精油中的芳樟醇可以预防老年痴呆,也可以缓解压力;芳香茶树精油可以让暴躁的神经放松下来,也可以让轻微的忧郁远离我们。

精油的使用与注意事项

每一款精油都有其独特的功能,所以精油可以被用于很多场合,从医药到保健,从日常护理到慢性病的预防,从家庭的保洁到食物的添加都可以。精油就如同我们的中药一样,用多了可能是毒药,但是少量的却也是很好的良药。

精油作为日常护肤使用时,浓度只需在3%左右即可;作为身体的保健浓度可以控制在10%以内;当然如果急救可以%的使用,比如被蚊虫叮咬和烫伤可以直接涂抹纯薰衣草精油。将一些特殊的精油添加在天然冷压初榨的植物油中,就可以针对性的调配用于去除斑、祛皱、祛痘等。比如调配一款抗衰老的玫瑰精华油时,可以将1份的玫瑰精油和1份的乳香精油添加在98份的有机摩洛哥坚果油中,就可以配制出一款抗氧化、滋润和保湿肌肤的玫瑰精华。

大部分精油在使用时也都有一些禁忌,比如百里香酚百里香精油儿童是不建议使用,孕妇就更不能使用。所以我们在使用精油之前一定要看清说明书中的使用禁忌后再进行合理使用。

对我们来说,天然芳香植物精油还有太多的未知需要去探索,我始终相信植物本身的智慧人类对之认知还是相对浅显的,就如博大精深的中医需要我们探究的历程还很长很长。

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