资源植物学-芳香

6芳香植物资源6.1概述一、芳香植物资源的概念芳香植物：芳香植物资源是指植物体某些器官中含有芳香油的一类植物，也叫香料植物。芳香油与植物油不同，是由萜烯、倍半萜烯、芳香族、脂环族和脂肪族等多种有机化合物组成的混合物，其中萜烯类是最重要的成分。这些挥发物质大多具有发香团，因而具有香味。二、国内外芳香植物资源利用概况在古代，中国、埃及、美索不达米亚和希腊、罗马人早已知道利用芳香植物，但当时都限于利用植物本身。就全球范围而言，芳香植物的开发利用始于公元前450年的古埃及，当地人民从植物中提取精油，利用其杀菌、防腐、医疗、保健等特性，用于治疗疾病、美容以及保存尸体。用蒸馏法从植物中提取芳香油的尝试始于13世纪。16世纪，欧洲人从芳香植物中提取精油，如迷迭香油、穗薰衣草油等获得成功。19世纪以来，芳香植物的发掘和利用随着科学技术的发展而迅速扩大。迄今，全世界已发现芳香植物近100个科200个属1500多种，大多分布在热带和亚热带地区。中国对芳香植物的利用，早在《诗经》、《楚辞》、《尔雅》和先秦诸子著作中就已有所反映。战国时代已用芳香植物蒸肉、掺饭食和浸酒，以增进菜肴、主食、酒浆的香味。明代李时珍《本草纲目》列有芳香类56种，此外还有很多芳香植物分别收录于该书的蔬部、果部和木部中。至20世纪80年代初，中国已发现芳香植物350多种，正式用于生产香料的约100种。分布地区几遍全国，其中有些省区已成为重要芳香植物的栽培基地。如江苏、安徽的留兰香、薄荷、岩兰草，福建的白兰花、金合欢，新疆、陕西的香紫苏，云南、四川、浙江的代代花、墨红月季、山东的玫瑰，贵州的香柏、桂花等。留兰香薄荷近年来对芳香植物的研究，着重于重要芳香作物选育；野生芳香植物资源的开发、利用和保护；加工设备和工艺的改进；探索植物体内精油的化学成分及其生物合成过程，为化学合成某些新型香料提供线索。三、我国芳香植物资源及其分布特点①资源丰富，分布广。全世界有100多个科、1500多种植物可以提取芳香油。我国幅员辽阔，地形、气候复杂多样，植物资源颇为丰富，芳香植物种类繁多，是世界上芳香植物最丰富的国家。我国芳香植物涉及到60多个科，400多种。我国芳香植物资源的分布颇为广泛，但主要集中在长江、淮河以南地区，尤其以西南、华南最为丰富。②种类繁多，数量大：我国芳香植物已发现400多种分属62个科170多个属，最重要的有20多个科，如樟科、芸香科、唇形科、桃金娘科、伞形科、蔷薇科、牻牛儿苗科、菊科、莎草科、败酱草科、檀香科、木犀科、龙脑香科、堇菜科、金缕梅科、禾本科、姜科、木兰科等。(表1)。表1我国芳香植物资源分布状况一览表地区地域特征主要种类东北区包括东北三省和内蒙古大部分，地形、地势复杂，气候寒冷潮湿，夏季炎热而短暂，土壤以黑钙土、灰色森林土、腐殖质湿土以及沼泽地区的泥炭质湿土为主。落叶松、红松、白桦、獐子松、紫杉、臭冷杉、兴安桧、五味子、兴安杜鹃、狭叶杜英、玫瑰、啤酒花、兴安薄荷、裂叶荆芥、青蒿、泽兰、飞蓬、甘菊、菖蒲、铃兰、黄花蒿、银线草、甘草、野艾、苍术、茴香等。华北区包括河北、山东、山西和陕西、内蒙古以及辽宁的部分地区，中央为冲积平原，也有丘陵山地，夏热多雨，冬寒晴燥，春多风沙，秋季短暂。土壤有黄土、棕色森林土、冲击性褐土和盐碱土。赤松、薰衣草、香水玫瑰、狭叶山胡椒、竹叶椒、胡颓子、牡荆、油松、香椿、鸢尾、百里香、牛至、紫荆芥、芸香、薄荷、华山松、钓樟、五味子、黄蔷薇以及蒿属植物等。华东和华中区包括河南、安徽、江苏、浙江、江西、湖南、湖北、福建北部等，多为山地、丘陵和平原。春夏多雨，春湿夏热，冬季温和，且日照长，土壤有冲积土、红壤、棕壤、黄褐土、黄壤以及水稻土等。马尾松、赤松、日本柳杉、山刺柏、蜡梅、接骨金粟兰、珠兰、亮叶桦、莽草、红茴香、辛夷、深山含笑、山苍子、枫香、香樟、狭叶山胡椒、代代、香圆、大齿当归、松风草、紫花前胡、黄花蒿、薄荷、留兰香、白兰、桂花、茉莉、晚香玉、罗勒等。华南区包括台湾、福建、广东、广西和云南东部，有山地、丘陵和冲积平原，夏季炎热多雨，冬季温暖，土壤以红壤为主。马尾松、日本柳杉、珠兰、莽草、八角茴香、夜合花、黄兰、含笑、柠檬桉、赤桉、细叶桉、大叶桉、香樟、乌药、山苍子、白千层、枫香、金合欢、九里香、胡椒、米兰、茉莉、檀香、香荚兰、芸香草、柠檬草、香根草等。西南区包括四川、云南、贵州大部分地区，山脉纵横，江河交错，地形颇为复杂。云南松、日本柳杉、马尾松、亮叶桦、黄心夜合、含笑、蜡梅、鹰爪花、香樟、连香树、乌药、山苍子、木姜子、紫楠、野花椒、柠檬桉、大齿当归、香蒲、野拨子、香叶菊、香茅等。青藏区包括西藏、四川西部合青海，有高山、河谷、盆地和高原，气候寒冷干燥，谷地气候较暖和，土壤有石砾土、粟钙土、高山草原土等类型。臭樟、油樟、杨叶木姜子、野花椒、蔷薇、缬草、土木香、荆芥、胡卢巴、唐古特青兰、地椒、宽叶甘松以及蒿属植物等。蒙新区包括新疆、内蒙古和青海、宁夏一部分，为荒漠、沙漠地带，雨量稀少，颇为干旱，年温差和日温差都较大，土壤多为漠钙土、盐土或盐碱土。新疆圆柏、沙索、甘草、胡卢巴、蒯荆芥、高山茅香等。③特有芳香植物资源多：如小花茉莉油和浸膏是我国天然特产香料；桂花目前在世界上仅有我国生产桂花浸膏和净油；肉桂也是我国特有的，为中国著名的出口物资之一；山苍子油也是我国特有精油。④尽管我国拥有如此丰富的芳香植物资源，真正投入生产的芳香植物种类却十分有限，目前已经得到开发利用的芳香植物约为150种。因此，如何有效开发和利用我国丰富的芳香植物资源，已经引起众多植物科技工作者的高度重视。目前，我国已能生产120多种天然香料，如桂油、八角茴香、薄荷油、桉叶油、松叶油、柏木油等产品，年产量已居世界前列，薄荷脑的产量已居世界首位。四、芳香物质的提取方法挥发性芳香物质是某些植物通过一系列酶促反应转化而来的次生产物，对植物本身可能具有防止病原菌侵入和驱避害虫的保护作用，以及引诱昆虫传粉的吸引作用。它们存在于茎、叶、花或果实、种子等器官中，由腺体分泌。但有些植物体内芳香物质的存在仅局限于某一器官，而有的植物则几种器官甚或各个器官均有存在。多数为游离状态，少数则与糖结合而构成苷类。苷类状态的含香物质只有在适当的条件下，通过酸、碱或酶的作用，才能分解释放。①水蒸汽蒸馏法将原料均匀装入蒸锅内的多孔蒸垫上，加水于蒸垫之下，煮沸或通入蒸汽，达沸点时，芳香物质即从植株组织内的油细胞中逸出，并与水一起汽化为混合蒸汽，经导管进入冷凝器。蒸汽凝结成水和油的混合液后流入油水分离器，因油水比重不同，二者可自动分离。如薄荷油，香叶油等。提取挥发性芳香物质的主要方法有：1、提取方法：玫瑰精油的提取2、实验原理：3、实验装置：水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏装置利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来实验设计玫瑰精油的提取装置：提取玫瑰精油的实验流程示意图：鲜玫瑰花+清水水蒸气蒸馏油水混合物加NaCl油水分离加无水Na2SO4除水玫瑰油0.1g/mL氯化钠溶液：油和水的分层。无水硫酸钠：吸收油层中的水分。②挥发性溶剂浸提法有些原料，如某些鲜花类或因蒸馏时的高温易使芳香成分变质，或因其沸点高而难以蒸出，需要采用此法。操作时先将原料浸入一定容积的挥发性溶剂（如石油醚等）中，溶剂渗透细胞壁后即对原生质中的精油作选择性溶解，并再扩散到细胞外，转移入溶剂中。经过滤，浸提液先在常压下、再在真空下蒸出溶剂，即得半固体状浸膏。如茉莉浸膏、白兰浸膏等。浸膏用酒精抽提可得净油。③磨榨法主要用于提取柑橘类精油。用磨果机或压榨机的尖刺突起刺破果皮外层的油囊，使精油流出，再使油水混合液澄清、过滤、离心分离，获得精油。压榨后的残渣可再用蒸馏法回收其中的残存精油。如橘皮油等。五、芳香植物的种类（一）按照其香气来源和植株特性可以分为如下几大类：1．香花植物植物的鲜花含有芳香油，或者从鲜花中可以提取浸膏或精油，从而用于配制各种化妆品香料和香皂等，如夜合花、广玉兰、白兰花、含笑、黄心夜合、蜡梅、玫瑰、橙、椴树、瑞香、茉莉、野菊、铃兰、水仙、姜花等。2.香根植物植物的根系含有精油，可供配制香精、芳香油、定香剂或调味用香料。如裸子植物中的紫杉、榧树、华山松、杜松、沙地柏、云南铁杉、柳杉，被子植物中的细辛、香椿、当归、黄芩、菖蒲、华山姜等。3.草本香料植物这类植物一般全草或地上部分含有精油。如黄花草木樨、香叶天竺葵、黄葵、亚洲薄荷、毛罗勒、牛至、白苏、裂叶荆芥、百里香、黄花蒿、艾蒿、泽兰、飞机草、岩蔷薇等。4.木本香料植物这类植物的树皮、木材、枝叶含有精油。如裸子植物中的红松、马尾松、湿地松等，被子植物中的钻天杨、杨梅、莽草、披针叶茴香、八角、天女木兰、肉桂、香樟、山鸡椒、月桂、紫穗槐、黄栌、桉树、五加、檀香等。（二）目前我国栽培的主流品种常见的有：1.迷迭香系列：欧洲人将其视为避邪之物，香味浓郁，能散发出具有药品般呛人的香味，对神经系统、消化及呼吸道等有一定功效。2.百里香系列：在古代，利用其卓越的杀菌能力来保存肉类，在史书中也有用于增进食欲、促进消化及强化免疫力等记载，还可用于制作精油及美容用品。3.薰衣草系列：这是一类对日常生活帮助极大的药草，以日本北海道为主要栽培中心。薰衣草花、叶都可用于制茶、入浴芳香剂、香水、干燥花、化妆品及香皂等产品，也可作调味剂，还可提炼成精油。4.鼠尾草系列：是所有药草中应用价值较高的一种，它的药效几乎遍及全身。不论是新鲜的还是干燥的，其药效都不会改变，可促进消化及解除疲劳等。5.薄荷系列：具有薄荷脑清香怡人的香味，有多种功效。在药用、制茶、化妆品及食用领域有着广泛的应用。六、用途从植物中提取的芳香产品调配成香精和其他赋香原料后，主要用于：①食品加香和调味，如加于糖果、饮料的香精等；②日用化学品、化妆品、卫生用品加香，如香皂、牙膏、香水、卫生熏香等；③配制药品，如用于制清凉油的薄荷油、薄荷脑等；④提取单离香料，如从小茴香油中单离出大茴香脑；⑤作某些合成香料的原料，如山苍子油（主要含柠檬醛）可用以合成紫罗兰酮系列产品；⑥文具用品等的加香。一、檀香6.2主要芳香资源植物【植物名】别名白檀。来源为檀香科植物檀香的心材。【形态特征】常绿半寄生小乔木。根具吸盘，附着于寄主根上。树皮褐色，粗糙或纵裂。叶对生，椭圆形或卵状披针形，基部楔形，全缘，无毛；叶柄短。聚伞状圆锥花序腋生和顶生；花小，多数始为淡黄色，后变为深紫色；花被管钟形，先端4裂，裂片卵圆形，有4个蜜腺生于花被管中部；雄蕊4，与蜜腺互生。核果球形，成熟时黑色。种子圆形，光滑，有光泽。【分布与生境】主产印度、印度尼西亚及马来西亚。我国台湾、海南、云南南部有栽培。炎热、潮湿、强光照的环境，且有寄主植物（苦木、木麻黄、长春花、毛羊角等200多种）。【利用部位及理化性质】它取自檀香科乔木檀香树的木质心材（或其树脂），愈近树心与根部的材质愈好。木材含油量较高，主要成分为α-檀香醇、β-檀香醇。檀香油香味持久，独具东方香韵，是良好的定香剂。【采收加工】采伐木材后，锯成段，除去边材，阴干。刨片，或劈碎生用。常制成木粉、木条、木块等或提炼成檀香精油。分为白檀、黄檀、紫檀等品种。“皮色黄者为黄檀，皮洁而色白者为白檀，皮腐色紫者紫檀，并坚重清香，而白檀尤良。”【资源开发与保护】1、药用：檀香心材是名贵的药材，具有行心温中、开胃止痛的功效。近年的研究发现，它还可以抑制癌细胞的生长。这一新发现将更加受到人们关注。檀香的气息宁静、圣洁而内敛，给人以心悦诚服的王者之感。它独特的安抚作用可以使人清心、宁神、排除杂念，对冥想和入静很有帮助，因而被广泛用在宗教仪式中。在东方一切最隆重的佛教及皇家庆典里，檀香是必不可少的物品，它代表专注的意念和最至诚至圣的愿望。2、工业用：檀香木材是贵重的工艺材料，其木质细致，香味恒久，防虫防腐，且其质量仅次于象牙，多用于雕刻佛像、人物和大象等动物造型，制作檀香扇、珠宝箱、首饰盒、拐杖等。从檀香木中提取的檀香油也是配制其它各种高档香水、香精必备的基础定香剂。二、留兰香【植物名】别名绿薄荷、青薄荷。为唇形科植物留兰香的全