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资源植物杜香的开发利用综述



全 文 :资源植物杜香的开发利用综述1)
         马雪梅 毛子军   杨永富 侯丽君
(东北林业大学 ,哈尔滨 ,150040)      (大兴安岭新林林业局)
  摘 要 杜香(Ledum plasture L.)是我国东北地区的资源植物 , 尤其是在大兴安岭地区蓄积量颇为丰富 , 多年
来已引起了广大研究者的注意。但由于其产品质量存在问题 ,因而至今未能充分开发利用。笔者综述了杜香资源
的开发利用现状 ,总结了杜香精油的提取 、成分分析等情况 ,研究了其药用价值与芳香油价值。根据目前的研究利
用状况 ,从资源生态化的角度出发 , 提出了合理 、充分开发利用杜香资源的一些建议。
关键词 杜香(Ledum plasture L.);提取;有效成分;精油
分类号 Q949.772.3
A Summary on the Exploitation and Utilization of Source Plant Ledum plasture L./Ma Xuemei , Mao Zijun(Northeast
Forestry University , Harbin 150040 , P.R.China);Yang Yongfu , Hou Lijun(The Xinlin Forestry Bureau of Daxing anling)//
Journal of Northeast Forestry University.-2003 , 31(6).-52~ 54
Ledum plasture L.is a kind of source plant that spreads abundantly in northeast of China especially in Daxing anling region ,
and it has been paid much attention recently by many researchers.Because there are still many problems in product quality it has
not been exploited and used fully up to now.The present situation of exploitation and utilization for Ledum plasture L.was sum-
marized , and the extraction , component analysis and medicinal usefulness value of its essential oil were also summed up.Accord-
ing to the present condition of research and utilization , some suggestions on reasonable and full development and use of Ledum
plasture L.resource were put forward.
Key words Ledum plasture;Extraction;Effective component;Essential oil
  杜香(Ledum plasture L.)是杜鹃花科杜香属常绿小灌木 ,单叶
互生 ,全缘 ,两面及幼枝密生褐色绒毛和腺体,植株富有香味。伞
房花序,着生于上年枝的顶部;苞片数枚;蒴果[ 1] 。耐荫且喜水
湿,常生于河谷或苔藓沼泽地,在湿润山坡或岩上也能生长[ 2] 。
杜香植物体内含有多种有效成分 , 具有药用 、芳香等价
值 ,是重要的资源植物。 该种主要分布于北半球温带或寒温
带地区 ,在我国分布于东北(见图 1), 集中分布于大兴安岭地
区落叶松林(杜香-兴安落叶松林 、越桔-杜香-兴安落叶松
林 、泥炭藓-杜香-兴安落叶松林)和落叶松白桦针阔混交林
(杜香-兴安落叶松-白桦林)下[ 3] , 小兴安岭和长白山也有
分布 , 资源十分丰富。其中 , 大兴安岭杜香干叶生产量达 536
925 t/ a[ 3] 。小兴安岭杜香的蕴藏量可达 8 776.7 t·hm-2·a-1 。
其中 允 收 量 为 1 843.2 t · hm-2 · a-1 (以 鲜 质 量
计)[ 4] 。其叶 、枝 、花 、果均含挥发油 , 1年生叶内含挥发油
1.5%~ 2.5%[ 2] 。据在漠河观测 , 不同物候期杜香挥发油的
含量达 0.5%~ 1.0%[ 1] 。
国内外对于杜香有效成分的研究已有很多报道 ,主要是
对杜香精油化学成分的研究 , 如原苏联 、芬兰 、日本等国都曾
做过研究报道[ 5 ~ 8] , 但对其香料有效成分的研究尚很少见。
同时由于提取工艺中存在问题 ,产品的质量始终达不到要求。
为了充分开发我国丰富的杜香资源 ,笔者对杜香的效用 、成分
分析及其提取方法 、研究利用现状等做一个概述 , 并提出几点
建议 ,希望能对这一资源的开发利用提供借鉴和思路。
1 杜香油的效用
1.1 药用植物
第一作者简介:马雪梅 ,女 , 1977年 2月生 ,东北林业大学森林植
物生态学教育部重点实验室 ,在读硕士研究生。
收稿日期:2003年 3月 20日。
责任编辑:戴芳天。
国外对杜香药用成分的研究较早。十九世纪在俄国本草
中记载了杜香的医疗作用 , 即可利用带叶与花的嫩枝 , 以内服
浸剂或酊剂治疗百日咳 、支气管炎性气喘 、足痛风 、肌风湿变
形性关节炎等 , 并可用作利尿剂;以外敷剂型用于治疗湿润性
湿疹 , 痤疮 ,昆虫咬伤等[ 9] 。
杜香药用植物在医学上的广泛应用 ,促使专家对杜香药
理及临床作用进行深入研究。20 世纪 40 年代 ,由阿尔汉格尔
斯克 、新西伯利亚与伊尔库茨克医学院对杜香进行的基础研
究证明:杜香常叶嫩枝的浸剂与煎剂具有解痛 、祛痰 、脱敏 、轻
微降压及利尿作用。 Belousov MV , Belousova NI , Berezovskaya
TP 等 1998年对西伯利亚杜香水浸液和 40%~ 70%的酒精浸
液的药理学特性进行的研究表明:西伯利亚杜香精油富有丰
富的生物活性酚类化合物 , 具有抗菌 、愈合伤口的作用 ,其消
炎作用优于布塔金(一种消炎药)。 40%乙醇提取物能使小鼠
伤口愈合的速度加快 28%~ 30%[ 10] 。
杜香嫩枝用液化碳酸 、佛利昂-11、石油醚 、苯 、乙醚和
40%乙醇提取然后进行色层分离 , 可得熊果苷(含量<8%),
它具有利尿及尿道杀菌作用 , 其含量与在现代医学中治疗尿
道炎的熊果叶中所含的熊果苷含量大致相同[ 9] 。
另有英 国研究资 料表明 , 古 当归属植 物欧 白芷
(Archangelice officinalis)和杜香的混合榨出物注入鼠体后 , 老鼠
获得了抗γ射线照射的作用 ,这种辐射保护作用随所注射剂
量的不同而不同[ 7] 。
中国长白山民间早已有用叶制成药膏 , 来治疗月经不调
和不孕[ 11] , 但对杜香药用成分的研究始于 20 世纪 70 年代。
临床研究表明 , 提取的杜香油祛痰效果最好 , 经过 455例实验
证实对慢性支气管炎也有较满意的效果。并经分离证实烃类
是原油的主要成分 , 其成分是桧烯 、蒎烯及对-伞花烃[ 12] 。
黑龙江中医学院曾对用水蒸气蒸馏法取得的挥发油进行
过药理测试 , 证明其具有明显的镇咳 、祛痰作用 ,对皮肤瘙痒
和脚气等有较好的疗效。 杜香油在空气中自然挥发后 30
  第 31卷 第 6 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol.31 No.6
2003年 11 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Nov.2003
DOI :10.13759/j.cnki.dlxb.2003.06.018
min ,有明显的杀灭空气中细菌的作用(P<0.05), 不同挥发时
间后 ,杀灭空气中细菌的作用无显著差异 , 杀菌能力与空气中
杜香油的浓度有关[ 13] 。
延边大学药学院采用双室扩散模型 , 以大白鼠体外皮肤
为渗透屏障 ,研究了不同浓度的杜香萜烯对安定透皮吸收的
促进作用 ,发现不同浓度的杜香萜烯对安定均有透皮吸收的
促进作用 ,但以其体积分数为 5%的溶液作用最强[ 14] 。
1.2 香料植物
目前的研究认为杜香油可用于香料工业[ 15~ 18] 。在黑龙
江省大兴安岭采收杜香嫩的枝与叶 ,经水蒸气蒸馏制得精油
(浅黄色油液), 1982 年经黑龙江省天然香料评香会鉴定 ,认为
其具有特殊的莳萝醛香气 ,兼有木香 , 是很好的香料品种 , 可
用于日用化工 、制药皂 、脚气水 、洗发香波等系列。呼中地区
用此法生产的杜香精油 ,被推荐为《国际农展会》优秀新产品 ,
1988年被评为黑龙江省优秀新产品 , 获得《黑龙奖》[ 17] 。但是
由于所提取的杜香油伴有一种较刺激性的 、令人不愉快的气
味 ,致使产品质量不过关 ,产品没有销路 , 使这一优势资源一
直未打入市场。
2 杜香精油成分分析
2.1 高纬度不同国家(地区)杜香挥发油成分
对杜香化学成分的研究开始于 10 世纪 ,众多的研究者对
杜香挥发油的形成进行了深入的研究从而揭示了杜香挥发油
存在一系列的规律性:挥发油在植物不同器官中分布不
同[ 19] , 不同营养生长期挥发油含量变化(从痕量到 9.6%)与
植物的生长年龄 、昼夜期间 、环境及气温有关[ 8] 。
恩·普·库里亚洛夫首先注意到不同分布区杜香挥发油成
分不同[ 8] , 他利用分馏挥发油的方法研究了分布于不同地区
杜香挥发油的主要成分。根据其结果 ,总结如下:
表 1 高纬度不同国家(地区)杜香挥发油成分
地  区 成   分
列宁格勒(俄) 月桂烯(Myrcene)20%~ 25%,喇叭茶醇(Ledol)
10%~ 20%,杜香醇(Palustrol)50%~ 60%
萨彦岭(俄) 对-伞花烃(P-cymene),β-蒎烯(β-penene)
大 牛儿酮(germacrone)
芬兰 喇叭茶醇 、杜香醇与月桂烯
阿拉斯加(美) 大 牛儿酮 ,别-香木兰烯(all-aromadendrene)
与桃金娘烯醛(Myretenal)
  通过对 60个来自原苏联不同地区的杜香带叶嫩枝制备
的杜香挥发油样品进行分析 ,以药典法测定挥发油含量 ,认定
生长在原苏联植物区系的杜香按其化学组分可分为 3 种。
第一种类型:具有高含量挥发油(0.6%~ 2.6%)及喇叭
茶醇(18%~ 38%)的特征 , 它分布于俄罗斯联邦欧洲部分的
北部和中部。
第二种类型:具有高含量挥发油(1.5%~ 3.2%)及最低
含量喇叭茶醇(0.5%~ 1.0%)的特征 , 分布在马丹和齐亭省。
第三种类型:具有低含量的挥发油(0.8%以下)和较低含
量的喇叭茶醇(1.0%~ 11.7%)的特征 , 它分布在加里宁格
勒 、白俄罗斯 、乌克兰 、西伯利亚地区及哈巴罗夫斯克边区。
杜香挥发油的成分在植物生长过程中也在改变 , 恩·普·
库里亚洛夫的研究资料证明杜香嫩叶挥发油中月桂烯占优
势 ,而在仲夏和秋季采集的叶子的挥发油富含杜香醇和喇叭
茶醇。其规律性被M schantz 和 P Hiltunen 对分布于芬兰的杜
香所做的试验证实:6 月份采集的叶子中喇叭茶醇和月桂烯
的含量分别为 7.6%和 60.4%, 而在 9 月份二者的含量分别
为 26.7%和 1.2%[ 10] 。
2.2 大兴安岭地区杜香油成分分析
中国对杜香这一野生植物资源的研究起步较晚 ,目前仅限
于对用水蒸气蒸馏法取得的挥发性成分进行研究。许多研究
者对大兴安岭地区的挥发油进行了分析[ 15~ 22] ,结果见表 2。
表 2 大兴安岭地区杜香油成分分析
年份 成  分 资料来源
1984 月桂烯 ,对—伞花烃 ,桃金娘烯醛 ,枯茗醛 文献[ 15~ 16]
1987 桃金娘烯醛(27.02%),对-伞花烃 文献[ 17]
(12.75%),β -侧柏烯(21.63%)γ-松油
烯(3.65%)等
1988 桃金娘烯醛(29.59%),对-伞花烃 文献[ 18~ 19]
(12.31%,枯茗醛(7.90%)
1996 α-守烯(8.19%),间-伞花烃(30.15%), 文献[ 20]
及二氢葛缕醇醋酸酯(19.99%)
2001 桧烯(25.9%),对-伞花烃(14.8%),4-松 文献[ 22]
油醇(7.3%),(14.1%)和枯茗醛(对异丙基
苯甲醛 5.3%)
  从表 2 中可知:多数的测定结果认为 ,杜香油的主要成分
是桃金娘烯醛 、对-伞花烃。邱志国等利用减压蒸馏 、气相色
谱分离 、红外和紫外光谱法 、催化加氢及沸点测试等手段对大
兴安岭地区杜香油的主要成分进行了分离和鉴定 , 证实了其
中含有月桂烯 、对-伞花烃 、桃金娘烯醛 、α-蒎烯 、莰烯等成
分[ 21] 。各位研究者测定的结果有差异 , 固然有所用测定仪器
及条件不同的原因 , 而根据以上 2.1 的分析 , 笔者认为最大的
原因可能是采集原料的时期不同。
3 精油的提取方法
精油在植物体内属于次生代谢产物 ,成分主要是脂肪族 、
芳香族 、萜类等三类化合物及它们的衍生物 , 如醇 、醛 、酮 、酚 、
醚 、酯 、内酯等。此外 , 还包括含氧和含硫的化合物。其形成 、
积累和转化的过程与植物自身个体及系统的发育 、种植年龄 、
自然环境的影响有关 , 不仅不同的植物含有不同的芳香化合
物 , 既使是同一物种在生产过程中也可因地理分布不同而使
精油的组成成分不同 ,相同原料不同加工方式 , 所得的精油 ,
其性能与组成也不同[ 23] 。总结目前的提取方法 , 一般有以下
几种。
3.1 蒸馏法
水中蒸馏法 做法是将杜香原料切碎后 , 放入蒸馏釜内
与水一起蒸馏 ,经冷凝分离得挥发油[ 20] 。此法简单 , 但因原
料受热较高 , 有可能使挥发油中的某些成分分解 , 同时使原料
焦化 , 影响产品质量。
水上蒸馏法 方法是将原料预先加水湿润后 , 取出装入
蒸馏瓶中与水隔开 , 然后通入水蒸气 ,使挥发油与水蒸气一并
冷凝而馏出。此法可避免过热或焦化[ 16 , 18] 。
用上述方法蒸出的液体均因油水共存 , 形成乳浊液。可
以用低沸点的有机溶剂(如乙醚)萃取以获得挥发油。
3.2 溶剂提取法
利用低沸点的有机溶剂如石油醚 、乙醚等在回流提取器
中加热提取 , 提取液蒸去溶剂 ,则可获得精制挥发油。此法所
得的挥发油含杂质较多 ,因其它脂溶性成分如树脂 、油脂 、蜡 、
叶绿素等也同时被提出 , 必须进一步精制提纯。一般可利用
乙醇对植物蜡等脂溶性杂质的溶解度随温度的下降而降低的
53第 6期                马雪梅等:资源植物杜香的开发利用综述        
特性 ,先用热乙醇溶解浸膏 , 放置冷却 ,滤除杂质 , 回收乙醇后
得净油[ 24] 。
另有报道可用液化碳酸 、佛利昂-11、石油醚 、苯 、乙醚和
40%乙醇提取获取其有效成分 , 如:熊果酸 、香豆素类 、β -谷
甾醇等[ 10] 。
水蒸气蒸馏只能严格地得到天然植物中的挥发性成分即
精油 ,有机溶剂萃取的萃取产物随所用溶剂的不同而组成不
同。而且植物中的挥发性芳香成分有精油和某些呈香味的成
分构成 ,应用这些传统的提取方法(水气蒸馏 、溶剂浸提), 会
使部分不稳定的香气成分受热变质 ,溶剂残留以及低沸点头
香成分的损失将影响产品的香气 , 所提取的杜香油不可避免
地带有异味 ,从而影响产品的质量 , 使这一资源的开发利用受
到限制。
4 讨论与建议
4.1 讨论
杜香作为黑龙江省蓄积量丰富的资源植物 , 其芳香油价
值与药用价值已经被多方面的实验证实。但是 , 用以上方法
提取的杜香油 ,却一直未打入市场。因此寻找一种先进的提
取方法 ,提高提取物的质量 , 是杜香资源开发中亟待解决的问
题。
4.2 建议
4.2.1 应用先进的提取方法
超临界流体萃取是 20世纪 80 年代以来引人瞩目的一种
集溶剂萃取和蒸馏方法的优点为一体的天然产物提取分离新
技术 ,其中 , 以CO2 为介质的超临界流体萃取应用最为广泛。
由于 CO2 的化学惰性和操作的低温度 ,该法在提取天然香料
时避免了异构化 、氧化 、树脂化等反应 ,使产品更真实地反映
天然花草植物的香气 , 且不存在溶剂残留的毒害问题[ 25] , 特
别适合于不稳定天然产物和生理活性物质的分离精制 , 合乎
生产更接近天然香韵的香料加工产品的质量要求。因此 , 室
温操作的超临界 CO2 萃取就成了传统的提取方法———水蒸气
蒸馏和有机溶剂萃取法的理想替代。研究表明 , 超临界萃取
提取精油的得率要比用常规方法得出的高出几倍甚至十几
倍[ 26] , 精油纯度也更高。一些数据也表明 , CO2萃取精油有较
高的含氧化合物含量和较低的单萜烯烃含量[ 26 ~ 28] 。由于含
氧化合物对精油特征香气起决定性作用 , 所以 CO2 萃取精油
应有较好的香气。因此 , 应用超临界 CO2 萃取技术提取杜香
精油 ,应是今后开发杜香资源的过程中值得尝试的方法。
4.2.2 加强功能性成分的综合研究
目前 ,植物来源的功能性成分研究已成为国际热门 ,人们
试图从各种植物中寻找生物活性物质 , 来满足呈不断上升趋
势的治疗各种疾病等方面的需要[ 29] 。各国都在积极进行这
方面的研究。据预测 ,到 2005 年美国由植物衍生出的化学品
的总体市场价值将达到 29亿美元[ 30] 。
植物资源的利用 ,本质上是植物化学成分及其功能的利
用。从最近 10年国际植物化学发展趋势看 , 脱离生物活性的
纯植物化学成分研究已经日趋萎缩 ,围绕重大疾病寻找生物
活性成分是最主要的趋势[ 31] 。资料表明 , 杜香植物体中不仅
含有可作为香料 、药用的萜烯类物质 , 还含有香豆素 、熊果酸 、
熊果苷等生物活性成分[ 9] 。因此 ,为了充分 、有效开发利用杜
香植物资源 , 从杜香中提取香豆素 、熊果酸 、熊果苷等生物活
性成分有可能成为新的研究方向。
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