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石香薷的研究现状及其应用前景展望



全 文 :石香薷 (MoslemchinensisMaxim),别名细叶香
薷、小香薷、野香薷、细叶七星剑、香荠、野荆芥、土香
草、青香薷(石香薷的野生品种)、江香薷(石香薷的栽
培品种)等,是我国药典收载的正品香薷之一[1],明代
医学家李时珍的医学著作《本草纲目》也有记载。
石香薷,是唇形科(Labiatae)荠苧属(Moslem)一
年生草本植物,主产于广西、广东、四川、贵州、湖南、
湖北等地,在我国长江以南地区广泛分布,在长江以
北部分地区(如山东、安徽等)也有分布,为重要的药
用植物[2-5]。据文献记载,石香薷全草含挥发油2%,具
有很强的广谱抗菌作用,对大肠杆菌、金黄色葡萄球
菌、伤寒杆菌、肺炎杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌以及脑
膜炎球菌均有显著的抗菌作用,主要抗菌成分为百里
香酚、香荆芥酚和对聚伞花素等[3],具有解表、和中化
湿、行水消肿的功能[2]。中药临床主要应用于治疗暑湿
感冒、恶寒发热、头痛无汗,也用于治疗腹痛吐泻、小
便不利、风湿关节痛等疾病[3]。
石香薷是食、药兼用的好品种,其幼嫩茎叶清香
可口,可作配料或菜蔬,是潜在的油料或香料作物[6]。
此外,石香薷还是洗涤用品、天然杀菌剂、天然农药、
畜禽饲料添加剂的重要潜在资源,具有广泛的应用前
景[7]。
1 石香薷功能活性成分的研究现状
近年来,国内对石香薷的活性成分作了不少研
究。研究结果充分表明,石香薷主要含有挥发油、黄酮
类等功能成分[8-10]。
1.1 挥发油
文献记载,挥发油是石香薷的主要有效功能成
分,全草含挥发油 2%[3]。张良温等(1990)[11]研究了湖
南兰山县所产石香薷发现,石香薷挥发油的主要成分
为香荆芥酚及其异构体,含量达 71.64%;其次是对聚
伞花素、4-蒈烯、对异丙基苯甲醇、β-蒎烯、百里香酚
等。郑尚珍等(1996)[8]从石香薷全草粗粉中分离出10
种化合物。郑尚珍等(1998)[12]采用GC-MS-DC联用方
法从湖南省洞口县所产石香薷中鉴定出37种化学成
分,其主要成分为百里香酚 (38.73%)和香荆芥酚
(21.52%),含量在 1%以上的还有乙酸百 里酚
(9.21%)、乙醇香荆酚(7.14%)、丁香油酚(5.47%)、对
聚伞花素(3.01%)和蛇麻烯(1.04%)等。林文群等
(1999)[13]采用毛细管气相色谱-质谱-计算机联用系
统研究闽产石香薷,鉴定出18种化学成分,其挥发油
的主要成分为百里香酚,含量达 63.60%;其次是香荆
芥酚、β-金合欢烯、萜品烯-4醇、芳樟醇等。
郑尚珍等(2001)[14]首次采用超临界流体CO2萃取
技术研究石香薷挥发油的化学成分,从中鉴定出以百
里香酚(58.69%)和香荆芥酚(24.03%)为主要成分的
石香薷挥发油成分58种。曾虹燕等(2003a)[15]用3种
不同方法提取石香薷挥发油,结果鉴定出30种组分,
其中约有10种主要成分的相对含量基本相同。
研究表明,不同地区的石香薷的主要成分含量有
所不同,但基本上都是以百里香酚和(或)香荆芥酚为
主。
1.2 黄酮
郑尚珍等(1996)[8]从石香薷中发现了 5-羟基-6-
甲基-7-O-β-D-吡喃木糖 (3→1)-β-D-吡喃木糖双
氢黄酮甙和鼠李柠檬素-3-O-5,7-二羟基-6,7-二甲
氧基黄酮与鼠李柠檬素-3-O-β-D-芹糖(1→5)芹糖-
4-O-β-D-葡萄糖甙的 2个新黄酮甙。杨彩霞等
(2003)[10]从石香薷中分离出 4个黄酮类化合物,即
5,7-二甲氧基-4-羟基黄酮、芹菜素-7-O-α-L-鼠李
糖 (1→4)6″-O-乙酰基-β-D-葡萄糖甙、5,7-二甲氧
基-4,-O-α-L-鼠李糖 (1→2)-β-D-葡萄糖甙及金合
欢素-7-O-芸香甙。
1.3 微量元素
据文献资料记载,石香薷含有 Cu、Zn、Mn、Co、Ni、
Se、Cr、Sn、F、Si、Mo等11种微量元素[2]。
2 石香薷的药理作用与毒性作用
2.1 药理作用
研究表明,石香薷具有抗菌、抗病毒、消炎、解热、
镇痛、解痉、增强免疫等作用。
石香薷的研究现状及其应用前景展望
王放银
王放银,邵阳学院生物与化学工程系,教授,422004,湖南
省邵阳市七里坪。
收稿日期:2005-09-19
★ 湖南省邵阳市科技攻关项目( 2005026-2)
《 饲料工业》·2005年第26卷第22期 饲料添加剂
15
2.1.1 抗菌作用
石香薷挥发油具有较强的广谱抗菌作用,其有效
抗菌成分为百里香酚、香荆芥酚和对聚伞花素等。石
香薷挥发油对金黄色葡萄球菌、脑脂类脑膜炎双球
菌、伤寒杆菌等有较强的抑制作用,其抑菌强度(金黄
色葡萄球菌、卡他球菌、弗氏痢疾杆菌)高于碘液,但
比呋喃西林、新洁尔灭弱;石香薷挥发油 1:2000的
比例同用 75%酒精处理污水杀菌时有相近似的灭菌
能力,6min灭菌率分别是99.2%,99.36%[2]。此外,石香
薷挥发油或水煎剂对大肠杆菌、表皮葡萄球菌、乙型
链球菌、乙型副伤寒杆菌、鼠伤寒杆菌、痢疾杆菌、白
喉杆菌、肺炎杆菌、变形杆菌、炭疽杆菌、绿脓杆菌及
脑膜炎球菌等均有显著抗菌作用[3,16,17]。
王放银等(2004)[18]采用饱和盐水蒸馏法提取石
香薷挥发油,选用泰乐菌素、金霉素等常用饲用抗生
素进行对比抑菌试验。试验结果表明,石香薷挥发油
对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抑菌作用,最
低抑菌浓度为 135~150μg/ml。1:200的石香薷挥发
油稀释液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果
略优于 40mg/kg泰乐菌素、20mg/kg金霉素、20mg/kg
硫酸抗敌素、20mg/kg杆菌肽锌;1:400~1:1000的
石香薷挥发油稀释液对金黄色葡萄球菌的抑菌效果
与饲用抗生素相当,但对大肠杆菌的抑菌效果则略
差。
葛冰等(2005a)[19]对石香薷挥发油的体外抗菌试
验结果表明,石香薷挥发油对大肠杆菌、巴氏杆菌、金
黄色葡萄球菌、链球菌均有较强的抑制作用,抑菌效
果明显优于硫酸黄连素 (P<0.01),与林可霉素 (P>
0.05)和牛至油(6%)相当(P>0.05)。
2.1.2 抗病毒作用
石香薷挥发油在体外对亚洲甲型流感病毒和孤
儿病毒有显著抑制作用。在体内,在孤儿病毒 (E-
CHO11)感染的同时或感染后给药能延缓病变出现
72~96h[3]。严银芳等(2002)[20]发现石香薷挥发油具有
抗流感A3型病毒的作用,每千克体重给药100mg以上
对小鼠流感病毒性肺炎有明显的治疗作用。葛冰等
(2005b)[21]采用体外细胞培养的方法研究石香薷挥发
油对新城疫病毒(NDV)感染的拮抗作用,测定其对鸡
胚成纤维细胞的最大无毒浓度(TD0)、半数细胞中毒
浓度(TD50)、抑制 50%细胞病变的药物浓度(IC50)、治
疗指数(TI)及体外抗NDV效果。试验发现,石香薷挥
发油的 TD0、TD50、IC50、TI分别为 1.56g/l、3.13g/l、0.20g/l、
15.65,0.79g/l的石香薷挥发油对所致的 CPE有明显
的抑制作用,试验结果表明,石香薷挥发油具有明显
的抗NDV作用,提示石香薷挥发油有望作为一种新
的抗NDV感染的药物来开发。
2.1.3 抗炎作用
裴传道等(1992)[22]通过用中药香薷精油封入犬牙
根管内对感染和非感染根尖周组织及家兔骨组织药
物埋藏刺激试验证实,该药对感染根尖周组织有良好
的消炎作用,对非感染根尖周组织及家兔骨组织无刺
激性,生物相容性好,抗感染能力良好。
2.1.4 解热作用
石香薷具有一定的解热效果,能使试验动物体温
降低。对大鼠按每千克体重香薷散煎液30g(生药)灌
胃,对因注射啤酒酵母导致发热的大鼠,一次给药即
有短暂的退热作用,连续3次给药有显著解热作用,
对发热过程的体温反应指数 (体温曲线与基线间面
积,TRI)也有明显影响[3]。
2.1.5 镇静、镇痛作用
按每千克体重计算给药,0.3ml和 0.15mg石香薷
挥发油对小鼠醋酸扭体反应有明显抑制作用,并呈量
效关系。0.3ml/kg石香薷挥发油灌胃,对小鼠阈下剂量
的戊巴比妥钠的催眠作用有明显抑制作用,表明有镇
静作用[3]。
2.1.6 免疫增强作用
刘静等(1996)[23]发现,香薷油具有增强特异性和
非特异性免疫应答、提高机体防御机制的作用。试验
结果表明,香薷油能使脾脏重量增加,提示可促进 T
淋巴细胞和B淋巴细胞的增殖;香薷油能使小鼠脾脏
抗体形成细胞合成和分泌抗体的活力增强;香薷油能
使抗 SRBC(绵羊红细胞)的抗体总量增加,提示对抗
体免疫的反应阶段和效应阶段均有促进作用。香薷油
能增加外周血ANAE+与淋巴细胞的比率,提示可提高
细胞免疫功能。在非特异性免疫应答方面,香薷油能
使血清溶菌酶的含量增加,提示有提高吞噬细胞的吞
噬功能和加强溶菌作用。补体系统在机体防御功能中
起着重要作用,但只有在被激活之后才能发挥其溶
菌、中和毒素、调理和加强吞噬作用等功能。香薷油能
直接激活补体系统,因而可在抗体形成之前发挥其抗
感染作用。
2.1.7 其它作用
石香薷挥发油对小鼠、大鼠、豚鼠和家兔离体回
肠的自发性收缩均有显著抑制作用,其半数有效量分
别为35.1、14.2、3.6和7.6μg/ml;对豚鼠回肠因鸡蛋清
所引起的过敏性收缩和氯化钠所致的过敏性收缩均
王放银:石香薷的研究现状及其应用前景展望饲料添加剂
16
有对抗作用。石香薷提取物在体外对血管紧张素Ⅱ受
体和β-羟基-β-甲基戊二酸辅酶A(HMG-COA)均有
明显抑制作用,提示可能具有降压和降低胆醇浓度
的作用[24]。此外,石香薷挥发油有利尿、镇咳和祛痰作
用[25]。
2.2 毒性作用
吴延楷等(1992)[26]报道,用栽培品种和野生品种
石香薷挥发油对小鼠灌胃,其 LD50分别为 (1.304±
0.126)ml/kg、(1.33±0.106)ml/kg,肉眼观察动物脏器均
无明显病理变化。
3 石香薷挥发油提取工艺的研究
过去,多采用蒸馏法(含饱和盐水蒸馏法)或有机
溶剂萃取方法提取石香薷挥发油。郑尚珍等(2001)[14]
首次采用CO2超临界萃取法提取石香薷的精油,并从
中鉴定出58种组分。试验还发现,添加CHCl3作为改
性剂后得到的精油的组分有所增加,可能是因为添加
CHCl3改变了CO2的极性,从而使某些在纯CO2中不
能被萃取的易挥发或不稳定的成分被萃取出来。
曾虹燕等(2003b)[27]研究了萃取压力、温度、CO2
流量和时间对萃取得率的影响,并得出CO2超临界萃
取法提取石香薷挥发油的最佳工艺条件:萃取压力
20MPa、温度 45℃、CO2流量 25kg/h、萃取时间 90min,
萃取率为 3.56%。此法明显高于水蒸汽蒸馏法
(1.62%)和有机溶剂石油醚萃取法(1.87%)。研究发
现,这3种方法提取的石香薷挥发油的主要成分基本
相似,主要为含氧化合物(香薷酮、百里香酚和香荆芥
酚等),其中CO2超临界萃取的挥发油的含氧化合物
含量相对最低,石油醚萃取的挥发油含氧化合物含量
虽然最高,但有溶剂残留(曾虹燕等,2003a)[15]。从环保
和保健方面考虑,CO2超临界萃取和水蒸气蒸馏均能
得到优质的石香薷挥发油,但超临界CO2萃取可在低
温条件下得到高萃取率的石香薷挥发油,故较为理想[15]。
4 石香薷的应用及开发前景
4.1 在中药临床上的应用
石香薷可与其它药物配伍组成香薷饮、香薷散、
香薷汤等方剂。石香薷提取液及其挥发油可制成香薷
丸、香薷油润喉片、栓剂、油膏涂鼻剂等[6]多种形式的
制剂,以用来治疗中暑发热、感冒恶寒、急性肠胃炎、
跌打肿痛、牙龈肿痛、下肢水肿、颜面浮肿、多发性疥
肿、毒蛇咬伤、腹痛吐泻、小便不利等;还可治疗风湿
关节痛、痨伤吐血、小儿惊风、支气管炎、肝炎、肾炎等;
外用可治脓疮、皮肤病、疥疮等[2,16]。
4.2 其它用途
王修德等(1995)[28]以石香薷等天然材料为原料,
经提取配制获得了一种天然空气清新剂,结果表明,
对主要臭气成分 H2S、NH3的平均消除率分别为
88.8%和 92.1%,H2S类和 NH3类臭气强度分别降低
1.5级和2.6级,喷雾后10min对空气卫生菌的消除率
达60.0%~92.1%,与喷自来水的对照组比较差异极显
著。
石香薷浸膏香气纯正,符合调香要求。孙凌峰等
(1995)[29]用石香薷浸膏调配了一系列烟用香精,专家
反复吸烟后评定认为,石香薷浸膏有抑制杂气、增浓
烟味、与烟香谐调的效果,消费者试吸也反应良好。
王素雅等(1998)[30]研究了香薷等5种药用植物挥
发油对仓虫的生物活性作用。结果表明,香薷挥发油
的作用最为明显,能有效地抑制试虫卵、幼虫及成虫
的生长发育,从而减少了试虫F1代种群的发生。
4.3 开发前景
石香薷植物资源丰富,人工用种子繁殖也很容易。
石香薷挥发油可以作为天然食品防腐剂和添香剂。挥
发油中所含有百里香酚、香荆芥酚等天然活性抑菌成
分,有效成分含量达 85.2%,可以用作糕点、饮料、果
冻等食品防腐剂,也可作为空气清洁剂和消毒剂[31];挥
发油还含有金合欢烯、芳樟醇等香气成分,也是一种
良好的食品添加剂,可作为罐头、饮料、奶制品的添香
剂,还可作为畜禽饲料添加剂,同时也可以作为化妆
品和洗涤香精的添加剂。总之,石香薷在医药、食品、
香料工业、洗涤行业和畜禽饲料行业具有很大的开发
利用价值[32]。
参考文献
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( 编辑:高 雁,snowyan78@tom.com)
王放银:石香薷的研究现状及其应用前景展望饲料添加剂
·信 息 采 撷·
实验研究了粗纤维浓缩物( 由德国瑞登梅尔父子公司提供)对怀孕和哺乳母猪的繁殖性能的影响。
我们在泰国的Sermkasikit种猪场作了一个长达180d的实验,我们发现在母猪产仔前两周,每一头猪
每天饲喂50g粗纤维浓缩物后,粪便的形态和无乳综合症问题明显改善。
基于玉米-谷物类型的配方中,怀孕饲料中添加2%粗纤维浓缩物代替16.0%的统糠,哺乳料中用
2%的粗纤维浓缩物代替6%的统糠。饲喂无霉菌污染的粗纤维浓缩物组与对照组相比平均日采食量在
哺乳期提高了3.8%。关于繁殖性能,每头母猪每年可以多生产1头仔猪。德国JRS动物营养部经理
ThomasBackers先生分析认为:“ 母猪在饲喂粗纤维浓缩物的过程中,霉菌的摄入量极度降低,母猪饱
腹感增强后母猪更安静。并且胰岛素水平没有升高,但是排卵率和胚胎存活率由于孕酮活性增强可能
在怀孕早期均可能增强。”
这项实验表明:粗纤维浓缩物在使母猪有饱腹感和理想的肠道健康的同时,能够提高繁殖性能。无
霉菌污染的粗纤维浓缩物在该场的最终的投入产出比是1:2。因此,添加这种高性能的粗纤维浓缩物
比为了降低成本而使用普通的粗纤维产品能获得更丰厚的利润。
粗 纤维浓缩物可提高母猪的繁殖性能
■ThomasBackers
18