我国香薷属植物研究进展

李保印,周秀梅,郝峰鸽,2,周建,尤扬

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.中国农业科学研究院郑州果树研究所,河南郑州450009）

香薷属（Elsholtzia Willd.）在植物分类上属于唇形科,全世界有40种,主要分布在亚洲东部.我国有33种,全国均广泛分布[1].香薷属植物多数为草本,少数为直立亚灌木或灌木.叶具齿,无柄或具柄.轮伞花序组成穗状或球状花序,密接或有时在下部间断,穗状花序有时疏散纤细,圆柱形或偏向一侧,有时成紧密的覆瓦状.上部苞叶呈苞片状,覆瓦状排列.花萼钟形、管形或圆柱形,喉部无毛,萼齿5,近等长或前2齿较长.花冠白、淡黄、淡紫至玫瑰红色,内具毛环或无毛环,冠筒等长或稍长于花萼,直立或微弯.雄蕊4,前对较长,通常伸出.花药2室,室略叉开或极叉开.花盘前方呈指状膨大.花柱先端近相等或极少不相等2浅裂.小坚果卵珠形或长圆形,褐色,无毛或略被毛,具瘤或光滑.许多种类花序较大,花期长达2个月,且枝、叶、花有香味,观赏价值很高,可作为地被、盆栽以及森林美化材料.

香薷属植物用途广泛,还具有较高的药用价值,是中医和民间常用的传统的广谱抗菌和抗病毒中药,为夏季解表之药.同时,香薷属植物有些还可用作食品材料和蜜源植物.因此,香薷属植物的经济利用和学术研究日益受到人们的关注.但是,对香薷属植物的研究和开发利用还没有形成系统.

1 香薷属植物研究现状

1.1 种质资源及形态学研究

现在已经考证,香薷最早的药用品种为唇形科香薷属的几个种.海州香薷（E.splendens）在1961年版的《中药志》中曾被误定为石荠苎属的石香薷（Mosla chinensis）,1995年版的《药典》正式将海州香薷的原植物改为石香薷.周慕莲对香薷（E.ciliata）、海州香薷、穗状香薷（E.stachyoides）、紫花香薷（E.argyi）等的性状特征进行了鉴定[2].栽培繁殖方面,研究了紫花香薷种子萌发特性及木香薷的扦插繁殖方法[3-4].孢粉学方面,对香薷属的几个种（香薷、海洲香薷、鸡骨柴E.fruticosa、密花香薷E.densa和毛萼香薷E.eriocalyx）的花粉形态进行了观察,发现花粉粒均为近球形,体积小、表面光滑或较光滑,可作为香薷属的分类手段之一[5].香薷属植物是重要的秋冬季野生蜜源植物,所得的“冬蜜”是蜜中上品.密花香薷蜜腺的扫描电镜显示,蜜腺着生在子房基部,位于子房裂缝处突起部分,含4个突起,其中有一部分突起显著,高于子房,呈圆柱状；泌蜜孔仅存在于显著突出部分的头部,而其他部位及另外3个突起没有发现泌蜜孔[6].因此,香薷开花时的泌蜜规律值、蜜腺结构特点与泌蜜量是否存在关系,以及其他香薷种类的蜜腺的解剖学结构等,还有待于进一步的研究.此外,对水香薷（E.kachinensis）、野拔子（E.rugulosa）的茎、叶解剖结构研究,发现不同种类之间也有区别[7-8].

总之,目前香薷属植物还处于野生状态,由于环境等的影响,香薷属植物形态多变,种间形态区别较难识别,这对应用研究十分不利.对香薷属植物种质资源的各个种的分布现状、居群大小与多少、遗传多样性等方面,还未见研究报道.

1.2 植物化学研究

1.2.1 挥发性成分 对植物的挥发性成分的研究一直都是国内外学者的研究重点.目前已经对吉龙草（E.communis）、野拔子、海州香薷、香薷、野苏子（E.flava）、木香薷（E.stauntoni）、长毛香薷（E.pilosa）、异叶香薷（E.heterophylla）、大黄药（E.penduliflora）、野草香（E.cypriani）、白香薷（E.winitiana）、光香薷（E.glabra）、鼠尾香薷（E.myosurus）、高原香薷（E.feddei）、东紫苏（E.bodinieri）等香薷属植物挥发油（精油）主要化学成分及含量进行了研究[9-10],发现不同产地的香薷的挥发油成分构成和含量有所不同,这可作为香薷属植物内在质量控制标准的考核指标.目前,已经从香薷属植物挥发油中分离出100余种化合物,其中已鉴定60余种,主要为单萜类、倍半萜类、芳樟醇、月桂烯、醇类、酮类、杂环类等,也有其他特殊的成分.

提取方法不同对所得的挥发性化学成分有一定影响.对香薷属植物的挥发性成分的提取,主要有水蒸汽蒸馏（SD法）[10]、萃取（含超临界流体 CO2萃取（SFE-CO2）法）[11-12]、蒸馏 - 萃取法[12]、超声波提取[13]等方法.生产上,SD法和SFE-CO2法相比,SD法所得组分均多于后者,但超临界流体CO2萃取法所得组分多集中于难挥发性成分.而且,由于加入改性剂如CHCl3、MeOH等后,超临界流体CO2萃取比SD法能得到更多的极性组分,且可避免水蒸气蒸馏法和溶剂法可能产生的氧化和残余溶剂毒性的影响,所得的精油香气清新、自然.因此,现在多应用超临界流体CO2萃取法提取芳香植物的挥发性成分.萃取法中,压力是影响萃取的最主要的因素,其他影响因素依次为萃取温度、流量,萃取时间则相对影响最小.研究表明,不同种类香薷属植物的挥发油中主要成分相似,但也有不同[14],如香薷精油中的主要成分为百里香酚、香荆芥酚、香薷酮等,而木香薷的精油中未见此类成分.因此,按化学成分对香薷属植物分类有一定的学术意义.

香薷属植物挥发性成分的测定方法有波谱分析法[14]、气相色谱-傅立叶红外光谱（GC/FTIR）分析法、气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析法等[15-16].目前,主要是采用气质联用技术,根据峰面积归一化法测定分析各种成分及其相对含量.此外,利用傅立叶红外光谱图,还可鉴别野拔子与其他香薷属植物.

1.2.2 非挥发性成分 香薷属植物中的非挥发性成分主要是黄酮类物质,此外还有维生素、有机酸和无机元素等.从海州香薷、四方蒿、黄花香薷等中已分离出来近40种黄酮类物质[17-19].从四方蒿（E.blanda）中分离出4种黄酮类化合物,从黄花香薷中分离得到6种黄酮化合物.香薷属植物中还含有丰富的Vc,但含量不同.如野山茶（E.bodineri）中Vc的含量达82.77 mg/g,香薷中Vc为16.7 mg/g[20-21].香薷籽油是不饱和脂肪酸含量极高的植物油之一,其中α-亚麻酸等不饱和脂肪酸含量高达90.46%[22],对促进人体健康具有重要意义,极具开发价值.

通过对海州香薷、野苏子、东紫苏、野草香等香薷属植物中多种无机元素的测定[21,23-25],发现Ca、K、Mg、P、Fe、Al、Mn、Na 的含量较高,其次是 Ti、Ba、Zn、Sr、Cr、Pb、Cu.不同产地的香薷属植物,所含微量元素的种类与含量也不同.长白山区野生香薷中Fe、Zn、Mn含量较高[21].红河州东紫苏地上部分含有人体必需的微量元素Mn、Fe、Zn等,未检测出Pb、Cd、Cr、Se这4个对人体有危害的元素[23].西北地区的高原香薷、萼果香薷、密花香薷、细穗香薷4种药用香薷植物中K含量最高,As、Hg、Pb、Cd、Sb含量较低[24].周秀梅等[25]测定发现,野草香叶、茎和花序3个部位中Ca、K、Mg、Fe、Mn、Na几种金属元素的累积分布特征是叶＞花序＞茎.Pb、Cd、Be 3种重金属元素在叶中被检测到,而在花序中未被检测到.

1.3 药理学研究 香薷为民间常用中药,提取物中含有许多具有抗病毒、抗菌、镇痉、平喘、活血、化淤及杀虫等作用的活性成分,如百里香酚、香荆芥酚、对聚伞花素和1,8-桉叶油素等是抑制细菌流感病毒的主要成分,具有广谱抗菌作用.丁子香酚、2-己烯醛、芳樟醇等具有抗细菌、真菌和病毒作用,如香薷挥发油对中枢神经系统具有抑制作用[26].野拔子中的杀菌成分不仅对环境无污染,而且能较好地代替以磺胺、抗生素和皮质激素等为基础的合成药物,并具有抗癌和抗抑郁作用,对羟自由基和活性氧自由基有较好的清除能力[27].东紫苏具有抗氧化、降血脂和血糖、抗过敏和微生物功能[28],对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等有不同程度的抑菌和杀菌作用.木香薷可以杀死粮食仓库内的有害昆虫.然而,关于香薷属植物其他种的药理学研究,还比较少.同时,作为药材使用,安全使用是首要因素,要先进行药理试验,然后再确定是否可以开发.

1.4 修复重金属污染土壤 海州香薷因其根、茎、叶中的铜含量高被称为“铜草”,是铜矿区的指示植物.随着植物修复的兴起,研究者已经从室内重金属污染修复模拟研究扩展到野外调查、植物地区化学特性、重金属耐性富集能力和生理生化等方面的研究[28-29].但是,与室内试验相比,田间的修复效率相对较低些.紫花香薷对铜吸收的能力也较强[29],东紫苏对锰元素有较强的富集能力[30].其他香薷属植物是否也有修复重金属污染土壤的功能,还需要试验研究.

2 香薷属植物研究展望

2.1 加强香薷属植物种质资源研究

种质资源是进行一切工作的基础,主要包括种质资源的搜集、保持、研究和利用.我国有香薷属植物33种,15变种.有资料记载的至少还有21种可以入药.香薷属植物大多还处于野生状态,对形态学研究比较少,如对于各个种的分布现状、居群大小与多少、遗传多样性、分泌精油数量与腺毛形态结构的关系等方面,还缺乏系统研究.因此,需要在现有种质资源的基础上,系统深入调查国内香薷属植物资源,建立种质资源库,并重点从表型和分子两种水平上综合研究其遗传多样性,为进一步开发利用提供理论依据,为今后香薷属植物的育种、利用研究奠定工作基础.

2.2 深入研究香薷属植物的植物化学及药理作用

香薷属植物已经成为现代医学研究的热点.随着气相色谱-质谱联用和超临界流体萃取技术的应用,香薷属植物的化学成分将会越来越多的被分离与鉴定出来.香薷属植物中的化学成分是新药重要的原材料,需要重点分离和鉴定.香薷属植物精油以及精油的单离物具有抗生物活性作用,还因其香气怡人,被广泛应用于化妆品、香水、牙膏、漱口剂等日用品,及口香糖、清凉饮料、糖果、糕点等食品中.但对于精油的提取和分离技术,以及对于药理作用、药理活性评价研究还比较少.

香薷属植物中含有丰富的非挥发性成分如黄酮类物质、维生素、有机酸和无机元素等,对人体的健康十分有益,如有的种类作为饮品使用是较为安全的.但因不同部位的含量及成分有所不同,有的含有重金属元素,不宜作为饰品和保健品开发使用.此外,对于药食两用的香薷属植物的研究还只限于其中几种,需要大力开发新的药食两用香薷属植物资源.在开发过程中要对香薷资源的药材性状,显微结构及理化性状进行鉴别研究.

2.3 重视香薷属植物的生态修复及后续处理

我国利用海州香薷修复铜污染土壤的研究已取得很大成绩,但是,田间的修复效率很低,不同生育期收获对修复效果也有影响,成熟期收获的修复效果可达花蕾期收获的2倍.同时,海州香薷修复重金属污染后,其自身也成了“有害物”,对其的后续处置研究还有待加强.可采取加工成防腐剂、植物源农药,或加工成香料产品等处理措施避免产生再次污染.此外,由于不同的环境条件下会出现植株形态上及生理上的差异,甚至会引起遗传变异.因此,可通过形态观察和分子标记鉴定,发现和选育修复铜污染的新品种类型,以应用于修复土壤重金属污染.除海州香薷外,其他香薷属植物是否也具有这种作用尚不清楚,还缺乏深入研究.

2.4 拓展香薷属植物在园林中应用

香薷属植物多数为草本,少数为直立亚灌木或灌木.轮伞花序组成穗状或球状花序,花冠白色、淡黄色、淡紫至玫瑰红色.许多种类花序较大,花期长达2个月,且枝、叶、花有香味,观赏价值很高,可作为地被、盆栽以及森林美化材料,营造芳香园林景观,适合人们进行芳香疗法、保健疗法.但是,园林绿化中应用香薷属植物还极少,只在个别地区的有限范围内有少量应用,因此需要大力开发种苗和应用范围,以美化、香化园林景观.

3 展望

总之,香薷属植物是食用、药用及观赏的重要野生植物种类,但是由于种间差异甚微,给各方面的研究应用带来了困难.此外,对于野生资源的调查、开发还不充分,育种工作还未起步,对现有种的利用不充分等,也都成为制约香薷属植物开发利用的因素.因此建议,今后要加强遗传多样性的研究,筛选特异种质（如高精油含量种质、高Vc含量种质等）,加大深加工产业的研究开发与园林绿化应用等,以充分开发我国宝贵的香薷属植物资源,为人民造福.

[1]傅立国.中国高等植物[M].青岛：青岛出版社,2004：544-554.

[2]慕莲.香薷及其混淆品的鉴别[J].基层中药杂志,1997,11（2）：15-16.

[3]刘月,何云核.紫花香薷种子萌发特性试验[J].湖北民族学院学报：自然科学版,2010,28（3）：302-304.

[4]郭甲科,白芳芳,查振道,等.木香薷的生态特性与扦插繁殖技术[J].林业实用技术,2007（5）：21-22.

[5]胡珊梅,范崔生.4种香需的花粉和果实形态扫描电镜比较观察[J].武汉植物学研究,1995,13（1）：95-96.

[6]董霞,赵灵芝,浦卫琼.香薷蜜腺扫描电镜观察初报[J].中国养蜂,1996（6）：21.

[7]张庆芝,普春霞,孙娇,等.水香薷的生药学研究[J].云南中医学院学报,2009,32（6）：6-9.

[8]韦群辉,阮志国,唐自明,等.白族药野坝子的生药学研究[J].云南中医学院学报,2002,25（1）：14-17.

[9]朱甘培.十种中国香薷属植物挥发油气相色谱-质谱分析[J].中国中药杂志,1990,15（11）：37-40.

[10]张继,王振恒,姚健,等.藏药细穗香薷挥发性化学成分的研究[J].兰州大学学报：自然科学版,2004,40（5）：69-72.

[11]康淑荷.超临界CO2萃取高原香薷精油工艺研究[J].西北民族大学学报：自然科学版,2009,30（3）：37-39.

[12]李惠成,田瑄.秦岭德昌香薷不同提取方法挥发油成分分析[J].光谱实验室,2006,23（5）：906-910.

[13]彭永芳,李维莉,周珊珊,等.野坝子挥发油超声提取工艺优化的研究[J].中药材,2009,32（11）：1764-1766.

[14]付立桌,李海舟,李蓉涛.2种香薷属植物挥发油成分分析[J].昆明理工大学学报：理工版,2010,35（1）：88-92.

[15]张丽梅,王怡林,董勤.彝药野坝子FTIR光谱法分析[J].楚雄师范学院学报,2005,20（6）：27-30.

[16]张国彬,王明奎,陈耀祖,等.GC/MS和GC/FTIR法对萼果香薷挥发油化学成分的研究[J].中国药学杂志,1994,29（10）：602-603.

[17]倪亮,石伟勇,颜军,等.海州香薷黄酮分布及对病原真菌抑制效果研究[J].科技通报,2010,26（4）：546-550.

[18]吕金顺,沈彤,郭珍,等.四方蒿的化学成分[J].植物学报,2001,43（5）：545-550.

[19]孙丽萍,王建人,李秀荣,等.黄花香薷化学成分研究Ⅱ：黄酮类成分分离鉴定[J].中草药,1997,28（11）：646-648.

[20]张举成,严和平,刘卫,等.不同产地野山茶浸泡液中VC含量的测定[J].食品研究与开发,2008,29（11）：120-122.

[21]李承范,姚艳红,张敬东.长白山区野生香薷中微量元素和维生素的分析[J].食品科技,2007（10）：259-261.

[22]梅文泉,和承尧,董宝生,等.香薷籽油脂肪酸组成分析[J].中国油脂,2004,29（6）：68-69.

[23]张举成,刘卫,易中周,等.红河州不同地区野山茶中微量元素的对比研究[J].光谱学与光谱分析,2008,28（11）：2699-2702.

[24]车国冬,周昌范,王洪伦,等.四种香薷植物中多种微量元素分析[J].广东微量元素科学,2009,16（8）：40-44.

[25]Zhou Xiumei,Zhou Kai,Li Xiaodan.Determination of 14 metal elements in differ aerial parts of Elsholtzia cypriani[C]//2011 InternationalConferenceon RemoteSensing,Environmentand Transportation Engineering.IEEE CatalogNumber：CFP1104M-PRT,2011：6721-6723.

[26]龚慕辛.香薷的药理研究概况[J].北京中医,1997（6）：46-48.

[27]文美琼,李璐,杨申明,等.彝药野坝子花总黄酮的提取及对活性氧自由基的清除作用[J].时珍国医国药,2010,21（6）：1444-1445.

[28]赵眀霞.东紫苏的药用成分及功能分析[J].中国民族民间医药,2009（21）：15.

[29]李锋民,熊治廷,王狄,等.铜铁铅单一及复合污染对铜草幼苗生长的影响[J].农业环境保护,2001（2）：71-73,77.

[30]姜理英,杨肖娥,叶正钱,等.海州香薷和紫花香薷对Cu、Zn的吸收和积累[J].农业环境科学学报,2003,22（5）：524-528.

[31]张举成,刘卫,李河,等.一种新发现的锰富集植物：东紫苏[J].江苏农业科学,2008（3）：269-270.