紫苏植株香气对人体生理和心理健康的影响

王晴艺，金荷仙

（浙江农林大学，浙江 杭州 311300）

近年来，国民的健康生活意识逐渐增强，以预防代替治疗的健康理念已深入人心。健康是人全面发展的前提条件，是社会发展的基础要求，是城镇建设的推动力量，是国家富强的重要抓手。而自然环境所拥有的恢复和治愈的力量，在许多情况下比药物更有效[1]。已有研究表明，植物挥发物对人体健康有一定的功效，且与香气类型、浓度等性质有关[2-3]。因此，拓展和深化植物挥发物对人体健康的影响研究，对促进人群身心健康具有重要意义。

现代研究已探明某些芳香植物具有助睡眠、降血压、减少抑郁等多种效果，并能改善人的精神面貌[4-7]。在具体的研究手段上，通过脑电波等生理指标测定结合主观评价的方法已经广泛应用[8]。在研究对象上，有针对老年人、患者等病弱群体[6]，也有聚焦于大学生等年轻人群[9]；还有学者注意到了植物挥发物对不同年龄段的影响有差别[10]。在实验设置上，多数实验中的闻香时长为几分钟[11-12]，然而在城市绿地中，大多数人群都会逗留较长时间[13]，所以，目前对于长时间嗅闻植物挥发物的研究仍比较缺乏，并且关注到性别差异的研究也较少。

紫苏Perilla frutescens为唇形科Labiatae紫苏属Perilla一年生草本，在园林、食用、药用等领域应用广泛。目前，已有研究证明紫苏精油具有镇静作用，其挥发油亦可以舒张血管，增强小鼠Mus musculus的生长和免疫的性能[14-16]，但就其活体植株对人体身心健康的影响尚未明确。因此，本研究通过定量实验来判断紫苏植株挥发物对人体生理和心理健康的影响，为紫苏在园林中的应用价值提供一定参考。

1 研究方法

1.1 实验对象

实验对象为浙江农林大学的26名大学生和研究生志愿者，其中，男生10名，女生16名，年龄在19～26岁之间，平均年龄为24±1.57岁。参加实验者均无吸烟、酗酒等不良爱好，在嗅觉上没有相关疾病（如鼻窦炎等），并且不会对花粉过敏，在实验前保持平时的良好作息。

1.2 实验器材

实验材料为生长状况良好的盆栽紫苏，植株高约50 cm（不含盆），冠幅约30 cm。实验设备包括测定志愿者生理指标的Spirit-10高级神经生物反馈仪和欧姆龙血压计。生物反馈仪是由荷兰Mind-Media公司生产的10通道生理监视和反馈平台，主机采样频率为2 048 Hz，可用于脑电（EEG）、肌电（EMG）等生理数据的采集；记录脑电时连接双通道 EXG线缆，利用电极片和实验对象相连获取脑电数据，共 5个电极点，按照国际脑电10-20系统分别置于Fpz、F3、F4、A1、A2点。测定志愿者心理指标的实验量表为心境状态量表（POMS量表）。

1.3 实验场地

实验地点设在浙江农林大学校内，一个面积约为40 m2的干净整洁的房间用硬质隔离分割成两个面积相近的小房间（房间1、房间2），除实验必备器具外不放置其他东西，其中，在房间2中放置紫苏1盆。场地在实验前进行充分的通风，以保持场地的空气清新。

1.4 具体流程

在进行实验的前一天，向每位志愿者简介了实验流程和实验设备，以消除志愿者对实验的紧张情绪。实验在2020年6月12日-6月14日进行，天气均为晴天。室内温度控制在26℃，以减少温度对植物挥发物的影响。在实验前1 h内，志愿者不能进行剧烈活动或者睡觉等行为，以保持日常放松状态。实验开始，要求志愿者先在房间1中静坐休息以调整适应实验室环境；并在闭眼状态下使用欧姆龙血压计测得血压，使用生物反馈仪测量脑电（1 min），具体测量的脑波包括α波、β波和θ波，并填写POMS量表。然后，志愿者进入房间2，静坐于紫苏植株前约10 cm处闭眼嗅闻植物的香气以减少视觉干扰，嗅闻30 min后分别测量其血压和脑电（1 min），结束后再次填写POMS量表。此外，在每位志愿者结束实验后，询问嗅闻紫苏香气是否对自己有一定的作用。单个志愿者的实验时间（包括准备时间、闻香时间和测量时间）约为45 min。实验期间志愿者不能进行对话、阅读等活动。实验过程见图1。

图1 实验流程Figure 1 Experiment flow

1.5 具体指标

脑电图（Electroencephalograph, EEG）是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映[17]。正常人觉醒时的脑电图主要以α波为主，间有β波及少量低波幅的慢波（θ波、δ波等）活动，其中，α波（8～13 Hz）是正常人脑电波的基本节律，在没有外加刺激的情况下频率相当恒定，人在清醒、安静闭眼时该节律最为明显；β波（14～30 Hz）在人脑精神状态比较紧张的情况下出现，在人体情绪兴奋时增多；θ波（4～7 Hz）在人体疲劳时多见[18-19]。当人体困倦时，α波的波幅降低，低中波幅的θ波增多[20]。

POMS量表由40条词条组成，涵盖了紧张、愤怒、疲劳、抑郁、慌乱、精力、自尊感7个因子，以五级评分法打分（0～4分）；情绪状态总估价（TMD）是由7个情绪因子分计算得出的，TMD值越大，表明心情更消极烦闷[21]。

1.6 数据分析

本实验测量的指标包括生理指标：脑电波（单位：µV）、血压（单位：mmHg）；心理指标：POMS量表分值，以此比较闻香前和闻香后的生理反应和心理情绪变化。

数据分析运用SPSS 22.0进行，其中，脑电数据通过无线蓝牙传输到与生物反馈仪配套的Biotrace+软件，计算时取1 min内的平均值。所有数据均通过配对t检验分析，P＜0.05即具有显著性差异。

2 结果与分析

2.1 生理指标结果与分析

2.1.1 闻香前后脑电波的变化 根据表1可知，所有志愿者的α波、β波、θ波在嗅闻紫苏植株30 min后与嗅闻前总体上都发生了极显著的变化（P＜0.01），其中，α波振幅上升，β波和θ波振幅下降。就不同性别来看，男性和女性志愿者的α波段闻香前和闻香后的变化都达到了极显著水平（P＜0.01），其中，男性上升值为1.811 µV，女性上升值为1.759 µV；男性的β波闻香后较闻香前有下降趋势，下降值为0.536，但未通过显著性检验（P＞0.05），女性的β波闻香后较闻香前下降极显著（P＜0.01），下降值为0.777 µV；男性和女性的θ波在闻香后较闻香前都下降显著（P＜0.05），其中，男性的下降值为0.961 µV，女性的下降值为2.171 µV，略高于男性的下降值。

2.1.2 闻香前后血压的变化 根据表2可知，志愿者闻香后较闻香前收缩压极显著下降（P＜0.01），下降值为7.038 mmHg；其中，男性和女性的收缩压在闻香后较闻香前都呈极显著下降（P＜0.01），下降值分别为5.900 mmHg和7.750 mmHg；舒张压在闻香前后的变化差异性不显著（P＞0.05）。

表1 嗅闻紫苏前后人体脑电波幅值变化Table 1 Changes of brain wave before and after sniffing P. frutescens

表2 嗅闻紫苏前后人体血压变化Table 2 Changes of blood pressure before and after sniffing P.frutescens

2.2 心理指标结果

根据所有志愿者闻香前后POMS量表的七个因子得分可知（表3），在嗅闻紫苏植株30 min后，人体的消极情绪分值较闻香前总体上呈显著下降，其中，五个因子（紧张、愤怒、疲劳、抑郁、慌乱）的分值在闻香前和闻香后全部达到了极显著差异水平（P＜0.01）；闻香后积极情绪（精力、自尊感）分值略有上升，但两个因子在闻香前后的分值对比都无统计学意义（P＞0.05）。就不同性别来看，男性的紧张和慌乱因子分值闻香后比闻香前极显著减少（P＜0.01），愤怒、疲劳、抑郁因子闻香后比闻香前得分显著减少（P＜0.05）；女性的紧张、愤怒、疲劳、慌乱因子的分值闻香后比闻香前极显著减少（P＜0.01），抑郁因子的分值闻香后比闻香前显著减少（P＜0.05）；男性和女性的积极情绪因子（精力、自尊感）分值闻香前后之间均无统计学意义（P＞0.05）。根据情绪状态总估价（TMD）得分可知，人体在嗅闻紫苏植株香气后消极情绪极显著减少（P＜0.01），其中男性的得分显著减少（P＜0.05），女性的得分极显著减少（P＜0.01）。

表3 嗅闻紫苏前后POMS量表分值变化Table 3 Changes in POMS before and after sniffing P.frutescens

在在志愿者对“您觉得该种芳香植物（紫苏）的香气对您有作用吗？”问题的回答中，81%的志愿者认为紫苏的香气有一定的积极作用，19%的志愿者认为没有作用，没有志愿者认为有消极作用。

3 结论与讨论

3.1 结论

研究通过生理和心理的多种指标来判断紫苏植株香气对人体健康的影响，发现人体在嗅闻前后的多项指标均有较为明显的变化：从生理指标来看，紫苏香气能够使人精神放松，减少紧张和亢奋的情绪，并且使注意力更为集中。从心理指标来看，紫苏香气可以减少人体的消极情绪。实验结果也和志愿者的主观感受相吻合。此外，本实验还发现无论是从生理还是心理角度出发，紫苏香气对女性的影响效果都更明显。从生理结构来说，女性嗅觉区域的细胞数量远高于男性，从而使女性对不同气味的辨识能力和对同种气味的处理能力都优于男性；从情感认知来看，与男性相比，女性往往对嗅觉表现出更高的兴趣[22-24]。因此，女性会对紫苏植株的香气更为敏感。

3.2 讨论

本研究在结合客观生理指标和主观评价后发现，嗅闻一段时间的紫苏香气对人体的生理和心理健康是有积极作用的。这证明植物可以通过挥发物影响人类的身心健康，也支持了一些植物挥发物具有对人类恢复作用的共同认知。在当前以健康为背景的城市绿地植物景观设计中，合理利用紫苏等挥发物具有保健功能的植株，可以有效缓解人们的精神压力，并提高人体免疫力和机体健康，给居民和游客带来更好的嗅觉体验，这满足了“健康城市”以人体健康为中心的城市精神，也有效契合了当今“健康中国”的主旨。