印加孔雀草资源开发利用综述

＊曹凯丽 王景升 刘杰

（1.中国科学院地理科学与资源研究所 北京 100101 2.中国科学院大学 北京 100049）

引言

印加孔雀草（Tagetes minuta）是菊科万寿菊属的一年生草本植物，富含芳香精油，广泛分布在世界各地，在有些地区已扩散成为入侵杂草[1]。国外对其精油表现出的生物特性及开发潜力进行了详尽研究，但我国研究相对较少。2006年在中国台湾地区发现其入侵归化，在西藏地区已表现出局部生态危害，国内认定为入侵物种，随着全球气候变化，或将加快其在西藏地区的蔓延[2]，暂未找到科学有效的控制手段。

迄今为止，国内以往研究大多从入侵角度探讨其物种分类、入侵记录、入侵机制[3-5]、生态影响[6]、生态风险评估等；国内防治印加孔雀草的方法大多局限于物理刈割掩埋和喷洒化学试剂灭除，不仅成本较高，还给环保造成一定压力。若在现代科学技术的支撑下将入侵植物资源化利用，或可实现最大限度地控制入侵危害[7]。因此，本文借鉴欧美和印度等国家经验，从资源植物视角，综述其在香料、食品、化妆品、医药、生物农药等方面的价值，为有效防治和资源利用印加孔雀草奠定理论基础。

1.起源及分布

印加孔雀草原生于南美洲温带草原和海拔相对较高的地区，从西班牙征服南美洲开始被引入欧洲、亚洲、非洲等国家，已在世界共68个国家发现其踪迹（据文献资料和GBIF平台数据统计）[8]；并出现在中国以下地区：山东青岛、济南、日照，江苏连云港、泰州，江西，辽宁，河北石家庄、唐山，北京昌平区，西藏林芝、拉萨、山南、日喀则，山西阳泉，以及中国台湾地区[4,9-11]。

2.精油成分

往年文献综述了该植物地上部分精油的主要成分为（Z）-β-ocimene，dihydrotagetone，（E）-βocimene，（Z）-tagetones，（E）-tagetones，（Z）-tagetenones，（E）-tagetenones（tagetenones也称作ocimenones），均属于无环单萜类化合物[12]，见图1。除此之外，精油中还含有少量单环单萜、双环单萜类化合物、倍半萜类碳氢化合物和含氧化合物等。

图1 印加孔雀草精油的主要化学结构

3.经济价值分析

(1)香料

自古以来，芳香植物内的精油就是天然香料的重要组成部分。印加孔雀草精油内含丰富的单萜类化合物，其中含氧衍生物（醇类、醛类、酮类）具有较强的香气，例如cis-ocimene、dihydrotagetone、αterpinolene、（Z）-ocimenone等被用于制作芳香剂、香水[13]；piperitone具有类似樟脑和薄荷的香气，可用作室内芳香剂、合成医药用薄荷脑和百里香酚，添加至香烟和香料中。

(2)食品

在南美洲的秘鲁、厄瓜多尔，印加孔雀草叶、茎和花被用作烹饪原料，制作成民族药用茶和一种马铃薯菜肴；在秘鲁，被制成浓汤，使当地菜肴具有独特草药味，其味道像薄荷、香菜和罗勒油的混合物；而在墨西哥，其干叶用于烹饪，使汤、肉菜和蔬菜等食品具有苹果般的香气。

此外，其小花中的叶黄素Lutein，经欧盟批准（INS-No.E161b）被用作各种食品食用色素和调味，如意大利面、植物油、人造黄油、蛋黄酱、沙拉酱、烘焙食品、糖果、乳制品、冰淇淋、酸奶、柑橘汁和芥末等。该色素还可作为家禽饲料着色剂，同时干花粉和提取物也可补充至饲料中[14]。

(3)化妆品

2013年国际香料协会的安全评估报告证明印加孔雀草精油在化妆品免洗产品中作为香料使用时是安全的。据此，消费者安全科学委员会允许其在化妆品中的使用，但由于其有光毒性，建议会暴露在阳光下的护理皮肤消费品中精油和提取物含量不应超过0.01%，terthiophene含量不得超过0.35%。同时研究发现精油中的3,9-epoxy-p-mentha-1,8(10)-diene是薄荷油的配方；lemonene可用于制作化妆品[13]；此外，含氧单萜类化合物carvacrol、thymol在DPPH自由基清除实验中展现了较强的抗自由基活性[15]；1,8-cineole，linalool，borneol，terpinene-4-ol也显示出抗氧化活性，能有助于保护机体免受氧化损伤，从而延缓衰老过程[16]。

(4)医疗

1968年就有文献记载，民间医学中将印加孔雀草整株植物煎制汤药治疗胃和肠道疾病。后来实验证明印加孔雀草叶片中黄酮类化合物的确对大肠杆菌等具有抗性活性。而且低浓度（低于50µg·mL-1）的叶提取物对大肠杆菌的抑制效果是氯霉素（一种抗生素）相同浓度效果的3倍[17]。并且该化合物缺乏对乳杆菌属、发酵单胞菌属等非致病性人类细菌微生物的抗性活性，利于保护肠道菌群，可作为儿童用药。其花茶在摩洛哥可用于治疗肌肉骨骼疾病；具有高淀粉酶抑制活性，可降低糖尿病和肥胖症风险、控制血糖水平[18]。

除此之外，该植物的噻吩类物质，主要是α-terthienyl成分对白色念珠菌有光毒活性，具有很强的抗真菌潜力；采用纸片扩散法检测其精油，对耐甲氧西林金黄葡萄球菌（MRSA）也具有活性抑制。更有临床研究指出，外用印加孔雀草精油在减少MRSA的鼻腔定植方面可达到与标准疗法一样的效果[19]。

(5)生物农药

人们对植物源农药等天然产物的需求越来越多。综述发现，印加孔雀草精油中的cis-ocimene可用于制作普适杀虫剂，(trans)-β-caryophyllene可用于制作抗利什曼虫药。其次，精油中的dihydrotagetone成分对经济上占重要地位的内寄生根结线虫卵和幼体表现强烈的杀线虫活性，在耕作系统中种植可控制土壤中的线虫种群[20]。作为环境友好且无毒的杀螨剂，可提高畜牧业中牛奶、牛肉、生皮的产量。

不仅如此，Tagetes minuta中的萜类化合物和黄酮类物质还被认为具有化感潜力[21]。该植物中的monoterpene和sesquiterpenes成分对植物有特异性抑制作用。含量50%以上的植物水提物对百脉根种子萌发有显著抑制作用，同时对百脉根和生菜根的生长有化感作用，而且植物水提物浓度越高，抑制作用越强[22]；另一项研究则发现该植物浓度30%和50%的水提物、20%的精油对水稻、白菜和萝卜等愈伤组织的诱导和生长有明显的抑制作用，有作为天然除草剂的潜力。

4.讨论与结论

(1)印加孔雀草具有香料和美容产品开发的潜在价值

该物种的归化和扩张，对中国来讲是挑战也是契机，可考虑将其转化为附加值产品。精油所含单萜类化合物Limonene，由全世界300多种植物产生，作为一种香料原料已被广泛用于化妆品及食品饮料行业产品中，如香水、肥皂、口香糖、非酒精饮料、食品（冰淇淋、糖果、烘培食品、布丁和明胶）等[23]。目前印加孔雀草在西藏地区有较大面积扩散，从中提取单萜类化合物等驱虫杀虫和香料成分，添加至藏香中，既能解决藏香原材料供应不足的问题，又可作为一种驱虫利器融入藏民生活中去。天然香料的生产畅销不衰，欧美等发达国家正以势不可挡的趋势在各领域全面取代人工合成香料，可着手探究其在中国香料加工行业的前景。

(2)印加孔雀草在我国生物农药领域具有广阔的发展前景

在国外，印加孔雀草经常与番茄、茄子、辣椒和马铃薯等粮食作物一起种植，以提高作物产量，确保粮食安全。20世纪80年代开始，万寿菊中的噻吩和多聚炔类化合物已发现对多种生物体如细菌、真菌、昆虫等有光活化毒杀作用，含有的α-terthienyl具有除草和杀线虫活性，开辟了植物源农药研究的新领域[24]。可以预见对印加孔雀草进行资源深入开发，或可研制成具备中国特色的生物农药。