1.1 前言
在制药、食品、化妆品和营养保健品行业，香料和香精发挥着至关重要的作用。天然选择方法或过程有助于形成独特的化学多样性，并能与其它生物大分子实现最佳的相互作用。此外，自千年以来，人们观察到大陆和传统选择性育种工作的引入，造就了适应全球各种不同环境的本地品种和优良品种，从而确保了世界各地香料和香精的鲜明品质和产量。然而，解开这些鲜明适应性的基因组基础仍是一个谜。例如，世界上最古老且最受欢迎的含咖啡因饮品——茶，具有巨大的药用、经济和文化价值。持续的研究必将为代谢、功能和基因组的多样化改进铺平道路，以评估其生物合成途径[1]。尽管人们普遍认为茶树叶片中三种主要特征成分的差异积累在很大程度上决定了茶叶的质量，但目前可获取的基因组信息却很少。对茶树基因组进行测序有助于揭示次生代谢生物合成的分子机制，有望提高育种效率，从而培育出品质更高的优良茶树品种。培育具有更理想品质性状和更强抗逆性的茶树无性系已成为当务之急。基于 miRNA 制定此类作物改良程序需要详细了解与茶树抗逆性和品质相关的 miRNA-mRNA 模块[2]。香气化合物的生物合成涉及代谢途径，其中主要的前体物质是脂肪酸和氨基酸，主要产物是醛类、醇类和酯类。一些酶在挥发性化合物的生成中起着关键作用，例如脂氧合酶、醇脱氢酶和醇酰基转移酶。苹果中挥发性物质的组成和浓度可能会因采前和采后因素而改变，从而导致苹果风味下降[3]。在成熟的苹果中产生的挥发性香气化合物中，酯类占多数。例如，在金冠和红蛇果的挥发性香气化合物中，酯类占 80%[4]。本章讨论了遗传资源和植物育种、农业多样性、农业生物多样性的保护以及用作香料和香精的经济上有用的天然产物。自古以来，为获得特定的风味、香气及其他特性而对植物品种和/或物种进行培育和驯化一直是一个持续不断的过程。次生代谢产物浓度和组合的新颖异质性一直是开发新风味和新香型品种的源泉。这些次生代谢产物成分的变化受到人类对风味和香气偏好的影响以及驯化过程的影响[5]。此外，可持续农业对更高营养价值的作物或水果品种的需求，使得包括标记辅助选择、回交、单倍型育种和基因组预测方法在内的基因组育种方法与人工智能和机器学习相结合，以加快这些育种方法的速度，受到了关注。图 1.1 描绘了一个基因组资源综合框架应用的示例[7]。![]()
图 1.1 利用基因组资源进行基因组育种以培育适应气候变化且营养丰富的作物的统一框架。来源：改编自 Ashry 等人[6]。
1.3 - 农业多样化
在全球范围内，农业系统中的芳香植物是指含有芳香化合物的植物。这些芳香植物合成次生代谢产物以产生精油，从而缓解生物和环境压力。此外，这些精油在调味料、香水和香料等众多领域都有应用，这将为农民和制造业带来经济收益。世界各地研究学者兴趣的日益浓厚，促使农业活动注重合理利用土地，并关注芳香作物的经济回报。这些芳香植物在农业系统中的生态应用包括控制土壤侵蚀、固碳、植物修复、低质量水的利用、病虫害管理以及改善土壤特性[8]。香料的感官评价或验证取决于主要属性，如颜色、香气和辛辣度，这些属性受到品种、初级加工栽培以及加工产品的影响。
1.4 - 农业生物多样性保护
由于传统集体种子所有权被否定，天然产物的多样性在经济层面遭遇困境，人们无法种植、收获并输送足够的剩余粮食。国际上有很多广受赞誉的互惠回应措施，有利于农民的知识产权法。此外，美国还设计了生动的基层农业和生物多样性保护项目，以规范类似兴趣团体内的开放授粉种子。该项目涉及对授粉种子功能的探索，并专注于农业生物多样性保护的其他各种策略。在东南部美国的阿巴拉契亚山脉和奥扎克高地，有研究项目共同传播和记录开放授粉种子。研究方法包括由人类学团队进行的民族志访谈和参与观察，涵盖与当地农民、种子保存者、园艺师和活动家一起种植和分享种子品种，其明确目标是构建更综合、可持续和自主的地方食品系统。
1.4.1 药用植物保护策略
对于那些濒临灭绝且具有药用、食用或芳香价值的物种，其保护策略可以通过社会和科学行动来确定。用于药用植物保护以实现其生动用途的策略可分为（一）基因库的重要性、（二）基于分子的系统发育学以及（三）化学分类学[9]。为了弥补药用作物遗传多样性突然减少的情况，人们开始建立并维护大规模的离体植物遗传资源（PGRs），通过使用遗传上一致的栽培品种来替代世界各地的传统地方品种，从而发展系统育种。基因库中储存的种子被认为至关重要，因为它们能让人了解农业的历史背景[10]。例如，豆蔻（Elettaria cardamomum）是一种经济上重要的作物，但由于其高多糖和多酚含量，其基因组分析受到限制，核酸提取效率低下。因此，基因库提供了提取核酸的方案，有助于开发豆蔻的遗传标记、进行基因表达分析、克隆豆蔻基因、分析小 RNA 以及克隆感染豆蔻的病毒基因[11]。由于无法识别明显的形态特征以及无法量化化学通讯系统，隐秘的多样性常常未被察觉。对于某些植物或动物而言，物种层面的分类学研究受到阻碍，原因在于其在保存过程中会发生变形以及形态的可塑性。利用这些方法来区分可能相关的物种的形态特征变得困难，但基于形态特征的研究的最新进展表明表型存在若干差异。分类学以及基于分子的系统发育研究的修订已被证明对于获取不同属的大物种群的相关信息很有前景[12]。上个世纪初期见证了基于代谢组学的系统发育学或化学分类学的发展，这种学说最终在 20 世纪 70 年代流行起来[13]。然而，这些研究主要集中在科内物种水平的分类以及根据当时的技术对单个生化家族（尤其是生物碱）的特定成分进行测量。例如，芸香科和芸香目化学分类学受到了极大的研究关注。通过与分子多态性分析确定的系统发育进行比较，证明了化学分类学分类的真实性。在香料和香精方面具有重要经济价值的植物有豆蔻、肉桂、可可、胡芦巴、万寿菊、肉豆蔻、香草、红辣椒粉、迷迭香、印蒿油、卡特/塞拉塔乳香、薰衣草、香根草等等（表 1.1 和 1.2）。![]()
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豆蔻（Elettaria cardamomum）具有多种药理特性[14]。这种芳香植物是世界上最昂贵的植物之一。印度提供了最适宜的温暖潮湿气候，土壤富含有机质，降雨分布均匀，独特的栽培和加工方法造就了其独特的香气、风味、大小和绿色。自古以来，它就被用于烹饪、糖果、甜食和药物[33]。豆蔻组织中多样的代谢物限制了为现有植物提供标准的RNA提取方法。豆蔻组织中的多糖和多酚含量阻碍了RNA提取过程。然而，商业试剂盒与传统的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）方法相结合，可获得产量更高、纯度更好、完整性更佳的RNA。通过这种方法提取的总RNA被发现适用于小RNA分析和通过下一代测序平台进行转录组分析[34]。![]()
在全球范围内，肉桂是一种重要的抗氧化化合物来源[35]。肉桂醛被广泛用作食品和牙膏中的调味剂[36]，这是由于肉桂精油、肉桂提取物和纯化合物对不同口腔病原体具有抗菌作用[37]。肉桂以其在烹饪、香水和医药产品中的香气和精华而闻名。肉桂中的活性成分存在于其精油中，主要是肉桂醛和反式肉桂醛，它们赋予肉桂强大的生物活性和香气。肉桂皮含有儿茶素和原花青素。原花青素的成分包括原花青素 A 型和 B 型连接体。从肉桂和浆果中提取的这些原花青素也具有抗氧化活性[36]。![]()
可可豆是一种珍贵的食物，也是一种保健产品。这些果实是全世界都喜爱的巧克力的主要原料。可可的主要生产国是巴西[38]。可可中的蛋白质成分会影响可可产品的感官特性和生物活性潜力。在成熟、后熟以及收获后的加工（干燥、烘焙、发酵和碱化）过程中可能发生的改变；酚类化合物的组成；以及制造工艺中的变化都有详尽的记录[39, 40]。可可中的酚类化合物具有抗自由基和抗氧化特性，具有不同的生物特性，比如预防心血管疾病。与迷迭香酸、其他生物等排体形式以及表儿茶素相比，可可中的微量成分氯化胺对大鼠心肌细胞系中氧化应激诱导的细胞损伤更有效。通过 DNA 片段化、膜联蛋白 V 阳性、半胱天冬酶释放以及激活等指标对这三种成分进行了分析，发现它们都能有效抑制活性氧的生成和细胞凋亡[40]。![]()
胡芦巴（学名：Trigonella foenum-graecum）属于豆科植物，是一种在印度、加拿大、北非和地中海地区作为半干旱作物种植的豆类。这种香料因能提升食物的感官品质而闻名于世，并具有很高的营养保健价值。胡芦巴籽中含有的生物碱、甾体皂苷和纤维具有抗糖尿病活性。通过高效液相色谱法（HPLC）定量分析了胡芦巴中的生物活性化合物，如葫芦巴碱(trigonelline)、荭草素(orientin)、异荭草素(isoorientin)、异牡荆素(isovitexin)和牡荆素(vitexin)。通过超高效液相色谱-电喷雾三重四极杆线性离子阱质谱法还鉴定出了葫芦巴碱、芒柄花醇(pinitol)、异荭草素、菝葜皂苷元( sarsapogenin)和异牡荆素[41]。生物测定引导的分离揭示了 1 种新的紫檀素(pterocarpan)和 12 种已知的紫檀素(pterocarpans)。这些紫檀素作为功能性食品、食品或抗氧化剂在营养价值方面具有重要意义[18]。此外，胡芦巴胶是一种天然的半乳甘露聚糖，来源于胡芦巴籽的胚乳。这种胶由（1→4）-β-D-甘露糖（Man）主链与一个α-D-半乳糖（Gal）基团连接而成。在 O-6 位置，半乳糖/甘露糖的比例为 1:1，少数情况下为 1:2。作为稳定剂和增稠剂，胡芦巴胶在食品和制药行业已有十多年的历史[13, 42]。![]()
万寿菊（金盏花）主要分布于美洲，也在欧洲、亚洲和非洲有栽培。该植物的许多种类，包括直立万寿菊（T. erecta）、小花万寿菊（T. patula）、细叶万寿菊（T. minuta）和细茎万寿菊（T. tenuifolia），都被作为药用植物进行研究。万寿菊的主要生物活性成分是类胡萝卜素，这是一种亲脂性色素，被公认为具有促进健康的功效。尽管由于类胡萝卜素酯的分析难度较大，其天然成分的概况研究不多，但观察到羟基类胡萝卜素在许多植物基质中以酯化和游离形式存在。这些类胡萝卜素被用作补充剂或直接使用未经皂化的万寿菊。万寿菊花瓣中主要含有叶黄素酯。已鉴定出 18 种类胡萝卜素、20 种单酯和 30 种二酯（玉米黄质(zeaxanthin)、异堇黄质(auroxanthin)、紫黄质(violaxanthin)、α-隐黄质(zeinoxanthin)和β-隐黄质( β‐cryptoxanthin))）[43]。万寿菊属植物的各个部分被用于治疗牙科、胃部和消化系统疾病，以及焦虑和抑郁。这些植物还因其抗真菌、抗菌、杀虫、抗炎、抗氧化和抑制酶的特性而被使用。它们同样可用作食品添加剂，并因其抗菌活性而得到应用[43]。![]()
肉豆蔻是一种生长在热带地区的植物，其种子以独特的风味、营养价值和药用特性而闻名[44]。肉豆蔻的误用情况时有发生，包括将肉豆蔻（Myristica fragrans）的种子碾碎制成的调味品，这可能与其刺激性有关[45]。对肉豆蔻中可检测到的代谢物分布进行的综述，为其富有质感的代谢物提供了最全面的指南。关键的风味物质肉豆蔻醚（在有机产品中占 40%）和 53 种挥发性物质被分为不同的类别，即芳香醚、单萜和倍半萜。无论如何，单萜烃被认为是种子中重要的不稳定结构[44]。
1.5.1.7 香荚兰
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香荚兰（Vanilla planifolia）是一种攀缘性开花兰花，原产于墨西哥，其荚果可制成具有独特“香草”风味的香料，在国际上广受赞誉。这种植物分布广泛，尤其在热带国家，如马达加斯加、乌干达、巴布亚新几内亚、印度尼西亚、印度以及科摩罗、马约特、塔希提和留尼汪等岛屿。除了能产生香兰素（香草浓缩液中的主要化合物）外，香荚兰荚果还是更复杂香草风味的主要来源。香荚兰还被称为“景天酸代谢（CAM）植物”，其光合作用过程是在夜间吸收二氧化碳，并最终将其以苹果酸的形式储存在细胞液泡中。次日白天，苹果酸从液泡中释放出来，通过苹果酸脱羧作用产生二氧化碳，进入卡尔文循环，作为核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶（Rubisco）的底物，用于生成糖类和其他碳水化合物，供植物生长所需。尽管对香草豆的天然化学成分和香兰素生物合成途径进行了大量研究，但对香草叶代谢物的研究却很少[46]。孙等人详细阐述了在香草叶和茎的乙醇浓缩物中存在对乙氧基甲基苯酚、对丁氧基甲基苯酚、香兰素、对羟基-2-甲氧基肉桂醛和3,4-二羟基苯乙酸化合物。德古罗等人（1990 年）详细阐述了在香草叶和茎中存在双[4-(β-D-吡喃葡萄糖氧基)-苯甲基]-2-异丙基酒石酸酯（糖苷 A）和双[4-(β-D-吡喃葡萄糖氧基)-苯甲基]-2-(2-丁基)-酒石酸酯（糖苷 B）[47]。在海南香草豆的发酵过程中，关键的香草风味物质、香兰素前体和主要催化剂被去除。在发酵过程中，香兰素含量增加，而葡萄糖香兰素含量减少，香草豆中存在香草酸，但在干燥的香草豆中其含量降低。对羟基苯甲醛和对羟基苯甲酸化合物在发酵的香草豆中含量最高。阿魏酸化合物主要在干燥的香草豆中产生，并在发酵的香草豆中减少。在发酵过程中，对香豆酸化合物的含量有所增加。在减缓阶段，干燥豆中的香草醛液（0.22%）会发生糖苷水解，从而发生变化。此外，在白化和渗液的豆子中未观察到β-葡萄糖苷酶的酶促作用。但在干燥后，发酵豆子在减缓期间过氧化物酶活性降低了 94%。多酚氧化酶活性在早期阶段较低，而处理过的豆子中的纤维素酶活性高于青豆，但发酵豆子除外。本研究揭示了香草醛的生物合成途径[48]。
香兰素是香草豆荚中的主要风味化合物。V. planifolia 香兰素合酶（VpVAN）能分别将阿魏酸和阿魏酸葡萄糖苷转化为香兰素和香兰素葡萄糖苷。对香草豆荚不同区域进行解吸电喷雾电离质谱成像（DESI-MSI）分析表明，香兰素葡萄糖苷主要集中在中果皮和胎座层内，而香兰素则主要集中在中果皮内。通过免疫印迹法（一种用于可视化 VpVAN C 末端结构的中和剂）发现，VpVAN 是一种成熟的结构（25kDa），且其分布受组织和隔离系统的影响。此外，还观察到少量的年轻天然结构（40kDa）和推测的寡聚体（50、75 和 100kDa）。在豆荚发育过程中，VpVAN 蛋白被限制在叶绿体和分离的叶绿体（称为苯基叶绿体）内。游离叶绿体被证明能将[14C]苯丙氨酸和[14C]肉桂化合物转化为[14C]香兰素葡萄糖苷，这表明整个香兰素生物合成过程能将苯丙氨酸完全转化为香兰素葡萄糖苷，而这种物质存在于叶绿体中[47]。
1.5.1.8 红辣椒粉 (Paprika)
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红辣椒及其制品含有多种类胡萝卜素，可能会增加人体血液和组织中的类胡萝卜素含量。炖辣椒制品呈现的黄色和橙色主要是由于α-和β-胡萝卜素、玉米黄质、叶黄素和β-隐黄质的积累。例如辣椒红素(capsanthin)、辣椒紫红素(capsorubin)和辣椒红素-5，6-环氧化物(capsanthin‐5,6‐epoxide)等类胡萝卜素则呈现红色。辣椒素(Capsaicin)是红辣椒中的主要生物活性物质，赋予其辛辣的味道。辣椒制品闻名遐迩，在全球各地的菜肴中都有应用。凭借其多样的品种、结构和用途，辣椒调料以细磨的辣椒粉或香肠、炖肉、奶酪和零食中添加的浓缩物等形式，增添了丰富的口感；以墨西哥、非洲、印度和东南亚菜肴中使用的各种辣椒形式，增添了辛辣和多样性；以发展中国家大量使用的青辣椒形式，增添了多样性、香气和温和的辛辣味。辣椒属植物所产的有机产品包含并汇集了类胡萝卜素色素，这些色素决定了其果实的黄色、橙色和红色。韩国开发了测定红辣椒（RP）中类胡萝卜素、叶绿素、多酚、单宁和黄酮类化合物含量的方法，包括在高压钠灯（HPS）和发光等离子灯（LEP）下对水（W）和乙醇（Et）提取物进行光照处理（RPControl、RPHPS 和 RPLEP）。研究结果表明，在所有化合物中，叶绿素和类胡萝卜素在 RPHPS 中含量最高（分别为 10.50±1.02 和 33.90±3.26μg g−1 干重 [DW]）。辣椒的乙醇提取物的生物活性低于水提取物。辣椒中所有多酚的细胞毒性能力被综合考虑。辣椒粉试验可作为细胞增强的一种辅助手段[52]。
1.5.1.9 迷迭香
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迷迭香油（RO）在地中海地区作为烹饪添加物而闻名，它能保护肝脏、大脑和心脏等敏感器官。迷迭香（Rosmarinus officinalis）在食品、营养补充剂和医药领域被广泛使用。其主要生物活性成分具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤和化学预防等特性[53]。从迷迭香油中提取的活性分子包括1,8-桉叶素（15-20%）、樟脑（15-25%）、冰片（16-20%）、α-蒎烯（25%）和乙酸衍生物（高达7%）；此外，该油还含有少量的β-蒎烯、芳樟醇、莰烯、桧烯、月桂烯、α-水芹烯(phellandrene)、α-松油烯、柠檬烯、对伞花烃、异松油烯(terpinolene)、侧柏烯、松油烯-4-醇、α-松油醇、石竹烯、甲基香芹酚和百里酚。蒸馏馏分通常包含α-侧柏烯、α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯和1，8-桉叶素，而樟脑和冰片乙酸衍生物作为主要成分在精炼后被提取出来。迷迭香叶和花尖具有多种烹饪用途：羊肉菜肴、烤羊肉、腌泡汁、烤鱼、香料束、米饭、汤、混合蔬菜、偶尔用于蛋类菜肴、饺子、苹果、夏季葡萄酒杯、水果甜酒以及用于醋和油中[54]。迷迭香的新鲜和干燥叶子在地中海食物中被使用，因为它们具有强烈的收敛味道和香气。干燥并研磨成粉的叶子被添加到煮熟的肉、鱼、家禽汤、炖菜、酱汁、调味汁、果冻和棒状物中。叶子还用于猪肉菜肴。食用时，叶子会散发出独特的芥末味。迷迭香是用途广泛的食品处理最佳香料。在欧洲和美国，迷迭香作为防癌剂经济实惠，但并未实际被记录为常规添加剂或抗氧化剂，尤其是在欧洲[55]。迷迭香在抑制加热风味产生异味方面有广泛的应用[56]。迷迭香中的生物活性物质有鼠尾草酸、12-甲氧基鼠尾草酸和鼠尾草酚，以及二萜类化合物，如异迷迭香醇、迷迭香二苯酚、迷迭香醌和迷迭香酸[57]。迷迭香的抗氧化特性归因于其清除超氧自由基、脂质抗氧化、金属螯合等能力。迷迭香的精油和提取物可用于稳定脂肪、油脂和含脂肪的食品，例如人造黄油，防止氧化和酸败，并用于处理熟肉制品[58, 59]。Yanishlieva-Maslarova 和 Heinonen 的一篇有益综述探讨了迷迭香和鼠尾草的抗氧化特性，包括它们的化学性质、特性、提取和应用[55]。市场上有迷迭香抗氧化剂，如脱臭液体迷迭香，无论是单一植物提取物还是复方提取物（迷迭香、百里香、鼠尾草和牛至），例如“Herbor 025”和“香料鸡尾酒”[60]。迷迭香油在生肉保鲜方面也有应用。在储存期间，向碎鸡肉中添加迷迭香油会影响生肉的外观以及熟肉的品质[61]。迷迭香油树脂的抗氧化特性是众所周知的[21]。然而，在储存期间，向碎鸡肉中添加迷迭香油树脂会影响生肉的外观，甚至会影响熟肉的外观[61]。1.5.2 日用香料
在众多化妆品和香水当中，使用的香料不计其数，其中包括印蒿油、乳香、薰衣草和香根草，如表 1.2 所示。
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1.5.2.1 印蒿油 (Davana oil)
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印蒿（小艾蒿）是一种一年生的分枝草本植物。这种植物长到膝盖高，看起来很像小型蕨类植物。它在成熟时香气最浓，此时会开出富含精油的小花。印度是小艾蒿的唯一产地。在印度南部，即泰米尔纳德邦和卡纳塔克邦，可以找到印蒿这种植物，其中班加罗尔郊区的产量最大[62]。印蒿的红棕色精油具有浓郁而精致的香气。其特点令人惊讶地让人联想到像干邑这样的陈年烈酒，带有尖锐、干爽的果香，以及饱满的体感和浓郁的蜂蜜草本气息。倍半萜酮类化合物印蒿酮是印蒿油的主要成分和品质驱动因素[63]。优质材料通常含有 50% 以上的印蒿酮。印蒿首先是一种香料成分。著名调香师伊利亚斯·埃尔梅尼迪斯（芬美意）从 纪梵尼(Givenchy Pour Homme) 和 Givenchy Pour Homme Blue Label 开始使用印蒿。从那时起，它就成了他调制男士香水时最喜欢使用的成分之一。在玫瑰配方中，印蒿用于圆润整体香气，并缓和天竺葵的薄荷金属味；它更多地是因其低剂量效果而被使用，而非其自身特点[64]。1.5.2.2 乳香(Olibanum Carterii/Serrata)![]()
乳香，又称阿勃勒香脂，是一种典型的油胶树脂，由约 5-9% 的药用香脂、65-85% 的酒精溶性树脂以及剩余的水溶性树胶组成。乳香以泪滴状或豌豆大小至核桃大小的形式采集，颜色呈浅黄色或淡金色。乳香的香气被描述为新鲜的香脂味，干爽且树脂味浓，略带绿色气息，具有天然的前调和扩散的未成熟青苹果皮的香气。调香师会将乳香以纯液态（通过酒精提取）、油状或树脂状（通过碳氢化合物提取）的形式使用[65]。它用于东方香调、琥珀香调、“粉状”香调、花香调、柑橘古龙水、香料混合香调、紫罗兰香调、男士香调等。乳香与香料油、岩蔷薇、含羞草、橙花、铃兰基香调、木质香调以及其他香脂香调搭配效果良好。乳香的主要生物活性成分是β-乳香酸，这是乳香中极具活力的成分之一。乳香中存在以下几种合成混合物：酸性树脂（56%），可溶于酒精，化学式为 C20H32O4；树胶（类似阿拉伯树胶）30 - 36%；3 - 乙酰基 - β - 乳香酸（乳香）；α - 乳香酸（乳香）；4 - O - 甲基 - 葡萄糖醛酸（乳香）[66]；醋酸龙涎香酯衍生物；水芹烯。乳香具有香脂味、微带柠檬味的常规香料香气，略带松树味。它被用于香料、美容护理产品和制药行业[67]。![]()
薰衣草（Lavandula angustifolia）是一种在北非和地中海山区发现的香料，其提取物常用于药用软膏。它同样被开发用于生产其天然精油，这种精油是从特定薰衣草品种的花穗中提炼出来的。薰衣草精油具有美容用途，其少数的治疗用途也被认可。使用薰衣草的生物优势在于治疗脱发、伤口、焦虑和真菌感染。薰衣草不用于治疗高血压、经期疼痛、湿疹、恶心和其他不同情况。这种香料未获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，不应被视为经批准和推荐药物的替代品[67]。薰衣草属通常富含酚类成分，含有 19 种黄酮和 8 种花青素（Harbourne 和 Williams，2002）。该属通常含有不同的海波拉亭(hypolaetin)和野黄芩素(scutellarein)。三萜类化合物包括熊果酸[68]。薰衣草香料广泛用于护肤品、洗发水和作为芳香剂。它可以在药店柜台买到[69]。几种薰衣草的变种被用于给加工产品和食品增添风味。这种香料还具有许多药用特性。薰衣草的气味能够改善抑郁状态，这表明使用香味有助于减轻牙科患者的焦虑[70]。![]()
香根草（Vetiveria zizanioides）是一种长有类似根茎的草本植物，其根茎长达 2 米以上，质地坚韧且呈尖刺状。香根油是顶级的定香剂之一，呈浓稠的浅棕色，具有极佳的定香效果。它以其独特的精致甜木香琥珀香而广受赞誉，在超过 33% 的香水中都能找到它的身影。香根油散发出浓郁的绿色木质自然香气，还带有坚果味。在中国和爪哇，当地农民使用简陋的设备生产的低等级香根油，其品种往往较为单一，且带有烟熏味。香根油是一种极其珍贵的油，因其丰富性和深度在高级香水制作中有着广泛的应用。香根草还因其主要醇类成分——香根醇（vetiverol）而被利用，以获得更纯净的香气。香根醇可以通过乙酰化生成香根醇乙酸酯（vetiveryl acetate），这种物质具有更浓郁的天鹅绒般、果香和绿色木质的细微香气，是“高级定制”香水底调中不可或缺的成分[71]。一项包含 11 步化学合成的实验，通过一种新颖的不对称有机催化 Mukaiyama-Michael 加成反应，揭示了（+）-2-表-齐萨(ziza)-6(13)烯-3-酮是香根油的活性气味成分。通过利用一种显著的亚氨基磷酸亚胺（IDPi）催化的 Mukaiyama-Michael 扩张反应，将硅基酮烯缩醛转化为环戊-2-烯-1-酮，从而合成了具有类似半信息素气味的香根草标志性气味的 2-表-齐萨(ziza)-6(13)烯-3-酮的合成混合物。香精香料行业价格高昂，与育种、保存和分析技术相关的科技方面变化巨大且迅速。这些感官方面的产品要么是合成的，要么是天然的。文中简要讨论了重要的天然香料，包括豆蔻、肉桂、可可、胡芦巴、万寿菊、肉豆蔻、香草、辣椒粉和迷迭香。此外，还介绍了印蒿油、卡特乳香、薰衣草和香根草。然而，为了更好地了解这些产品的潜力，并从香精和香料的角度提高其质量和降低成本，还需要进行更全面的研究。这无疑会在经济方面推动香精香料行业成为制药和营养保健品行业中最受欢迎的行业。
