《河南农业大学学报》2024年第58卷第4期刊载了河南农业大学林学院赵晗、刘静、赖勇、杨超臣、李明婉和张党权的综述文章——“芳香植物主效成分与多功效利用研究进展”。该研究由国家自然科学基金项目(32171835，32000267)和河南农业大学高层次人才专项项目(30501511)资助。责任编辑李莹。
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芳香植物是指具有自然香气、兼有药用和香料植物共同属性的野生、栽培植物，在全球广泛分布。这类植物具有极高的药用和食用价值，具有抗菌、抗氧化、抗炎和抗病毒等功能，亦可作为水果或蔬菜，制成茶品、香料、调味剂、添加剂、精油、纯露、日用品、工业用品等，广泛应用于食品、医疗、化妆品等领域。芳香植物资源非常丰富，以唇形科、蔷薇科、芸香科、木犀科、菊科、樟科、伞形科、姜科、山茶科、百合科和木兰科等为主。
芳香植物的体内蕴含着非常丰富的化学成分，可以大致归为芳香成分、药用成分、色素成分，以及矿物质、维生素等其他成分。芳香成分是芳香植物中最重要的化学成分，是其次生代谢物质和香气产生的关键，主要可分为由异戊二烯基本单元构成的3大类化合物：①萜类化合物，包括单萜、倍半萜及其含氧衍生物；②通常具有苯环结构的芳香族化合物；③包含碳、氢、氧元素脂肪酸类。药用成分主要包括酚酸类、黄酮类、萜烯类等，这些成分具有抑菌、抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗癌等主要功效。药用成分中游离的官能团，如羟基、烯烃、醛基、羰基等的位置及种类是决定芳香植物产品药用功效强弱的关键。色素成分主要包括类黄酮、类胡萝卜素两大类，类黄酮类色素大部分呈现黄色或浅黄色，花青素的颜色不稳定，会根据植物细胞酸碱度的不同而改变，在酸性条件下呈现红紫色，在碱性条件下呈现蓝色或绿色；类胡萝卜素类色素是橙、黄色花或果实的主要呈色物质。芳香植物中的一些矿物质元素、维生素等物质是人体无法自主合成，却又不可缺少的成分，因此需要食用含有这些成分的水果、蔬菜，或将这些成分添加到食品、化妆品、日用品等产品中，间接被人体吸收利用。
为了更好地开发芳香植物，依据其有效成分的不同性质，采取针对性的一次或多次提取方法，才能实现芳香植物高值化、多极化利用。芳香植物精油是芳香植物在生长发育过程中产生的一类具有香气的油状次生代谢产物的总称，多有天然、无毒、广谱抗菌等特点。精油提取方法主要有蒸馏法和萃取法两种：蒸馏法包括水蒸气蒸馏、微波辅助水蒸气蒸馏、超声辅助水蒸气蒸馏、无溶剂微波蒸馏、微波水扩散重力、离子液体辅助水蒸气蒸馏、欧姆辅助水蒸气蒸馏、分子蒸馏法等；萃取法常见的包括有机溶剂萃取、吸收萃取法、微波萃取、超声波萃取、超临界二氧化碳萃取、亚临界水萃取法、微胶囊双水相萃取等。
芳香植物的色素成分通常赋予了植物特殊的颜色，且这些天然色素通常无毒，同时具有营养和药理作用。天然色素提取方法包括传统的溶剂萃取、研磨、压制等，以及改进后的超临界流体提取、超声辅助提取、微波辅助提取、酶辅助提取、超高压辅助提取、膜分离技术提取等。
芳香植物大多都含有黄酮、多酚、类胡萝卜素等强抗氧化成分，是天然抗氧化剂的重要来源。传统的芳香植物抗氧化剂提取方法即常规搅拌浸渍、固－液萃取、超声辅助提取、微波辅助提取、双水相萃取，而新兴的提取技术包括超临界流体萃取法、亚临界萃取等。新型提取方法可以显著提高萃取效率或萃取目标物的靶向性，且溶剂使用量少，对环境友好。虽然传统提取方法和新兴提取技术各有优势，但影响提取效率的重要变量依然是固液比、溶剂组成、萃取温度和时间等因素。
芳香植物由于其独特的成分及功效，在医药、化妆品、食品、添加剂、文旅产品等领域发挥着重要作用。这些植物中的药用成分大部分具有抗氧化、抑菌、抗肿瘤、抗癌、抗病毒等功效，某些还具有抗抑郁、阵痛、减脂、免疫调节等特殊功效的成分。芳香植物精油、纯露是天然的抑菌剂、防腐剂、抗氧化剂、抗紫外产品。具有芳香植物天然成分的化妆品因其绿色、天然、无刺激的特性，备受消费者青睐。在食品领域主要应用在调味、防腐、饮料以及各种糕点等。由于天然的、温和的、无毒副作用等性质，芳香植物在日用品、文旅产品等领域同样应用广泛，对中国传统文化起到了重要的传播作用。
一些芳香植物可能同时含有芳香精油、色素、抗氧化等有效物质的两种或多种，在进行过一种有效物质的提取后，剩余的残渣还保留着大量的其他有效成分，如何再次、多次利用这些残渣，是芳香植物高值化利用面临的重要课题。找到适用于不同芳香植物的精油、色素、抗氧化等成分的多级提取方法，提高残渣利用率，实现芳香植物利用高值化，不仅能减少废弃物对环境的压力，还能提升芳香植物产业经济效益。
我国芳香植物的研究存在以下几个问题：1）对野生芳香植物资源的研究不系统，其开发利用仍然处于初级阶段。2）萃取法的提取试剂和提取物的分离技术不够成熟，大部分新兴提取方法提取效果好但提取成本高，需要进一步研究兼顾环境友好、成本低、提取率高的提取方法；3）关于芳香植物的研究主要集中在精油、纯露、具有抗氧化抑菌等作用的功能性成分提取及分析，对其综合统筹利用的研究不足，没有充分发挥出芳香植物最大的价值，且未经处理的残渣直接丢弃会造成环境污染；4）虽然芳香植物在医疗及药用、化妆品、食品等领域的研究广泛，但在各领域推动天然成分替代化学合成成分仍然存在成本高、提取操作复杂、产量低等阻力。
芳香植物富含芳香、药用、色素、矿物质、维生素等活性成分，具有增香、抗氧化、抗菌、抗衰老、增强免疫力、增色等多种功效，其利用价值也从直接用于生活的赋香、中药、香料、园林等传统应用，逐渐向芳香医疗、生物制药、化妆品、食品保鲜等领域延伸，已成为新兴的特色经济作物。对于芳香植物进一步的研究提出以下建议：1）在医疗领域，继续深入挖掘芳香植物的有效成分，加强特效药、芳香疗法等的研究；2）在化妆品领域，寻找不同植物的芳香精油、纯露等有效成分的最佳提取方法，增强产品功效，将是该领域产品研发的重要方向；3）在食品领域，需要进一步完善关于芳香植物食品添加剂的相关标准，适当添加芳香植物有效成分可以改善食品的口感、延长保质期等，但过量添加会降低食品的营养价值和感官质量，也存在食品安全隐患；4）在多级利用领域，加强对芳香植物多次提取残渣在生物炭、食品添加、饲料添加等的研究利用，以期实现芳香植物资源的高值化利用；5）通过现代遗传改良技术，提高芳香物质的含量与活性，从而进一步提升芳香植物的附加值与拓展其应用领域。
通信作者：
张党权，教授，博导，河南农业大学经济林学科方向带头人；入选国木本油料一线工匠人才库、湖南省新世纪121人才工程、河南省第一届林业科技创新领军人才、河南省教育厅学术技术带头人等人才称号；兼任中国经济林协会加工利用分会副会长、林木基因组与基因工程国家创新联盟副秘书长、国家林业和草原局中原地区森林资源培育重点实验室副主任、河南省林木生物质高值化工程技术研究中心常务副主任、河南省林木资源利用国际联合实验室副主任；主持了国家自然科学基金（4项）、国家林业行业公益性科研专项等课题近20项；发表通讯作者/第一作者论文近60篇，其中影响因子>10的SCI论文4篇、CNS子刊2篇、中科院1区8篇；申请国家发明专利22项，授权6项；出版著作5部；获省部级一等奖、二等奖等10项科技奖励；培育林木新品系5个，开发了林下经济与复合经营技术；研发高品质精油、复方纯露、抗衰老茶、功能性核桃油等高附加值产品10多个；技术示范企业近10家，建设种植示范林5个，建立示范线6条；被授予民盟中央“脱贫攻坚先进个人”。
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