1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省中藥材種質(zhì)改良與質(zhì)量控制工程實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070；3.蘭州佛慈制藥股份有限公司，甘肅 蘭州 730046；4.甘肅佳禾中藥科技有限公司，甘肅 蘭州 730000

揮發(fā)油(essential oil)又稱精油，普遍存在于植物的各個(gè)部位，包括葉，花，果實(shí)，種子，根莖，根和樹(shù)皮。揮發(fā)油在植物的生長(zhǎng)中扮演重要的角色，這些成分在保護(hù)植物免受有害生物和微生物侵害、吸引授粉昆蟲(chóng)或鳥(niǎo)類、為植物提供光保護(hù)和化感作用起到重要作用[1]。揮發(fā)油在人類的生產(chǎn)和生活中也得到廣泛的應(yīng)用，揮發(fā)油具有抗氧化、抗炎、抗微生物和抗癌等生理活性，從古至今被用于防病治病。此外，因其芳香氣味和天然的防腐功效，在化妝品業(yè)和食品業(yè)中普遍應(yīng)用。鑒于揮發(fā)油重要的應(yīng)用價(jià)值和廣泛的用途，關(guān)于揮發(fā)油的提取、化學(xué)成分及其功能成為近年研究的熱點(diǎn)。

中藥羌活(Rhizoma et Radix Notopterygii)是傘形科羌活屬多年生植物羌活(Notopterygiumincisum)或?qū)捜~羌活(Notopterygiumfranchetii)的干燥根及根莖[2]，為常用中藏藥材，具鎮(zhèn)痛、抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗過(guò)敏、抗凝血、解熱、抗血栓形成、抗心肌缺血、抗心律失常、增強(qiáng)肌體免疫功能等作用[3]。羌活中有多種活性成分，揮發(fā)油是其中主要的藥效成分，也是《中國(guó)藥典》中羌活質(zhì)量控制的指標(biāo)成分之一[2]。研究揮發(fā)油的提取、化學(xué)成分、藥理作用及揮發(fā)油積累的影響因素對(duì)于羌活的開(kāi)發(fā)利用有重要的意義。本文對(duì)近年來(lái)羌活揮發(fā)油的化學(xué)成分、提取技術(shù)、藥理作用及生產(chǎn)技術(shù)對(duì)揮發(fā)油含量的影響等方面的研究成果進(jìn)行總結(jié)，并展望了未來(lái)的研究方向。

1 羌活揮發(fā)油的化學(xué)成分

羌活揮發(fā)油的化學(xué)成分研究始自樊菊芬等[4]通過(guò)柱層析和氣相-質(zhì)譜聯(lián)用共分離鑒定出側(cè)柏烯(α-Thujene)、α-蒎烯(α-Pinene)、β-蒎烯(β-Pinene)、β-羅勒烯(β-Ocimene)、γ-萜品烯(γ-Terpinene)、檸檬烯(Limonene)、α-萜品油烯(α-Terpinolene)、萜品烯醇-4(Terpinen-4-ol)、乙酸冰片酯(Bornyl acetate)、α-胡椒烯(α-Copaene)、反式-β-金合歡烯(Trans-β-farnesene)、油芹子油腦(Apiol)、愈創(chuàng)木醇(Guaiol)及苯甲酸芐酯(Bonzyl benzoate)共14種成分。此后，多位學(xué)者對(duì)羌活揮發(fā)油的化學(xué)成分進(jìn)行了深入的研究[5-9]，分離鑒定出上百種成分。Wu等[10]從羌活的氯仿提取物中分離出兩個(gè)愈創(chuàng)木烷倍半萜烯成分8β-乙酰氧基-4α,6α二羥基愈創(chuàng)木烯和4α,6α二羥基愈創(chuàng)木烯。喬榮榮等[11]通過(guò)水蒸汽蒸餾法提取羌活中的揮發(fā)油，用氣相色譜-質(zhì)譜( GC-MS) 儀進(jìn)行分析鑒定，峰面積歸一化法表示各揮發(fā)性成分的相對(duì)含量，共分離鑒別出195個(gè)化學(xué)成分，其中含量高于1%成分的有15 個(gè)，以α-蒎烯含量最高( 8.90%)，其次是β-蒎烯( 7.16%)、檸檬烯( 5.27%) 、4-萜烯醇( 4.09%) 、D，L-異龍旁酯乙酸酯( 3.53%) 、4-異丙基甲苯( 2.65%) 、桉油烯醇( 2.52%) 、3-蒈烯( 2.30%) 等(化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示)。Wang等[12]比較了中藥羌活的兩種基原植物揮發(fā)油的化學(xué)成分，兩者在揮發(fā)油的組成和成分的相對(duì)含量上有差異(表1)，可作為鑒別的依據(jù)。

表1 羌活(Notopterygium incisum)和寬葉羌活(N. franchetii)揮發(fā)油主要成分比較

2 羌活揮發(fā)油藥理作用

中醫(yī)藥典籍中有許多關(guān)于芳香揮發(fā)油類藥物防病治病的記載，如芳香開(kāi)竅、辟穢、化濁、除濕等[13]。清代吳尚先認(rèn)為芳香揮發(fā)油類的作用主要在于“率領(lǐng)群藥開(kāi)結(jié)行滯，直達(dá)病所，俾令攻決，無(wú)不如志，一歸于氣血流通，而病自已”[14]，闡述了芳香揮發(fā)油類藥物的作用機(jī)理。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)多數(shù)揮發(fā)油對(duì)藥物有促進(jìn)皮膚透過(guò)作用，馬云淑等[15]采用改良Franz擴(kuò)散池進(jìn)行體外透皮實(shí)驗(yàn)，考察了羌活揮發(fā)油對(duì)大黃藤素的裸鼠體外促透皮作用，發(fā)現(xiàn)5%羌活揮發(fā)油對(duì)大黃藤素有較強(qiáng)的促透皮作用，有望作為中藥透皮促進(jìn)劑。

陳智煌等[7]研究表明羌活揮發(fā)油的高、中、低劑量均可顯著抑制二甲苯所致小鼠耳腫脹，具有良好的抗炎作用；羌活揮發(fā)油高劑量組可顯著減少醋酸所致的小鼠扭體次數(shù)，鎮(zhèn)痛率可達(dá)47. 15%；但羌活揮發(fā)油對(duì)熱板所致小鼠疼痛無(wú)明顯抑制作用，總揮發(fā)油具有明顯的抗炎作用和鎮(zhèn)痛作用。周毅等[16]的研究表明羌活揮發(fā)油能顯著抑制醋酸所致小鼠扭體反應(yīng)，羌活揮發(fā)油2.5 g生藥/ kg 給藥一次即能明顯抑制小鼠扭體次數(shù)，具有顯著的鎮(zhèn)痛作用。但兩種羌活的水提物鎮(zhèn)痛作用均不太明顯，證明羌活中起鎮(zhèn)痛作用的成分是揮發(fā)油而不是水溶性成分。金宏等[17]以左旋多巴(L-DOPA) 為底物，測(cè)定羌活揮發(fā)油酪氨酸酶的抑制率，考察其美白活性，并繪制Lineweaver-Burk曲線，發(fā)現(xiàn)羌活揮發(fā)油具有良好的酪氨酸酶抑制活性，其半抑制濃度(IC50) 為1.36 g/mL。羌活揮發(fā)油可逆性抑制酪氨酸酶，即其通過(guò)降低酶的活力，而非通過(guò)降低有效酶量來(lái)產(chǎn)生抑制。羌活揮發(fā)油對(duì)酪氨酸酶活性的抑制能力與熊果苷對(duì)酪氨酸酶活性的抑制能力相當(dāng)，可考慮將其應(yīng)用于制備具有美白功能的化妝品中。

3 羌活揮發(fā)油提取技術(shù)

揮發(fā)油幾乎不溶于水，能夠隨水蒸氣蒸出，易溶于乙醇、正己烷、乙醚、丙酮等多種有機(jī)溶劑，通常利用這些性質(zhì)從植物原料中提取揮發(fā)油。由于原料來(lái)源、部位不同，植物揮發(fā)油的提取方法也有差異，常用的揮發(fā)油提取方法有水蒸氣蒸餾法、有機(jī)溶劑提取法等[13]，新型提取技術(shù)如超臨界流體萃取、超聲波輔助提取、微波輔助提取、酶解輔助提取等技術(shù)也被用于揮發(fā)油提取[18]。

肖草茂等[19]采用單因素試驗(yàn)和多因素多水平的正交試驗(yàn)方法，分別研究藥材的粉碎度、提取浸泡時(shí)間、料液比及回流提取時(shí)間對(duì)羌活揮發(fā)油提取率的影響，得出水蒸氣蒸餾法提取羌活揮發(fā)油的最佳工藝為在羌活飲片中加入6 倍水、不浸泡直接提取4 h，揮發(fā)油的提取率可達(dá)2.0%以上，所用提取工藝穩(wěn)定、重復(fù)性好，揮發(fā)油的提取率高，適合大生產(chǎn)。胡敏敏等[20]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)比較分析水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法所提取羌活揮發(fā)油的化學(xué)成分及其含量，結(jié)果顯示從超臨界CO2萃取法提取的羌活揮發(fā)油中共鑒定出137種成分；從水蒸氣蒸餾法法提取的羌活揮發(fā)油中共鑒定出69種成分。兩種提取方法在揮發(fā)油成分及含量上均存在一定差異，從提取效能和成本考慮超臨界CO2萃取法能顯著提高羌活揮發(fā)油得率，縮短提取時(shí)間，在提取、富集羌活揮發(fā)油的工藝中建議采用SFE -CO2法。金宏等[17]采用超臨界萃取法對(duì)羌活揮發(fā)油的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定羌活揮發(fā)油的最佳提取條件是：萃取壓力25 MPa，萃取溫度45 ℃，CO2氣體流量28 L/h。該條件下?lián)]發(fā)油的得率可達(dá)8.91%。

4 影響羌活揮發(fā)油積累的因素

羌活藥材商品規(guī)格按形態(tài)性狀分為蠶羌、條羌、竹節(jié)羌、大頭羌等，一般認(rèn)為蠶羌的質(zhì)量最優(yōu)，竹節(jié)羌次之，大頭羌、條羌最次[21]。不同商品等級(jí)羌活揮發(fā)油在得率、化學(xué)成分組成及含量上存在一定差異，但主要成分基本一致。除須根外，蠶羌、竹節(jié)羌、大頭羌和條羌中揮發(fā)油含量依次降低，與傳統(tǒng)等級(jí)劃分方法基本一致[22]。在羌活的生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)地的自然條件[23-25]、羌活種苗的等級(jí)[26]、栽培模式[27]、采收時(shí)間[28]等都對(duì)羌活揮發(fā)油含量的積累產(chǎn)生影響。

王珍[29]比較了不同產(chǎn)地羌活揮發(fā)油之間的差異，青海、四川產(chǎn)的羌活在指紋圖譜上表現(xiàn)出較高的相似性，青海、四川、甘肅產(chǎn)的寬葉羌活在指紋圖譜上有差異，相同省份之間的差異不大。各個(gè)產(chǎn)地的羌活揮發(fā)油的主要含α蒎烯、β蒎烯、4-異丙基-1-甲基-1,4-環(huán)己二烯等。除青海班瑪、達(dá)日、久治、甘德產(chǎn)及四川德格的含量在40%以下，其余10個(gè)產(chǎn)地總量均在樣品總面積的45%以上。

尹紅芳[30]研究顯示，隨著移栽密度的增加，寬葉羌活揮發(fā)油含量呈遞減趨勢(shì)，其中密度83500株/hm2的揮發(fā)油含量最高，達(dá)0.0117 mL/g。寬葉羌活根中的揮發(fā)油的低含量與最高產(chǎn)量相對(duì)應(yīng)，產(chǎn)量和品質(zhì)有負(fù)相關(guān)性。

李春麗等[27]通過(guò)GC-MS分析了野生和栽培羌活藥材揮發(fā)油含量及其組分的變化，基于揮發(fā)油成分種類及相對(duì)含量的聚類分析顯示了羌活藥材揮發(fā)性成分種類及含量的種間差異；相關(guān)分析結(jié)果表明，海拔高度與揮發(fā)油含量存在顯著正相關(guān)。野生和栽培羌活藥材揮發(fā)油含量存在差異，總體上野生羌活藥材的揮發(fā)油含量高于栽培種；羌活藥材揮發(fā)油含量隨海拔升高而增加。胡敏燕等[28]考察了羌活不同采收時(shí)間的揮發(fā)油含量，發(fā)現(xiàn)采收時(shí)間不同，揮發(fā)油含量區(qū)別較大，以秋末采收的含量較高。

5 小結(jié)及展望

羌活作為一種重要的中藥材，被廣泛用于多個(gè)處方中，僅《中國(guó)藥典》(2015版)中收載的含有羌活的處方就有39個(gè)，制劑48種。羌活揮發(fā)油是羌活的主要活性成分，其化學(xué)組分復(fù)雜多樣，使其具有多種藥理活性，但由于不同產(chǎn)地及栽培模式產(chǎn)出的羌活揮發(fā)油含量及組分比例均有差異，致使其藥理活性也不盡相同[29]。因此，未來(lái)的研究中可對(duì)不同來(lái)源的羌活進(jìn)行藥效試驗(yàn)，篩選確定藥效最強(qiáng)的揮發(fā)油含量及其組分比例，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展羌活的栽培研究，優(yōu)化其生產(chǎn)選址及栽培管理的相關(guān)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)出揮發(fā)油含量及組分比例適宜的優(yōu)質(zhì)藥材，為臨床提供療效更為確切的藥品。此外，初步研究發(fā)現(xiàn)羌活揮發(fā)油具有美白作用，可在此方面進(jìn)行更深入的研究，使其應(yīng)用于化妝品中，從而使羌活資源得到充分的開(kāi)發(fā)利用。