＊曹凱麗 王景升 劉杰

（1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 北京 100101 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049）

引言

印加孔雀草（Tagetes minuta）是菊科萬(wàn)壽菊屬的一年生草本植物，富含芳香精油，廣泛分布在世界各地，在有些地區(qū)已擴(kuò)散成為入侵雜草[1]。國(guó)外對(duì)其精油表現(xiàn)出的生物特性及開(kāi)發(fā)潛力進(jìn)行了詳盡研究，但我國(guó)研究相對(duì)較少。2006年在中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)發(fā)現(xiàn)其入侵歸化，在西藏地區(qū)已表現(xiàn)出局部生態(tài)危害，國(guó)內(nèi)認(rèn)定為入侵物種，隨著全球氣候變化，或?qū)⒓涌炱湓谖鞑氐貐^(qū)的蔓延[2]，暫未找到科學(xué)有效的控制手段。

迄今為止，國(guó)內(nèi)以往研究大多從入侵角度探討其物種分類(lèi)、入侵記錄、入侵機(jī)制[3-5]、生態(tài)影響[6]、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等；國(guó)內(nèi)防治印加孔雀草的方法大多局限于物理刈割掩埋和噴灑化學(xué)試劑滅除，不僅成本較高，還給環(huán)保造成一定壓力。若在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支撐下將入侵植物資源化利用，或可實(shí)現(xiàn)最大限度地控制入侵危害[7]。因此，本文借鑒歐美和印度等國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，從資源植物視角，綜述其在香料、食品、化妝品、醫(yī)藥、生物農(nóng)藥等方面的價(jià)值，為有效防治和資源利用印加孔雀草奠定理論基礎(chǔ)。

1.起源及分布

印加孔雀草原生于南美洲溫帶草原和海拔相對(duì)較高的地區(qū)，從西班牙征服南美洲開(kāi)始被引入歐洲、亞洲、非洲等國(guó)家，已在世界共68個(gè)國(guó)家發(fā)現(xiàn)其蹤跡（據(jù)文獻(xiàn)資料和GBIF平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)）[8]；并出現(xiàn)在中國(guó)以下地區(qū)：山東青島、濟(jì)南、日照，江蘇連云港、泰州，江西，遼寧，河北石家莊、唐山，北京昌平區(qū)，西藏林芝、拉薩、山南、日喀則，山西陽(yáng)泉，以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)[4,9-11]。

2.精油成分

往年文獻(xiàn)綜述了該植物地上部分精油的主要成分為（Z）-β-ocimene，dihydrotagetone，（E）-βocimene，（Z）-tagetones，（E）-tagetones，（Z）-tagetenones，（E）-tagetenones（tagetenones也稱(chēng)作ocimenones），均屬于無(wú)環(huán)單萜類(lèi)化合物[12]，見(jiàn)圖1。除此之外，精油中還含有少量單環(huán)單萜、雙環(huán)單萜類(lèi)化合物、倍半萜類(lèi)碳?xì)浠衔锖秃趸衔锏取?/p>

圖1 印加孔雀草精油的主要化學(xué)結(jié)構(gòu)

3.經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析

(1)香料

自古以來(lái)，芳香植物內(nèi)的精油就是天然香料的重要組成部分。印加孔雀草精油內(nèi)含豐富的單萜類(lèi)化合物，其中含氧衍生物（醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)）具有較強(qiáng)的香氣，例如cis-ocimene、dihydrotagetone、αterpinolene、（Z）-ocimenone等被用于制作芳香劑、香水[13]；piperitone具有類(lèi)似樟腦和薄荷的香氣，可用作室內(nèi)芳香劑、合成醫(yī)藥用薄荷腦和百里香酚，添加至香煙和香料中。

(2)食品

在南美洲的秘魯、厄瓜多爾，印加孔雀草葉、莖和花被用作烹飪?cè)?，制作成民族藥用茶和一種馬鈴薯菜肴；在秘魯，被制成濃湯，使當(dāng)?shù)夭穗染哂歇?dú)特草藥味，其味道像薄荷、香菜和羅勒油的混合物；而在墨西哥，其干葉用于烹飪，使湯、肉菜和蔬菜等食品具有蘋(píng)果般的香氣。

此外，其小花中的葉黃素Lutein，經(jīng)歐盟批準(zhǔn)（INS-No.E161b）被用作各種食品食用色素和調(diào)味，如意大利面、植物油、人造黃油、蛋黃醬、沙拉醬、烘焙食品、糖果、乳制品、冰淇淋、酸奶、柑橘汁和芥末等。該色素還可作為家禽飼料著色劑，同時(shí)干花粉和提取物也可補(bǔ)充至飼料中[14]。

(3)化妝品

2013年國(guó)際香料協(xié)會(huì)的安全評(píng)估報(bào)告證明印加孔雀草精油在化妝品免洗產(chǎn)品中作為香料使用時(shí)是安全的。據(jù)此，消費(fèi)者安全科學(xué)委員會(huì)允許其在化妝品中的使用，但由于其有光毒性，建議會(huì)暴露在陽(yáng)光下的護(hù)理皮膚消費(fèi)品中精油和提取物含量不應(yīng)超過(guò)0.01%，terthiophene含量不得超過(guò)0.35%。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)精油中的3,9-epoxy-p-mentha-1,8(10)-diene是薄荷油的配方；lemonene可用于制作化妝品[13]；此外，含氧單萜類(lèi)化合物carvacrol、thymol在DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)了較強(qiáng)的抗自由基活性[15]；1,8-cineole，linalool，borneol，terpinene-4-ol也顯示出抗氧化活性，能有助于保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷，從而延緩衰老過(guò)程[16]。

(4)醫(yī)療

1968年就有文獻(xiàn)記載，民間醫(yī)學(xué)中將印加孔雀草整株植物煎制湯藥治療胃和腸道疾病。后來(lái)實(shí)驗(yàn)證明印加孔雀草葉片中黃酮類(lèi)化合物的確對(duì)大腸桿菌等具有抗性活性。而且低濃度（低于50μg·mL-1）的葉提取物對(duì)大腸桿菌的抑制效果是氯霉素（一種抗生素）相同濃度效果的3倍[17]。并且該化合物缺乏對(duì)乳桿菌屬、發(fā)酵單胞菌屬等非致病性人類(lèi)細(xì)菌微生物的抗性活性，利于保護(hù)腸道菌群，可作為兒童用藥。其花茶在摩洛哥可用于治療肌肉骨骼疾??；具有高淀粉酶抑制活性，可降低糖尿病和肥胖癥風(fēng)險(xiǎn)、控制血糖水平[18]。

除此之外，該植物的噻吩類(lèi)物質(zhì)，主要是α-terthienyl成分對(duì)白色念珠菌有光毒活性，具有很強(qiáng)的抗真菌潛力；采用紙片擴(kuò)散法檢測(cè)其精油，對(duì)耐甲氧西林金黃葡萄球菌（MRSA）也具有活性抑制。更有臨床研究指出，外用印加孔雀草精油在減少M(fèi)RSA的鼻腔定植方面可達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)療法一樣的效果[19]。

(5)生物農(nóng)藥

人們對(duì)植物源農(nóng)藥等天然產(chǎn)物的需求越來(lái)越多。綜述發(fā)現(xiàn)，印加孔雀草精油中的cis-ocimene可用于制作普適殺蟲(chóng)劑，(trans)-β-caryophyllene可用于制作抗利什曼蟲(chóng)藥。其次，精油中的dihydrotagetone成分對(duì)經(jīng)濟(jì)上占重要地位的內(nèi)寄生根結(jié)線蟲(chóng)卵和幼體表現(xiàn)強(qiáng)烈的殺線蟲(chóng)活性，在耕作系統(tǒng)中種植可控制土壤中的線蟲(chóng)種群[20]。作為環(huán)境友好且無(wú)毒的殺螨劑，可提高畜牧業(yè)中牛奶、牛肉、生皮的產(chǎn)量。

不僅如此，Tagetes minuta中的萜類(lèi)化合物和黃酮類(lèi)物質(zhì)還被認(rèn)為具有化感潛力[21]。該植物中的monoterpene和sesquiterpenes成分對(duì)植物有特異性抑制作用。含量50%以上的植物水提物對(duì)百脈根種子萌發(fā)有顯著抑制作用，同時(shí)對(duì)百脈根和生菜根的生長(zhǎng)有化感作用，而且植物水提物濃度越高，抑制作用越強(qiáng)[22]；另一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)該植物濃度30%和50%的水提物、20%的精油對(duì)水稻、白菜和蘿卜等愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，有作為天然除草劑的潛力。

4.討論與結(jié)論

(1)印加孔雀草具有香料和美容產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的潛在價(jià)值

該物種的歸化和擴(kuò)張，對(duì)中國(guó)來(lái)講是挑戰(zhàn)也是契機(jī)，可考慮將其轉(zhuǎn)化為附加值產(chǎn)品。精油所含單萜類(lèi)化合物L(fēng)imonene，由全世界300多種植物產(chǎn)生，作為一種香料原料已被廣泛用于化妝品及食品飲料行業(yè)產(chǎn)品中，如香水、肥皂、口香糖、非酒精飲料、食品（冰淇淋、糖果、烘培食品、布丁和明膠）等[23]。目前印加孔雀草在西藏地區(qū)有較大面積擴(kuò)散，從中提取單萜類(lèi)化合物等驅(qū)蟲(chóng)殺蟲(chóng)和香料成分，添加至藏香中，既能解決藏香原材料供應(yīng)不足的問(wèn)題，又可作為一種驅(qū)蟲(chóng)利器融入藏民生活中去。天然香料的生產(chǎn)暢銷(xiāo)不衰，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家正以勢(shì)不可擋的趨勢(shì)在各領(lǐng)域全面取代人工合成香料，可著手探究其在中國(guó)香料加工行業(yè)的前景。

(2)印加孔雀草在我國(guó)生物農(nóng)藥領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景

在國(guó)外，印加孔雀草經(jīng)常與番茄、茄子、辣椒和馬鈴薯等糧食作物一起種植，以提高作物產(chǎn)量，確保糧食安全。20世紀(jì)80年代開(kāi)始，萬(wàn)壽菊中的噻吩和多聚炔類(lèi)化合物已發(fā)現(xiàn)對(duì)多種生物體如細(xì)菌、真菌、昆蟲(chóng)等有光活化毒殺作用，含有的α-terthienyl具有除草和殺線蟲(chóng)活性，開(kāi)辟了植物源農(nóng)藥研究的新領(lǐng)域[24]。可以預(yù)見(jiàn)對(duì)印加孔雀草進(jìn)行資源深入開(kāi)發(fā)，或可研制成具備中國(guó)特色的生物農(nóng)藥。