印加孔雀草資源開發(fā)利用綜述

＊曹凱麗 王景升 劉杰

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

引言

印加孔雀草（Tagetes minuta）是菊科萬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]。國外對其精油表現(xiàn)出的生物特性及開發(fā)潛力進(jìn)行了詳盡研究，但我國研究相對較少。2006年在中國臺灣地區(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，國內(nèi)以往研究大多從入侵角度探討其物種分類、入侵記錄、入侵機(jī)制[3-5]、生態(tài)影響[6]、生態(tài)風(fēng)險評估等；國內(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較高的地區(qū)，從西班牙征服南美洲開始被引入歐洲、亞洲、非洲等國家，已在世界共68個國家發(fā)現(xiàn)其蹤跡（據(jù)文獻(xiàn)資料和GBIF平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計）[8]；并出現(xiàn)在中國以下地區(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，山西陽泉，以及中國臺灣地區(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也稱作ocimenones），均屬于無環(huán)單萜類化合物[12]，見圖1。除此之外，精油中還含有少量單環(huán)單萜、雙環(huán)單萜類化合物、倍半萜類碳?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)價值分析

(1)香料

自古以來，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)含豐富的單萜類化合物，其中含氧衍生物（醇類、醛類、酮類）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、莖和花被用作烹飪原料，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，同時干花粉和提取物也可補(bǔ)充至飼料中[14]。

(3)化妝品

2013年國際香料協(xié)會的安全評估報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是安全的。據(jù)此，消費(fèi)者安全科學(xué)委員會允許其在化妝品中的使用，但由于其有光毒性，建議會暴露在陽光下的護(hù)理皮膚消費(fèi)品中精油和提取物含量不應(yīng)超過0.01%，terthiophene含量不得超過0.35%。同時研究發(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。后來實(shí)驗(yàn)證明印加孔雀草葉片中黃酮類化合物的確對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乳桿菌屬、發(fā)酵單胞菌屬等非致病性人類細(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、控制血糖水平[18]。

除此之外，該植物的噻吩類物質(zhì)，主要是α-terthienyl成分對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)散法檢測其精油，對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

人們對植物源農(nóng)藥等天然產(chǎn)物的需求越來越多。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劑，(trans)-β-caryophyllene可用于制作抗利什曼蟲藥。其次，精油中的dihydrotagetone成分對經(jīng)濟(jì)上占重要地位的內(nèi)寄生根結(jié)線蟲卵和幼體表現(xiàn)強(qiáng)烈的殺線蟲活性，在耕作系統(tǒng)中種植可控制土壤中的線蟲種群[20]。作為環(huán)境友好且無毒的殺螨劑，可提高畜牧業(yè)中牛奶、牛肉、生皮的產(chǎn)量。

不僅如此，Tagetes minuta中的萜類化合物和黃酮類物質(zhì)還被認(rèn)為具有化感潛力[21]。該植物中的monoterpene和sesquiterpenes成分對植物有特異性抑制作用。含量50%以上的植物水提物對百脈根種子萌發(fā)有顯著抑制作用，同時對百脈根和生菜根的生長有化感作用，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%的精油對水稻、白菜和蘿卜等愈傷組織的誘導(dǎo)和生長有明顯的抑制作用，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)品開發(fā)的潛在價值

該物種的歸化和擴(kuò)張，對中國來講是挑戰(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，從中提取單萜類化合物等驅(qū)蟲殺蟲和香料成分，添加至藏香中，既能解決藏香原材料供應(yīng)不足的問題，又可作為一種驅(qū)蟲利器融入藏民生活中去。天然香料的生產(chǎn)暢銷不衰，歐美等發(fā)達(dá)國家正以勢不可擋的趨勢在各領(lǐng)域全面取代人工合成香料，可著手探究其在中國香料加工行業(yè)的前景。

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

在國外，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年代開始，萬壽菊中的噻吩和多聚炔類化合物已發(fā)現(xiàn)對多種生物體如細(xì)菌、真菌、昆蟲等有光活化毒殺作用，含有的α-terthienyl具有除草和殺線蟲活性，開辟了植物源農(nóng)藥研究的新領(lǐng)域[24]?？梢灶A(yù)見對印加孔雀草進(jìn)行資源深入開發(fā)，或可研制成具備中國特色的生物農(nóng)藥。