紫蘇植株香氣對人體生理和心理健康的影響

王晴藝，金荷仙

（浙江農林大學，浙江 杭州 311300）

近年來，國民的健康生活意識逐漸增強，以預防代替治療的健康理念已深入人心。健康是人全面發展的前提條件，是社會發展的基礎要求，是城鎮建設的推動力量，是國家富強的重要抓手。而自然環境所擁有的恢復和治愈的力量，在許多情況下比藥物更有效[1]。已有研究表明，植物揮發物對人體健康有一定的功效，且與香氣類型、濃度等性質有關[2-3]。因此，拓展和深化植物揮發物對人體健康的影響研究，對促進人群身心健康具有重要意義。

現代研究已探明某些芳香植物具有助睡眠、降血壓、減少抑郁等多種效果，并能改善人的精神面貌[4-7]。在具體的研究手段上，通過腦電波等生理指標測定結合主觀評價的方法已經廣泛應用[8]。在研究對象上，有針對老年人、患者等病弱群體[6]，也有聚焦于大學生等年輕人群[9]；還有學者注意到了植物揮發物對不同年齡段的影響有差別[10]。在實驗設置上，多數實驗中的聞香時長為幾分鐘[11-12]，然而在城市綠地中，大多數人群都會逗留較長時間[13]，所以，目前對于長時間嗅聞植物揮發物的研究仍比較缺乏，并且關注到性別差異的研究也較少。

紫蘇Perilla frutescens為唇形科Labiatae紫蘇屬Perilla一年生草本，在園林、食用、藥用等領域應用廣泛。目前，已有研究證明紫蘇精油具有鎮靜作用，其揮發油亦可以舒張血管，增強小鼠Mus musculus的生長和免疫的性能[14-16]，但就其活體植株對人體身心健康的影響尚未明確。因此，本研究通過定量實驗來判斷紫蘇植株揮發物對人體生理和心理健康的影響，為紫蘇在園林中的應用價值提供一定參考。

1 研究方法

1.1 實驗對象

實驗對象為浙江農林大學的26名大學生和研究生志愿者，其中，男生10名，女生16名，年齡在19～26歲之間，平均年齡為24±1.57歲。參加實驗者均無吸煙、酗酒等不良愛好，在嗅覺上沒有相關疾病（如鼻竇炎等），并且不會對花粉過敏，在實驗前保持平時的良好作息。

1.2 實驗器材

實驗材料為生長狀況良好的盆栽紫蘇，植株高約50 cm（不含盆），冠幅約30 cm。實驗設備包括測定志愿者生理指標的Spirit-10高級神經生物反饋儀和歐姆龍血壓計。生物反饋儀是由荷蘭Mind-Media公司生產的10通道生理監視和反饋平臺，主機采樣頻率為2 048 Hz，可用于腦電（EEG）、肌電（EMG）等生理數據的采集；記錄腦電時連接雙通道 EXG線纜，利用電極片和實驗對象相連獲取腦電數據，共 5個電極點，按照國際腦電10-20系統分別置于Fpz、F3、F4、A1、A2點。測定志愿者心理指標的實驗量表為心境狀態量表（POMS量表）。

1.3 實驗場地

實驗地點設在浙江農林大學校內，一個面積約為40 m2的干凈整潔的房間用硬質隔離分割成兩個面積相近的小房間（房間1、房間2），除實驗必備器具外不放置其他東西，其中，在房間2中放置紫蘇1盆。場地在實驗前進行充分的通風，以保持場地的空氣清新。

1.4 具體流程

在進行實驗的前一天，向每位志愿者簡介了實驗流程和實驗設備，以消除志愿者對實驗的緊張情緒。實驗在2020年6月12日-6月14日進行，天氣均為晴天。室內溫度控制在26℃，以減少溫度對植物揮發物的影響。在實驗前1 h內，志愿者不能進行劇烈活動或者睡覺等行為，以保持日常放松狀態。實驗開始，要求志愿者先在房間1中靜坐休息以調整適應實驗室環境；并在閉眼狀態下使用歐姆龍血壓計測得血壓，使用生物反饋儀測量腦電（1 min），具體測量的腦波包括α波、β波和θ波，并填寫POMS量表。然后，志愿者進入房間2，靜坐于紫蘇植株前約10 cm處閉眼嗅聞植物的香氣以減少視覺干擾，嗅聞30 min后分別測量其血壓和腦電（1 min），結束后再次填寫POMS量表。此外，在每位志愿者結束實驗后，詢問嗅聞紫蘇香氣是否對自己有一定的作用。單個志愿者的實驗時間（包括準備時間、聞香時間和測量時間）約為45 min。實驗期間志愿者不能進行對話、閱讀等活動。實驗過程見圖1。

圖1 實驗流程Figure 1 Experiment flow

1.5 具體指標

腦電圖（Electroencephalograph, EEG）是腦神經細胞電生理活動在大腦皮層或頭皮表面的總體反映[17]。正常人覺醒時的腦電圖主要以α波為主，間有β波及少量低波幅的慢波（θ波、δ波等）活動，其中，α波（8～13 Hz）是正常人腦電波的基本節律，在沒有外加刺激的情況下頻率相當恒定，人在清醒、安靜閉眼時該節律最為明顯；β波（14～30 Hz）在人腦精神狀態比較緊張的情況下出現，在人體情緒興奮時增多；θ波（4～7 Hz）在人體疲勞時多見[18-19]。當人體困倦時，α波的波幅降低，低中波幅的θ波增多[20]。

POMS量表由40條詞條組成，涵蓋了緊張、憤怒、疲勞、抑郁、慌亂、精力、自尊感7個因子，以五級評分法打分（0～4分）；情緒狀態總估價（TMD）是由7個情緒因子分計算得出的，TMD值越大，表明心情更消極煩悶[21]。

1.6 數據分析

本實驗測量的指標包括生理指標：腦電波（單位：μV）、血壓（單位：mmHg）；心理指標：POMS量表分值，以此比較聞香前和聞香后的生理反應和心理情緒變化。

數據分析運用SPSS 22.0進行，其中，腦電數據通過無線藍牙傳輸到與生物反饋儀配套的Biotrace+軟件，計算時取1 min內的平均值。所有數據均通過配對t檢驗分析，P＜0.05即具有顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 生理指標結果與分析

2.1.1 聞香前后腦電波的變化 根據表1可知，所有志愿者的α波、β波、θ波在嗅聞紫蘇植株30 min后與嗅聞前總體上都發生了極顯著的變化（P＜0.01），其中，α波振幅上升，β波和θ波振幅下降。就不同性別來看，男性和女性志愿者的α波段聞香前和聞香后的變化都達到了極顯著水平（P＜0.01），其中，男性上升值為1.811 μV，女性上升值為1.759 μV；男性的β波聞香后較聞香前有下降趨勢，下降值為0.536，但未通過顯著性檢驗（P＞0.05），女性的β波聞香后較聞香前下降極顯著（P＜0.01），下降值為0.777 μV；男性和女性的θ波在聞香后較聞香前都下降顯著（P＜0.05），其中，男性的下降值為0.961 μV，女性的下降值為2.171 μV，略高于男性的下降值。

2.1.2 聞香前后血壓的變化 根據表2可知，志愿者聞香后較聞香前收縮壓極顯著下降（P＜0.01），下降值為7.038 mmHg；其中，男性和女性的收縮壓在聞香后較聞香前都呈極顯著下降（P＜0.01），下降值分別為5.900 mmHg和7.750 mmHg；舒張壓在聞香前后的變化差異性不顯著（P＞0.05）。

表1 嗅聞紫蘇前后人體腦電波幅值變化Table 1 Changes of brain wave before and after sniffing P. frutescens

表2 嗅聞紫蘇前后人體血壓變化Table 2 Changes of blood pressure before and after sniffing P.frutescens

2.2 心理指標結果

根據所有志愿者聞香前后POMS量表的七個因子得分可知（表3），在嗅聞紫蘇植株30 min后，人體的消極情緒分值較聞香前總體上呈顯著下降，其中，五個因子（緊張、憤怒、疲勞、抑郁、慌亂）的分值在聞香前和聞香后全部達到了極顯著差異水平（P＜0.01）；聞香后積極情緒（精力、自尊感）分值略有上升，但兩個因子在聞香前后的分值對比都無統計學意義（P＞0.05）。就不同性別來看，男性的緊張和慌亂因子分值聞香后比聞香前極顯著減少（P＜0.01），憤怒、疲勞、抑郁因子聞香后比聞香前得分顯著減少（P＜0.05）；女性的緊張、憤怒、疲勞、慌亂因子的分值聞香后比聞香前極顯著減少（P＜0.01），抑郁因子的分值聞香后比聞香前顯著減少（P＜0.05）；男性和女性的積極情緒因子（精力、自尊感）分值聞香前后之間均無統計學意義（P＞0.05）。根據情緒狀態總估價（TMD）得分可知，人體在嗅聞紫蘇植株香氣后消極情緒極顯著減少（P＜0.01），其中男性的得分顯著減少（P＜0.05），女性的得分極顯著減少（P＜0.01）。

表3 嗅聞紫蘇前后POMS量表分值變化Table 3 Changes in POMS before and after sniffing P.frutescens

在在志愿者對“您覺得該種芳香植物（紫蘇）的香氣對您有作用嗎？”問題的回答中，81%的志愿者認為紫蘇的香氣有一定的積極作用，19%的志愿者認為沒有作用，沒有志愿者認為有消極作用。

3 結論與討論

3.1 結論

研究通過生理和心理的多種指標來判斷紫蘇植株香氣對人體健康的影響，發現人體在嗅聞前后的多項指標均有較為明顯的變化：從生理指標來看，紫蘇香氣能夠使人精神放松，減少緊張和亢奮的情緒，并且使注意力更為集中。從心理指標來看，紫蘇香氣可以減少人體的消極情緒。實驗結果也和志愿者的主觀感受相吻合。此外，本實驗還發現無論是從生理還是心理角度出發，紫蘇香氣對女性的影響效果都更明顯。從生理結構來說，女性嗅覺區域的細胞數量遠高于男性，從而使女性對不同氣味的辨識能力和對同種氣味的處理能力都優于男性；從情感認知來看，與男性相比，女性往往對嗅覺表現出更高的興趣[22-24]。因此，女性會對紫蘇植株的香氣更為敏感。

3.2 討論

本研究在結合客觀生理指標和主觀評價后發現，嗅聞一段時間的紫蘇香氣對人體的生理和心理健康是有積極作用的。這證明植物可以通過揮發物影響人類的身心健康，也支持了一些植物揮發物具有對人類恢復作用的共同認知。在當前以健康為背景的城市綠地植物景觀設計中，合理利用紫蘇等揮發物具有保健功能的植株，可以有效緩解人們的精神壓力，并提高人體免疫力和機體健康，給居民和游客帶來更好的嗅覺體驗，這滿足了“健康城市”以人體健康為中心的城市精神，也有效契合了當今“健康中國”的主旨。