森林芬多精類成分及其生物活性的研究進(jìn)展

孫麗娟，柯 閑，王俊俊，陳 勇

森林芬多精類成分及其生物活性的研究進(jìn)展

孫麗娟，柯 閑，王俊俊，陳 勇*

湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院藥物高通量篩選技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，湖北省中藥生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430062

芬多精是森林植物的器官和組織在自然狀態(tài)下釋放的氣態(tài)有機(jī)物，主要是芳香性萜烯類物質(zhì)，包括單萜烯、倍半萜烯、雙萜烯等，其中以單萜烯和倍半萜烯的生物活性較強(qiáng)。芬多精不僅能保護(hù)植物免受細(xì)菌、真菌和寄生蟲等的侵害，對(duì)人類健康亦有廣泛的積極作用，是目前森林康養(yǎng)研究的核心因素。綜述了不同樹種、純林芬多精類型、化學(xué)成分、含量及生物活性，總結(jié)了有毒有害植物與花卉的毒性成分，為深入開展植物芬多精基礎(chǔ)研究，合理利用芬多精構(gòu)建森林康養(yǎng)基地提供了理論參考。

森林康養(yǎng)；芬多精；萜烯類成分；單萜烯；倍半萜烯；鎮(zhèn)靜催眠；緩解精神障礙；鎮(zhèn)咳平喘

2019年國(guó)家林業(yè)和草原局、民政部、衛(wèi)生健康委員會(huì)、中醫(yī)藥管理局聯(lián)合頒布了《關(guān)于促進(jìn)森林康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》（林改發(fā)[2019]20號(hào)）。森林康養(yǎng)是指以優(yōu)質(zhì)的森林生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)，以促進(jìn)大眾身心健康為目的，利用豐富多彩的森林景觀、優(yōu)質(zhì)富氧的森林環(huán)境、有機(jī)健康的森林食材與藥材、深厚濃郁的森林養(yǎng)生文化，融合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等健康管理理念及傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)養(yǎng)生文化，開展的修身養(yǎng)性、健康養(yǎng)老、康復(fù)療養(yǎng)、運(yùn)動(dòng)健身、休閑度假、認(rèn)知體驗(yàn)等服務(wù)活動(dòng)。

芬多精又稱植物精氣，是森林植物的器官和組織在自然狀態(tài)下釋放的氣態(tài)有機(jī)物，主要是芳香性萜烯類物質(zhì)，包括單萜烯、倍半萜烯、雙萜烯等，其中以單萜烯和倍半萜烯的保健作用最大[1]。芬多精是森林康養(yǎng)研究的核心因素之一，其中以單萜烯和倍半萜烯類化合物的生物活性功效最顯著。我國(guó)地域遼闊，地形復(fù)雜，氣候類型多樣，植物種類豐富，為人類健康提供了豐富的芬多精資源。

隨著現(xiàn)代分析檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，森林植物釋放的成分逐漸被人們所知，其生理保健作用亦引起了人們的高度重視。本文總結(jié)了森林芬多精類成分及其生物活性的研究進(jìn)展，為進(jìn)一步開展芬多精的研究提供了有益參考。

1 森林芬多精類成分的組成與含量

1.1 不同樹種/純林的芬多精類型及其含量

森林植物種類繁多，不同植物芬多精的類型與含量各不相同，表1列出了常見樹種芬多精的類型及其相對(duì)含量，可見不同樹種中芬多精類成分主要以萜烯類為主[1]。

不同樹種的葉片和木材中芬多精類型主要為單萜烯和倍半萜烯，其相對(duì)含量見表2。其中葉片含量最高的是云南松、臭冷杉和云南油杉，木材含量最高的是華北落葉松、云南油杉和臭冷杉[2]。同時(shí)，不同純林中芬多精類型主要為單萜烯和倍半萜烯，其相對(duì)含量之和見表3，其中以刺楸林和柳杉林的含量最高。

1.2 不同樹種的芬多精類成分及含量

不同樹種中芬多精類成分復(fù)雜，李玲玉等[3]、謝小洋等[4]分別對(duì)常見樹種進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明針葉樹側(cè)柏、云杉、雪松、馬尾松排放的揮發(fā)性有機(jī)物（volatile organic compounds，VOCs）中萜烯類的排放量最高，側(cè)柏的主要揮發(fā)物成分為α-蒎烯、4(10)-崖柏烯和-檸檬烯；云杉的主要揮發(fā)物成分有α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯和-檸檬烯；雪松的主要揮發(fā)物成分為α-蒎烯、β-蒎烯和3-乙基苯乙酮；馬尾松排放的主要揮發(fā)物成分為α-蒎烯、β-蒎烯、香檜烯、異丁烷和正丁烷。闊葉樹毛果楊、北美楓香排放的VOCs中異戊二烯的排放量最高，萜烯類排放量較低。毛果楊排放的萜烯類成分主要為為反式- β-羅勒烯；北美楓香排放的萜烯類成分主要為香檜烯和β-蒎烯（表4）。

表1 常見樹種中芬多精類型及其相對(duì)含量

表2 不同樹種的葉片和木材中芬多精的相對(duì)含量

表3 不同純林中芬多精的相對(duì)含量

表4 常見樹種中的芬多精類成分

高巖[5]通過(guò)檢測(cè)北京市幾種主要綠化樹木釋放的芬多精類成分和含量，發(fā)現(xiàn)樹木VOCS的釋放速率在6、7月份較高，春秋2季釋放速率低，且7月份不同樹種釋放的芬多精的種類與含量各不相同，其中針葉樹油松、白皮松和檜柏萜烯類的排放量較高，單萜烯的主要成分有α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、檸檬烯、γ-松油烯、對(duì)-孟-1,4(8)二烯、羅勒烯等，倍半萜烯的主要成分有α-丁香烯、β-丁香烯、法尼烯、大香葉烯等，且總單萜烯的含量高于倍半萜烯。闊葉樹國(guó)槐、紫葉李和金銀木主要釋放異戊二烯、乙酸-3-己烯酯和α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、檸檬烯、羅勒烯（表5）。

表5 不同樹種中芬多精的化學(xué)成分及含量

1.3 森林中有毒有害植物及有害成分限量

森林自然環(huán)境優(yōu)美，負(fù)氧離子及芬多精豐富，對(duì)人類身心健康有良好促進(jìn)作用，但有毒植物產(chǎn)生的負(fù)面影響也不能忽視[6]。接觸有毒植物的枝、葉、花、果、花粉、氣味等，以及攝取其有毒化學(xué)成分，會(huì)危及健康甚至生命。因此，在規(guī)劃森林康養(yǎng)基地的樹種與花卉時(shí)，認(rèn)識(shí)、了解與合理利用有毒觀賞植物十分重要。表6列出了主要有毒植物種類。

植物中的有害物質(zhì)分為外源性和內(nèi)源性外源性有害物質(zhì)是指從所接觸的土壤、水、大氣等自然環(huán)境中吸附或蓄積的有害物質(zhì)，也可能是在加工、貯藏中造成的污染[22]。內(nèi)源性有害物質(zhì)多指植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生的有毒次生代謝成分。常見的內(nèi)源性有害物質(zhì)多為酚類、醛類和酮類化合物（表7）[10,23]，應(yīng)加大檢測(cè)力度，完善內(nèi)源性有害物質(zhì)的相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)。

2 森林芬多精類成分的生物活性

目前，關(guān)于森林芬多精類成分的生物活性有鎮(zhèn)靜催眠、緩解精神障礙、鎮(zhèn)咳平喘、保護(hù)心血管系統(tǒng)、抗過(guò)敏、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗菌、抗氧化、延緩衰老、抗病毒、降糖、調(diào)脂和抗腫瘤等。主流觀點(diǎn)認(rèn)為，芬多精一方面通過(guò)鼻通道中的毛細(xì)血管進(jìn)入上體血液循環(huán)傳入大腦，刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)的下丘腦調(diào)節(jié)腺體分泌；另一方面通過(guò)刺激丘腦，以腦電活動(dòng)傳導(dǎo)方式接近控制人體情緒的大腦邊緣系統(tǒng)。