香根草精油：食品、医药、

化妆品行业的潜力新宠

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摘要

在香水的迷人世界里，有一种源自 草根 的神奇成分，正散发着独特魅力，它就是香根草精油！罗马尼亚克卢日 - 纳波卡农业科学与兽医学大学的 Andreea David、Anca F˘arcaș、Sonia Ancuța Socaci 等研究人员，在《Trends in Food Science & Technology发表了一项极具价值的研究，带我们深度探索 香根草精油 的奥秘。

如今，香根草精油 已在食品、医药、化妆品等多个领域初露锋芒，尤其是在香氛香水中，它凭借独特木质香气成为调香师手中的 秘密武器，为香水赋予深邃、持久的独特韵味，深受消费者青睐。可即便如此，我们对 香根草精油 的了解仍如同冰山一角，其复杂的化学组成和多样的生物特性还有待深入挖掘。

为了全方位解锁 香根草精油 的潜能，研究人员在 Scopus 数据库中展开 地毯式 搜索，细致梳理 2003 - 2022 年的相关文献。这一探索之旅收获满满！香根草精油 的化学组成宛如一座神秘花园，各类萜烯类化合物百花齐放，且产地、环境温度、根际微生物等因素如同园丁，巧妙塑造着它的 芬芳配方。在提取技术领域，传统方法存在局限，而微波辅助提取、超临界流体萃取等新兴技术则像神奇魔法棒，能更高效地提取 香根草精油，最大程度保留其精华。在生物活性方面，香根草精油 堪称 全能选手，具备抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌等多种强大功效，在众多行业都有着不可估量的应用前景。

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研究背景

香根草（Vetiveria zizanioides (L.) Nash）隶属禾本科多年生植物，起源于热带亚洲，如今在全球70多个国家扎根生长。它凭借着庞大且密集的根系，不仅能像卫士一样稳固土壤，有效防治水土流失，还在废水处理和重金属污染修复等环保领域发挥着重要作用，是生态保护的得力助手。

从香根草根部提取的香根草精油（香根草精油），是一种棕色的粘稠液体，散发着独特而迷人的木质香气。这种精油在众多行业中都占据着一席之地，在香水和化妆品领域，它是打造独特香味和提升产品品质的关键成分；在食品行业，它被用作调味剂，为食品增添独特风味；在医药领域，它也展现出了一定的药用价值。在传统医学里，香根草精油就已被用于治疗多种疾病，像缓解胃痛、治疗炎症性肠病等。

随着现代科学研究的不断深入，越来越多的证据表明香根草精油具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌等多种生物活性。例如，研究发现它对一些细菌和真菌具有抑制作用，还能降低顺铂对小鼠的肾毒性和骨髓抑制。此外，美国食品药品监督管理局（FDA）早在1970年就批准香根草精油用于食品，允许其作为饮料和罐装蔬菜的调味剂，这也从侧面证明了它在食品应用中的安全性和价值。

尽管香根草精油有诸多潜在的益处，但目前对它的研究还存在一些不足。现有的研究较为分散，缺乏对其化学组成和生物特性的系统总结，这就导致在将香根草精油大规模应用于工业生产时面临诸多困难，限制了它的进一步发展和利用。因此，对香根草精油的相关研究进行全面综述和深入分析迫在眉睫，这将为其后续的研究和应用提供重要的参考依据。

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研究方法

本研究采用文献综述法，在Scopus数据库中检索2003 - 2022年以vetiverbioactivitychemical composition为关键词的文献。检索时间限定在这一区间，是因为研究发现2003年以前，研究界对香根草精油或其提取物的关注较少，而自2009年起，相关研究逐渐增多且聚焦于其生物活性和化学组成，在2012 - 2021年间研究数量虽有波动，但在2012、2015、2018和2021年出现显著增长。在筛选文献时，充分考虑研究主题相关性、研究方法科学性及数据可靠性等因素。例如，对于化学组成分析的文献，重点关注其采用的分析技术是否先进、能否准确鉴定化合物；对于生物活性研究的文献，评估实验设计是否合理、结果是否具有说服力。通过严格筛选，剔除重复、质量差的文献，确保研究的准确性和可靠性。

对筛选后的文献按发表年份排序，梳理研究发展脉络。在分析化学组成时，详细总结不同研究中采用的色谱技术，如GC - MS、GC×GC - MS等，以及它们在鉴定化合物种类和含量方面的优势与不足。对于提取技术，对比传统方法（如蒸馏法、索氏提取法）和非传统方法（如微波辅助提取、超临界流体萃取等）的原理、操作条件、提取率及对精油成分的影响。在生物活性研究方面，系统整理香根草精油在抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌等不同活性的研究成果，包括实验模型、检测指标及作用机制的探讨。通过全面梳理这些信息，总结研究现状、存在问题，并基于此提出未来研究方向。

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研究结果

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香根草精油的化学组成

香根草精油成分极为复杂，包含超过200种化合物，主要成分是萜烯类，其中单萜和倍半萜占比较大，此外还含有烃类、生物碱、酚类、皂苷等多种成分。这些成分赋予了香根草精油独特的性质和生物活性。不同产地的香根草精油成分差异显著，比如印度北部的香根草精油含有多种特有的倍半萜烯醇和酸，如khusinol、khusol等；爪哇的香根草精油则含有一系列降倍半萜，这些降倍半萜可作为判断香根草精油在水蒸馏过程中是否过热的标志物。

环境温度对香根草精油成分的影响也不容小觑。温度变化会干扰香根草的生理代谢过程，进而改变香根草精油中各成分的合成和积累。同时，细菌与香根草精油的代谢密切相关。研究发现，根际微生物中的一些细菌能够合成有气味的萜类化合物，影响香根草精油的化学组成。例如，从香根草根部分离出的假单胞菌（Pseudomonas putida）可能参与了香根草精油中某些成分的代谢过程。

在分析香根草精油化学组成时，GC - MS是常用技术。然而，由于香根草精油成分复杂，GC - MS存在一定局限性。其色谱图中常出现多个高度共洗脱的峰，有时难以准确鉴定和定量化合物，且无法有效检测出商业香根草精油中的掺假情况。为解决这些问题，常需将GC - MS与其他技术联用，如TLC、HPLC等。二维色谱技术如GC×GC - MS、GC×GC - FID/MS则能更有效地分离和鉴定复杂混合物中的化合物，为准确分析香根草精油的化学组成提供了有力工具。

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香根草精油的提取技术

传统的提取方法，像水蒸馏和索氏提取，是过去常用的手段。水蒸馏是利用水蒸气将香根草精油从香根草根部带出，索氏提取则通过溶剂回流来萃取香根草精油。但这些方法存在不少缺点，例如提取率较低，需要较长时间的高温处理，这不仅容易破坏香根草精油中的热不稳定成分，还可能导致一些挥发性化合物的损失。而且，提取后的产物往往需要进行复杂的后处理来去除水分和溶剂残留。

随着技术的发展，非传统提取技术逐渐崭露头角，如微波辅助提取（MAE）、超临界流体萃取（SFE）、加压液体萃取（PLE）和超声辅助提取（UAE）等。MAE利用微波的热效应和非热效应，能够快速加热样品，在3小时内即可完成提取，且提取率较高。研究表明，该方法能有效提取出β - Gurjunene（30.12%）、α - vetivone（20.12%）和δ - Selinene（7.27%）等主要化合物。SFE使用二氧化碳作为萃取剂，具有诸多优点。二氧化碳无毒、不燃、经济且具有良好的溶解能力，在超临界状态下，其密度、粘度和扩散系数等性质可通过调节温度和压力来控制，从而实现对不同化合物的选择性萃取。添加乙醇等共溶剂后，能够提高极性化合物的萃取率。例如，在使用乙醇改性的SFE提取香根草精油时，主要得到zizanoic acid、khusimol、alpha和beta vetivone、isovalencenol等化合物。

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香根草精油的生物活性

抗氧化活性：香根草精油具有较强的抗氧化能力，能够清除多种自由基，如超氧阴离子自由基、DPPH自由基等。其抗氧化活性与其所含的酚类化合物密切相关。研究表明，香根草精油可降低顺铂诱导的小鼠肾毒性和骨髓抑制。顺铂是一种常用的化疗药物，但它会产生严重的副作用，而香根草精油能够通过减少氧化应激，降低顺铂对小鼠身体的损害。同时，香根草精油还具有降血脂作用，不过在体外抗衰老活性方面表现较弱，对胶原蛋白酶和透明质酸酶的抑制作用不明显，仅具有微弱的抗弹性酶活性。

抗菌和抗真菌活性：香根草精油对多种细菌和真菌都具有抑制作用。对金黄色葡萄球菌MTCC96的最小抑菌浓度（MIC）为50 ± 0 μg/mL，对变形杆菌MTCC3310的MIC为75 ± 5 μg/mL。此外，它对革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌、棒状杆菌，以及革兰氏阴性菌如大肠杆菌、铜绿假单胞菌等都有显著的抗菌效果。在抗真菌方面，香根草精油对木腐真菌如Gloeophyllum trabeum、Poria placenta等，以及白色念珠菌等都有抑制作用。研究还发现，香根草精油对线虫和白蚁具有驱避和毒杀作用，可作为潜在的生物农药。其抗菌活性可能与所含的某些化合物有关，比如α - 和β - vetivone等可能在抗菌过程中发挥重要作用。

抗炎活性：目前关于香根草精油抗炎活性的研究大多处于初步阶段。研究发现，香根草精油可抑制脂多糖诱导的巨噬细胞凋亡，调节炎症相关酶和细胞因子的表达。在啮齿动物实验中，香根草精油表现出潜在的抗伤害感受和抗炎活性，能够抑制LPS刺激的RAW 264.7巨噬细胞的炎症反应，调节血红素加氧酶 - 1、诱导型一氧化氮合酶等炎症相关酶的表达，以及肿瘤坏死因子 - α等炎症细胞因子的产生。在人类皮肤细胞研究中，香根草精油在预炎症的人真皮成纤维细胞模型中表现出一定的生物活性，抑制胶原蛋白的产生并具有抗增殖作用，但具体的抗炎机制以及在人体中的应用还需要进一步深入研究。

抗癌活性：香根草提取物对多种癌细胞系具有细胞毒性，且对正常细胞的毒性较小。通过SRB法检测发现，其乙醇提取物对口腔癌细胞系SCC - 29B的敏感性较高，而阿霉素对前列腺癌细胞系DU - 145和正常细胞系Vero更有效。这表明香根草提取物在抗癌方面具有进一步研究开发的潜力，有可能成为新型抗癌药物的来源。

其他活性：香根草精油在芳香疗法中应用广泛，能够缓解焦虑、抑郁和失眠等症状。研究表明，香根草精油可降低应激大鼠的血浆皮质醇水平，在迷宫实验中，接受2.5% 香根草精油或地西泮处理的大鼠表现出抗焦虑样行为，且地西泮可增加杏仁核中c - fos的表达，这暗示香根草精油可能通过调节神经递质来发挥抗焦虑作用。此外，香根草精油对小鼠的睡眠 - 觉醒模式和脑电图有影响，吸入少量香根草精油可增加小鼠的睡眠时间，还具有一定的抗惊厥活性，其乙醇提取物能够显著对抗小鼠的电休克诱导的癫痫发作。

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香根草精油的应用及前景

在食品工业中，香根草精油可作为调味剂和防腐剂。由于其具有抗氧化和抗菌活性，能够有效延长食品的保质期，防止食品变质，同时还能为食品增添独特的风味。在化妆品行业，香根草精油被广泛应用于护肤品中，能够改善皮肤疲劳，使肌肤更加健康。其独特的香气也使其成为香水制作中的重要成分，为香水赋予持久的木质香气。

在农业领域，香根草精油可作为生物农药，用于防治病虫害。它对多种害虫和病原菌具有抑制作用，且对环境友好，不易造成污染，符合现代绿色农业的发展需求。在纺织品处理方面，香根草精油可用于赋予织物香气和抗菌性能。通过微胶囊化技术，将香根草精油包裹在微胶囊中，然后应用于织物，不仅能使织物长时间散发香气，还能提高其抗菌效果，为消费者提供更加舒适和健康的纺织品。

未来，香根草精油在纳米技术领域具有广阔的应用前景。纳米封装技术能够将香根草精油包裹在纳米颗粒中，提高其稳定性和生物利用度，减少挥发性成分的损失，使其在食品保鲜、药物递送等领域发挥更大的作用。纳米乳液技术则可将香根草精油制备成纳米级的乳液，增强其在水中的分散性和溶解性，提高其功效，在化妆品和医药领域具有潜在的应用价值。

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主要结论

本研究对香根草精油（香根草精油）的化学组成、提取技术、生物活性及应用进行全面综述。香根草精油化学组成复杂，受多种因素影响，分析时需借助先进技术。提取技术不断发展，非传统方法展现出优势。香根草精油具有多种生物活性，在多个领域有应用潜力，但目前其抗炎和抗癌活性研究尚浅，虽有初步积极成果，但作用机制不明，限制其在医药领域应用。香根草精油在食品工业可作天然抗菌和抗氧化剂，在制药领域也有开发价值，是极具潜力的功能性成分。未来应聚焦其抗炎、抗癌活性研究，明确机制；开发可持续、环保且能工业化生产的提取技术；构建香根草精油纳米颗粒靶向递送系统，提升其在功能产品中的功效，推动其在各领域的深入应用。具体而言，在抗炎和抗癌活性研究方面，可利用现代分子生物学技术，深入探究香根草精油在细胞和分子水平上的作用机制，寻找其作用靶点和信号通路。对于提取技术，研发绿色高效的新方法，降低成本，减少对环境的影响。在纳米技术应用上，进一步优化纳米封装和纳米乳液技术，提高香根草精油的稳定性和生物利用度，拓展其在各领域的应用范围，从而实现香根草精油的更大价值。

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未来展望

未来，香根草精油的研究可从以下方面深入。在纳米技术应用上，进一步优化纳米封装和纳米乳液技术。通过精确调控纳米颗粒的尺寸、形态和表面性质，实现香根草精油的精准包裹和可控释放，提高其在不同环境下的稳定性和生物利用度。

例如，在食品保鲜中，使纳米封装的香根草精油能够在食品储存过程中缓慢释放，持续发挥抗菌和抗氧化作用，延长食品保质期；在药物递送领域，开发具有靶向性的纳米载体，将香根草精油精准输送到病变部位，提高药物疗效，减少对正常组织的副作用。

深入研究分子蒸馏技术在香根草精油精制中的应用，优化工艺参数，如温度、压力、蒸馏时间等，实现香根草精油中不同沸点成分的高效分离和纯化，去除杂质，提高产品纯度和质量，为其在高端香水、医药等领域的应用提供优质原料。

香根草香水照片

加强香根草精油在体内作用机制的研究至关重要。结合基因编辑技术、蛋白质组学和代谢组学等现代生物学手段，全面深入地探究其抗炎、抗癌等活性的分子机制，明确其作用的关键靶点和信号通路。这将为开发基于香根草精油的创新药物和功能产品提供坚实的理论基础，推动其在医药领域的实际应用。此外，积极探索香根草精油与其他生物活性物质的协同作用，通过合理搭配和组合，开发出具有更强功效的复合制剂。例如，将香根草精油与其他天然抗氧化剂或抗菌剂结合，应用于食品和化妆品中，增强产品的综合性能，满足不同行业和消费者的多样化需求，进一步拓展香根草精油的应用前景。

参考文献

David, A., F˘arcaș, A., Socaci, S. A. (2023). An overview of the chemical composition and bioactivities of Vetiveria zizanioides (L.) Nash essential oil. *Trends in Food Science & Technology*, 140, 104153.

编译 | 寇兴然

排版 | 黄依婷

审稿 | 刘   婕