紫蘇植株香氣對(duì)人體生理和心理健康的影響

王晴藝，金荷仙

（浙江農(nóng)林大學(xué)，浙江 杭州 311300）

近年來(lái)，國(guó)民的健康生活意識(shí)逐漸增強(qiáng)，以預(yù)防代替治療的健康理念已深入人心。健康是人全面發(fā)展的前提條件，是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)要求，是城鎮(zhèn)建設(shè)的推動(dòng)力量，是國(guó)家富強(qiáng)的重要抓手。而自然環(huán)境所擁有的恢復(fù)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(fā)物對(duì)人體健康有一定的功效，且與香氣類(lèi)型、濃度等性質(zhì)有關(guān)[2-3]。因此，拓展和深化植物揮發(fā)物對(duì)人體健康的影響研究，對(duì)促進(jìn)人群身心健康具有重要意義。

現(xiàn)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(guò)腦電波等生理指標(biāo)測(cè)定結(jié)合主觀評(píng)價(jià)的方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用[8]。在研究對(duì)象上，有針對(duì)老年人、患者等病弱群體[6]，也有聚焦于大學(xué)生等年輕人群[9]；還有學(xué)者注意到了植物揮發(fā)物對(duì)不同年齡段的影響有差別[10]。在實(shí)驗(yàn)設(shè)置上，多數(shù)實(shí)驗(yàn)中的聞香時(shí)長(zhǎng)為幾分鐘[11-12]，然而在城市綠地中，大多數(shù)人群都會(huì)逗留較長(zhǎng)時(shí)間[13]，所以，目前對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間嗅聞植物揮發(fā)物的研究仍比較缺乏，并且關(guān)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(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前，已有研究證明紫蘇精油具有鎮(zhèn)靜作用，其揮發(fā)油亦可以舒張血管，增強(qiáng)小鼠Mus musculus的生長(zhǎng)和免疫的性能[14-16]，但就其活體植株對(duì)人體身心健康的影響尚未明確。因此，本研究通過(guò)定量實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷紫蘇植株揮發(fā)物對(duì)人體生理和心理健康的影響，為紫蘇在園林中的應(yīng)用價(jià)值提供一定參考。

1 研究方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為浙江農(nóng)林大學(xué)的26名大學(xué)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(shí)驗(yàn)者均無(wú)吸煙、酗酒等不良愛(ài)好，在嗅覺(jué)上沒(méi)有相關(guān)疾病（如鼻竇炎等），并且不會(huì)對(duì)花粉過(guò)敏，在實(shí)驗(yàn)前保持平時(shí)的良好作息。

1.2 實(shí)驗(yàn)器材

實(shí)驗(yàn)材料為生長(zhǎng)狀況良好的盆栽紫蘇，植株高約50 cm（不含盆），冠幅約30 cm。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括測(cè)定志愿者生理指標(biāo)的Spirit-10高級(jí)神經(jīng)生物反饋儀和歐姆龍血壓計(jì)。生物反饋儀是由荷蘭Mind-Media公司生產(chǎn)的10通道生理監(jiān)視和反饋平臺(tái)，主機(jī)采樣頻率為2 048 Hz，可用于腦電（EEG）、肌電（EMG）等生理數(shù)據(jù)的采集；記錄腦電時(shí)連接雙通道 EXG線纜，利用電極片和實(shí)驗(yàn)對(duì)象相連獲取腦電數(shù)據(jù)，共 5個(gè)電極點(diǎn)，按照國(guó)際腦電10-20系統(tǒng)分別置于Fpz、F3、F4、A1、A2點(diǎn)。測(cè)定志愿者心理指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)量表為心境狀態(tài)量表（POMS量表）。

1.3 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在浙江農(nóng)林大學(xué)校內(nèi)，一個(gè)面積約為40 m2的干凈整潔的房間用硬質(zhì)隔離分割成兩個(gè)面積相近的小房間（房間1、房間2），除實(shí)驗(yàn)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(chǎng)地在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行充分的通風(fēng)，以保持場(chǎng)地的空氣清新。

1.4 具體流程

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前一天，向每位志愿者簡(jiǎn)介了實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以消除志愿者對(duì)實(shí)驗(yàn)的緊張情緒。實(shí)驗(yàn)在2020年6月12日-6月14日進(jìn)行，天氣均為晴天。室內(nèi)溫度控制在26℃，以減少溫度對(duì)植物揮發(fā)物的影響。在實(shí)驗(yàn)前1 h內(nèi)，志愿者不能進(jìn)行劇烈活動(dòng)或者睡覺(jué)等行為，以保持日常放松狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，要求志愿者先在房間1中靜坐休息以調(diào)整適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境；并在閉眼狀態(tài)下使用歐姆龍血壓計(jì)測(cè)得血壓，使用生物反饋儀測(cè)量腦電（1 min），具體測(cè)量的腦波包括α波、β波和θ波，并填寫(xiě)POMS量表。然后，志愿者進(jìn)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(jué)干擾，嗅聞30 min后分別測(cè)量其血壓和腦電（1 min），結(jié)束后再次填寫(xiě)POMS量表。此外，在每位志愿者結(jié)束實(shí)驗(yàn)后，詢(xún)問(wèn)嗅聞紫蘇香氣是否對(duì)自己有一定的作用。單個(gè)志愿者的實(shí)驗(yàn)時(shí)間（包括準(zhǔn)備時(shí)間、聞香時(shí)間和測(cè)量時(shí)間）約為45 min。實(shí)驗(yàn)期間志愿者不能進(jìn)行對(duì)話、閱讀等活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程見(jiàn)圖1。

圖1 實(shí)驗(yàn)流程Figure 1 Experiment flow

1.5 具體指標(biāo)

腦電圖（Electroencephalograph, EEG）是腦神經(jīng)細(xì)胞電生理活動(dòng)在大腦皮層或頭皮表面的總體反映[17]。正常人覺(jué)醒時(shí)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(dòng)，其中，α波（8～13 Hz）是正常人腦電波的基本節(jié)律，在沒(méi)有外加刺激的情況下頻率相當(dāng)恒定，人在清醒、安靜閉眼時(shí)該節(jié)律最為明顯；β波（14～30 Hz）在人腦精神狀態(tài)比較緊張的情況下出現(xiàn)，在人體情緒興奮時(shí)增多；θ波（4～7 Hz）在人體疲勞時(shí)多見(jiàn)[18-19]。當(dāng)人體困倦時(shí)，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(gè)因子，以五級(jí)評(píng)分法打分（0～4分）；情緒狀態(tài)總估價(jià)（TMD）是由7個(gè)情緒因子分計(jì)算得出的，TMD值越大，表明心情更消極煩悶[21]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的指標(biāo)包括生理指標(biāo)：腦電波（單位：μV）、血壓（單位：mmHg）；心理指標(biāo)：POMS量表分值，以此比較聞香前和聞香后的生理反應(yīng)和心理情緒變化。

數(shù)據(jù)分析運(yùn)用SPSS 22.0進(jìn)行，其中，腦電數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙傳輸?shù)脚c生物反饋儀配套的Biotrace+軟件，計(jì)算時(shí)取1 min內(nèi)的平均值。所有數(shù)據(jù)均通過(guò)配對(duì)t檢驗(yàn)分析，P＜0.05即具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 生理指標(biāo)結(jié)果與分析

2.1.1 聞香前后腦電波的變化 根據(jù)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(fā)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(lái)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(dá)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(shì)，下降值為0.536，但未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)（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(jù)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(biāo)結(jié)果

根據(jù)所有志愿者聞香前后POMS量表的七個(gè)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(gè)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(dá)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(gè)因子在聞香前后的分值對(duì)比都無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。就不同性別來(lái)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。根據(jù)情緒狀態(tài)總估價(jià)（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(duì)“您覺(jué)得該種芳香植物（紫蘇）的香氣對(duì)您有作用嗎？”問(wèn)題的回答中，81%的志愿者認(rèn)為紫蘇的香氣有一定的積極作用，19%的志愿者認(rèn)為沒(méi)有作用，沒(méi)有志愿者認(rèn)為有消極作用。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

研究通過(guò)生理和心理的多種指標(biāo)來(lái)判斷紫蘇植株香氣對(duì)人體健康的影響，發(fā)現(xiàn)人體在嗅聞前后的多項(xiàng)指標(biāo)均有較為明顯的變化：從生理指標(biāo)來(lái)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(biāo)來(lái)看，紫蘇香氣可以減少人體的消極情緒。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也和志愿者的主觀感受相吻合。此外，本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)無(wú)論是從生理還是心理角度出發(fā)，紫蘇香氣對(duì)女性的影響效果都更明顯。從生理結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，女性嗅覺(jué)區(qū)域的細(xì)胞數(shù)量遠(yuǎn)高于男性，從而使女性對(duì)不同氣味的辨識(shí)能力和對(duì)同種氣味的處理能力都優(yōu)于男性；從情感認(rèn)知來(lái)看，與男性相比，女性往往對(duì)嗅覺(jué)表現(xiàn)出更高的興趣[22-24]。因此，女性會(huì)對(duì)紫蘇植株的香氣更為敏感。

3.2 討論

本研究在結(jié)合客觀生理指標(biāo)和主觀評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)，嗅聞一段時(shí)間的紫蘇香氣對(duì)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(guò)揮發(fā)物影響人類(lèi)的身心健康，也支持了一些植物揮發(fā)物具有對(duì)人類(lèi)恢復(fù)作用的共同認(rèn)知。在當(dāng)前以健康為背景的城市綠地植物景觀設(shè)計(jì)中，合理利用紫蘇等揮發(fā)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(jī)體健康，給居民和游客帶來(lái)更好的嗅覺(jué)體驗(yàn)，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(dāng)今“健康中國(guó)”的主旨。