小茴香精油提取方法、成分分析和生物活性研究進展

摘要：小茴香作為我國傳統(tǒng)大宗藥食同源中藥之一，自古以來《中國藥典》對其功效就有較多記載。小茴香精油是從其種子、莖葉、根部提取出來的無色或淡黃色油狀液體，化學成分復雜，具有抗氧化、抗菌、調節(jié)腸胃、驅蚊等功效，因其為天然功能性產物，具備綠色、安全、環(huán)保等優(yōu)點，在食品、化妝品和醫(yī)藥等領域有較大的開發(fā)潛力，具有廣闊的市場前景。為對小茴香精油有較全面的認識，文章主要綜述了小茴香精油的提取方法、化學成分、生物活性，從而為小茴香精油的進一步研究和開發(fā)提供參考。

關鍵詞：小茴香；精油；提取方法；化學成分；生物活性

中圖分類號：TS225.1""""""文獻標志碼：A"""""文章編號：1000-9973（2025）02-0236-05

Research Progress on Extraction Methods， Component Analysis and

Biological Activity of "Foeniculum vulgare Essential Oil

CAO Kai-yang， LIU Yu-chen， QU Meng-rui， WANG Dong-ying^*

（College of Food Science and Engineering， Henan University of Technology，

Zhengzhou 450001， China）

Abstract： Foeniculum vulgare， as one of the traditional Chinese bulk medicinal and edible herbs， its efficiency has been widely recorded in Chinese Pharmacopoeia since ancient times. Foeniculum vulgare essential oil is colorless or light yellow oily liquid extracted from its seeds， stems， leaves and roots. Its chemical components are complex， and it has many effects such as antioxidation， anti-bacteria， regulating gastrointestinal functions and repelling mosquitoes. Because it is a natural functional product and has the advantages of green， safe and environmental protection， Foeniculum vulgare essential oil has great development potential in food， cosmetics， medicine and other fields， and has broad market prospects. In order to have a more comprehensive understanding of Foeniculum vulgare essential oil， in this paper， the extraction methods， chemical components and biological activity of Foeniculum vulgare essential oil are "mainly reviewed， so as to provide references for further research and development of Foeniculum vulgare essential oil.

Key words： Foeniculum vulgare; essential oil; extraction method; chemical component; biological activity

植物精油被稱為液體黃金，是從芳香植物的花、種子、莖葉、果實等部位采用不同提取方法提取出的次級代謝產物，揮發(fā)性高且易被人體吸收。它的化學成分復雜，主要分為萜類化合物、芳香性化合物、脂肪族化合物和氮硫化合物四類^[1]。植物精油具有眾多生物活性，如抗氧化、抗菌、抗焦慮等，且由于其綠色環(huán)保的特性，近年來被作為合成類化學物質的替代品，廣泛應用于食品、化妝品、醫(yī)藥等領域。

小茴香（Foeniculum vulgare Mill.），素有小懷香、茴香子、茴香菜、香絲菜、渾香、谷香之稱，為傘形科多年生草本植物，原產于地中海地區(qū)，于唐代傳入中國，現(xiàn)廣泛種植于山西、甘肅、寧夏等地^[2]。小茴香是中國傳統(tǒng)大宗藥食同源中藥之一，具有極高的食用價值和經濟價值，具有廣闊的發(fā)展前景^[3]。其種子具有濃郁的香氣，在烹飪中被廣泛用作香料增添食物的風味，特別是在面包、糕點和一些傳統(tǒng)菜肴中。此外，由于其抗氧化、抗炎、抗菌和調節(jié)胃腸的特性^[4]，它在傳統(tǒng)草藥中具有一定的藥用價值。

小茴香精油是從小茴香莖葉、種子或根部中提取出的一種無色或淡黃色液體，具有濃郁的甜味和溫暖的香氣，常溫下易凝成結晶物，且溶于乙醇和乙醚^[5]。近年來，關于小茴香精油的研究越來越多，由于其抗氧化、抗菌和抗腫瘤等特性，它在化妝品、醫(yī)藥等領域具有廣闊的應用前景。本文主要歸納總結了小茴香精油的提取方法、主要成分和生物活性，為小茴香精油的進一步開發(fā)利用提供了理論參考。

1"小茴香精油的提取方法

從小茴香中提取精油的方法有很多，常見的傳統(tǒng)方法有水蒸氣蒸餾法、有機溶劑萃取法，近年來，也有一些新興技術用于小茴香精油的提取，如微波輔助萃取法、超聲波輔助萃取法、超臨界流體萃取法^[6]。傳統(tǒng)提取方法由于成本低、易操作等優(yōu)點應用較廣泛，但提取得率較低。新興技術提取得率高、綠色環(huán)保，但對設備要求較高，實際應用過程中要考慮成本等問題?？傮w而言，各種方法都有其優(yōu)劣性，應根據(jù)實際選擇更合適的方法^[7]。各種精油的提取方法及其優(yōu)缺點見表1。

1.1"水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是揮發(fā)性成分與水蒸氣一同升華，隨后通過濃縮分離，最終得到揮發(fā)性成分的一種方法。這種方法適用于從水中提取具有揮發(fā)性、經受水蒸氣蒸餾而不受損害、在水中穩(wěn)定、不易溶解或不溶解的植物活性成分。Moser等^[8]探究15～1 080 min不同蒸餾時間對小茴香精油得率的影響，發(fā)現(xiàn)精油得率從15 min時的0.042%不斷增加，直到1 080 min時達到最大值1.375%，隨著蒸餾時間的增加，精油得率顯著提升。郭婷婷等^[9]采用水蒸氣蒸餾法測定內蒙古、湖北、四川等6個產地的小茴香精油得率，在粉碎粒度30～60目、料液比1∶7、 蒸餾時間4 h的條件下，精油得率最高的品種產地為內蒙古，為2.24%，精油得率最低的品種產地為四川，為1.29%。馬延紅等^[10]采用水蒸氣蒸餾法提取小茴香精油，并通過正交實驗進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在料液比1∶25、粉碎粒度100目、浸泡時間1 h、蒸餾時間6 h的條件下，精油得率最高，可達3.64%。

1.2"有機溶劑萃取法

不同的有機溶劑對精油提取得率有一定影響， 通常使用的有機溶劑為無水乙醇、乙醚、石油醚、正己烷等。該法通常選用對所需組分溶解性高、對不需要溶解組分溶解度較低的溶劑實現(xiàn)對目標組分的分離提取。蔡麗華等^[11]通過正交實驗發(fā)現(xiàn)采用有機溶劑萃取法提取小茴香精油的最佳工藝為提取試劑石油醚、溫度60 ℃、時間3 h、料液比1∶24，該工藝下精油提取得率為3.33%。王情等^[12]同樣以石油醚為萃取劑，在90 ℃、料液比1∶20的條件下提取2 h獲得精油，得率為7.74%。上述兩項實驗均發(fā)現(xiàn)溫度對精油得率的影響最大，其次是提取時間，最后是料液比。

1.3"超聲波/微波輔助萃取法

超聲波輔助萃取法通過促進植物材料中的聲孔效應和提高萃取系統(tǒng)的溫度，進而提高精油提取得率。Urango等^[13]研究發(fā)現(xiàn)通過超聲結合索氏提取法，小茴香精油提取率有明顯提高，其最佳工藝為料液比1∶10、超聲功率300 W、超聲溫度60 ℃、超聲時間15 min、提取時間6 h，在此條件下，精油得率為5.5%，且抗氧化活性和抗真菌活性達到最佳。李琴等^[14]優(yōu)化了超聲波輔助提取小茴香精油工藝，發(fā)現(xiàn)在粉碎粒度80目、超聲波功率240 W、超聲時間17 min、料液比1∶20、蒸餾時間100 min的條件下小茴香精油得率最高，可達5.63%，且超聲波功率對小茴香精油得率的影響最大。微波輔助萃取法原理是通過電磁波穿透植物組織內部，將其中的揮發(fā)性物質釋放于溶劑中完成快速萃取。Boudraa等^[15]對比微波輔助加氫蒸餾法和水蒸氣蒸餾法提取精油的效果，發(fā)現(xiàn)當微波輻照為20 min時，小茴香精油得率為（0.89±0.02）%，而水蒸氣蒸餾法在3 h時的精油得率為（0.77±0.02）%，表明微波輔助加氫蒸餾法是快速且有效的。

1.4"超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法由于其提取得率高成為近年來天然產物提取領域較先進的方法，其原理是在超臨界狀態(tài)下改變溶劑的溶解度，與揮發(fā)性物質相溶，最終通過減壓升溫得到萃取物。楊紅^[16]比較了水蒸氣蒸餾法和超臨界流體萃取法的精油得率，發(fā)現(xiàn)當萃取壓力為30 MPa、萃取溫度為35 ℃、CO₂流量為3 L/（kg·h）、萃取時間為4 h時精油得率為7.1%，而水蒸氣蒸餾8 h時精油得率為2.3%。Hatami等^[17]采取超臨界流體萃取小茴香，發(fā)現(xiàn)當研磨時間為66 min、溫度為373 K、壓強為200 bar、提取時間為80 min時，小茴香精油提取得率達到9.8%。顯然，超臨界流體萃取法顯著提高了精油得率，但由于其成本較高且操作工藝難，該技術并未在我國普遍使用。

2"小茴香精油的成分研究

小茴香全株各器官均含有精油，其成分和濃度均不同，這種成分差異取決于多種因素，如植物來源、植物部位、栽培條件、收獲時間、提取方法等。近年來，大量文獻研究證明，從同一株小茴香中不同器官提取的精油主要成分往往存在較大差異^[18]。

2.1"小茴香籽精油

小茴香籽即小茴香果實，是全株小茴香精油含量最高的部位。近年來，從小茴香籽中提取精油的研究越來越多，對小茴香籽精油進行成分分析有助于對其進行開發(fā)利用。朱亞杰等^[19]分析比較了亞臨界丁烷/二甲醚萃取法、超臨界CO₂萃取法和乙醇浸提法所得到的小茴香籽精油的主要成分，共檢測出30種不同的揮發(fā)性成分，通過超臨界CO₂萃取法提取的精油檢測出的揮發(fā)性成分最完整，且4種方法均以醚類化合物為主。Sunic＇等^[20]從小茴香籽精油中共鑒定出22種成分，苯丙類化合物（78.5%）、含氧單萜類化合物（15.7%）、單萜類化合物（5.6%）、反式茴香腦（75.5%）和茴香酮（13.7%）是其主要成分，其次分別是甲基丁香酚（3.0%）、蒎烯（1.7%）和α-水芹烯（1.1%）。鄭甜田等^[21]分析了中國10個不同地區(qū)的小茴香果實精油的主要成分，結果表明不同地區(qū)精油成分中反式茴香醚、胡椒酚甲醚、4-甲氧基苯甲醛占比較大，鑒定出的主要成分含量從南到北、從西到東均呈下降趨勢，但精油化學成分種類從南到北呈增加趨勢，從西到東呈先增加后減少再趨于平穩(wěn)的趨勢。Ma等^[22]通過氣相色譜-質譜法分析了精油揮發(fā)性成分組成，結果表明在小茴香種子精油揮發(fā)性成分測定中，主體成分為反式茴香腦（83.20%），其次為雌二醇（5.03%）和檸檬烯（3.45%）。鄒俊波等^[23]"采用水蒸氣蒸餾法提取小茴香種子精油，然后通過GC-MS分析9類特征性成分，分別是草蒿腦、茴香腦、檸檬烯、肉豆蔻酸甲酯、4-甲基-6-叔丁基苯酚、茴香酮、1，3，3-三甲基-二環(huán)[2.2.1]庚-2-酮、蒎烯和其他成分，其中前8種類成分含量占比為95.48%。

2.2"小茴香莖葉精油

一直以來，小茴香莖葉部分很少被人們利用，為探究其開發(fā)利用價值，近年來，有大量學者對其成分進行了研究，以期找到新的揮發(fā)性成分，提高對莖葉部分的利用率，最大程度發(fā)揮小茴香全株的價值。何金明等^[24]采用同時蒸餾萃取法對內蒙古小茴香不同器官中成分進行分析，發(fā)現(xiàn)不同器官提取的精油所含共同成分為反式茴香腦、檸檬烯、對聚傘花素，其中莖葉精油所含成分中檸檬烯占比最高，其次是反式茴香腦，其他成分較少，除根部精油外，莖葉精油單萜類和含氧化合物類含量最低。Akgül等^[25]以土耳其苦茴香為研究對象，采用氣-液色譜法對其不同器官提取的揮發(fā)油成分進行分析，主要成分有反式茴香腦（29.70%）、α-蒎烯（25.58%）、α-水芹烯（25.44%），其他成分為茴香酮（3.14%）、愛草腦（3.11%）、對傘花烴（1.87%）、檸檬烯（1.72%）、β-蒎烯（1.25%）和月桂烯（1.20%），且莖葉中α-蒎烯和α-水芹烯含量明顯高于其余器官。李明明等^[26]采用固相微萃取法提取小茴香莖部精油，然后通過GC-MS對精油揮發(fā)性成分進行分析，共發(fā)現(xiàn)22種揮發(fā)性成分，含量最高的為反式茴香腦（51.61%），其次為1，3，3-三甲基-二環(huán)[2.2.1]庚-2-醇乙酸酯（6.23%）、大根香葉烯D（5.01%）、乙酸小茴香酯（4.25%）、β-法尼烯（3.66%）等。Mojab等^[27]采用水蒸氣蒸餾法從小茴香葉中提取精油，并從中鑒定出29種成分，占揮發(fā)性總成分的92.1%，其中苯丙素類57.0%、烴類單萜28.6%、含氧單萜4.0%、烴類倍半萜2.4%，對其進一步分析，反式茴香腦（51.7%）為主要成分，其次為α-蒎烯（9.1%）、α-水芹烯（8.3%）和草蒿腦（5.2%）。

3"小茴香精油的生物活性研究

隨著人們對精油成分的研究逐漸深入，其生物活性也越來越引起人們的關注。近年來，大量文獻研究證明小茴香精油具有抗氧化、殺菌、抗癌、驅蚊等作用。

3.1"抗氧化作用

近年來，多有研究報道小茴香精油作為一種自由基抑制劑，可以有效清除DPPH自由基，從而限制自由基對人體的損害，這一生物活性在臨床醫(yī)藥領域具有較大潛力。Chang等^[28]通過DPPH自由基清除、脂質過氧化和金屬螯合實驗研究伊朗茴香籽精油的抗氧化活性，3種實驗的IC₅₀值分別為（15.33±1.17），（30.51±2.74），（100.43±3.61） mg/mL，表明小茴香精油具有較強的抗氧化活性。Ahmed等^[29]通過對比中國和埃及小茴香精油的抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)中國茴香精油具有較高的DPPH自由基清除活性，IC₅₀值為15.66 mg/g，而埃及茴香精油表現(xiàn)出較低的活性，IC₅₀值為141.82 mg/g，這種差異可能是由于中國茴香精油中反式茴香腦類化合物和酚類化合物的含量遠高于埃及茴香精油。張彥等^[30]研究了小茴香精油的抗氧化活性，以無水乙醇將精油稀釋成不同濃度的溶液，結果表明，精油清除自由基的能力隨濃度的增加而增強。Dahmani等^[31]以標準合成抗氧化劑作為對照，通過DPPH自由基清除法測試阿爾及利亞野生茴香精油的抗氧化活性，其IC₅₀值為（9.965 8±0.057） mg/mL，結果顯示，精油的抗氧化活性略低于標準合成抗氧化劑，但精油更安全環(huán)保。

3.2"抗菌作用

由于合成抗菌藥物對人體健康和環(huán)境產生不良影響，同時藥物的濫用使菌類的抗藥性增強，小茴香精油作為具有抗菌作用的天然功能性物質，有望替代當前的合成類化學藥品。Senatore等^[32]通過對比未施肥、礦物堆肥和城市廢料堆肥小茴香精油的抗菌活性，發(fā)現(xiàn)城市廢料處理小茴香精油對革蘭氏陽性菌的抑制活性更強，這與精油含有的檸檬烯和茴香酮成分有較大關系，該研究有利于緩解城市固體廢料的壓力，同時提高小茴香的抗真菌性。姜楠楠等^[33]采用濾紙片擴散法對小茴香精油進行抑菌性研究，對比小茴香精油及其兩種主要成分（反式茴香腦和4-烯丙基苯基醚）的抑菌效果發(fā)現(xiàn)，反式茴香腦的抑菌效果最好，表明反式茴香腦在小茴香精油中起到主要的抑菌作用。Elisa等^[34]對6種植物（孜然芹、小茴香、麥盧卡、甜橙、雪松、杜松）的抗念珠菌活性進行研究，發(fā)現(xiàn)小茴香精油對白色念珠菌和熱帶念珠菌最有效，這可能與檸檬烯、β-月桂烯和α-蒎烯的存在及其之間的協(xié)同作用有關。

3.3"抗腫瘤作用

近年來，多項研究顯示小茴香精油可以抑制活性氧的產生和腫瘤細胞的入侵與擴散，減少細胞氧化損傷，從而達到保護DNA的作用。El-Garawani等^[35]通過體外細胞毒性、形態(tài)學變化、實時熒光定量PCR和細胞凋亡相關標志物的免疫細胞化學檢測，發(fā)現(xiàn)茴香精油和天竺葵精油混合物誘導MCF-7細胞周期阻滯和凋亡，并對體外正常人外周血淋巴細胞無顯著毒性作用。Timoumi等^[36]通過細胞活性實驗和脂質氧化誘導實驗，發(fā)現(xiàn)小茴香精油處理組調節(jié)超氧化物歧化酶活性，DNA損傷明顯減少，線粒體膜電位損失減少，從而對結腸癌細胞氧化應激和遺傳毒性起到保護作用。鄭甜田^[37]通過對細胞活性進行測定，發(fā)現(xiàn)在精油濃度為100 μg/mL的條件下，細胞的存活率低于50%，對肺癌、肝癌、結腸癌和乳腺癌的半數(shù)致死率為23.31%、30.12%、72.38%、39.82%，表明小茴香精油對上述癌癥均有抑制作用。Khazaei等^[38]建立分子模型并進行分子動力學驗證實驗，結果顯示，與檸檬烯相比，茴香腦與DNA鏈形成了更穩(wěn)定、更強的相互作用，且對其特定序列有顯著選擇性，進而改變基因表達，達到抗腫瘤作用。

3.4"驅蚊殺蟲作用

近年來，植物源殺蟲劑被大量學者關注，并對此進行了深入研究，小茴香精油作為殺蟲效果極明顯的一類天然植物源物質多被報道。Pavela等^[39]以2013年和2014年種植的小茴香為原料提取精油，并檢測它們的殺蟲效果，最終發(fā)現(xiàn)從小茴香籽中提取的精油殺蟲效果明顯低于每年于開花階段收割的新鮮小茴香地上部分提取的精油，造成這種差異的原因與反式茴香腦的含量有關。魯玉杰等^[40]通過熏蒸測試實驗研究了小茴香精油對綠豆象種群的產卵率、成蟲致死率、發(fā)育時間等的影響，結果顯示小茴香精油LC₅₀值為30.92 μL/L，且精油濃度越高，對綠豆象種群的抑制效果越強。

3.5"其他作用

除上述作用外，小茴香精油還具有緩解痛經、調節(jié)腸胃、抗炎鎮(zhèn)痛等作用。Xu等^[41]對647名痛經女性進行了干預性評估，得出小茴香精油可以減輕疼痛強度、縮短疼痛時間這一結論。張思超等^[42]以小鼠和家兔為實驗對象，研究對小鼠胃排空、小腸推進以及家兔離體小腸功能的影響，結果發(fā)現(xiàn)小茴香精油在0.26 g/kg濃度時顯著降低正常小鼠腸推進率，在0.198 g/L濃度時對家兔離體小腸收縮的張力具有顯著抑制作用，這可能與小茴香精油抑制乙酰膽堿有關，使腸胃在亢奮狀態(tài)下趨于正常，該生物活性可應用于臨床術后腸胃調理。再蘭甫古麗·吐尼牙孜^[43]研究了小茴香精油對由炎癥引起的小鼠耳廓腫脹和醋酸引起的疼痛的影響，通過計算腫脹率和扭體率發(fā)現(xiàn)小茴香精油具有抗炎鎮(zhèn)痛的功效。

4"前景展望

近年來，隨著人們對藥食同源植物關注度的提升，精油作為從植物中提取的具備多種功效的天然產物，極具市場潛力。小茴香功能多樣且在我國種植廣泛，對其進行精油提取并對其成分和生物活性進行深入研究有利于提升小茴香的經濟價值，緩解當下合成藥物對人體和環(huán)境所造成的壓力。同時，小茴香精油作為目前未記錄有嚴重副作用的一類產品^[44]，其抗氧化、抗菌、抗腫瘤功能均具有臨床應用潛力。但小茴香精油本身所附帶的強揮發(fā)性和不穩(wěn)定性并不利于其在各領域的應用，因此，在研究小茴香精油提取工藝和生物活性的同時，還需改善其應用的局限性，從而實現(xiàn)從研究到利用的目標。

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