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天然產(chǎn)物，是大自然賦予人類最寶貴的財富，一般來講，天然產(chǎn)物是指自然界中天然存在的物質(zhì)，包括動物、植物、微生物、礦物等天然物質(zhì)的組成成分或其代謝產(chǎn)物。人類利用天然產(chǎn)物的歷史早在在新石器時代已經(jīng)開始，距今近8000年前的古代先民已經(jīng)開始種罌粟用于治病，裴李崗遺址最新發(fā)現(xiàn)距今約8000年使用紅曲霉發(fā)酵釀成的酒，為我國目前發(fā)現(xiàn)最早的紅曲霉釀酒技術(shù)。

天然產(chǎn)物，按其成分進(jìn)行區(qū)分，可以大致分為蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、核酸、各種酶類、單糖、寡糖、多糖、糖蛋白、樹脂、膠體物、木質(zhì)素、維生素、脂肪、油脂、蠟、生物堿、揮發(fā)油、黃酮、糖苷類、萜類、苯丙素類、有機(jī)酸、酚類、醌類、內(nèi)酯、甾體化合物、鞣酸類、抗生素類等天然存在的化學(xué)成分。天然產(chǎn)物種類繁多，形式多樣，今天在此僅對天然產(chǎn)物中的一小類，植物揮發(fā)油即植物精油類產(chǎn)物展開論述。

1、植物精油的歷史與特性

1.1 植物精油的歷史

植物精油是采用現(xiàn)代萃取技術(shù)從植物的花、葉、根莖、樹干和樹皮等器官中分離的油狀揮發(fā)性混合物。人類使用植物精油的歷史，可以追溯至公元前4500年，古埃及人開始從芳香植物中萃取出精油用于保護(hù)皮膚和按摩。中國早在殷商甲骨文中就有熏燎、艾蒸的記載，至周代就有佩帶香囊、沐浴蘭湯的習(xí)俗。12世紀(jì)著名的治療師Hildegard寫下了許多用芳香油涂在皮膚上治療身體內(nèi)部疾病的方法。阿拉伯醫(yī)生Avicenna(980—1037年)經(jīng)過多年努力，首先發(fā)明了水蒸氣蒸餾法，從玫瑰花中蒸出了玫瑰油，堪稱現(xiàn)代蒸餾法提取精油的先驅(qū)。這使得工業(yè)化生產(chǎn)精油成為可能，在公元1500—1600年大約生產(chǎn)出了170種精油。

1.2 植物精油的特性

植物精油作為一種提取物，廣泛存在于植物的花、莖、葉、根、皮和果實中。經(jīng)提取后的植物精油多為無色或淡黃色，呈液體狀，常溫下具有揮發(fā)性，易溶于親脂性有機(jī)溶劑的特點。

植物精油由萜烯類、酚類、醇類和醛類等次生代謝物組成，因其具有廣泛的生理活性,在食品、保健品、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。其主要的生理活性包括:抗氧化、抗炎、抗腫瘤、抗菌、抗病毒、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜等作用。

2、植物精油的多種生理活性

2.1 抗氧化活性

人體在正常生長、發(fā)育及代謝過程中均會產(chǎn)生大量的含氧自由基。自由基是新陳代謝的副產(chǎn)物，又稱游離基，通常分為活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基(RNS)。其中，ROS為主要的自由基，包括超氧化物陰離子(O2-)過氧化氫(H2O2)、羥自由基(·OH)和單線態(tài)氧。自由基若不能被及時清除，體內(nèi)積累的自由基可通過破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，使生物膜中的不飽和脂類發(fā)生脂質(zhì)過氧化并形成脂質(zhì)過氧化物。

動物機(jī)體生物膜功能一旦遭到破壞，將損傷蛋白質(zhì)及核酸等生物大分子，導(dǎo)致機(jī)體代謝功能產(chǎn)生紊亂，嚴(yán)重的話會增加基因突變和罹患癌癥的風(fēng)險。植物精油通常具有優(yōu)良的抗氧化活性，Bouchekrit等人研究發(fā)現(xiàn)，從新疆油桐中提取的精油具有較強(qiáng)的抗氧化能力，其抗氧化能力接近于常用抗氧化劑丁基羥基茴香醚(BHA)的4倍。植物精油抗氧化的機(jī)制較為復(fù)雜，在此我們僅挑選其中四項較為重要的機(jī)制展開討論。

① 多酚及黃酮類成分

大量研究表明，植物精油具有抗氧化，清除自由基的效果，這是因為植物精油中含有多酚及黃酮類物質(zhì)。其中多酚物質(zhì)可以直接淬滅單線態(tài)氧、阻止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),還可與過氧自由基有較高的反應(yīng)活性，可將活潑氫原子傳遞給自由基，使自由基變成活性較低的物質(zhì)并將其清除。

吳克剛等人對12種精油在氣相條件下清除DPPH自由基的能力進(jìn)行分析，實驗結(jié)果表明丁香精油對DPPH·的清除效果最佳，清除率可高達(dá)80.12%，其次為肉桂精油，清除率為43.07%。

② 質(zhì)子供體

1，1-二苯基-2-苦味酰肼基（1，1-diphenyl-2-picryhydrazyl，DPPH）羥基自由基（OH）、超氧陰離子自由基（O2-）等氧化自由基能夠引發(fā)生物膜表面發(fā)生過氧化反應(yīng)。姚光明等人發(fā)現(xiàn)，隨著玫瑰精油濃度（0.2～3.0 mg/mL）的增加，清除DPPH、OH 和O2-的能力逐漸增強(qiáng)，可能機(jī)制是精油中含有的酚羥基基團(tuán)在脂質(zhì)過氧化第一步反應(yīng)中作為質(zhì)子供體與自由基結(jié)合生成相對穩(wěn)定的半醌式自由基，從而終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

③ 螯合金屬離子

較強(qiáng)的金屬離子鰲合活性。在脂質(zhì)氧化反應(yīng)中，某些過渡金屬離子(如Fe2+、Cu2+等)可以與H2O2發(fā)生芬頓(Fenton)反應(yīng)，生成羥自由基(·OH)，反應(yīng)過程如圖1所示。它是人體在新陳代謝過程中產(chǎn)生對生物體危害最大、反應(yīng)性最強(qiáng)的一種氧自由基，可以啟動與幾乎所有生物大分子的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，對細(xì)胞中的DNA、蛋白質(zhì)等大分子造成損傷。

圖1.生芬頓( Fenton) 反應(yīng)，生成羥自由基示意圖[9]

植物精油中的某些酚類物質(zhì)含有兩個酚羥基，具備良好的螯合性能,與銅、鐵、鈣能發(fā)生螯合反應(yīng)，起到抑制油脂的自動氧化作用及防止金屬離子誘導(dǎo)自由基的產(chǎn)生,還可減少金屬離子對氧化反應(yīng)的催化作用。Bi S F等人研究發(fā)現(xiàn)南天竹果實精油除具有良好清除DPPH自由基、ABTS+自由基和O2-自由基能力外，還表現(xiàn)出良好金屬離子螯合能力。馬雪梅等人研究結(jié)果表明，25%紫荊花精油具有良好的抗氧化活性，且對Fe2+具有一定的螯合作用。

④ 提高抗氧化酶活性

核因子相關(guān)因子2（Nrf2）可通過調(diào)控抗氧化酶基因的表達(dá)進(jìn)而提高血清和組織中抗氧化酶的活性。Kang 等人研究表明，五味子精油可能通過上調(diào)Nrf2 蛋白進(jìn)而調(diào)控抗氧化酶基因的表達(dá)。所以，植物精油可提高機(jī)體內(nèi)非酶抗氧化劑活性，并且可通過上調(diào)核因子相關(guān)因子基因的轉(zhuǎn)錄水平，增加Nrf2 蛋白表達(dá)，進(jìn)而提高機(jī)體內(nèi)抗氧化酶活性以緩解氧化應(yīng)激造成的組織和細(xì)胞損傷。

在第一部分，我們簡單介紹了天然產(chǎn)物及天然產(chǎn)物中的植物精油的歷史以及基本特性，著重討論了其抗氧化的生理活性。在下一部分，我們將圍繞植物精油的抗炎以及抗腫瘤活性展開論述。

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