香精与香料(78)—香白芷

白芷（学名：Angelica dahurica），又名虈xiāo、?qíu薋zī、川芷、香白芷、白茝chǎi、苻蓠，为伞形科当归属的植物。分布在中国大陆的东北及华北等地，生长于海拔200米至1,500米的地区，一般生于林下、林缘、溪旁、灌丛和山谷草地。约60种。为多年生草本，广布北温带和热带山区。普通白芷植株高达4米，茎粗壮，具红斑；花序白色，直径达0.5米；各地已作为观赏植物栽培。

名称

Dahurian Angelica Root

苻蓠、泽芬、晼、白茞、香白芷

白芷 泽芬 苻蓠 晼 白茞 杭白芷 川白芷 会芷 香棒 白芷根

香白芷的种植和炮制

来源：本品为伞型科植物白芷Angelica dahurica （Fisch.ex Hoffm.） Benth. et Hook.f.或杭白芷Angelica dahurica（Fisch.ex Hoffm.） Benth.et Hook.f. var.formosana（Boiss.）Shan et Yuan 的干燥根。夏、秋间叶黄时采挖，除去须根及泥沙，晒干或低温干燥。

性味：辛，温

性状：本品呈长圆锥形，长10～25cm，直径1.5～2.5cm。表面灰棕色或黄棕色，根头部钝四棱形或近圆形，具纵皱纹、支根痕及皮孔样的横向突起，有的排列 成四纵行。顶端有凹陷的茎痕。质坚实，断面白色或灰白色，粉性，形成层环棕色，近方形或近圆形，皮部散有多数棕色油点。气芳香，味辛，微苦。

中药白芷为芳草类药物，属伞形科植物，多年生草本，根供药用，以条粗壮、体重、粉性足、香气浓郁者为佳。《神农本草经》将其列为上品，别名白茝，芳香，泽芬，因有特殊浓厚的芳香气味，故称香白芷。由于产地不同，又有川白芷、杭白芷、亳白芷等名称。白芷根以其显著的深度、持久性和扩散性而闻名，其重要成分之一——环十五烷内酯，一种类似麝香的内酯，使其在天然香料中具有很高的价值。

白芷性味辛温，无毒，入肺、胃、大肠三经，有祛风胜湿、生肌止痛、芳香通窍的作用，善治阳明头目昏痛、眉棱骨痛、牙痛、鼻渊等证，然其性多升散，凡阴虚、火郁、血热有浮火者用之当慎。

白芷的用途很多，如《百一选方》之都梁丸、《妇人良方》之白芷散、《济生方》之苍耳散、《证治准绳》之白芷汤、《丹溪心法》之芎芷散，以及后世的清眩丸等方均有很好的疗效。

金元·李东垣云白芷“其气芳香，能通九窍”，李时珍亦云“芳香上达”，可见白芷的芳香上行通窍之能甚捷，乃佳品也，故善治头面诸疾用之效著。

总观白芷效能有四，一治面皯瘢疵；二治皮肤瘙痒；三治眉棱骨痛；四治牙痛鼻渊。

白芷香气的组成及其生物学活性

1、白芷属植物精油成分及生物活性研究进展

许多白芷品种已被用于传统医学系统治疗许多疾病。特别是，从白芷中提取的精油(EOs)已被用于治疗各种健康问题，包括疟疾、妇科疾病、发烧、贫血和关节炎。EOs是一种复杂的低分子量化合物混合物，特别是萜类化合物及其含氧化合物。这些成分为精油提供特定的香味和生物活性。本文综述了白芷不同品种EOs的化学成分及其生物活性。本文通过检索PubMed、Science Direct、Wiley、施普林格、ACS、谷歌等国内外相关期刊，对白芷物种EOs及其生物活性进行了研究。不同品种白芷的EO组成存在较大差异。据报道，白芷提取物具有抗氧化、抗炎、抗菌、免疫毒性和杀虫活性。本文就白芷的主要成分及其生物活性进行了综述。

图1 白芷主要挥发油成分的化学结构

本文综述了国内外不同品种白芷中EOs的化学成分。根据文献报道，采用水蒸气蒸馏法或水蒸馏法分离得到的白芷精油主要由单萜烃组成。图1描述了白芷植物EOs中一些主要成分的化学结构。

欧白芷(A. archangelica)种子EOs中，β-茴香萜(β-phellandrene)(33.6 ~ 63.4%)和α-蒎烯(4.2 ~ 12.8%)含量最高。另一方面，意大利欧白芷根EO中α-蒎烯(21.3%)、δ-3-蒈烯(16.5%)、柠檬烯(16.4%)和α-茴香萜(8.7%)含量最高。Nivinskiene等人研究了1995-2002年间采集自立陶宛什文乔尼斯(Svencionys)、普列奈(Prienai)和维尔纽斯(Vilnius)地区的欧白芷根的EO组成。α-蒎烯(15.7 ~ 20.8%)为2个产地的主要EO组分，β-茴香萜(13.8 ~ 18.5%)和α-蒎烯(11.4 ~ 15.0%)为3个产地的主要EO组分。精油中单萜含量为67.3 ~ 79.9%，倍半萜含量为9.6 ~ 19.4%，大环内酯含量为3.9 ~ 6.3%。Chauhan等研究发现，来自西喜马拉雅三个不同海拔高度的欧白芷根状茎的EOs主要含有莳萝芹脑(dillapiole)(35.93-91.55%)和白苞芹腦(nothoapiole)(0.1-62.8%)。此外，作者还报道了EOs的组成随采集高度的不同而有很大的变化。Pasqua等研究了欧白芷根在不同的发展阶段中EOs的积累。α- 茴香萜和β-茴香萜仅在直径大于5 mm的主根中存在。

采自查谟-克什米尔(Jammu and Kashmir)地区的印度白芷(Angelica glauca)全株EO主要含有α-茴香萜(18.0%)、反式香芹醇(16.4%)、β-蒎烯(14.0%)、β-石竹烯(8.6%)和β-氧化石竹烯(8.0%)。Agnihotri等研究了生长在喜马拉雅(印度)高海拔克什米尔山谷的印度白芷(A. glauca)新鲜地上部分EO的组成，发现α-茴香萜(13.5%)、反式-香芹醇(carveol)(12.0%)和β-蒎烯(11.7%)是主要成分。印度北阿坎德邦(Uttarakhand)两个高山地区的印度白芷(A. glauca)根提取物中含有(Z)- 藁本内酯(ligustilie)(40.6-53.0%)和(Z)-丁烯苯酞(butylidene phthalide)(20.7-32.8%)。

Kim等人采用无溶剂固体注入法测定了朝鲜白芷(A. gigas)、中华白芷(A. sinensis)和东白芷(A. acutiloba)根茎中EO的组成。朝鲜白芷中富含香豆素衍生物如紫花前胡醇当归酯(decursinol angelate)(16.83%)和紫花前胡素(decursin)(29.34%)含量最高，其次为洛马汀(lomatin)(10.25%)和异紫花前胡内酯(marmesin)(9.33%)。中华白芷中则以丁烯二氢苯酞(15.23%)、丁烯苯酞(14.27%)、糠醛(16%)和莰烯(10.66%)为主要成分。东白芷以丁烯苯酞(17.82%)和糠醛(13.67%)为主要成分。

Sowndhararajan等人通过水蒸气蒸馏法和超临界二氧化碳萃取法(SC-CO2)比较了朝鲜白芷根的EO组成。EO以单萜化合物为主(52.83%)，其次为含氧倍半萜(25.53%)。其中，α-蒎烯(28.64%)、β-桉叶醇(14.80%)、壬烷(8.49%)和γ-桉叶醇(5.97%)是朝鲜白芷根EO的主要成分。SC-CO2中含量最多的成分为紫花前胡素(40.13%)和紫花前胡醇当归酯(28.44%)。同时水蒸气蒸馏法和超临界二氧化碳萃取法提取的朝鲜白芷EO中α-蒎烯含量为30.89%。在另一项研究中，朝鲜白芷和东白芷的根收集自新泽西州罗格斯大学Snyder研究推广农场，并对其EO成分进行了分析。朝鲜白芷根EO的主要成分为藁本内酯(47%)和γ-松油烯(14%)。东白芷根EO的主要成分为α-蒎烯(32%)和壬烷(25%)。

Chen等人利用水蒸气蒸馏法和顶空固相微萃取法(HS-SPME)比较了东白芷根、茎和叶的挥发性成分。在三部分中，SD和HS-SPME分别检测到61和33个化合物。在蒸汽蒸馏中，主要化合物为3 -正丁基苯酞、γ-松油烯、对伞花烃和顺式-β-罗勒烯(ocimene)。另一方面，HS-SPME的主要成分为γ-松油烯和对伞花烃。此外，作者报告称，与蒸汽蒸馏法相比，HS-SPME采样方法中的单萜类成分更高。

结果表明，大白芷(Angelica major)EO中以α-蒎烯(21.8%)和顺式-β-柔烯(30.4%)含量最高。川白芷(Angelica dahurica)EO的主要成分为α-蒎烯(46.3%)、香桧烯(9.3%)、月桂烯(5.5%)、1-十二醇(5.2%)和4-松油烯醇(4.9%)。毛当归(又称独活，香独活，Angelica pubescentis)根EO的主要成分为α-蒎烯(37.6%)、对伞花烃(11.6%)、柠檬烯(8.7%)和隐酮(cryptone，异丙基环己烯酮)(6.7%)。Champakaew et al.(2015)发现3- n -丁基苯酞、丁烯基苯酞、藁本内酯和邻苯二甲酸二异辛酯是中华白芷(A. sinensis)EO的主要成分。Mohammadi et al.研究了乌鲁木齐白芷(Angelica urumiensis)茎叶EOs的组成。叶中EO主要成分为α-杜松醇cadinol(20.2%)、六氢金合欢烯酰丙酮(hexahydrofarnesyl acetone)(10.03%)和1-十二醇(7.55%)。另一方面，精油中α-杜松醇(9.24%)和δ-cadenine(6.11%)是主要成分。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和顶空-气相色谱-质谱联用仪(顶空-GC-MS)比较了伞状花白芷(A. pancicii )的EO组成。经液相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱-质谱联用(HS-GC-MS)共鉴定出EO中40个化合物，44个化合物。两种情况下，主要成分为β-茴香萜、α-蒎烯和α-茴香萜。绿花独活(Angelica viridiflora)和湖北当归(Angelica cincta)地上部分精油中含量最高的成分分别为石竹烯氧化物(Caryophyllene oxide)(61.7%)和α-蒎烯(67.2%)。

2、杭白芷苦味成分的感官识别

白芷作为一种传统中药，不仅用于治疗普通感冒、牙痛等疾病，而且是一种重要的香料，在许多食物中被用来增加香味，去除令人不快的气味。然而，据报道杭白芷却有苦味。本研究对杭白芷三种常用工艺(煮、炒、炒后煮)后的苦味成分进行了研究。采用高效液相色谱(HPLC)-二极管阵列检测(DAD)-电喷雾电离(ESI)-串联质谱(MS)和感官评价等方法，鉴定了6种苦味化合物(水合氧化前胡素(oxypeucedanin hydrate)、佛手柑内酯(bergapten)、花椒毒酚(xanthotoxol)、欧前胡素(imperatorin)、异茴前内酯(isoimpinellin)和氧化前胡素(oxypeucedanin))。通过味觉稀释分析(TDA)对这些苦味化合物的贡献进行排序。通过对降低白酒苦味的方法进行评价，发现白酒预处理比水预处理更有效。

3、白芷呋喃香豆素对甲型流感病毒H1N1和H9N2的抗病毒活性研究

白芷(伞形科)是一种草本多年生植物，原产于亚洲北部和东部。白芷的根传统上被用来作为一种治疗感冒、头晕、溃疡和风湿病的药用植物。此外，它也是治疗普通感冒和流感的各种方剂的重要成分，如龟岗沃尔汤(Gumiganghwal-Tang)。虽然已经报道了白芷根的多种生物活性及其化学成分，但其在复合水平上发挥抗流感活性的详细机制尚未研究。因此，我们研究了生物活性导向分离纯化的呋喃香豆素类化合物的抗流感性能。以白芷根的70%乙醇提取物为原料，采用生物活性指导分离，制备四种活性呋喃香豆素。对细胞病变效应(CPEs)的抑制作用进行了评估，以确定这些化合物对甲型流感(H1N1和H9N2)病毒的抗病毒活性。对最有效的化合物进行了详细的机制研究，如抑制病毒蛋白合成、病毒复制周期不同阶段的CPEs抑制、神经氨酸酶(NA)抑制、使用流式细胞仪和免疫荧光技术的抗凋亡活性。

生物活性指导的分离从正丁醇馏分中产生四种活性呋喃香豆素，异茴前内酯(1)，氧化前胡素(2)，水合氧化前胡素(3)和欧前胡素(4)。其中化合物2(其次为化合物1、4和3)对H1N1和H9N2均表现出明显的CPE抑制作用，其EC50 (μM)分别为5.98±0.71和4.52±0.39，明显强于阳性对照利巴韦林。化合物2以剂量依赖性的方式抑制NA和NP的合成。在时间过程试验中，a型流感病毒感染的MDCK细胞在感染后1、2 h内用化合物2处理后，细胞病变效应降低80 ~ 90%，在感染后3 h显著下降。与未处理的细胞相比，经化合物2 (20 μM)处理的细胞在感染2 h后，病毒NA和NP水平显著降低至20%以下。在分子对接分析中，化合物2对聚合酶酸性蛋白(PAC;−36.28 kcal/mol)，高于其他两个聚合酶亚基。化合物2对病毒感染细胞也有抗凋亡作用，显著抑制caspase-3和Bax的mRNA表达。我们的研究结果表明，化合物2可能通过抑制病毒复制周期的早期阶段发挥抗流感病毒的活性，而不是直接中和表面蛋白，如血凝素和NA，以及病毒感染引起的异常凋亡。综上所述，这些发现表明白芷中主要的呋喃香豆素在其抗病毒活性中发挥了关键作用。这些发现也解释了为什么这种植物在传统中药中作为重要的抗病毒成分而具有民族药理作用。

4、从白芷中分离得到的珊瑚菜内酯(Phellopterin, 异戊烯氧基呋喃香豆素)可降低糖尿病小鼠的血糖水平

胰岛素抵抗是II型糖尿病和心脏病等代谢综合征发生的关键条件。为研究白芷根中增加胰岛素敏感性的有效成分，对其甲醇提取物进行亚分选。白芷根提取物乙酸乙酯部位对3T3-L1前脂肪细胞的分化有显著促进作用。从乙酸乙酯提取物中分离得到的3个化合物(佛手柑内酯(1)、欧前胡素(2)和珊瑚菜内酯(3))中，珊瑚菜内酯(3)在25和50 μg/mL浓度下诱导脂肪细胞分化的能力最强。此外，欧前胡素(2)和珊瑚菜内酯(3)处理可增加过氧化物酶体增殖物激活受体γ (PPARγ)的mRNA表达。在高脂饮食(HFD)和链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病动物模型中，珊瑚菜内酯(1 mg/kg和2 mg/kg)均能显著降低血糖、甘油三酯和总胆固醇水平。综上所述，这些结果表明珊瑚菜内酯(3)促进3T3-L1前脂肪细胞的分化，珊瑚菜内酯(3)显著预防HFD/STZ诱导的Ⅱ型糖尿病。本研究还提供了珊瑚菜内酯(3)可能是一种有价值的治疗选择，通过促进脂肪细胞分化和增加PPARγ的mRNA表达水平来提高胰岛素敏感性，PPARγ是胰岛素敏感性的主要媒介。

5、白芷根中的香豆素具有抗氧化和抗增殖活性

白芷在亚洲国家经常被用作食品添加剂和民间草药。本研究旨在从白芷中分离出具有抗氧化和抗癌活性的关键活性成分。从白芷中分离得到3个新的呋喃香豆素二聚体和20个已知的香豆素。它们的结构通过广泛的1D和2D NMR、CD和HR-ESIMS光谱分析和UPLC-MS/MS筛选得到。欧前胡素水合氧化前胡素、花椒毒酚、佛手柑内酯和5-甲氧基-8-羟基补骨脂素(5-methoxy-8-hydroxypsoralen)表现出中等的DPPH•清除活性和较强的ABTS•+清除活性。异茴前内酯、珊瑚菜内酯和pabularinone对HepG2细胞有明显的抑制作用，IC50值分别为8.19、7.49和7.46 M。pabularinone对HeLa细胞也有一定的抑制作用，IC50值为13.48µM。这些结果表明，白芷可作为一种新型的、有潜力的天然抗氧化剂和抗癌药物在功能性食品中应用。

6、白芷的一种呋喃香豆素-欧前胡素诱导人早幼粒细胞白血病HL-60细胞依赖细胞色素c凋亡

欧前胡素是白芷根中提取的一种具有生物活性的呋喃香豆素，被发现可诱导人早幼粒细胞白血病HL-60细胞凋亡。DNA片段分析、形态学评价和流式细胞术分析表明，微摩尔浓度的欧前胡素能够触发HL-60细胞的凋亡。在具有细胞毒性的微摩尔浓度欧前胡素下，未观察到坏死或分化。进一步研究表明，细胞色素c/caspase-9通路参与欧前胡素诱导的细胞凋亡;即线粒体膜去极化，Bcl-2下调，线粒体释放细胞色素c, caspase-9和caspase-3被激活，poly(adp -核糖)聚合酶被裂解。此外，欧前胡素诱导的细胞凋亡被Z-VAD-FMK(一种广谱caspase抑制剂)、Z-LEHD-FMK(一种caspase-9抑制剂)和Ac-DMQD-CHO(一种caspase-3抑制剂)显著阻断，而不是Z-IEDT-FMK(一种caspase-8抑制剂)。

欧前胡素诱导HL-60细胞凋亡。(A) DNA片段分析。细胞与0.1%二甲亚砜(0 μM)或欧前胡素5 μM和10 μM孵育48小时。(B)核染色确认。细胞与0.1%二甲亚砜或10 μM欧前胡素孵育48小时。星号表示核碎裂。(C)用流式细胞术检测二倍体细胞(凋亡细胞)。HL-60细胞用指定浓度的欧前胡素培养48小时。此处使用的流式细胞术方法在材料与方法中有描述。Bar表示二倍体细胞的百分比。在三个独立的实验中也得到了相似的结果。

7、白芷根中芳香活性成分的比较与鉴定

固相微萃取(SPME)、吹扫和捕集(P&T),搅拌棒吸附转子萃取(SBSE)和动态顶空取样(DHS)结合 GC-O-MS/MS(AEDA)被应用于提取、分离和分析杭白芷，齐白芷，亳白芷根中的挥发性化合物中量化的关键香气化合物。四种提取方法分别从三种样品中提取了52、54和43种芳香活性化合物。其中，固相微萃取法能有效地提取白芷的香气成分。因此，采用SPME法进行外标定量分析和稀释分析，通过嗅闻试验，3个样品共检测出20种、21种和17种香气化合物，感官评价表明白芷根的香气包括草本、香料和木质香气。主成分分析(PCA)结果表明，3种白芷属植物组成了3个独立的类别，偏最小二乘判别分析(PLS-DA)结果表明，石竹烯、(−)-β-榄香烯、壬醛烯和β-蒎烯在白芷属植物的分类中起重要作用。

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