來自古老樹木精油的芳療保健應用 - NAHA期刊 2023 冬季

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2024-03-12

來自古老樹木精油的芳療保健應用 - NAHA期刊 2023 冬季

提取來自哥斯達黎加古老樹木的精油：Canelillo（Pleodendron costaricense）

作者 Sharon Curtisa, Xinyu Chengb, Maria Jose Mata Quiros c, Francis Caballo Arce,d and Tony Dursta

Canelillo（Pleodendron costaricense）樹是 Canelaceae 樹科中最稀有的樹種。在 2020 年，人們在哥斯達黎加奧薩半島的 Cerro Osa 生物站發現了一種單一物種¹（見圖1），使其成為已知僅存的第四棵樹。這種獨特的樹可能具有古老的起源。在2005年，Nelson Hammed 報告了在哥斯達黎加 Puntarenas 省的 Parrita 地區發現了 Canelaceae 科的一種新物種。²

這一發現具有極其重要的意義，因為在那之前，Canellaceae科的唯一其他物種報告是在波多黎各和尤卡坦半島。 Canelillo（Pleodendron costaricense）被描述為生長在熱帶雨林中、排水良好的紅色粘土土壤中的一種大型低地樹木。該樹的標本最早於 1998 年被收集，其鑑定是由哥斯達黎加植物學家與密蘇里植物園研究人員之間的國際合作所產生的。³這種樹在哥斯達黎加的存在證明了中美洲南部與加勒比地區之間存在植物地理關係，因為 1969 年 Grahm 和Jarzen 描述了來自波多黎各中始新世的 Pleodendron spp.花粉⁴。它被歸類為極危物種。⁵

從 Hammel 和 Zamora 的作品⁶中取出了一幅美麗的插圖，描繪了一株 Canelillo（Pleodendron costaricense）的枝幹和花苞，他們在15年的時間裡對哥斯達黎加的植物進行了盤點(見圖2)。從 Osa Conservation 網站上拍攝的照片顯示了樹幹、葉子的大小以及樹枝的結構(見圖3)。葉子呈長條狀，外觀呈蠟質。從四個已知的發現中可以推測，樹本身的高度在15至35米之間，樹皮是灰色且有明顯的皺紋。內皮為粉紅色，而嫩枝為灰色。植物學家將這棵樹描述為一種生活化石；它在所有樹部都有特有的香氣，並且開黃色的花。葉子有一種甜美的薄荷味，味道辛辣。Osa保護區樹木園的植物學家所做的一項有趣觀察是，猴子使用這種水果擦拭它們的毛皮，可能作為驅蟲劑。這種樹物種僅見於哥斯達黎加，但似乎沒有與這種樹有關的傳統用途。也許猴子知道我們不知道的事情？

需要進一步對這種樹的植物化學⁷進行研究，以促進其基於經濟應用和科學知識的保存。本文概述了通過水蒸餾提取的Canelillo（Pleodendron costaricense）葉片中的揮發性有機化合物的分析，然後進行氣相色譜-質譜儀（GC-MS）分析。

方法

提取

將200克葉子在Clevenger裝置中進行水蒸餾，產生約2毫升黃色油。這種油具有薄荷胡椒味。將1毫升油稀釋在1毫升乙酸乙酯中，以進行GC-MS分析。

GC-MS

將1毫升稀釋油注入帶有5975系列MSD的Agilent 7820A GC系統，該系統帶有一根DB-5MS（30米x 0.25毫米x 0.25μm）柱。使用氦載氣，流速為1.3毫升/分鐘（進氣壓力為10.1 psi）。進氣口加熱至200°C，以10:1的分流模式運行。爐溫以15°C/分鐘的速率從40°C升至250°C。將爐溫升至300°C後沒有產生更多化合物。使用C8-C40烷烴標準（Supelco 49452-U）計算保留指數。

結果

化合物組成

GC-MS分析顯示，Canelillo（Pleodendron costaricense）葉子中的主要揮發性有機化合物如下：

薄荷醇: 27.4%
薄荷油: 20.6%
薄荷腦: 14.2%
苯甲醛: 9.1%
柠檬烯: 8.5%
2-丙烯酸（2E）-3-庚烯酸: 5.9%

其他化合物的含量較低，總共分析了52種化合物。該油主要由單萜和倍半萜組成，並且含有少量的芳香族化合物。

討論

芳香屬性

該油的化學組成顯示其具有顯著的薄荷香氣。薄荷醇和薄荷油是主要成分，這使得這種油具有強烈的清新感，適合用於芳香療法和個人護理產品。

可能的應用

由於其主要的揮發性成分，Canelillo（Pleodendron costaricense）精油可能對呼吸系統和皮膚保健有益。未來的研究可以探索其在抗菌和抗炎方面的潛力。

結論

Canelillo（Pleodendron costaricense）葉子提取的精油可能永遠不會出現在芳香療法師的調香板上，因為它目前缺乏可持續性。然而，它是一種非常有趣的精油，富含木質香氣，並帶有明顯的薄荷氣味，這些氣味來自複雜的濃重的森林香味混合物。豐富的倍半萜類使其在成分上非常獨特。這些化合物中的許多或許是當地猴群行為奇異的原因。Osa Conservation已經展開了保護這種瀕危物種的工作。了解哥斯達黎加雨林中Canelillo（Pleodendron costaricense）的化學組成和生物多樣性既迷人又具有挑戰性。也許在將來，我們將能夠回答兩個令人困惑的問題：為什麼野外沒有幼苗樹，以及為什麼猴子會將水果擦在毛皮上？

參考資料

1. Osa Conservation website, Meet the Team, accessed from: https://osaconservation.org/about-us/meet-the-team/

2. B.E. Hammel, and N.A. Zamora, Pleodendron Costaricense (Canellaceae), a New Species for Costa Rica (n.d.).

3. Hammel, B.E., et al., 2004, Manual de Plants de Costa Rica Volumen VIII, US : Missouri Botanical Gardens

4. R. Pillco Huarcaya, M. López Morales, L. Álvarez-Alcázar, and A. Whitworth, “The First Ex-Situ Germination and Dispersal Mechanisms of the Rare, Critically Endangered Tree, Pleodendron costaricense,” Trop Conserv Sci 15, (2022).

5. Zomera, N., and Barry E. Hammel, 2005, Pleodendron Costaricense (Canellaceae), a New Species for Costa Rica, Lankesteriana 5(3), 211-218.

6. H.& A. N.Zamora, “Pleodendron costaricense N.Zamora, Hammel & Aguilar,” (n.d.).

7. V.T. Amiguet, P. Petit, C.A. Ta, R. Nuñez, P. Sánchez-Vindas, L. Poveda Alvarez, M.L. Smith, J.T. Arnason, and T. Durst, “Phytochemistry and Antifungal Properties of the Newly Discovered Tree Pleodendron costaricense,” (2006).

8. V.I. Babushok, P.J. Linstrom, and I.G. Zenkevich, “Retention Indices for Frequently Reported Compounds of Plant Essential Oils,” J Phys Chem Ref Data 40(4), (2011)

9. H. Takooree, M.Z. Aumeeruddy, K.R.R. Rengasamy, K.N. Venugopala, R. Jeewon, G. Zengin, and M.F. Mahomoodally, “A systematic review on black pepper (Piper nigrum L.): from folk uses to pharmacological applications,” Crit Rev Food Sci Nutr 59, S210–S243 (2019).

10. S.S. Dahham, Y.M. Tabana, M.A. Iqbal, M.B.K. Ahamed, M.O. Ezzat, A.S.A. Majid, and A.M.S.A. Majid, “The anticancer, antioxidant and antimicrobial properties of the sesquiterpene β-caryophyllene from the essential oil of Aquilaria crassna,” Molecules 20(7), 11808 11829 (2015).

11. M. Costa, A. Silva, A. Silva, V. Lima, P. Bezerra-Silva, S. Rocha, D. Navarro, M. Correia, T. Napoleão, M. Silva, and P. Paiva, “Essential Oils from Leaves of Medicinal Plants of Brazilian Flora: Chemical Composition and Activity against Candida Species,” Medicines 4(2), 27 (2017).

12. G. Innocenti, S. Dall’Acqua, G. Scialino, E. Banfi, S. Sosa, K. Gurung, M. Barbera, and M. Carrara, “Chemical composition and biological properties of rhododendron anthopogon essential oil,” Molecules 15(4), 2326–2338 (2010).

13. C.-L. Ho, P.-C. Liao, E.I.-C. Wang, and Y.-C. Su, “Composition and Antifungal Activities of the Leaf Essential Oil of Neolitsea Parvigemma from Taiwan” (n.d.).

關於Sharon Barden博士：

Sharon Barden博士是加拿大渥太華大學約翰·L·霍爾姆斯質譜核心設施的經理。她於2005年在英國薩塞克斯大學獲得博士學位，並於2009年加入了渥太華大學的梅爾研究小組，擔任博士後研究員。她於2012年成為設施經理。

她對精油的興趣始於與研究天然產品的大學教師的互動，她經常被要求對這些材料進行表徵。近年來，她開始了自己的精油和花水分析研究計劃。多年來，她研究了許多不同的精油，有些她意識到已被篡改！

在COVID-19期間，她決定參加一門芳香療法課程來擴展自己的知識，在這些學習過程中，她發現了一個小型微波設備，可以製作花水，還有一點點精油。這項研究引起了很多學生的興趣，他們可以使用微波蒸餾設備提取植物，並使用GC-MS對花水的化學成分進行表徵。她工作的一大樂事就是與學生和教授們互動，他們經常會把奇怪和有趣的東西帶到實驗室進行分析。在2022年夏季，有機和藥用化學的名譽教授托尼·德爾斯特(Tony Durst)將這種特殊的精油帶進了實驗室，故事由此展開！

關於Emeritus Tony Hurst：

Emeritus Tony Hurst 是化學與生物分子科學系的名譽教授。他曾是一個由加拿大和哥斯達黎加研究人員組成的研究團隊的一員，該團隊已專注於哥斯達黎加雨林植物研究超過二十五年。這個團隊於2006年進行並發表了對哥斯達黎加產的第一個植物化學研究。他生產了一些這種樹的精油，並向莎朗和她的學生建議了這個項目。

關於María José Mata Quirós

María José Mata Quirós 是一位哥斯達黎加植物學家，目前在非政府組織 Osa Conservation 工作，致力於研究和應用保護工作，以保護哥斯達黎加南部的特有、罕見和受威脅的樹木。她和 Osa Conservation 團隊已經對新的 Pleodendron costaricense 樹木進行了地圖繪製，並繁殖和種植了超過150株這種罕見物種的幼苗。該團隊收集了用於提取精油的葉子。

關於 Xingu Cheng

Xingu Cheng 是特倫特大學的儀器化學分析碩士學生。她獲得了HPLC、GC、MS、ICP-AES、伏安法等分析技術的實踐經驗。她在方法開發、樣品準備、儀器維護和維修方面有經驗。這個項目和通過GC MS進行的水合油分析使她在化合物分析和定量方面獲得了經驗。此外，她還有監督和指導學生的經驗。此外，她對質量保證、質量控制和國際標準（ISO 9001和ISO 17025）提取和GC-MS表徵方法有很好的理解。

關於 Ana Francis Carballo-Arce

Ana Francis Carballo-Arce 是哥斯大黎加國立大學化學系的正教授。她的專業是生物產品。目前，她是該大學生物精煉實驗室的首席研究員。她的研究重點是生物質再價值化和哥斯大黎加生物多樣性的生物探勘。自2006年以來，她與Durst博士在天然產品方面有著積極的合作。她參與了精油提取和樣品處理工作。