蕨類自石炭紀以來便遍布全球(約三億五千萬年前)。今日已知計有 305 個屬、超過一萬種。古代人群將蕨類用於多種醫療用途,例如感染、出血、外傷、灼熱性腹瀉與受寒等。現代研究亦報告其具有抗氧化、抗腫瘤、抗 HIV、抗菌、抗發炎與抗病毒等活性。至今在中美洲國家,蕨類仍以藥用之姿在地方市場交易。例如多毛開花蕨(Anemia tomentosa var. anthriscifolia)的羽葉在這些市場很常見,因常被用來沖泡飲用以緩解經期不適與協助調節月經週期;此植物也會單獨作為濕敷或酊劑來使用。
蕨類的氣味譜系相當多樣。某些入藥的蕨類本身並不具強烈香氣,實際使用時常加上其他植物來源的風味與香氣,例如紅蕨(Stenochlaena palustris)。但也有一些,如北方鐵線蕨(Adiantum pentadACtylon)與破傘蕨(Pteris tremula),被形容帶有公貓尿般的氣味。Fons 與同事曾展示五種法國蕨類的揮發性有機化合物。
其中,南方鐵線蕨(Adiantum capillus‑veneris)含有(E)‑2‑癸烯醛,此物帶有「椿象」般的氣味。Lady 蕨(Athyrium filix‑femina)與硬蕨(Blechnum spicant)則含少量異戊二烯類,其主要揮發物為 2‑苯乙醛(丁香與風信子氣味)與 1‑辛烯‑3‑醇(菇類氣味,與苔蘚植物相似)。公蕨(Dryopteris filix‑mas)含有(E)‑Nerolidol,帶木質樹皮調;而檸檬香蕨(Oreopteris limbosperma)則呈現最高的揮發物多樣性,多數來自萜類途徑,這並不意外,因其天然具檸檬樣清香,且在單萜上與被子植物呈現相似的模仿性。
同一研究團隊更進一步探討香水業所謂的「蕨類調(fougère)」——一種獨特的「綠感氣味」。過去一般認為這是人工組合而成,但他們發現有六種蕨類各自能產生相近氣味,緣於其中所含的香豆素、己醇、己烯醇與 1‑辛烯‑3‑醇等成分。香水產業也據此衍生出多種應用。雖然蕨類的草本療用與香水用途眾多,但其精油的歷史脈絡則有所不同。
1947 年,《Nature》期刊發表了一篇〈來自蕨類(Paesia scaberula)的萜烯型精油〉。與 1990 年代至 2000 年代才起飛的苔蘚文獻相比,這顯示蕨類的化學研究歷史更早、更深入。當時整個蕨類植物門(Pteridophyta)僅有四篇研究顯示存在精油,人們也普遍認為精油在較「簡單」的植物中十分罕見。
由於俗名即點明其有香氣,「芳香蕨」(Paesia scaberula)自然成為探索精油的起點。研究者以水蒸氣蒸餾自羽葉獲得深紅色精油,得率約為 0.05%。化學分析顯示其主要為雙環倍半萜醇,但仍需進一步解析以確定具體成分。
相較之下,關於蕨類非揮發性有機成分的研究相當廣泛。雖然醫藥用途證據充足,多數科學文獻仍著重於特定的初級與次級代謝物。直到 2000 年代初期之前,僅有少數報告定性了芳香蕨類的揮發性成分。
蕨菜(Pteridium aquilinum)含有 pterosin,據報具有平滑肌鬆弛作用。研究者也檢驗了多毛開花蕨(Anemia tomentosa var. anthriscifolia)的精油,因其於傳統醫療中相當常用。其化學組成鑑定出 80 個化合物中的 48 個,且揮發油以倍半萜為主(其中以 α‑沒藥醇為主要成分),並含有單萜。已知小喬木「candeeiro」(Vanillosmopsis arborea)來源之 α‑沒藥醇顯示抗發炎與局部鎮痛活性,因此該蕨類因同時含有 α‑沒藥醇,可能具有相似的緩解效益。
2009 年起,有研究團隊針對藥用蕨類自精油角度探討抗氧化、酪胺酸酶抑制與抗菌活性,源於產業界尋求更多方法以預防健康危機並對抗抗藥性菌株;此外,抗氧化特性對心血管疾病、糖尿病、癌症與風濕性關節炎等亦有助益。酪胺酸酶抑制劑是天然的淨白因子,也能協助食品產業延緩褐變。下表摘要了各植物的傳統用途與較科學化測試結果之間的對應。
2011 年另一項研究檢驗了 15 種馬來西亞蕨類(部分與上述研究相同),評估其抗氧化性。研究聚焦於酚類化合物,因植物在環境壓力下會產生此類物質。因此生長於高山區、承受低氣溫、低氧分壓、較強紫外線與水分變動的植物,通常具有較高的抗氧化能力。結果顯示,五種蕨類(Cyathea latebrosa、Cibotium barometz、Drynaria quercifolia、Blechnum orientale、Dicranopteris linearis)之新鮮葉片具有非常高的總酚含量;此結果來自 DPPH 自由基清除、鐵離子還原力與脂質過氧化抑制等抗氧化測試。這意味著蕨類可能是未來預防醫療的優秀候選。然而,若我們真的開始於此等壓力環境採收蕨類,必須以生態保育視角審慎對待;這些獨特棲地很容易被破壞。理解蕨類如何回應壓力,也有助於在地族群於全球醫療舞台上取得競爭力。
2016 年,研究者自突尼西亞西北部克魯米拉地區採集了黑脾蕨(Asplenium adiantum‑nigrum)與鐵線脾蕨(Asplenium trichomanes)的精油。在此之前,文獻指出脾蕨科(AspleniACeae)的蕨類富含如黃酮與酚酸等酚類抗氧化物。由於這兩種植物在當地具醫療重要性,因此被選為研究對象。結果顯示,A. adiantum‑nigrum 以棕櫚酸(34.5%)為主,而 A. trichomanes 則具有較高比例的植醇(14%)。兩者並未進一步評估這些化合物可能帶來的療效與其在傳統使用上的貢獻。就目前而言,蕨類精油研究多半停留在化學層面,仍需大量生物學上的佐證研究。
近年的一項研究同時運用化學與生物評估,探討了南非的紫萁(Osmunda regalis)的抗病毒活性。紫萁屬於較為原始且存續最久的蕨類之一,通常生長於較嚴苛的環境。研究以水蒸餾萃取其精油,並以 GC‑MS 分析其成分。該精油對細胞株無毒性(因此對宿主可能較安全),同時對柯薩奇 B4 型病毒(CV‑B4)具有效性;此腸病毒與心肌炎、第一型糖尿病與中樞神經系統疾病的臨床情況相關。此研究顯示,若能對蕨類進行完整而縝密的研究,確實可能開展具前景的生物活性與療效價值。
另有一個獨特的蕨類精油應用案例,來自 2014 年對攀援蕨(Lygodium microphyllum)的研究。此種入侵性強的攀緣雜草常在其蔓延之處使其他植物難以生長,研究者因而探問其原因。當他們從葉片蒸餾出精油並以 GC‑MS 鑑定 15 個成分後,發現主要成分為 α‑monoolein(28.3%)、乙二醇油酸酯(25.7%)與十一炔(15.5%)。該油對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌與稻熱病菌表現出抗菌活性。由此推測,該植物可能使土壤中的共生關係失去平衡,進而抑制鄰近植物的正常生長。這種「便利卻致命」的棲地優勢建立方式(可視為一種害物管理)或可啟發我們以新角度挑選適合的人類醫療潛在候選蕨類。
本文與先前刊載於《NAHA Aromatherapy Journal 2021.1》的〈非種子植物芳療:苔蘚植物〉一樣,提醒我們:所有植物對人類皆有其價值。雖然苔蘚植物往往生於小型群落,蒸餾易造成其族群崩解,但蕨類在資源面上提供更多可能。作為芳療實務工作者,我們必須記得,植物歷史悠久,它們掌握的本領遠比我們想像得多。
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DorothyBelle(DB)Poli 博士為羅阿諾克學院(美國維吉尼亞州塞勒姆)生物學教授,亦任維吉尼亞自然史博物館研究助理。她是演化植物生理學家,關注植物荷爾蒙如何影響軸的形成。她於 2005 年獲馬里蘭大學植物生物學博士學位,並自 Aromahead Institute 取得芳療師認證。此外,她也是「龍研究協作計畫」共同主持人,該跨學科團隊探究植物化石如何可能促成世界各地的龍之民間傳說。
聯絡:poli@roanoke.edu。