守護植物貴重精油品質 林試所建立精油指紋圖譜及資料庫

月桃

月桃用途多,可用於佳餚也可製成精油。(攝影/張家瑋)

文.圖/洪昆源 行政院農業委員會林業試驗所森林化學組助理研究員
    吳孟玲 行政院農業委員會林業試驗所研究員兼副所長
    蔡景株 行政院農業委員會林業試驗所中埔研究中心助理研究員
    黃士元 行政院農業委員會特有生物保育研究中心退休研究員
    吳芯慧 行政院農業委員會林業試驗所森林化學組助理

植物的次級產物「精油」,產量少卻具有高經濟價值,原本對人類和環境具有正面價值,卻因為不當的商業行為,造成資訊扭曲和贗品誤用。行政院農業委員會林業試驗所(簡稱林試所)森林化學組研究團隊建立「貴重精油指紋圖譜資料庫」(簡稱指紋圖譜資料庫),避免溶劑混參、以假亂真的精油產品充斥市場,為人們把關健康,促進友善經濟模式循環。

精油使用歷經千古 殺菌、抗蟲、振奮精神

芬多精(Phytocides)為植物所散發一群揮發性成分的總稱,精油是phytocides主要組成之一,對人類生活也有許多實質效用。cide意指殺滅、清除,顧名思義具有清除細菌和真菌的效果,而抗菌生物活性的機轉,主要是藉由調控細胞分裂週期和抑制代謝中的關鍵蛋白質(Cytokine or Kinase)達到抑制作用。

精油有多種機能性,5,000年前印度阿育吠陀療法是精油使用最早的起源,到3,000年前有了更廣泛的應用。精油多為液體,之所以有浸潤性,是因為分子量小及沸點低,極容易揮發,因此有很強的空間穿透性和表面包覆性。根據植物化學組成的角度,常見化合物分類包括萜類、少數酚類、脂肪酸和生物鹼等化合物。

精油因為有味道,官能基不外乎醇、醚、醛和酮類,總體極性多落在中低極性範圍。由於大部分的低極性成分,精油對動物細胞膜具親和力,故進入人體內常具有較佳抗菌、抗發炎、抗腫瘤細胞的活性。

氣態精油是人體吸收最快的路徑,主要由鼻腔直接進入腦前葉海馬迴位置,再到腦中樞產生刺激與反應;第二種路徑是進入胸腔肺部,再由血液運輸入身體各部位。相較於液態精油透過消化道和皮膚吸收,氣態精油顯得快而有效率。

精油進入體內,可產生殺菌、抗蟲、振奮精神、幫助循環等作用。人類面對外在環境惡化,可以直接或間接產生多種免疫反應,分別由白血球、巨噬細胞、自然殺手細胞(Natural Killer Cells,簡稱NK細胞)、B細胞、T細胞及肥大細胞達成,精油最常誘導並促進NK殺手細胞活化。

貴重精油的獲利模式

貴重精油並沒有明確的定義,一般對貴重(precious)的定義是指利用大量原始材料,卻只能得到少數產物,這與價格昂貴的意思有所不同。市場準則不外乎以需求和供給來決定價格,當需求大於供給,再加上生產製程中耗費大量人力、能源和材料,墊高了產品的成本,因此精油雖為消耗品,在市場上的價格仍然是居高不下。

貴重精油的獲利模式分為3個部分,第一個是精油本身,第二個就是純露,第三個就是萃取的廢渣。

以沉香而言,貴重精油最大的消費市場來自於中東,主要是直接或間接使用精油揮發,產生機能性和宗教性「覺受」,此類的消費市場屬於高端市場,只有產石油的中東國家有這樣的消費能力;日本、臺灣和亞洲國家的市場多以乾燥原木或木片的方式來釋放香氣,中國古代稱這種釋放的方式為「煎香」。

沉香樹的果實與種子
沉香樹的果實與種子。

廢渣常常可以變成粉劑,粉劑本身可作為薰香材料或塑形為線香、臥香、環香和香塔等形式產生薰香,通常線香都需要加入黏粉作為佐劑和竹材作為依附,所以燃燒出來的東西會比較複雜。

玫瑰花有浪漫和華麗感覺,精油或醇露的香味屬於中調(Middle notes),具有溫和、輕柔的特色,香味持續較長,是香水中香味的核心,在市場尤其深受女性所喜愛,目前使用地區和產品線日趨多元,從薰香、化妝品、保養品、清潔用品到食品應用都可見。

玫瑰花
玫瑰花精油需要3噸以上的花瓣,才能生產1公斤的精油。

原生V.S.進口 貴重精油需求攀升

臺灣原生貴重的精油裸子植物包括扁柏(Chamaecyparisobtusa var. formosana)、紅檜(Chamaecyparisformosensis)、肖楠(Calocedrusformosana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和臺灣杉(Taiwania cryptomerioides),被子植物中的雙子葉植物部分則如烏心石舅(Magnolia kachirachirai)、月桃(Alpinia zerumbet)、山胡椒(Litsea cubeba)、黃荊(Vitex negundo)和土肉桂(Cinnamomum osmophloeum)等。原生植物精油之所以貴重,不外乎木材部分生產緩慢,葉子產生精油的部分則是材料和生產量太少。

山胡椒
山胡椒果實和葉子都可以生產精油。
烏心石舅
臺灣原生植物烏心石舅,是全世界木蘭屬地理分布最南端的植物。
黃荊
臺灣原生植物黃荊,具有多元藥用價值。

國際上流通的貴重精油如沉香(Aquilaria malaccensis)、檀香(Santalum album)、玫瑰(Rosa damascena)和茉莉花(Jasminum sambac)等,沉香和檀香精油來自於木材部分,茉莉花和桂花則是利用花的部分。

茉莉花
茉莉花當季和陳年精油各有風味。

以沉香木材而言,面臨生產緩慢而結香困難的情況,雖可以藉由誘導技術達成結香,但靠自然誘導是曠日費時,故多用人為誘導以縮短結香時間。如欲達到高等級沉香,仍有努力空間。

檀香是半寄生植物,木材生長需要時間,加上自身二次代謝的產物不會產生香味,因此必須選擇適當的芳香植物作為伴生栽植,才能形成檀香風味。檀香常見的伴生植物有過山香、月橘及草本香料植物。以玫瑰花精油為例,3~5公噸的花瓣只能產生1公升的精油,從這數據就能知道它的可貴之處。

檀香
檀香是半寄生植物,芸香科植物常常是寄主植物。

近年來因為中國大陸和印度需求暢旺,消費市場產生非常大的變化,讓臺灣上游盤商在取得這些國際貴重原料更加困難。原料生產國通常會把品質好的、量大的原料,優先留給能提供較大訂單的國家和公司,即使精油是可以藉由植物生產而得到的產品,也努力增加植物生產量,但需求增加的速度仍遠高於生產量。研究顯示,未來5年精油需求持續往上,現有供給仍然無法滿足日益增高的市場需求,因此更推高了價格。

精油的指紋圖譜 鑑定真偽的資料庫

俗話說:「殺頭的生意有人做,賠錢的生意沒人幹。」高價產品如果有市場需求,通常都會有偽造或仿冒者竄出,最後把藍海市場推向紅海市場,形成「劣幣驅逐良幣」的結果,打亂總體市場。林試所建立指紋圖譜資料庫,優先鎖定具有高市場價值的精油,未來將成為穩定市場和打擊仿製品的力量。

標準的指紋圖譜可以辨認劣質和仿造的精油。以目前山胡椒精油為例,就有業者用香茅和薑(Zingiber officinale)的精油作為調和混充,以假亂真來填補市場的需求空隙。不過,混充的山胡椒精油逃不過指紋圖譜的辨識,尤其薑的精油有特定的指標成分(Indicator components),當有混充的添加物進入山胡椒精油的時就可察覺。

另外,市場上還有用少許的貴重精油添加低廉的溶劑來販賣,拉低售價造成市場的混亂。純度高的精油成本無法抵擋混充精油的低價競爭,這時就可用精油指紋圖譜來認證和把關,成為穩定市場的重要機制。

市場如果沒有辨識真偽的機制,消費者在購買高價精油時便容易裹足不前,轉身選擇品質有待商榷的低價精油,導致精油市場走向停滯,危害整個產業鏈。除了破壞市場行情,更有不肖廠商聲稱劣質精油可以食用,危害人類的健康和消費生態,不得不慎防。

累積珍貴圖譜資源 鑑識工作可技術轉移

善用芳香植物的精油、純露和殘材,既可增進人體健康和社會福祉,精油的機能還可調節菌相過度的問題,改善空氣品質,達到環境平衡。當一切「失真」的時候,促進經濟收益、增進健康福祉和達到環境平衡的力量將會轉弱,甚至不復存在,因此快速建立貴重精油指紋圖譜資料庫是一舉多得,同時符合社會與市場期待的一項重要工作。

林試所森林化學組長期接受業界委託鑑定,累積珍貴圖譜資源,將得來不易且市場流通的貴重精油資料,轉換為指紋圖譜資料庫,希望未來能幫助業界發展,達到正本清源、匡亂扶正和去蕪存菁的目標。另外,有興趣參與鑑識工作者,也可以透過技術轉移來投入此項工作。藉由指紋圖譜資料庫的建置,林試所期盼達到承先啟後的效益,為精油業者和廣大消費者創造雙贏局面。

紅檜鱗片葉
紅檜鱗片葉較尖,葉子搓揉後無辣味,分布於較低海拔。
扁柏鱗片葉
扁柏鱗片葉較圓鈍,葉子搓揉後有辣味,分布於較高海拔。

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