葉醇是一種醇類的有機化合物，學名為順-3-己烯醇，是一種無色的油狀液體，易揮發，且具有剛從草地割下了的草和葉子的氣味，有時會呈微黃色液體。葉醇是大多數植物引誘捕食性昆蟲的誘餌。葉醇是用于在水果和蔬菜的口味和香水中的一個非常重要的香料，每年需求量約30噸。與它相關的酯類或酯類衍生物，也是重要的香料原料。

葉醇的分子結構式

葉醇，英文名為cis-3-Hexen-1-ol，分子式為C6H12O，相對分子量為100.16。葉醇為無色油狀液體，沸點156~157℃，相對密度0.8460，折光率1.4395。從茶、刺槐、蘿卜、草莓、圓柚等植物中發現。有著青香、藥草香、綠葉香香氣特性。建議應用于草莓、漿果、甜瓜、茶香精中。

醇類合成香料。葉醇具有強烈的新鮮葉草香氣，屬清香型名貴香料，可用于香精配方，化妝品行及食品香料中及使用于制備系列香料如葉醇酯等。主要用作各種花香型香精的前調劑，用于調合丁香、香葉天竺葵油、橡苔、薰衣草、薄荷等花精油，提供新鮮的頭香。

含量分析

各異構體總量及主成分含量均按GT-10-4中用極性柱進行氣相色譜分析。

毒性

GRAS(FEMA)。LD50 4700mg/kg(大鼠，經口)。

使用限量

FEMA(mg/kg)：軟飲料1.0；冷飲3.7；糖果5.0；焙烤食品5.0。適度為限(FDA§172．515，2000)。

用途1

GB2760—96規定為允許使用的食用香料。主要用以配制各種瓜果和薄荷型香精。

用途2

順式3-己烯醇具有類似異戊醇的香味，用于制高級香料；反式3-已烯醇在非常稀和狀態有濃草香味，用于特種香料的生產。

用途3

順式-3-己烯醇又名葉醇,它不僅常用于具有花香青香的日化香精中,也用于具有果香和薄荷香的食用香精中可用于激活花香,果香和薄荷香日化和食用香精中的頭像。

葉醇的主要應用和制備

日本高砂香料公司以戊二烯和甲醛為原料，先生成二氫吡喃，然后在鋰催化作用下開環而得。葉醇是花香型，青香型香精重要香料之一，只加入1%左右即可獲得新鮮青葉香韻。在回歸天然的發展趨勢下，葉醇在西方型香精中將起重要作用。在瓜果香精中只用微量即有功效。

1. 葉醇在食品中的應用

葉醇廣泛分布于綠色植物的葉、花和果實中，因而自人類有史以來就隨食物鏈被人體攝取。據估計，美國公民每年僅通過食用西紅柿就要消費10公噸的葉醇。故葉醇屬于一種天然、安全無毒副作用的化合物。我國GB2760-1996標準規定可按生產需要適量用于食品香精。在日本，葉醇廣泛應用于有香蕉、草莓、柑桔、玫瑰香葡萄、蘋果等天然新鮮風味香精的調配，也與乙酸、戊酸、乳酸等酯類并用，以改變食品口味，主要用于抑制清涼飲料和果汁的甜味余味。

2. 葉醇在日用化工中的應用

葉醇具有強烈的新鮮青草香氣，是一種流行的清香型名貴香料。葉醇及其酯類在香精生產中是不可缺少的調香劑。據報道，目前在世界上40多種著名香精配方中均含有葉醇成分，通常只需添加0.5%或更少的葉醇，即可得到顯著的葉青香氣味。在化妝品行業中，葉醇用于調配各種與天然香料類似的人造精油，如鈴蘭型、丁香型、橡苔型、薄荷型和熏衣草型精油等，也可用于調配各種花香型香精、使人造精油和香精具有青香的頭香香韻。葉醇也是合成茉莉酮和茉莉酮酸甲酯的重要原料。葉醇及其衍生物是20世紀60年代香料行業綠色革命的象征。

3. 葉醇在生物防治中的應用

葉醇還是植物和昆蟲兩方面不可缺少的生理活性物質。昆蟲利用葉醇作為警報、集合等信息素或性激素。如用葉醇與苯琨以一定的比例混合后，可誘導雄性金龜子、甲蟲的聚集，從而用以大面積的捕殺諸如此類的森林害蟲。由此可見，葉醇是一種有重要應用價值的化合物。

葉醇的發現

葉醇幾乎存在于所有綠色植物中，所謂象征植物”綠色”的本體在氣味上的體現就是葉醇。雖然自人類有史以來，葉醇就成為人類食物鏈的一個環節，但直到1895年才在茶油中測到它的存在。在1917年，人們又發現葉醇存在于日本薄荷油中，并粗略地確定了其結構，Stoll和Rouve確定葉醇的結構為順-3-已烯-1-醇。大約在1920年進行紅茶的發酵時亦發現了葉醇，1930年左右日本化學工作者在茶的鮮葉中也發現了它。相繼在許多高等植物中發現了葉醇，如大花茉莉、小花茉莉、薄荷、香茅、紫花地丁、番茄、茶葉、百里香、山竹果、香葉天竺葵、雞桑、草莓、葡萄、獼猴桃、圓柚、懸鉤子、桂花、梔子花、紫羅蘭葉、紅三葉草、蘿卜、覆盆子和刺槐等中。在洋槐和桑樹的葉油中葉醇的含量可達50%，綠茶中近30%。葉醇的天然提取法可由這些植物中分離提取，主要是由精油中提取，然后與相應的鄰苯二酸鹽或脲基甲酸鹽反應而提純，得到的順式異構體占95%。從植物中提取的精油本身數量有限，精油中往往又含有種類繁多的化合物。因而欲提取、分離到某一具體的化合物(如葉醇)相當困難，且提取的得率也極微。顯而易見，直接從天然植物中提取葉醇無法滿足對葉醇的需求，這在實踐中也是極不經濟的。

綠茶中含有30%左右的葉醇

葉醇的生物合成

1、脂氧合酶通過脂肪酶依賴和獨立的途徑控制綠葉揮發物生產的重要性

綠葉揮發物(GLVs)是一種六碳揮發性化合物。它們是由脂肪酸通過脂氧合酶催化的雙氧合反應和隨后的氫過氧化物裂解酶催化的裂解反應而形成的。GLV參與植物對食草動物和病原體的直接和間接防御。在完整的植物組織中，GLV的濃度通常很低，但在受傷時，GLV會在幾秒鐘到幾分鐘內迅速合成。有人假設，這種“GLV爆發”是由內源性底物上現有酶的激活支持的；然而，GLV爆發的具體機制尚未闡明。最近，我們發現有一部分GLV是在脂質中不釋放游離脂肪酸的情況下形成的。因此，我們假設脂氧合酶在GLV爆發中起重要作用。特別是脂氧合酶對膜脂的直接氧化發揮作用。脂氧合酶也是控制植物源食物中GLV水平的一個靶點。[1]

圖1 典型綠葉揮發物的結構。(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯-1-醇有通用名稱，如括號中所示。在一些植物中，(E)-3同分異構體和(Z)-3同分異構體被發現。此外，在一些植物中還能形成丁酸酯和己酸酯。[1]

圖2 植物中兩個主要的脂氧化物通路(GLV和JA通路)的示意圖，重點介紹GLV通路 [1]

圖3 代表性脂質脂氧化物的結構。單半乳糖甘油二酯創傷蛋白(MGDG traumatin)由氫過氧化物裂解酶HPL途徑形成。在擬南芥和煙草中，創傷蛋白通過與(E)-10形式的雙鍵異構化和/或C9位置的氧合進一步修飾。與12-氧代植物二烯酸OPDA結合的脂氧化物由丙二烯氧化物合成酶AOS途徑形成，相關化合物統稱為擬南芥苷。在亞麻中發現了含有二乙烯醚結構的酰基部分的MGDG，其相關化合物命名為亞麻油脂。在任何一種情況下，脂氧化物都可以在sn1或sn2位置上找到，或者兩者都有。這些脂質羥磷脂也可能與雙半乳糖甘油二酯DGDG或磷脂(如磷脂酰膽堿)一起出現。R表示甘油主鏈。R '表示酰基。Gal代表半乳糖。[1]

圖4 提出了一種由組織破壞引起的綠葉揮發物GLV爆發模型。西紅柿脂氧合酶TomLOXC(通過GFP分析)(Chen et al. 2004)和脂氧合酶2NaLOX2(通過TargetP預測)(Allman et al. 2010)被預測位于葉綠體基質中。番茄氫過氧化物裂解酶HPL被預測會結合在葉綠體的外膜上(Froehlich et al. 2001)。當組織被破壞時，葉綠體會崩潰，類囊體膜(富含單半乳糖甘油二酯MGDG)會被破壞。盡管大多數植物脂氧合酶LOXs是可溶性酶，但它們有n端β-桶狀結構域，被認為與疏水表面相互作用(Ivanov et al. 2010)，這將有助脂氧合酶于LOXs與破碎的類囊體膜相互作用，催化單半乳糖甘油二酯羥基過氧化物MGDG- OOH的形成。與此同時，包膜會被破壞，使氫過氧化物裂解酶HPL結合在其上，可以結合MGDG-OOH。玉米脂氧合酶家族ZmLOX10存在于葉綠體以外的細胞器中，細胞器的崩潰也會導致同樣的激活。[1]

2、從綠色路線產生綠色香韻

典型的清新宜人的前調來自壓碎的水果和植物的綠葉部分，通常被稱為“青調或綠香”，來自揮發性的C6化合物，如(E2)-己醛(葉醛)和(Z3)-己烯醇(葉醇)。這些化合物可以從植物組織中提取，但由于工業產品中需要它們的濃度與原始材料中的濃度相當，因此這種方法利用了大量的材料，通常在經濟上不現實。這些化合物的化學合成可以滿足工業所需的量，但導致“合成化合物”標簽不被消費者很樂意去接受，特別是在西歐，他們的需求是支持“天然來源的產品”。生物技術代表了一種非常有吸引力的替代品，可以生產被認為是天然的香料和芳香劑。此外，與化學合成相比，生物技術方法提供了在自然界中出現的對映體混合物的拆分，從而消除了后續的分離步驟，并改善了可能受手性影響的氣味感知。

本文報道了一種利用生物技術合成(E2)-己醛和(Z3)-己烯醇的新方法；綠香韻化合物由工程菌在添加10%富多不飽和脂肪酸油的特定培養基中生長產生。利用新基因NX6125轉化的細菌將亞油酸和亞麻酸等多不飽和脂肪酸降解為葉醛和葉醇。此外，還介紹了一種全新的下游加工方法，即所需產品的分離、濃縮和純化。這一創新發展為工業規模的天然綠色香韻物質的生產提供了一個可預期的轉化前景。[2]

圖5 假設的綠香韻化合物的生物合成途徑。PUFAs轉化為綠色揮發物是通過大腸桿菌過表達NX6125實現的。

3、青香化合物的合成

綠味化合物是新鮮、綠色的蔬菜和水果的主要特征成分，如蘋果、櫻桃、獼猴桃、樹莓、草莓和番茄。這些分子被用于香精和香料工業，作為食品和飲料的新鮮香精成分。這些揮發物的主要基團是六碳醛和醇類，如(2E)-己烯醛(葉醛)和(3Z)-己烯醇(葉醇)。在黃瓜和甜瓜的香味中發現的九碳醛和醇也被認為是綠色的化合物。所有這些化學物質都是由脂肪酸如亞油酸和亞麻酸通過酶氧化形成的。它們的生物合成需要兩組酶，脂氧合酶和過氧化氫裂解酶。[3]

圖6 青香韻化合物的生物合成途徑 [3]

葉醇的藥理和香氣活性

1、長、短碳基化學物質對平滑肌松弛的調節作用

簡介：從植物中提取的短鏈和長鏈的碳素化學物被發現在許多家用產品中，并被廣泛用于補充醫學。從植物中提取的短鏈和長鏈基碳化學品在許多家用產品中都可以找到，并被廣泛用于補充醫學。據傳聞，其中一些化學品具有放松平滑肌組織的能力，為了驗證這一概念，本研究考察了1,8-桉樹腦、1-庚醇、α-蒎烯、順式-3-己烯-1-醇(葉醇)和反式-2-己烯醛(葉醛)對小鼠和大鼠輸精管的神經傳遞和收縮的影響。方法：在存在和不存在每種化學物質的情況下，對小鼠輸精管表面的電誘發的神經末梢沖動（NTI）和電誘發的興奮性結點電流（EJC）進行了局域性的細胞外記錄。同樣，在存在和不存在每種化學品的情況下，對大鼠輸精管的去甲腎上腺素誘發的收縮力也進行了檢查。結果：相對于各自的對照組，1,8-桉樹腦、1-庚醇和反式-2-己烯醛分別在統計學上顯著降低了平滑肌收縮力和EJC振幅，其中1-庚醇和反式-2-己烯醛還在統計學上顯著降低了NTI振幅。在NTI和EJC振幅方面，1,8-桉樹腦和1-庚醇的影響是可逆的，而反式-2-己烯醛的影響是不可逆轉的。結論。我們的研究結果表明，1,8-桉樹腦和反式-2-己烯醛能減少平滑肌的神經傳遞和收縮，從而引起平滑肌的松弛，因此表明這些化學品可能具有臨床應用和健康益處。[4]

圖7 反式葉醛促進平滑肌松弛的性能

2、順式-3-己烯-1-醇對綠茶香氣影響的表征

順-3-己烯-1-醇被認為是綠茶青香韻(或綠調)的主要來源。但對茶葉中青香韻香氣成分的組成及順式-3-己烯-1-醇對其他香氣成分的影響尚無明確的研究成果。本研究對綠茶中主要的青香韻香氣成分進行了表征，重點分析了順式-3-己烯-1-醇在綠調香氣中的作用，并對其對綠茶中其他香氣成分的影響進行了研究。通過GC-MS檢測、氣味活度評價和單體嗅聞，鑒定出12種青香韻香氣成分。通過化學計量學分析，證明順-3-己烯-1-醇是對綠調香氣影響最大的組分。此外，通過電子鼻分析不同濃度的順式-3-己烯-1-醇與其他25個綠茶香氣成分之間的相互作用，結果表明，順式-3-己烯-1-醇對整個基于香氣重組解決方案的實驗和自然香味茶樣品起著深遠的影響。GC-MS和CG-FID確定順式-3-己烯-1-醇的青香韻氣味和綠調香氣差異閾值濃度范圍為0.04~0.52 mg kg(?1)。

圖8 綠茶香韻組成及添加順式-3-己烯-1-醇后的香韻變化

3、信息素在害蟲防治中的應用，特別是象鼻蟲信息素

添加寄主植物揮發物可以增強某些昆蟲信息素的吸引力。當人們對信息素和植物揮發物的混合反應大于對單獨刺激兩者相加總和的反應時，這種現象被稱為協同作用。鞘翅目昆蟲信息素與寄主植物揮發物相互作用的研究受到了廣泛的關注。當大葉甲的聚集信息素與棉花葉片揮發物(反式-2-己烯-1-醇、順式-3-己烯-1-醇或1-己醇)結合時，棉鈴象甲誘捕器的吸引力顯著增強。當苯甲醛(一種水果的揮發性物質)與李藥草聚集信息素結合使用時，捕獲的誘捕物也增加了。植物揮發物對山松甲蟲的信息素誘捕也起到了協同作用。例如，用費洛蒙和寄主植物揮發物作誘餌的誘捕器捕獲的成蟲數量大約是用費洛蒙單獨誘捕器捕獲成蟲數量的5到13倍。同樣，寄主植物揮發物協同亞洲棕櫚象甲(Rhynchophorus ferrugineus，鞘翅目: Curculionidae)成蟲對聚集信息素ferrugineol誘捕的反應。其他一些昆蟲種類的協同反應的例子已被報道，包括跳蚤甲蟲，棕櫚象鼻蟲，蠹蛾，玉米穗蟲和東方果蛾。

圖9 用于檢測象鼻蟲信息素的誘捕器類型。A)粘卡誘捕器B)棉鈴象甲誘捕器C)梅花金字塔誘捕器D)圓頂誘捕器底部開孔E)圓頂誘捕器頂部開孔

參考文獻

[1] Mugo Mwenda, Cynthia & Matsui, Kenji. (2014). The importance of lipoxygenase control in the production of green leaf volatiles by lipase-dependent and independent pathways. Plant Biotechnology. 31. 445-452. 10.5511/plantbiotechnology.14.0924a.

[2] Ibdah,M.,Lavid,N.,Lewinson,E.,Amit,A. and Dror,N. (2010). Green routes to green notes. Chemical Engineering Transactions, 20, 241-246. DOI: 10.3303/CET1020041.

[3] http://www.uky.edu/Ag/Agronomy/PLBC/FnA/greennote.html

[4] Poyton, Curtis & Cheesman, Matthew & Roy, Mary Louise & Lavidis, Nickolas. (2015). Modulation of Smooth Muscle Relaxation by Short and Long Carbon Based Chemicals. Pharmacognosy Communications. 5. 250-256. 10.5530/pc.2015.4.6.

[5] Nie, Cn., Gao, Y., Du, X. et al. Characterization of the effect of cis-3-hexen-1-ol on green tea aroma. Sci Rep 10, 15506 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72495-5

[6] Tewari, Sunil (2014). Integrated Pest Management || Use of Pheromones in Insect Pest Management, with Special Attention to Weevil Pheromones. , chapter 9, 141–168. doi:10.1016/B978-0-12-398529-3.00010-5.