紫苏籽化学成分提取工艺条件及应用研究进展

紫苏籽化学成分提取工艺条件及应用研究进展时艺霖;顾宪红;毛薇;王占彬【摘要】紫苏籽是我国传统的药食两用类中药材之一,含有多种功能性成分,如蛋白质、氨基酸、α-亚麻酸、黄酮、迷迭香酸、萜烯类、多糖等,具有抗衰老、降血压、降低胆固醇、抑制癌细胞分化、提高机体免疫力等多种生理功能.本文综述了近年来国内外对紫苏籽化学成分分析、提取工艺的研究进展,以及紫苏籽在饲料、保健、食品和化工行业中的应用现状,为紫苏籽资源的合理开发提供参考基础.【期刊名称】《家畜生态学报》【年(卷),期】2015(036)008【总页数】7页(P79-85)【关键词】紫苏籽;化学成分;提取工艺条件;应用【作者】时艺霖;顾宪红;毛薇;王占彬【作者单位】河南科技大学动物科技学院,河南省饲草饲料资源开发与畜禽健康养殖院士工作站,河南洛阳471003;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京100193;郑州铁路职业技术学院,河南郑州450000;河南科技大学动物科技学院,河南省饲草饲料资源开发与畜禽健康养殖院士工作站,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】S811.6紫苏籽又称苏子(Perilla frutescens seed)，为唇形科紫苏属草本植物紫苏(Perilla frutescens，Linn. Britt)的干燥成熟果实，常见的有紫苏和白苏两种。

紫苏籽原产于中国，是我国传统的中药材，在我国已有2000多年的栽培历史[1]，主要应用于饲料添加剂、医药、香料、食品、粮油加工等方面[2]。

紫苏籽呈椭圆形或类球型，灰棕色或灰褐色，表面有花纹，有油性，压碎有香味，其性辛、温，归肺经，主要用于痰壅气逆，咳嗽气喘，肠燥便秘等症状[3]。

紫苏籽中主要化学成分为α-亚麻酸552.4 mg/g、黄酮12.19 mg/g、熊果酸0.47 mg/g、齐墩果酸0.22mg/g和迷迭香酸10.184 mg/g等[4-7]。

其药理作用有降血糖血脂、抑菌抗炎、抗过敏、止血、解热镇静、抗氧化、抗微生物、止呕、提高记忆力等[8]。

目前国内外研究者已在紫苏籽的化学成分分析、提取制备及应用等方面做了大量基础研究，同时也取得了一定的阶段性成果。

鉴于紫苏籽药食同源等中药价值，为促进其更为深入的研究开发，本文主要对目前紫苏籽中化学成分分析、提取以及在畜牧业、医疗保健和食品化学工业中应用的最新研究进展进行了系统的综述。

植物化学研究证实，紫苏籽富含多种化学成分，可分为挥发性成分、半挥发性成分以及非挥发性成分。

以甘肃白紫苏为例，其挥发性成分主要有水芹烯(相对质量分数为5.72%，下同)、紫苏酮10.51%、桉油精6.58%、丁香酚6.13%、2-甲氧基苯酚4.55%、n-十六酸5.81%、蒎烯3.07%等；半挥发性成分包括α-亚麻酸16.21%、2-甲氧基苯酚6.65%、α-亚油酸4.44%、n-十六酸4.11%、金合欢醇2.81%等[9]；非挥发性成分包括黄酮类、酚酸类、蛋白质、氨基酸、萜类、甾醇类、有机酸、多糖、β-胡萝卜素等[10]。

目前对紫苏籽中有效成分提取的研究多集中在油脂、蛋白质、黄酮类及酚酸类等物质。

2.1 油脂提取紫苏籽油脂的提取方法主要有压榨法、超临界CO2萃取法、有机溶剂提取法、尿素包合法、微波辅助提取法等，其组成成分的分析方法主要采用GC-MS法，各种提取方法均有各自的优缺点。

庄云等[11]比较了三种油脂提取方法对紫苏籽出油率研究，分别是机械压榨法，将紫苏籽粉碎后过10～20目筛，然后置于压榨机中，温度控制在100 ℃、提取时间8 h，此方法出油率为12.79%；化学萃取法和索氏提取法，各取10 g紫苏籽粉分别使用60～90 ℃石油醚进行化学萃取和索氏抽提，化学萃取法在室温(25 ℃)下进行，索氏抽提法温度控制在80 ℃左右，提取时间均为6 h，3次重复减压回收溶剂得到紫苏籽油，出油率分别为15.37%、18.52%；超临界CO2萃取法，将紫苏籽粉碎后装入料桶然后放入萃取釜中，分离釜I压力8 MPa、温度38 ℃；分离釜Ⅱ压力5 MPa、温度35 ℃，CO2流量为30 L/h，萃取时间2 h，紫苏籽油提取率为38.58%。

有人采用索氏抽提法将紫苏籽中的油脂提取出来，经过气相色谱分析，紫苏籽挥发油不饱和脂肪酸主要成分为亚麻酸53%、油酸20.9%、亚油酸15.4%、棕榈酸7.3%、硬脂酸2.5%[12]。

许万乐等[13]通过GC分析法对不同品种紫苏籽油中脂肪酸的组成及含量进行了测定，结果表明紫苏籽油中主要含有油酸13.58%～26.85%、亚油酸9.02%～11.47%、棕榈酸60%～7.17%和α-亚麻酸57.67%～69.35%。

通过以上方法的对比可以看出，新型油脂提取工艺优于传统的油脂提取工艺，提高了油脂的出油率，并且不易产生有毒有害等物质，开发前景广阔，但是也存在工艺复杂、成本高等缺点，仍需要进一步的分析和研究。

2.2 蛋白质提取蛋白质是生命体中含量最高、功能最重要的生物大分子，作为生命的基础物质之一，在催化机体内各种生化反应、调节新陈代谢及控制遗传信息传递等方面起着至关重要的作用[14]。

紫苏籽蛋白质含量为20%～23%，经压榨过后的饼粕中蛋白质的含量可达28%～45%，高于小麦、大麦、燕麦、玉米、大米、苋菜等传统作物的蛋白质含量。

李慧珍等[15]使用考马斯亮蓝G-250法对紫苏籽中蛋白质含量进行分析测定，研究发现试验材料的种子中蛋白质的平均含量为23.35%。

Zhu等[16]采用优化超声辅助法对紫苏籽粕中蛋白质进行提取，得出的最佳提取工艺为超声功率61 W、温度40 ℃、固体液体比率为40 mL/g、提取时间12 min，这种条件下紫苏籽粉蛋白质得率为10.77%。

为了达到理想的提取效果，石玮婷等[17]以紫苏籽为原料，首先利用石油醚将其脱脂，然后采用微波辅助法提取紫苏籽蛋白质最佳工艺条件为：固液比1∶10、微波功率200 W、pH10.0、微波时间8 min，在此条件下测得脱脂紫苏籽粗粉蛋白质提取率为25.85%，其蛋白质含量为43.01%，此方法可以去除脱脂紫苏籽粉中粗蛋白的大量无机盐杂质，提高蛋白质的纯度，并且在处理过程中蛋白质没有发生变性。

2.3 黄酮提取黄酮类化合物是指核心为C6-C3-C6苯并-γ-吡喃酮的化合物，广泛存在于天然植物中，因其独特的生物活性和化学结构，对哺乳动物的细胞具有重要的生理生化作用。

近年来，国内外对紫苏籽黄酮类物质的分析、提取条件和工艺进行了部分的研究，初步得出紫苏籽中黄酮类物质为芹黄素、木樨草素。

赵茜等[18]采用分光光度分析法对紫苏不同部位的总黄酮含量测定得出，紫苏不同部位的黄酮含量依次为：叶>根>果实>花>茎，其中紫苏籽中黄酮含量为12.17 mg/g。

同样邹茜[19]使用紫外光分光光度分析法测得紫苏籽中总黄酮含量约为12.19 mg/g。

Nariynki等[20]从紫苏的叶子和成熟的种子中分离出了16种黄酮类化合物，而紫苏籽中主要有5种花色素甙和2种黄酮类化合物木犀草素和芹黄素。

田海娟等[21]为明确紫苏油粕中黄酮类物质的最佳提取工艺条件，采用超声波法提取紫苏籽油粕中的黄酮，最佳提取工艺：料液比1∶30、乙醇浓度60%、超声温度75 ℃、超声时间30 min，在此条件下紫苏籽油粕中黄酮提取率为2.91%。

该方法节约时间和溶剂，提取率高，降低生产成本，提高了经济效益，适用于大批量提取。

2.4 酚酸提取酚酸类物质主要存在于植物的花、叶和果实中，因其具有较强抗氧化、清除自由基的能力，在生产中被广泛的应用[22]。

有研究指出，紫苏籽中酚酸类物质主要是迷迭香酸。

Gu等[23]采用高效液相色谱法对紫苏籽中的抗氧化物进行定量分析，测得紫苏籽中酚酸类物质迷迭香酸含量为26.7 g/100g。

Lee等[24]采用核磁共振、超高液相色谱-光电二极管阵列检测器/质谱(UPLC-PDA-ESI/MS)相结合对不同品种的紫苏籽中酚类物质的含量及成分进行测定分析，得出紫苏籽中含有九种酚类化合物，即咖啡酸-3-O-葡萄糖苷、咖啡酸、芹菜素-7-O-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、迷迭香酸、迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷、金圣草黄素、芹菜素和木犀草素，其总酚类物质的含量高达48%。

Ha等[25]也从紫苏籽中分离出五种酚类化合物，即咖啡酸-3-O-葡萄糖苷、迷迭香酸、迷迭香酸-3-O-葡糖苷、木犀草素和芹菜素。

Tang等[26]选用一种新型的均质化粉碎性物质提取技术(SET)，对紫苏籽油粕中酚酸类物质进行提取鉴定，最佳提取工艺为：固液比10∶1、提取功率为150V、连续提取两次、每次2 min，迷迭香酸得率为0.27%，经分析得出，紫苏籽油粕中含有迷迭香酸和咖啡酸，此方法适用于各种油粕活性成分提取，并且提取效率较高，优点为节约提取时间、提高提取效率、保护对温度敏感的成分。

2.5 其他成分提取紫苏籽中除了油脂、蛋白质、黄酮和酚酸类化合物的提取分析外，其他成分研究也有报道。

例如，采用反相高效液相色谱法准确测定紫苏籽中萜类化合物熊果酸和齐墩果酸的含量，利用不同的色谱分析条件，测得紫苏籽中熊果酸和齐墩果酸的平均含量分别为0.47 mg/g、0.22 mg/g[27]。

此方法具有操作简便、分析准确等优点。

3.1 紫苏籽在畜牧生产中的应用利用天然植物开发替代抗生素饲料添加剂是饲料工业国内外学者研究的热点之一。

紫苏籽作为我国的传统中草药，具有无污染、无药物残留的特性。

紫苏籽中所含的有效成分不仅可以提高动物的生产性能、改善动物性产品的品质、提高动物体免疫力，同时对人体也具有良好的保健功能。

紫苏籽饼粕是经过物理压榨后的副产品，其适口性好、味道芳香、并且蛋白质和必需氨基酸的含量丰富，是很好的植物蛋白资源，可用作动物饲料中蛋白质的组成成分，也可以作为饲料添加剂添加到饲料中。

紫苏籽作为饲料添加剂对动物影响主要有以下几个方面。

3.1.1 对动物生产性能影响研究报道，将紫苏籽提取物添加到家禽的饲粮中不仅可以提高蛋鸡的产蛋率、平均蛋重、料蛋比以及饲料转化率等生产性能，而且提高肉鸡消化道中各种消化酶的活性，改善肠道环境，进而提高肉鸡的生长性能。

可以促进育肥猪血清中相关生长调节剂的分泌，增加蛋白质合成，促进猪只快速生长，但是对育肥牛的生长性能无显著影响，这可能与反刍动物特殊的消化系统结构和菌群的影响有关，这一问题还有待于进一步研究[28]。

紫苏籽提取物对水生动物也具有一定的促进作用，吕耀平等[29]研究表明，在异育银鲫的饲粮中添加300 mg/kg紫苏籽提取物，可使异育银鲫的增重率达99.5%，效果显著。

紫苏籽中的黄酮、迷迭香酸等生物活性物质可以通过调节机体生理、生化机制，达到促进动物生长和生产的作用。