紫蘇葉化學(xué)成分及生物活性研究進展

張運暉，趙 瑛，歐巧明

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，甘肅 蘭州 730070）

紫蘇（Perilla frutescens L.Britt.）又稱荏、赤蘇、香蘇等，屬唇形科一年生草本植物。原產(chǎn)于東亞地區(qū)［1-4］，因其經(jīng)濟效益顯著，現(xiàn)美國、加拿大、俄羅斯也有大面積商業(yè)種植。中國是紫蘇栽種面積和年出口量最大的國家［5］，有2 000多年的栽培歷史，各省均有種植，常年出口日本、韓國等地。北方以油用為主，兼以藥用；南方以藥用為主，兼做香料和食用［6］。

紫蘇在我國應(yīng)用歷史悠久，其葉、莖和果實均能入藥，在醫(yī)藥領(lǐng)域有重要價值。紫蘇是衛(wèi)生部第一批規(guī)定的既是藥品又是食品的60種作物之一［7］，其中紫蘇葉（Folium Perillae）是最常用入藥器官，始記于《名醫(yī)別錄》，稱其“主下氣，除寒中?！薄侗静輩R言》認為紫蘇“散寒氣，清肺氣，寬中氣，安胎氣，下結(jié)氣，化痰氣，乃治氣之神藥也［8］?！薄吨袊幍洹酚涊d其可用于風(fēng)寒感冒，咳嗽嘔惡，妊娠嘔吐，魚蟹中毒等［9］。利用紫蘇的藥學(xué)特性，我國已研制出藿香正氣口服液、兒童清肺片等多種含紫蘇成分的中藥制劑［10-12］。紫蘇葉有多種生物活性成分，目前已報道的化學(xué)成分有揮發(fā)油類、黃酮類、酚酸類、花色苷類、多糖類、三萜類、甾體類化合物，其生物活性主要有抗炎、抗氧化、抑菌、抗抑郁、抗腫瘤、鎮(zhèn)靜作用等。紫蘇葉食用價值也很高，含有豐富蛋白質(zhì)與多種維生素，又兼具保健作用，在日本、韓國，民眾有生食紫蘇葉片的習(xí)慣，每年消費大量新鮮紫蘇葉片。因其獨特香味，烹飪中也常用來增香去腥。還可作為色素、香料、防腐劑等食品添加劑的基料，開發(fā)潛力巨大［13］。

隨著人們保健意識的增強，既能作為食材又有保健功效的紫蘇葉逐漸成為研究熱點。為了對紫蘇葉的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)，我們將學(xué)者們近年來關(guān)于紫蘇種質(zhì)資源、紫蘇葉的化學(xué)成分分析、紫蘇葉的生物活性成分等方面的研究成果進行了綜述，以期為紫蘇葉的深加工及綜合利用提供支持。

1 紫蘇種質(zhì)資源及分布

根據(jù)Nitta等［14］的研究，紫蘇主要分布在中國、韓國、日本、尼泊爾、印度等亞洲國家。中國種植紫蘇歷史悠久，是紫蘇發(fā)源地之一，擁有豐富的種質(zhì)資源，是紫蘇種質(zhì)資源多樣化中心［15-16］?！吨袊参镏尽犯鶕?jù)形態(tài)學(xué)特征將中國紫蘇資源大致分為栽培型和野生型2個類型共4個變種［17］。栽培型的為紫蘇［Perilla frutescens var.frutescens（L.）Britt（原變種，包括白蘇）］和回回蘇［P.frutescens var.crispa（Thunb.）Hand.-Mazz.］，野生型的為野生紫蘇［P.frutescens var.acuta（Thunb.）Kudo］和耳齒紫蘇［P.frutescens var.auriculato-dentata C.Y.Wu et Hsuan ex H.W.Li］。魏長玲等［18］對國內(nèi)主要紫蘇產(chǎn)地進行了調(diào)查，將我國的紫蘇種質(zhì)資源分為野生型和栽培型，栽培型又細分為栽培藥用資源、栽培籽用資源、栽培出口資源。野生資源主產(chǎn)區(qū)有河南、四川、安徽、江西、廣西、湖南、江蘇及浙江；栽培藥用資源產(chǎn)區(qū)有河北安國、安徽亳州、重慶涪陵、廣西玉林和廣東茂名；栽培籽用資源產(chǎn)區(qū)包括甘肅慶陽、黑龍江樺南、吉林、重慶彭水及云南；栽培出口資源產(chǎn)區(qū)有浙江湖州、江蘇連云港和山東煙臺。

2 紫蘇葉化學(xué)成分

紫蘇葉是紫蘇的重要藥用部位，國內(nèi)外學(xué)者已從中分離鑒定出了百余種化學(xué)成分，可大致分為揮發(fā)油類、黃酮類、酚酸類、花色苷類、多糖類、三萜類、甾體類化合物等［8，13，18］。

2.1 揮發(fā)油成分及分類

揮發(fā)油（volatile oils）又稱精油（essential oils），是植物中一類具有芳香氣味、在常溫下能揮發(fā)的油狀液體的總稱［19］。揮發(fā)油在紫蘇葉中的含量約為0.03%～2.00%，是紫蘇葉的主要成分和特殊香氣來源。紫蘇葉揮發(fā)油中含有單萜、倍半萜、二萜、芳香類和脂肪族類等多種化合物［20］，根據(jù)品種的不同，所含化合物種類和比例也有很大差異。日本最先提出以紫蘇葉揮發(fā)油所含主要化合物的類型分類紫蘇的方法，根據(jù)不同化合物組成共分為7個不同的化學(xué)型，其中所含成分為以單萜為主的6個類型。PA型，主含紫蘇醛（perillaldehyde）和不含紫蘇酮；PK型，主含紫蘇酮（perillaketone）、異白蘇烯酮（isoegomaketone），不含紫蘇醛；PL型，主含紫蘇烯（perillene）；EK型，主含香薷酮（elsholtziaketone）；C型，主含反式檸檬醛（transcitral）；PT型，以薄荷烯酮（piperitenone）等單萜為主。以及以芳香類化合物為主的PP型，細分為3類，包括PP-m型，主含肉豆蔻醚（myristicin）；PP-dm型，主含蒔蘿油腦（dillapiole）和肉豆蔻醚；PP-em型，主含欖香素（elemicin）和肉豆蔻醚［21］。

國內(nèi)學(xué)者在沿用日本分類方法的基礎(chǔ)上經(jīng)分析檢測找到了更多紫蘇葉揮發(fā)油類型。郭佳琪［22］等將收集到的800份紫蘇種質(zhì)通過氣味排除法得到62份非PK型種質(zhì)資源，在以單萜成分為主的揮發(fā)油材料中發(fā)現(xiàn)1份D-檸檬烯相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到39.51%，而紫蘇醛相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.78%的材料，將其命名為PA-Ⅱ型；在以芳香類化合物為主的材料中新發(fā)現(xiàn)了PP-a型，其主要成分芹菜腦，相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%以上;PP-s型，主要成分β-細辛腦，相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%以上;兩種及以上成分兼有的PP-am、PP-em、等（e代表欖香素，m代表肉豆蔻醚）。發(fā)現(xiàn)了倍半萜含量很高的化學(xué)型，命名為PS型，并初步規(guī)定該化學(xué)型的特點為某倍半萜類成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于30%，且其他特征性成分（單萜或芳香化合物）質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于15%。張旭［23］在不同產(chǎn)地收集到的26份紫蘇材料的揮發(fā)油中檢測出49種化合物，按照所含主要化合物來命名的方法共分出8種不同的化學(xué)型，分別為紫蘇酮型（perillaketone，簡稱PK）、D-檸檬烯-薄荷烯酮型（d-limonene and piperitone，簡稱DLP）、薄荷二烯酮型（piperitenone，簡稱PT）、肉豆蔻醚型（myristicin，簡稱MS）、芹菜腦型（apiol，簡稱AL）、異欖香素型（isoelemicin，簡稱IEM）、脫氫香薷酮型（dehydoelsholtzia ketone，簡稱DEK）及紫蘇醛型（perilla aldehyde，簡稱PA），其中MS型與日本報道PP-m型成分類似，但命名方法不同。除PA型和PK型沿用日本報道命名方式外，其他各型均為首次發(fā)現(xiàn)。

紫蘇葉揮發(fā)油化學(xué)型的不同導(dǎo)致藥效有很大差異。《中華人民共和國藥典》規(guī)定的紫蘇入藥品種為PA型，但我國紫蘇種植資源豐富，加上種子市場流通無序?qū)е略耘嘈团c野生型種質(zhì)資源混亂，因此對紫蘇葉揮發(fā)油化學(xué)型的分析檢測尤為重要。

2.2 黃酮類成分

黃酮類化合物具有很高的藥用價值，廣泛存在于多種植物中，具有抗氧化、抗癌、降血糖、抗炎、增強免疫力等生理功能［24-27］。紫蘇葉中黃酮類成分現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)并報道的主要是芹菜素、木犀草素、野黃芩苷和黃芩素-7-甲醚，黃酮苷主要為芹菜素-7-二葡萄糖苷、芹菜素-7-葡萄糖苷、芹菜素-7-咖啡酰葡萄糖苷、木犀草素-7-二葡萄糖苷等［20，28-30］，黃酮醇（flavonol）類有槲皮素［30］，黃烷酮（flavanone）類成分有8-羥基-6，7-二甲氧基黃烷酮和5，8-二羥基-7-甲氧基黃烷酮［31］。豐富的黃酮種類和高黃酮含量是紫蘇葉抗氧化性，抗炎等藥用特性的基礎(chǔ)。

2.3 酚酸類成分

酚酸類化合物是含有酚羥基和羧基的一類成分，多數(shù)酚酸成分具有兒茶酚（鄰二苯酚）結(jié)構(gòu)，因此有較多的活性作用包括抗氧化、抗菌和消炎等。酚酸類成分在藥用植物中普遍存在，紫蘇葉中的酚酸成分豐富［20］，目前報道的有迷迭香酸（rosmarinic acid）、迷迭香酸乙酯（ethyl rosmarinate）、迷迭香酸甲酯（methyl rosmarinate）、肉桂酸（cinnamic acid）、咖啡酸（caffeic acid）、咖啡酸甲酯（methyl caffeate）、（三甲氧基肉桂酸、阿魏酸（ferulic acid）、阿魏酸甲酯（ferulic acid methyl ester）、（Z，E）-2-（3，4-二羥苯基）乙烯咖啡酸酯［（Z，E）-2-（3，4-dihydroxyphenyl）-ethenyl caffeate］、（Z，E） -2-（3，5- 二羥苯基）乙烯咖啡酸酯［（Z，E）-2-（3，5-dihydroxyphenyl）-ethenyl caffeate］、咖啡?？崴幔╟affeoylquinicacid）、香豆酒石酸（coumaroyl tartaric acid）、原兒茶醛（protocatechualdehyde）和3，4-二羥基苯甲酸甲酯（methyl 3，4-di-hydroxybenzoate）［29，31-34］。紫蘇葉是紫蘇酚酸種類最多的部位，大部分酚酸酯類衍生物存在于葉中，在紫蘇酚酸成分中，迷迭香酸是含量最高的，也是目前研究較多的一類成分［35］。

2.4 花色苷類成分

花色苷屬于多酚類物質(zhì)，是植物的天然色素，賦予植物各種顏色。紫蘇花色苷大量存在于紫色紫蘇葉中，綠色紫蘇葉幾乎不含花色苷［36］。紫蘇葉花色苷的主要成分是紫蘇寧、順式紫蘇寧、丙二?；咸K寧、丙二?；樖阶咸K寧，以及以矢車菊素為苷元的葡萄糖苷類（如矢車菊素3-O-咖啡酰葡萄糖-5-O-葡萄糖苷，矢車菊素-3-O-咖啡酰葡萄糖-5-O-丙二酰葡萄糖苷等）、天竺葵苷、芍藥素-3-（6”-乙酰）-O-葡萄糖苷、芍藥素-3-O-葡萄糖苷、飛燕草素-3-O-阿拉伯糖苷、矮牽牛素-3，5-O-二葡萄糖苷、矮牽牛素-3-（6”-乙酰）-O-葡萄糖苷、錦葵花素 -3-（6”-乙酰）-O- 葡萄糖苷等［37-40］。含量最高的是丙二?；咸K寧，其次是紫蘇寧［41］。

2.5 多糖、三萜、甾體類化合物及其他

植物多糖又稱多聚糖，在植物中廣泛存在，具有調(diào)節(jié)免疫、抗癌、降血脂、控制血糖、降膽固醇、延緩衰老等生理功能［42-43］，且多糖類沒有細胞毒性，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健品及功能食品的開發(fā)。多糖是紫蘇葉重要的活性成分。Kwon等［44］對紫蘇多糖抗菌性的研究證明，紫蘇多糖具有吞噬大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和部分革蘭氏陽性及陰性細菌的特性。YI等［45］研究了佐藥紫蘇葉和使藥生姜等配伍抗抑郁協(xié)同作用，結(jié)果顯示有一定抗抑郁效果。植物多糖是一個熱門研究領(lǐng)域，目前已有超過300種多糖類化合物提取出來［46］。紫蘇多糖是研究紫蘇生理活性的一個重要環(huán)節(jié)，但關(guān)于紫蘇多糖的研究較少，只有紫蘇多糖提取方法及藥理藥效的少量研究，未見關(guān)于多糖結(jié)構(gòu)分析的報道。

紫蘇葉中還含有常見的三萜和甾體類化合物如齊墩果烷（oleanane）型三萜及熊果烷（ursane）型三萜及甾醇類化合物20-異戊基-孕甾-3β、14α-二醇、β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇［20，41］。此外，紫蘇葉片中含有大量粗蛋白［47］、脂肪酸、類胡蘿卜素及豐富的維生素等［48］，營養(yǎng)成分高于一般蔬菜，可以用來開發(fā)高蛋白保健食品。

3 紫蘇葉生物活性

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認為紫蘇葉有降氣化痰、止咳平喘、解表散寒、理氣止痛、潤腸通便、解毒之功效［49］?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究認為其具有多種生物活性如抗炎、抗氧化、抑菌、抗抑郁、抗腫瘤、鎮(zhèn)靜等作用［21］。

3.1 抗炎

紫蘇葉中的黃酮類、酚酸類、揮發(fā)油有抗炎效果［20］。黃雅菊［50］研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素可通過對p38MAPK、PPARγ信號通路的影響來抑制哮喘大鼠的氣道炎癥反應(yīng)，表明木犀草素可起到明顯的抗炎及免疫調(diào)節(jié)作用。但是先抑制p38MAPK信號通路還是先激活PPARγ信號通路仍需深入研究。周美玲［51］研究了紫蘇葉揮發(fā)油中的主要成分紫蘇醛和檸檬烯對小鼠免疫功能的影響，結(jié)果表明紫蘇揮發(fā)油能促進小鼠的生長，提高小鼠免疫性能，其中紫蘇醛和檸檬烯均發(fā)揮了部分作用且紫蘇醛的作用強于檸檬烯。紫蘇醛顯著能提高免疫器官指數(shù)和腹腔巨噬細胞ACP活性，但顯著降低IgM水平，紫蘇醛和檸檬烯能降低大腸桿菌數(shù)。Rocha等［52］發(fā)現(xiàn)，迷迭香酸可通過調(diào)節(jié)NF-kB和MMP-9，減少促炎細胞因子的全身性釋放，減輕肝腎肺等多器官功能障礙，25 mg/kg的迷迭香酸可緩解超過60%大鼠足爪腫脹，抑制中性粒細胞活性。

3.2 抗氧化

多酚類物質(zhì)被認為是植物抗氧化活性的物質(zhì)基礎(chǔ)，能夠顯著抑制偶氮基自由基誘導(dǎo)或內(nèi)皮細胞介導(dǎo)的低密度脂蛋白（LDL）氧化，增加內(nèi)皮細胞中抗氧化酶mRNA和蛋白表達水平。紫蘇葉含有多種多酚類物質(zhì)，具有較高的抗氧化能力［49］。于海鑫等［39］研究了紫蘇葉花色苷的抗氧化活性，結(jié)果表明紫蘇葉花色苷對DPPH自由基、ABTS+和超氧陰離子自由基的清除率分別達到40.4%、52.7%和43.7%，與Vc對照相比具有較好的抗氧化能力。黃紅雨等［53］通過總抗氧化能力（ferric reducing antioxidant potential，F(xiàn)RAP）測定發(fā)現(xiàn)，紫蘇葉花青素具有較強的鐵離子還原氧化能力，此外紫蘇葉花青素對DPPH·、·OH、O2-·有特定的清除能力，具有一定的抗氧化能力。張玲［54］采用HepG2細胞評價了迷迭香酸含量為92.941 mg/g的紫蘇葉粗提物的抗氧化性，表明有很強的抗氧化能力。

3.3 抑菌

紫蘇揮發(fā)油是紫蘇抗菌活性的主要成分，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、化膿鏈球菌、假結(jié)核棒狀桿菌有明顯的抗菌作用［55］。Kang 等［56］發(fā)現(xiàn)，紫蘇揮發(fā)油中的主要成分紫蘇醛具有廣譜的抗菌和抗真菌活性，與化合物Polyodial聯(lián)合使用可發(fā)揮協(xié)同作用。黃紅雨等［53］研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度紫蘇葉花青素對不同的菌株均有一定的抑制性能，尤其對大腸桿菌抑制效果較好，其最小抑菌濃度和最低殺菌濃度分別為1.25 mg/mL和2.5 mg/mL，對腐敗希瓦氏菌抑制作用不明顯。林碩等［57］發(fā)現(xiàn)，紫蘇醛型揮發(fā)油對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌均有較好的抑制效果，對枯草芽孢桿菌作用稍強，其中紫蘇醛含量75.88%、檸檬烯含量3.82%。

3.4 抗抑郁

紫蘇葉中的紫蘇醛與迷迭香酸是抗抑郁的主要活性成分［20，35］。Ji等［58］給抑郁樣行為的小鼠用紫蘇醛灌胃或喂食120 mg/kg，7d后抑郁行為得到改善。Takeda等［59］的小鼠強迫游泳實驗證明，以迷迭香酸為主要成分的紫蘇葉提取物能顯著減少實驗小鼠靜止持續(xù)時間，產(chǎn)生抗抑郁作用。Takeda［60］的另一項研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香酸可以促進小鼠大腦海馬齒狀回細胞的增殖，繼而減輕抑郁模型小鼠的抑郁癥狀。

3.5 抗腫瘤

王晴等研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇原花青素在不影響正常細胞的情況下對A549癌細胞的抑制性較強，且抑制強度和花青素的濃度成正比，證明紫蘇花青素是一種較好的抗癌活性物質(zhì)。Gelb等［61］人通過研究檸檬烯與紫蘇醇對蛋白異戊烯化的抑制作用，證明檸檬烯與紫蘇醇對大鼠晚期乳腺癌有治療效果，作用途徑可能為對蛋白異戊烯化。袁芃等［62］研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇揮發(fā)油能夠明顯抑制LTEP-a-2細胞的增長，其最佳參考質(zhì)量濃度為20～30 mg/mL。

3.6 鎮(zhèn)靜作用

Honda等［63］研究發(fā)現(xiàn)，給小鼠口服紫蘇醛100 mg/kg與紫蘇醛型紫蘇葉水提物4 g/kg可以延長由環(huán)己巴比妥鈉引起的睡眠。當(dāng)紫蘇醛2.5 mg/kg與植物甾醇5 mg/kg聯(lián)合用藥時，能顯著延長小鼠睡眠，但單獨給藥時沒有發(fā)現(xiàn)有延長睡眠的作用，說明二者的鎮(zhèn)靜作用是相互作用的，可能與植物甾醇增加細胞膜流動性從而增強紫蘇醛對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用有關(guān)［64］。金建明等［65］發(fā)現(xiàn)紫蘇水提取物對戊四氮致小鼠驚厥潛伏期有一定的延長作用。

4 結(jié)束語

紫蘇葉中含有多種生物活性成分，我國很早就有紫蘇葉入藥的記載，但我國對紫蘇現(xiàn)代藥理學(xué)的研究起步較晚，目前研究多集中在幾種較常見化合物如紫蘇醛、花青素、木犀草素、花色苷等的生物活性，研究范圍很小。紫蘇葉中目前已鑒定出上百種化學(xué)物質(zhì)，還有很多化學(xué)成分的生物活性還有待探討。很多學(xué)者的研究常以紫蘇葉的水提物或者醇提物的主要成分作為其生物活性的代表，對于提取物中其他化合物的協(xié)同作用機制研究較少，還有待加強。我國紫蘇種質(zhì)資源豐富，各品種之間紫蘇葉化學(xué)成分差異巨大，藥用效果也天差地別。在紫蘇化學(xué)分類方面我國基本沿用日本學(xué)者的分類方法，有很多我國獨有的紫蘇品種無法命名，須盡快建立紫蘇分類標(biāo)準(zhǔn)，為紫蘇的合理利用奠定基礎(chǔ)。

目前我國已利用紫蘇葉的藥理學(xué)特性開發(fā)出多種相關(guān)中藥產(chǎn)品，如藿香正氣系列、兒童清肺系列、感冒清熱顆粒、參蘇系列等中藥制劑。日本也已開發(fā)出含有紫蘇葉成分的化妝品、保健品、風(fēng)味飲料等產(chǎn)品，開發(fā)前景廣闊。對于紫蘇葉的分析研究將助力紫蘇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為紫蘇產(chǎn)品的開發(fā)提供理論支持。