紫蘇生理活性成分以及飲料的研發(fā)進展

趙秀玲，范道春

(黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽 黃山, 245021)

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紫蘇生理活性成分以及飲料的研發(fā)進展

趙秀玲*，范道春

(黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽 黃山, 245021)

摘要綜述了紫蘇的功能成分、提取技術(shù)和飲料應(yīng)用的研究進展，著重闡述了其功能成分、主要功能成分的提取技術(shù)，為紫蘇在食品和醫(yī)藥上進一步研究開發(fā)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞紫蘇；生理活性成分；提?。伙嬃瞎I(yè)

紫蘇[Perillafrutescens(L.) Britt]別名紅蘇、香蘇、赤蘇，系唇形科一年生草本植物。據(jù)《中國植物志》(1974)，該屬植物為1種3變種，即紫蘇(原變種，包括紫蘇和白蘇)P.fruteseensVar. frutescens，野生紫蘇P.frutescensVar. prupurascens (Hayata) H. W. Li.，回回蘇P.FruteseensVar. Crispa (Benth) Deane ex Bailey，耳齒紫蘇P.frutescensVar. auriculato-dentata C. T. Wuet Husanex H. W. L.，同時指出耳齒紫蘇，沒有另立一變種的必要[1]。目前，白蘇與紫蘇合并為一個種紫蘇；紫蘇與回回蘇親緣關(guān)系最近，野生紫蘇與耳齒紫蘇親緣關(guān)系最近；ITS和psbA-trn序列可以準(zhǔn)確鑒別紫蘇與其他變種[2]。紫蘇是國家衛(wèi)生部首批頒發(fā)的既是食品又是藥品的60種物品之一[3]，是一種新型的資源植物，近幾年來越來越受到人們的重視，同時對紫蘇的開發(fā)利用研究也正成為世界熱點。紫蘇在醫(yī)藥保健、食品上具有廣泛的用途，可以開發(fā)出多種保健食品，被譽為營養(yǎng)學(xué)“21世紀(jì)功能性食品的主角”[4]。

1紫蘇的生理活性成分

1.1紫蘇精油

日本學(xué)者根據(jù)揮發(fā)油化學(xué)成分將紫蘇屬植物分為紫蘇醛(PA)型、紫蘇酮(PK)型、香薷酮(EK)型、紫蘇烯(PL)型、苯丙烷(PD)型、檸檬醛(C)型6種類型，其主要成分為紫蘇醛、紫蘇酮、香薰酮、紫蘇烯、類苯丙醇、反檸檬醛[5]?，F(xiàn)將紫蘇莖、葉、花、籽中的精油成分在不同提取方法下的化學(xué)成分比較如下，見表1、表2。

表1　不同提取方法紫蘇籽精油中的化學(xué)成分

可見由于紫蘇的種屬、產(chǎn)地、氣候、生長環(huán)境、提取方法以及不同部位會導(dǎo)致精油的化學(xué)成分有所不同。更重要的是紫蘇的遺傳穩(wěn)定性差，易受外界環(huán)境干擾，與近緣植物雜交，產(chǎn)生不同變種。所以紫蘇的精油成分復(fù)雜，這為進一步合理開發(fā)利用紫蘇資源帶來一定困難。

1.2紫蘇油脂

表2　不同方法提取紫蘇葉中精油化學(xué)成分

紫蘇籽油作為一種營養(yǎng)保健食用油，具有降血壓、降低膽固醇、提高記憶力、延緩衰老、促進視網(wǎng)膜發(fā)育、預(yù)防老年癡呆等功效[15]，在治療心腦血管疾病、治療氣喘瘤、過敏性疾病等方面也有顯著作用[16]。由于紫蘇籽油中油的含油率以及不飽和脂肪酸的種類和比例，是優(yōu)質(zhì)紫蘇品種資源篩選進而成為紫蘇商業(yè)化開發(fā)原料成本的重要考慮因素，不同因素條件下紫蘇籽油中脂肪酸組成特點見表3。

表3　不同因素條件下紫蘇籽油中脂肪酸組成特點

1.3紫蘇類黃酮

紫蘇的產(chǎn)地、用藥部位均會對紫蘇中有效成分的含量造成影響，如紫蘇葉子、紫蘇果穗、紫蘇梗、紫蘇根中總黃酮含量的平均值為(35.6±0.54)、(12.19±0.32)、(6.03±0.19)、(2.91±0.11)mg/g，紫蘇葉中總黃酮含量最高(P<0.05)，紫蘇梗中總黃酮含量最低(P<0.05)。由此可見紫蘇不同居群不同部位中總黃酮含量均存在明顯的差異[21]。不僅如此，紫蘇在不同生育期總黃酮含量變化不同，如紫蘇葉中總黃酮含量從營養(yǎng)生長期到開花期急劇上升，往后變化不大，因此確定開花期和落葉期為收獲總黃酮的最佳時期[22]。這對于藥材資源的研究及臨床用藥有準(zhǔn)確性均具有十分重要的意義。

紫蘇籽中富含16種黃酮類化合物，包括2種黃酮、9種黃酮苷及5種花色素苷。又如通過液相—質(zhì)譜分析，初步推測紫蘇葉花色苷的主要成分為丙二?；咸K寧、紫蘇寧、天竺葵苷、芍藥素-3-(6’’-乙酰)葡萄糖苷等[23]。而紫蘇葉中黃酮物質(zhì)主要為成分芹菜素-7-葡萄糖苷、黃芩素-7-二葡萄糖苷、木犀草素-7-二葡萄糖苷等。

1.4紫蘇蛋白質(zhì)

脫脂紫蘇莖和葉中紫蘇蛋白質(zhì)提取率為22.41%[24]。測得紫蘇葉中含有17種氨基酸(氨基酸總量為6.34%)，其中有7種人體必需的氨基酸(總含量為2.35%)，各種氨基酸的差異較大，天冬門氨基酸含量最高為0.66%；其次亮氨酸(0.59%)，胱氨酸和蛋氨酸的含量相對較少，分別為0.05%和0.03%[25]。以紫蘇籽為原料，蛋白質(zhì)提取率為46.90%[26]。紫蘇籽分離蛋白氨基酸組成全面，必須氨基酸含量豐富，與人體需求較為接近，特別是其含硫氨基酸含量相對較高，而其第一限制氨基酸為賴氨酸。紫蘇籽蛋白質(zhì)中氨基酸含量較高的是(g/100 g)：谷氨酸(15.83)、精氨酸(10.60)、脯氨酸(8.08)、天門冬氨酸等[27]。紫蘇分離蛋白在食品加工中作為一種蛋白質(zhì)強化劑具有一定潛力。

1.5紫蘇酚酸

紫蘇中主要酚類物質(zhì)是迷迭香酸，另外還有少量的酚酸物質(zhì)。MENG檢測出紫蘇葉內(nèi)的酚酸成分有香豆?；剖?、咖啡酸、迷迭香酸、阿魏酸，其紫外特征吸收峰(nm)分別為314.9、324.5、329、322，迷迭香酸的含量最高[28]。紫蘇不同品種：同一品種不同生育時期葉片中迷迭香酸含量均有較大差異。品種紫野8紫蘇葉中迷迭香酸含量明顯高于其他品種，開花后到結(jié)實初期紫蘇葉迷迭香酸含量最高。迷迭香酸的含量隨著采收時間，及采摘地區(qū)的不同而有明顯的不同。

2紫蘇主要生理活性物質(zhì)的提取

紫蘇作為一種新興的藥用、油用、食用、香料的多用途的植物資源，研究其生理活性成分的提取工藝是有效開發(fā)利用紫蘇的前提條件?，F(xiàn)將紫蘇主要生理活性物質(zhì)的提取方法歸納如下。

2.1紫蘇油脂

常用的油脂提取方法有壓榨法、浸出法、水劑法、超臨界流體萃取等。根據(jù)有關(guān)文獻報道，近年嘗試過的較新穎的紫蘇油脂提取方法見表4。

表4　紫蘇油脂提取方法及其比較

2.2紫蘇揮發(fā)油

傳統(tǒng)的植物精油的提取主要包括4種：壓榨法、水蒸氣蒸餾法、溶劑浸提法和吸附法。但這些方法出油率低、操作溫度過高也易引起精油中的熱敏性物質(zhì)熱分解和易水解化合物的水解，均無法達到理想的提取效果。目前，改良的傳統(tǒng)技術(shù)和新技術(shù)被用于紫蘇精油的提取。

2.2.1直通蒸汽法

直通蒸汽法和共水蒸餾法提取使用的提取介質(zhì)一致，提取的原理基本相同，唯一的區(qū)別在于提取溫度的差異，直通蒸汽法適用于質(zhì)地疏松的葉類藥材揮發(fā)油的提取。如袁曉燕采用直通蒸汽法提取紫蘇葉揮發(fā)油，最后確定最佳提取條件是將未粉碎藥材直接加入直通蒸汽裝置中，提取時間3h，設(shè)置蒸汽壓力為0.02 MPa[34]。直通蒸汽法的提取效率明顯優(yōu)于共水蒸餾法。

2.2.2超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取法是利用超臨界流體CO2為萃取介質(zhì)提取液體或固體中某些有效成分的分離技術(shù)。于晶通過星點響應(yīng)面法進行超臨界CO2萃取紫蘇廢棄物中揮發(fā)油，確定的最佳工藝為是佳萃取壓力26 MPa，萃取溫度56℃，萃取時間為77 min，在此條件下，紫蘇廢棄物中揮發(fā)油提取率可達6.718%[35]。

2.2.3動態(tài)逆流提取法

動態(tài)逆流提取的原理就是溶質(zhì)從高濃度向低濃度滲透的過程，其浸出擴散力來源于液態(tài)提取溶劑和固態(tài)物料組織內(nèi)有效成分的濃度差，濃度差越大，其擴散傳質(zhì)的動力越大，浸出速度越快，有效成分浸出速率越大[36]。喻世濤采用動態(tài)逆流法提取紫蘇葉揮發(fā)油，GC-MS法共檢測出17種成分，集中在后階段出峰，主要是沸點相對較高的難揮發(fā)性成分[10]。

2.2.4微波萃取

微波萃取技術(shù)是一種新型的萃取技術(shù)，具有萃取效率高、節(jié)約溶劑、操作簡單、重現(xiàn)性好、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點，因而近年來廣泛應(yīng)用于天然活性物質(zhì)成分的提取[37]。林夢男采用微波輔助溶劑法提取紫蘇葉中精油，最佳工藝是以環(huán)己烷為萃取劑，微波功率329W，微波時間80S，料液比1∶6(g∶mL)，浸泡時間56 min，實際得率為1.783%[14]。

2.3紫蘇蛋白質(zhì)

目前植物蛋白的提取方法主要有水提法、堿溶酸沉法、有機溶劑提取法、膜分離法等，近年來，多種新的大分子提取技術(shù)也在蛋白質(zhì)研究中試用。張志軍對紫蘇蛋白質(zhì)的纖維素酶法提取工藝進行了研究，其提取最佳工藝是：pH5.0，反應(yīng)時間50 min，反應(yīng)溫度55℃，纖維素酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%；在最佳工藝條件下，紫蘇餅粕蛋白提取率達38.2%，純度達84.5%[38]。酶法可以很好地保持餅粕蛋白質(zhì)的風(fēng)味、色澤而且蛋白質(zhì)提取率高，但是會造成醇溶劑的大量浪費，不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。石瑋婷等采用微波輔助提取紫蘇籽蛋白，最佳工藝條件是：pH10.0，固液比1∶10，微波時間8 min，微波功率200W，在此條件下紫蘇粉粗蛋白提取率為25.85%，其蛋白含量為43.01%[39]。

2.4紫蘇酚類物質(zhì)

傳統(tǒng)的迷迭香酸提取方法有熱水浸提法和乙醇熱回流提取法，常常在加熱過程中導(dǎo)致某些藥理活性成分發(fā)生結(jié)構(gòu)改變而失活。董彥莉等人采用纖維素酶輔助提取紫蘇中迷迭香酸，最佳提取條件為在不加NaCl條件下，纖維素酶添加量為2.0%，提取液的pH為4.0，提取溫度為50℃，提取時間15 min。此法借助纖維素酶對植物細(xì)胞壁的分解作用，促進迷迭香酸從植物細(xì)胞內(nèi)快速釋放。徐春明等采用微波輔助提取紫蘇中迷迭香酸，得出較優(yōu)工藝條件為微波功率540W，處理時間4.5 min，料液比1∶33，迷迭香酸產(chǎn)率為2.55g/mg[40]。馬耿鑫等采用超聲波輔助法提取紫蘇葉酚類物質(zhì)，最佳提取條件是超聲波輸出功率300W，超聲時間為50 min，乙醇體積分?jǐn)?shù)40%，料液比1∶60，在此條件下，多酚提取得率為27.79 mg/g。

2.5紫蘇類黃酮物質(zhì)

類黃酮是根據(jù)相似相溶的原理從各類植物中提取、分離、純化的，過程實質(zhì)是類黃酮從植物內(nèi)部向溶劑中轉(zhuǎn)移的傳遞過程。應(yīng)艷杰等應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化紫蘇葉黃酮微波提取工藝，結(jié)果表明，當(dāng)微波功率480W，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%，固液比1∶25 (g∶mL)，提取時間25 min時，黃酮提取率達6.2 mg/g[41]。李鈺等人利用響應(yīng)面法優(yōu)化紫蘇籽粕超聲輔助提取原花青素工藝，最后的提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、浸提時間0.5h、浸提70℃、超聲功率100W、料液比1∶15，在此條件下原花青素得率理論值為0.232%，實測值為0.229%[42]。

3紫蘇在飲料中的應(yīng)用

紫蘇全珠均有很高的營養(yǎng)價值，它具有低糖、高纖維、高胡蘿卜素、高礦質(zhì)元素等。紫蘇中含有多種生理活性成分，針對紫蘇的這一特點，紫蘇飲品如紫蘇酒、紫蘇茶、紫蘇飲料等紛紛上市。

3.1非酒精性飲料

3.1.1功能飲料

管日新以新鮮紫蘇葉經(jīng)攪拌、打碎、酶解、酸浸、過濾、高壓等處理獲紫蘇提取液，以此提取液配制飲料，并確定出最佳配方：紫蘇液提取液10%、砂糖2.5%、安賽蜜0.15 mg/ mL、復(fù)合穩(wěn)定劑0.1%和檸檬酸0.1%[43]。此紫蘇保健飲料能明顯降低劑組小鼠血清MDA水平(P<0.05)，提高血清SOD酶活性(P<0.05)?？梢姶俗咸K保健飲料具有抗氧化功能，可能具有延緩衰老的作用。諸永志以蘆薈和紫蘇葉為主要原料，研制出清香可口，風(fēng)味獨特，具有營養(yǎng)保健功能的新型純天然復(fù)合飲料。此復(fù)合飲料的最佳配方是：蘆薈原汁15%、紫蘇葉提取汁5%、白砂糖10%、檸檬酸0.20%。穩(wěn)定劑配方為0.06%CMC-Na加上0.06%瓊脂；滅菌條件為121℃滅菌5 min[44]。

3.1.2乳飲料

呂長鑫等人研究紫蘇乳飲料的制備，確定的最優(yōu)工藝為：牛乳添加量30%，紫蘇葉汁30%，蔗糖5%，蜂蜜2%，水32.12%的紫蘇乳飲料，經(jīng)(55±2)℃、(15±2)MPa下均質(zhì)，95℃下殺菌5 min的工藝條件下，V(蔗糖酯)∶V(單硬脂甘油酯)=7∶3的復(fù)合乳化劑配比，總添加量為0.08%；復(fù)合穩(wěn)定劑為0.35%的果膠，0.35%明膠和0.05%CMC-Na[45]。

3.1.3茶飲料

彭光前用茶葉作基料，紫蘇葉為輔料，按m(茶葉)∶m(紫蘇葉)=4∶1比例，用窨制或拼配的方法加工而成，窨制工藝流程即：紫蘇鮮葉經(jīng)日萎→轉(zhuǎn)切→待窨茶坯(一層茶坯，一層紫蘇葉)→窨制(3～5h)→混勻→低溫慢烘(火溫在60℃左右)。產(chǎn)品具有茶葉紫蘇的營養(yǎng)保健功能，口感好，還有特殊的紫茶香[46]。付亮等研究紫蘇綠茶復(fù)合飲料的工藝，得出：超聲波輔助提取紫蘇葉花色苷的最佳工藝為低頻超聲、紫蘇葉粉碎粒度60目、料液比1∶20、溫度60℃、時間40 min；飲料調(diào)配配方為紫蘇提取液汁∶茶汁體積比=1∶2、白砂糖2%、蜂蜜0.05%、檸檬酸0.05%[47]。

3.2酒精性飲料

任文彬?qū)⒔莸那嗝肪苹c紫蘇紅色素提取液進行勾兌調(diào)配制作紫蘇梅酒，確定最佳調(diào)配條件為：含糖量35%、pH值為3、紫蘇浸提液與青酶酒體積比1∶3，此時酒的感官評價最好[48]。任文彬研制了紫蘇哈密瓜酒，果汁可溶性固形物含量為24%，pH值為4.5，加入20 mg/L Na2SO3，接入3%釀酒酵母菌液，在24℃發(fā)酵7d，最后得出的成品呈深紅色，外觀澄清透亮，風(fēng)味獨特[49]。

4結(jié)束語

紫蘇在我國北方以供油為主，兼做藥用，有西北與東北兩個傳統(tǒng)紫蘇油用產(chǎn)區(qū)；南方以藥用為主，兼做香料和食用。紫蘇還可以用于藥用、食用、油料、香料等方面，是一種經(jīng)濟價值很高的作物。目前，國內(nèi)對紫蘇的研究主要集中在技術(shù)、初加工技術(shù)、化學(xué)成分分析、藥用途徑及藥用價值，以及利用現(xiàn)代科技對紫蘇葉、紫蘇籽功效成分的提取、分離、純化等工藝的研究剛剛起步。以后我國應(yīng)加緊對不同品種紫蘇的有效成分組成及其在體內(nèi)過程、藥物代謝動力學(xué)、應(yīng)力學(xué)的研究。

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Progress ofPerillafunctional composition and its beverage development

ZHAO Xiu-ling*, FAN Dao-chun

(School of Life and EnvironmentSciences,Huangshan University, Huangshan 245021, China)

ABSTRACTThe recent progress of Perilla functional composition, innovation extraction technology and Perilla beverage development were reviewed. The paper is focused on functioned components and extraction. It is hope that the research can provide the basic information for the further research of food and medical function of Perilla.

Key wordsPerilla; functioned component;extraction;beverage industry

收稿日期：2015-07-07，改回日期：2015-09-15

基金項目：安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目(AH2014103753122);2013年黃山學(xué)院校級科研項目(編號：2013xkj002);2015年度安徽省教育廳高校自然科學(xué)一般研究項目(KJHS2015B03)

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201603046

第一作者：碩士,講師(本文通訊作者，E-mail:zhaoxiuling@hsu.edu.cn)。