紫蘇的研究進展及其在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙 鑫，鄧凱平，樊懿萱，王智博，梁雅旭，王 鋒*

（1.益海（連云港）糧油工業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222000；2.南京農(nóng)業(yè)大學湖羊研究院，南京 210095）

紫蘇是一種唇形科紫蘇屬一年生草本植物，廣泛分布在世界各地，尤其是中國、日本、韓國、越南等亞洲國家。作為重要的經(jīng)濟作物之一，種植紫蘇在中國等亞洲國家已有2 000多年的歷史[1-2]。紫蘇的種子可用于榨取紫蘇油，而新鮮的葉子常被用作烹飪調(diào)料。除了食用價值外，紫蘇也被當作中藥廣泛使用，具有解表驅(qū)寒、緩解腹脹、解毒和止痛等療效。

隨著提取技術(shù)的發(fā)展，紫蘇中多數(shù)化合物都已被分離和鑒定，主要包括：黃酮類、揮發(fā)性油、脂肪酸、三萜和酚類等化合物。紫蘇的這些化合物具有抗過敏、抗炎、抗氧化、抗癌和抗菌等生物學功能。2002年，中華人民共和國衛(wèi)生部將紫蘇及其種子（紫蘇籽）列入87種藥食兩用植物中，充分證明了其食用和藥用價值[3]。大量研究表明，在將紫蘇及其提取物添加到日糧中，不僅能為動物補充營養(yǎng)，提高生產(chǎn)性能，增強機體免疫力，改善動物產(chǎn)品品質(zhì)，而且毒性低、無殘留。因此，紫蘇是一種極具開發(fā)價值的中藥飼料添加劑。本文主要對紫蘇的成分和生物學功能的研究進展及其在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行概述。

1 紫蘇的成分

紫蘇中所含的化合物，根據(jù)其化學性質(zhì)可分為兩大部分：親水性化合物（酚酸類、黃酮類和三萜烯）和疏水性化合物（揮發(fā)油、脂肪酸、高級脂肪醇、生育酚和植物甾醇）。此外，紫蘇中還含有一些氨基酸、礦物質(zhì)元素及醇、醛和呋喃等物質(zhì)。

1.1 酚酸類

從紫蘇葉、莖和種子中分離出的酚酸類物質(zhì)主要包括迷迭香酸、咖啡酸、阿魏酸及2-（3，5-羥苯基）-乙烯咖啡酸酯，其中迷迭香酸是紫蘇葉中主要的酚酸類物質(zhì)，且在開花到結(jié)果期間濃度最高[4-10]。此外，美國食品和藥物管理局將迷迭香酸列為“公共安全食品”產(chǎn)品。

1.2 黃酮類和三萜烯化合物

分析發(fā)現(xiàn)，黃酮類化合物主要存在于紫蘇葉和紫蘇籽中。其中有3種黃酮、9種黃酮苷和5種花色苷被鑒定確認。3種黃酮分別為木犀草素、芹菜素和p-兒茶素，黃酮苷主要包括芹菜素-7-二葡萄糖苷、木犀草素-7-二葡萄糖苷和芹菜素-7-咖啡酰葡萄糖苷等[4,6]。此外，HPLC分析發(fā)現(xiàn)，紫蘇中還含有微量的三萜烯化合物，主要是委陵菜酸、齊墩果酸和熊果酸[10]。

1.3 揮發(fā)油

揮發(fā)油主要分布在紫蘇葉、花和莖中，紫蘇葉、花和莖中分別約含有0.821%、0.269%和0.022%的揮發(fā)油[11]。在揮發(fā)油中紫蘇醛的成分最高，此外還含有有檸檬烯、左旋檸檬烯、B-丁香烯、紫蘇醇、二氫紫蘇醇、沉香醇、紫蘇酮、香薷酮、白蘇酮、異白蘇酮和丁香油酚等成分。馮劫等通過對紫蘇葉中揮發(fā)油成分分析，結(jié)果從揮發(fā)油中共鑒定出32種成分，其中含量較高的依次為：檸檬烯、紫蘇醛、紫蘇酮、反式丁香烯和芹菜腦[12]。

1.4 脂肪酸

紫蘇種子又叫紫蘇籽，富含油脂，出油率高達35%～45%，油中脂肪酸的主要成分為α-亞麻酸（ALA）、亞油酸（LA）、C18:1、C18:0、C17:0，其中ALA含量高達54%～64%，而LA含量也約占14%[13-14]。因此，相比其他植物油，紫蘇油是十分優(yōu)質(zhì)的多不飽和脂肪酸（PUFA）來源。考慮到紫蘇油含有豐富的ALA和LA，美國已將紫蘇納為可開發(fā)的膳食補充劑[14]。

1.5 高級脂肪醇、生育酚和植物甾醇

高級脂肪醇與脂肪酸的結(jié)構(gòu)相似，是一種由長鏈醇構(gòu)成的混合物。紫蘇籽中含有豐富的高級脂肪醇，每千克紫蘇油中約含高級脂肪醇427.83 g，顯著高于其他植物油中的含量[15]。通過氣相色譜分析，發(fā)現(xiàn)紫蘇籽中的高級脂肪醇主要由二十八烷醇、二十六烷醇和三十烷醇組成[16]。紫蘇中含有4種類型的生育酚，分別為葉黃素、β-胡蘿卜素、花藥黃素及堇菜黃素，還含有一定量的植物甾醇[17]。

1.6 其他營養(yǎng)素

紫蘇籽除了富含油脂外，也含有大量的粗蛋白質(zhì)，脫脂后的紫蘇餅粕中蛋白含量高達28%～35%，是良好的植物蛋白原料。李曉鵬通過比較堿溶酸沉法和纖維素酶法提取紫蘇餅粕中蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)，纖維酶法最好，蛋白提取率、純度和獲得率最高，分別為38.19%、83.74%和84.60%[18]。此外，紫蘇莖葉中也發(fā)現(xiàn)豐富的微量礦物質(zhì)元素，包括Ca、P、Na、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu、Co、Cr、Pb及Ni等，其中Fe和Zn尤為豐富，分別為390和50 mg·kg-1，遠超其他植物中的含量[19]。

2 紫蘇的生物學功能

2.1 抗氧化作用

抗氧化劑是能夠清除機體內(nèi)活性氧（ROS）和一氧化氮（NO）等自由基物質(zhì)的物質(zhì)，從而減少氧化損傷。眾所周知，植物是優(yōu)質(zhì)的天然抗氧化劑來源[20]。迄今為止，已有大量有關(guān)紫蘇提取物的抗氧化性的研究，發(fā)現(xiàn)紫蘇提取物中酚酸類物質(zhì)和黃酮類化合物能清除過量活性氧自由基，具有抗氧化作用[21-22]。迷迭香酸是紫蘇提取物中主要的抗氧化物質(zhì)，對由阿霉素引發(fā)的心肌細胞氧化損傷有一定的抑制作用[23]。此外，迷迭香酸也能抑制被內(nèi)毒素刺激后的巨噬細胞中ROS和NO的生成，減少內(nèi)毒素對其傷害[24]。在D-GalN-致敏的小鼠中，發(fā)現(xiàn)迷迭香酸能減少LPS誘導引起的肝臟損傷，這主要是迷迭香酸減少了活性氧自由基，而并非降低腫瘤壞死因子-α的產(chǎn)生[25]。另有研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇粕多糖對羥基自由基和ROS具有清除作用[26]。

2.2 抗過敏和抗炎癥作用

研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇提取物具有治療過敏性疾病的藥效。Heo等在探究紫蘇提取物對2,4-二硝基氟苯誘導引起皮炎的小鼠的抗過敏效果的試驗中發(fā)現(xiàn)，適當濃度的紫蘇提取物能降低基質(zhì)金屬蛋白酶-9基因和白介素-31基因的表達，提高T-bet蛋白活性，從而抑制了2,4-二硝基氟苯誘導的特應(yīng)性炎癥癥狀。在體內(nèi)體外試驗已證明，紫蘇提取物能有效抑制肥大細胞介導的過敏反應(yīng)[27-28]。此外，馮劫等發(fā)現(xiàn)，紫蘇揮發(fā)油能有效減輕角叉萊膠致去腎上腺大鼠足跖腫脹，降低炎癥組織中前列腺素E2含量，抑制胸腔滲出液中蛋白含量和白細胞數(shù)，降低NO含量[12]。有研究報道，紫蘇葉中提取的黃酮類物質(zhì)具有顯著抗炎癥作用，能降低血管通透性，抑制炎癥介質(zhì)的生成，增強清除活性氧和抗脂質(zhì)氧化的的功能[29]。另外，紫蘇籽中的脂肪酸可通過降低脂質(zhì)炎性介質(zhì)、血小板活化因子和白三烯生成而抑制炎癥。

2.3 抑菌和抗癌作用

近年來，有關(guān)紫蘇揮發(fā)油對細菌和真菌的抑制作用被廣泛研究。紫蘇油可降低葡萄球菌腸毒和金黃色葡萄球菌中毒性休克綜合征毒素1的生成，與β-內(nèi)酰胺抗生素聯(lián)合使用用于治療金黃色葡萄球菌感染。如今，紫蘇油已成為新型食品防腐劑被合理地應(yīng)用在食品加工中，用于抑制金黃色葡萄球菌的生長而降低外毒素的產(chǎn)生。紫蘇也通常被用于癌癥的治療，大量體內(nèi)與體外試驗也證實紫蘇具有抗癌作用。Lin等研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇葉中的提取物能有效影響HepG2細胞中與凋亡相關(guān)基因的表達，并抑制HepG2細胞增殖[30]。最近，從紫蘇葉中揮發(fā)油中發(fā)現(xiàn)異白蘇烯酮是一種具有抗癌活性的化合物。Wang等研究發(fā)現(xiàn)，異白蘇烯酮可通過阻斷PI3K/Akt信號通路，抑制Huh-7肝癌細胞癌擴散生長[31]。

2.4 調(diào)節(jié)血脂作用

紫蘇油中富含ALA，ALA是人體必需脂肪酸之一，具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的功能。研究報道，大鼠飼喂添加紫蘇油的日糧后，可顯著降低血清中總甘油三酯和總膽固醇含量，提高高密度脂蛋白膽固醇含量[32]。Tan等在鵪鶉日糧中添加紫蘇提取物，發(fā)現(xiàn)紫蘇提取物能顯著降低試驗組鵪鶉血清中總甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇的含量，顯著提高高密度脂蛋白膽固醇含量[6]。此外，紫蘇提取物可通過降低小鼠血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性，升高肝臟中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性，并降低丙二醛的含量，從而減輕四氯化碳與乙酰氨基酸誘導引起小鼠肝損傷的程度[33]。

3 紫蘇籽及紫蘇提取物在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

在飼料中添加紫蘇籽對蛋雞的生理狀態(tài)、繁殖性能和產(chǎn)品均有一定的改善效果。Fujii等報道，在稻谷和小麥日糧基礎(chǔ)上添加紫蘇籽能顯著提高雞蛋中ALA和LA的含量，并降低n-6/n-3值，有效地提高雞蛋品質(zhì)，為生產(chǎn)功能性雞蛋提高供了生產(chǎn)依據(jù)[34]。王君榮等在海蘭種蛋雞日糧中添加紫蘇籽提取物，結(jié)果表明，紫蘇籽提取物能顯著提高其的產(chǎn)蛋率、種蛋合格率、種蛋受精率和孵化率，并能有效提高單枚蛋重和飼料轉(zhuǎn)化率[35]。因此，在飼料中添加紫蘇籽或其提取物，在一定程度上可以降低飼養(yǎng)成本，提高經(jīng)濟效益。

在肉雞生產(chǎn)中，合理適用紫蘇籽及紫蘇提取物能有效地改善肉雞的生長性能和免疫機能。研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加紫蘇籽提取物150 mg·kg-1能提高肉仔雞的日增重和存活率，顯著降低料重比及增重成本；并且試驗組肉仔雞的免疫器官指數(shù)、新城疫HI抗體效價、E花環(huán)形成百分率、淋巴細胞轉(zhuǎn)化率和血清IgG等均有所提高，增強了其免疫力。也有研究報道，給肉雞飼喂含有紫蘇和月莧草復合提取物的日糧能顯著提高肉雞育成期體重，降低死淘率，提高肉雞生產(chǎn)性能，且能提高其產(chǎn)蛋率和受精率，有效地改善其繁殖性能[36]。此外，張愛武等在研究紫蘇籽對鵪鶉肉中脂肪酸組成影響的試驗中發(fā)現(xiàn)，日糧中添加10%紫蘇籽能顯著提高鵪鶉肉中脂肪含量，增大ALA和n-3 PUFA在肌肉中的沉積，降低n-6/n-3值[37]。說明，日糧中適當添加紫蘇籽能有效提高家禽產(chǎn)品中PUFA的沉積，改善其品質(zhì)。

3.2 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

豬的飼料中添加紫蘇籽或紫蘇提取物，對豬的生長性能、肉品質(zhì)和免疫力均有所改善。有研究報道，使用含有紫蘇籽提取物的日糧飼喂杜×長×大三元商品雜交豬42 d后，能顯著提高育肥豬的日增重，顯著降低料肉比，血清中免疫物質(zhì)含量也顯著提高，免疫力顯著增強[38]。紫蘇籽富含ALA，添加到育肥豬日糧中，能顯著提高肌肉和脂肪組織中ALA和n-3 PUFA的含量，降低n-6/n-3值，有效改善組織中脂肪酸的組成[39]。此外，使用添加不同水平紫蘇粕的日糧飼喂育肥豬也可顯著改善其脂肪組織中脂肪酸組成，且添加水平為10%，豬的日增重最高，生長性能最好[40]。

3.3 在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

近年來，國內(nèi)外有關(guān)紫蘇提取物在反芻動物生產(chǎn)中的研究較多，大量研究表明添加紫蘇提取物，能改善反芻動物的免疫機能和其肉的營養(yǎng)成分。張文火等報道，日糧中添加紫蘇籽提取物不僅能提高育肥牛生長性能和養(yǎng)分消化率，而且能增強免疫功能，改善胴體和牛肉品質(zhì)。因此，紫蘇籽提取物可以作為育肥牛的飼料添加劑以提高肉牛生產(chǎn)效率[41]。徐娥等用紫蘇油和菜油混合油飼喂育肥牛后，顯著提高肌肉中總氨基酸、總必需氨基酸、總鮮味氨基酸及PUFA含量，從而改善了牛肉中的營養(yǎng)成分；并且提高血液中總蛋白、球蛋白、白蛋白、免疫球蛋白G、紅細胞數(shù)和白細胞數(shù)含量，進而改善肉牛的免疫機能[42]。也有研究表明，母牛泌乳期間飼喂含有紫蘇油的日糧能顯著提高牛乳中ALA含量，改善牛乳脂肪酸組成[43]。此外，Deng等發(fā)現(xiàn)在日糧中添加紫蘇籽能顯著提高湖羊肌肉和肝臟中n-3 PUFA的沉積，而降低n-6 PUFA及n6/n3值，從而有效地改善湖羊組織脂肪酸組成，提高湖羊肉品質(zhì)[44]。

4 小結(jié)與展望

紫蘇籽及紫蘇提取物富含PUFA和抑菌抗炎癥等活性成分，對畜禽生長性能、繁殖性能、肉品品質(zhì)、免疫機能和抗病力等方面均有積極影響，應(yīng)用前景廣闊。我國紫蘇資源豐富，品種類型較多，且種植面積較大，將紫蘇合理地應(yīng)用到畜牧生產(chǎn)中對我國畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。盡管，紫蘇在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用缺乏整體性和系統(tǒng)性研究，但隨著對紫蘇的不斷深入研究，紫蘇籽在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用將會越來越全面，越來越規(guī)范。