紫苏的研究进展及其在畜牧生产中的应用

赵 鑫，邓凯平，樊懿萱，王智博，梁雅旭，王 锋*

（1.益海（连云港）粮油工业有限公司，江苏 连云港 222000；2.南京农业大学湖羊研究院，南京 210095）

紫苏是一种唇形科紫苏属一年生草本植物，广泛分布在世界各地，尤其是中国、日本、韩国、越南等亚洲国家。作为重要的经济作物之一，种植紫苏在中国等亚洲国家已有2 000多年的历史[1-2]。紫苏的种子可用于榨取紫苏油，而新鲜的叶子常被用作烹饪调料。除了食用价值外，紫苏也被当作中药广泛使用，具有解表驱寒、缓解腹胀、解毒和止痛等疗效。

随着提取技术的发展，紫苏中多数化合物都已被分离和鉴定，主要包括：黄酮类、挥发性油、脂肪酸、三萜和酚类等化合物。紫苏的这些化合物具有抗过敏、抗炎、抗氧化、抗癌和抗菌等生物学功能。2002年，中华人民共和国卫生部将紫苏及其种子（紫苏籽）列入87种药食两用植物中，充分证明了其食用和药用价值[3]。大量研究表明，在将紫苏及其提取物添加到日粮中，不仅能为动物补充营养，提高生产性能，增强机体免疫力，改善动物产品品质，而且毒性低、无残留。因此，紫苏是一种极具开发价值的中药饲料添加剂。本文主要对紫苏的成分和生物学功能的研究进展及其在畜牧生产中的应用现状进行概述。

1 紫苏的成分

紫苏中所含的化合物，根据其化学性质可分为两大部分：亲水性化合物（酚酸类、黄酮类和三萜烯）和疏水性化合物（挥发油、脂肪酸、高级脂肪醇、生育酚和植物甾醇）。此外，紫苏中还含有一些氨基酸、矿物质元素及醇、醛和呋喃等物质。

1.1 酚酸类

从紫苏叶、茎和种子中分离出的酚酸类物质主要包括迷迭香酸、咖啡酸、阿魏酸及2-（3，5-羟苯基）-乙烯咖啡酸酯，其中迷迭香酸是紫苏叶中主要的酚酸类物质，且在开花到结果期间浓度最高[4-10]。此外，美国食品和药物管理局将迷迭香酸列为“公共安全食品”产品。

1.2 黄酮类和三萜烯化合物

分析发现，黄酮类化合物主要存在于紫苏叶和紫苏籽中。其中有3种黄酮、9种黄酮苷和5种花色苷被鉴定确认。3种黄酮分别为木犀草素、芹菜素和p-儿茶素，黄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分析发现，紫苏中还含有微量的三萜烯化合物，主要是委陵菜酸、齐墩果酸和熊果酸[10]。

1.3 挥发油

挥发油主要分布在紫苏叶、花和茎中，紫苏叶、花和茎中分别约含有0.821%、0.269%和0.022%的挥发油[11]。在挥发油中紫苏醛的成分最高，此外还含有有柠檬烯、左旋柠檬烯、B-丁香烯、紫苏醇、二氢紫苏醇、沉香醇、紫苏酮、香薷酮、白苏酮、异白苏酮和丁香油酚等成分。冯劫等通过对紫苏叶中挥发油成分分析，结果从挥发油中共鉴定出32种成分，其中含量较高的依次为：柠檬烯、紫苏醛、紫苏酮、反式丁香烯和芹菜脑[12]。

1.4 脂肪酸

紫苏种子又叫紫苏籽，富含油脂，出油率高达35%～45%，油中脂肪酸的主要成分为α-亚麻酸（ALA）、亚油酸（LA）、C18:1、C18:0、C17:0，其中ALA含量高达54%～64%，而LA含量也约占14%[13-14]。因此，相比其他植物油，紫苏油是十分优质的多不饱和脂肪酸（PUFA）来源。考虑到紫苏油含有丰富的ALA和LA，美国已将紫苏纳为可开发的膳食补充剂[14]。

1.5 高级脂肪醇、生育酚和植物甾醇

高级脂肪醇与脂肪酸的结构相似，是一种由长链醇构成的混合物。紫苏籽中含有丰富的高级脂肪醇，每千克紫苏油中约含高级脂肪醇427.83 g，显著高于其他植物油中的含量[15]。通过气相色谱分析，发现紫苏籽中的高级脂肪醇主要由二十八烷醇、二十六烷醇和三十烷醇组成[16]。紫苏中含有4种类型的生育酚，分别为叶黄素、β-胡萝卜素、花药黄素及堇菜黄素，还含有一定量的植物甾醇[17]。

1.6 其他营养素

紫苏籽除了富含油脂外，也含有大量的粗蛋白质，脱脂后的紫苏饼粕中蛋白含量高达28%～35%，是良好的植物蛋白原料。李晓鹏通过比较碱溶酸沉法和纤维素酶法提取紫苏饼粕中蛋白质发现，纤维酶法最好，蛋白提取率、纯度和获得率最高，分别为38.19%、83.74%和84.60%[18]。此外，紫苏茎叶中也发现丰富的微量矿物质元素，包括Ca、P、Na、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu、Co、Cr、Pb及Ni等，其中Fe和Zn尤为丰富，分别为390和50 mg·kg-1，远超其他植物中的含量[19]。

2 紫苏的生物学功能

2.1 抗氧化作用

抗氧化剂是能够清除机体内活性氧（ROS）和一氧化氮（NO）等自由基物质的物质，从而减少氧化损伤。众所周知，植物是优质的天然抗氧化剂来源[20]。迄今为止，已有大量有关紫苏提取物的抗氧化性的研究，发现紫苏提取物中酚酸类物质和黄酮类化合物能清除过量活性氧自由基，具有抗氧化作用[21-22]。迷迭香酸是紫苏提取物中主要的抗氧化物质，对由阿霉素引发的心肌细胞氧化损伤有一定的抑制作用[23]。此外，迷迭香酸也能抑制被内毒素刺激后的巨噬细胞中ROS和NO的生成，减少内毒素对其伤害[24]。在D-GalN-致敏的小鼠中，发现迷迭香酸能减少LPS诱导引起的肝脏损伤，这主要是迷迭香酸减少了活性氧自由基，而并非降低肿瘤坏死因子-α的产生[25]。另有研究发现，紫苏粕多糖对羟基自由基和ROS具有清除作用[26]。

2.2 抗过敏和抗炎症作用

研究发现，紫苏提取物具有治疗过敏性疾病的药效。Heo等在探究紫苏提取物对2,4-二硝基氟苯诱导引起皮炎的小鼠的抗过敏效果的试验中发现，适当浓度的紫苏提取物能降低基质金属蛋白酶-9基因和白介素-31基因的表达，提高T-bet蛋白活性，从而抑制了2,4-二硝基氟苯诱导的特应性炎症症状。在体内体外试验已证明，紫苏提取物能有效抑制肥大细胞介导的过敏反应[27-28]。此外，冯劫等发现，紫苏挥发油能有效减轻角叉莱胶致去肾上腺大鼠足跖肿胀，降低炎症组织中前列腺素E2含量，抑制胸腔渗出液中蛋白含量和白细胞数，降低NO含量[12]。有研究报道，紫苏叶中提取的黄酮类物质具有显著抗炎症作用，能降低血管通透性，抑制炎症介质的生成，增强清除活性氧和抗脂质氧化的的功能[29]。另外，紫苏籽中的脂肪酸可通过降低脂质炎性介质、血小板活化因子和白三烯生成而抑制炎症。

2.3 抑菌和抗癌作用

近年来，有关紫苏挥发油对细菌和真菌的抑制作用被广泛研究。紫苏油可降低葡萄球菌肠毒和金黄色葡萄球菌中毒性休克综合征毒素1的生成，与β-内酰胺抗生素联合使用用于治疗金黄色葡萄球菌感染。如今，紫苏油已成为新型食品防腐剂被合理地应用在食品加工中，用于抑制金黄色葡萄球菌的生长而降低外毒素的产生。紫苏也通常被用于癌症的治疗，大量体内与体外试验也证实紫苏具有抗癌作用。Lin等研究发现，紫苏叶中的提取物能有效影响HepG2细胞中与凋亡相关基因的表达，并抑制HepG2细胞增殖[30]。最近，从紫苏叶中挥发油中发现异白苏烯酮是一种具有抗癌活性的化合物。Wang等研究发现，异白苏烯酮可通过阻断PI3K/Akt信号通路，抑制Huh-7肝癌细胞癌扩散生长[31]。

2.4 调节血脂作用

紫苏油中富含ALA，ALA是人体必需脂肪酸之一，具有调节脂质代谢的功能。研究报道，大鼠饲喂添加紫苏油的日粮后，可显著降低血清中总甘油三酯和总胆固醇含量，提高高密度脂蛋白胆固醇含量[32]。Tan等在鹌鹑日粮中添加紫苏提取物，发现紫苏提取物能显著降低试验组鹌鹑血清中总甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的含量，显著提高高密度脂蛋白胆固醇含量[6]。此外，紫苏提取物可通过降低小鼠血清中谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性，升高肝脏中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，并降低丙二醛的含量，从而减轻四氯化碳与乙酰氨基酸诱导引起小鼠肝损伤的程度[33]。

3 紫苏籽及紫苏提取物在畜禽生产中的应用

3.1 在家禽生产中的应用

在饲料中添加紫苏籽对蛋鸡的生理状态、繁殖性能和产品均有一定的改善效果。Fujii等报道，在稻谷和小麦日粮基础上添加紫苏籽能显著提高鸡蛋中ALA和LA的含量，并降低n-6/n-3值，有效地提高鸡蛋品质，为生产功能性鸡蛋提高供了生产依据[34]。王君荣等在海兰种蛋鸡日粮中添加紫苏籽提取物，结果表明，紫苏籽提取物能显著提高其的产蛋率、种蛋合格率、种蛋受精率和孵化率，并能有效提高单枚蛋重和饲料转化率[35]。因此，在饲料中添加紫苏籽或其提取物，在一定程度上可以降低饲养成本，提高经济效益。

在肉鸡生产中，合理适用紫苏籽及紫苏提取物能有效地改善肉鸡的生长性能和免疫机能。研究发现，日粮中添加紫苏籽提取物150 mg·kg-1能提高肉仔鸡的日增重和存活率，显著降低料重比及增重成本；并且试验组肉仔鸡的免疫器官指数、新城疫HI抗体效价、E花环形成百分率、淋巴细胞转化率和血清IgG等均有所提高，增强了其免疫力。也有研究报道，给肉鸡饲喂含有紫苏和月苋草复合提取物的日粮能显著提高肉鸡育成期体重，降低死淘率，提高肉鸡生产性能，且能提高其产蛋率和受精率，有效地改善其繁殖性能[36]。此外，张爱武等在研究紫苏籽对鹌鹑肉中脂肪酸组成影响的试验中发现，日粮中添加10%紫苏籽能显著提高鹌鹑肉中脂肪含量，增大ALA和n-3 PUFA在肌肉中的沉积，降低n-6/n-3值[37]。说明，日粮中适当添加紫苏籽能有效提高家禽产品中PUFA的沉积，改善其品质。

3.2 在猪生产中的应用

猪的饲料中添加紫苏籽或紫苏提取物，对猪的生长性能、肉品质和免疫力均有所改善。有研究报道，使用含有紫苏籽提取物的日粮饲喂杜×长×大三元商品杂交猪42 d后，能显著提高育肥猪的日增重，显著降低料肉比，血清中免疫物质含量也显著提高，免疫力显著增强[38]。紫苏籽富含ALA，添加到育肥猪日粮中，能显著提高肌肉和脂肪组织中ALA和n-3 PUFA的含量，降低n-6/n-3值，有效改善组织中脂肪酸的组成[39]。此外，使用添加不同水平紫苏粕的日粮饲喂育肥猪也可显著改善其脂肪组织中脂肪酸组成，且添加水平为10%，猪的日增重最高，生长性能最好[40]。

3.3 在反刍动物生产中的应用

近年来，国内外有关紫苏提取物在反刍动物生产中的研究较多，大量研究表明添加紫苏提取物，能改善反刍动物的免疫机能和其肉的营养成分。张文火等报道，日粮中添加紫苏籽提取物不仅能提高育肥牛生长性能和养分消化率，而且能增强免疫功能，改善胴体和牛肉品质。因此，紫苏籽提取物可以作为育肥牛的饲料添加剂以提高肉牛生产效率[41]。徐娥等用紫苏油和菜油混合油饲喂育肥牛后，显著提高肌肉中总氨基酸、总必需氨基酸、总鲜味氨基酸及PUFA含量，从而改善了牛肉中的营养成分；并且提高血液中总蛋白、球蛋白、白蛋白、免疫球蛋白G、红细胞数和白细胞数含量，进而改善肉牛的免疫机能[42]。也有研究表明，母牛泌乳期间饲喂含有紫苏油的日粮能显著提高牛乳中ALA含量，改善牛乳脂肪酸组成[43]。此外，Deng等发现在日粮中添加紫苏籽能显著提高湖羊肌肉和肝脏中n-3 PUFA的沉积，而降低n-6 PUFA及n6/n3值，从而有效地改善湖羊组织脂肪酸组成，提高湖羊肉品质[44]。

4 小结与展望

紫苏籽及紫苏提取物富含PUFA和抑菌抗炎症等活性成分，对畜禽生长性能、繁殖性能、肉品品质、免疫机能和抗病力等方面均有积极影响，应用前景广阔。我国紫苏资源丰富，品种类型较多，且种植面积较大，将紫苏合理地应用到畜牧生产中对我国畜牧业的可持续发展具有重要的意义。尽管，紫苏在畜牧生产中的应用缺乏整体性和系统性研究，但随着对紫苏的不断深入研究，紫苏籽在畜牧生产中的应用将会越来越全面，越来越规范。