紫苏叶化学成分及生物活性研究进展

张运晖，赵 瑛，欧巧明

（甘肃省农业科学院生物技术研究所，甘肃 兰州 730070）

紫苏（Perilla frutescens L.Britt.）又称荏、赤苏、香苏等，属唇形科一年生草本植物。原产于东亚地区［1-4］，因其经济效益显著，现美国、加拿大、俄罗斯也有大面积商业种植。中国是紫苏栽种面积和年出口量最大的国家［5］，有2 000多年的栽培历史，各省均有种植，常年出口日本、韩国等地。北方以油用为主，兼以药用；南方以药用为主，兼做香料和食用［6］。

紫苏在我国应用历史悠久，其叶、茎和果实均能入药，在医药领域有重要价值。紫苏是卫生部第一批规定的既是药品又是食品的60种作物之一［7］，其中紫苏叶（Folium Perillae）是最常用入药器官，始记于《名医别录》，称其“主下气，除寒中。”《本草汇言》认为紫苏“散寒气，清肺气，宽中气，安胎气，下结气，化痰气，乃治气之神药也［8］。”《中国药典》记载其可用于风寒感冒，咳嗽呕恶，妊娠呕吐，鱼蟹中毒等［9］。利用紫苏的药学特性，我国已研制出藿香正气口服液、儿童清肺片等多种含紫苏成分的中药制剂［10-12］。紫苏叶有多种生物活性成分，目前已报道的化学成分有挥发油类、黄酮类、酚酸类、花色苷类、多糖类、三萜类、甾体类化合物，其生物活性主要有抗炎、抗氧化、抑菌、抗抑郁、抗肿瘤、镇静作用等。紫苏叶食用价值也很高，含有丰富蛋白质与多种维生素，又兼具保健作用，在日本、韩国，民众有生食紫苏叶片的习惯，每年消费大量新鲜紫苏叶片。因其独特香味，烹饪中也常用来增香去腥。还可作为色素、香料、防腐剂等食品添加剂的基料，开发潜力巨大［13］。

随着人们保健意识的增强，既能作为食材又有保健功效的紫苏叶逐渐成为研究热点。为了对紫苏叶的开发利用提供理论基础，我们将学者们近年来关于紫苏种质资源、紫苏叶的化学成分分析、紫苏叶的生物活性成分等方面的研究成果进行了综述，以期为紫苏叶的深加工及综合利用提供支持。

1 紫苏种质资源及分布

根据Nitta等［14］的研究，紫苏主要分布在中国、韩国、日本、尼泊尔、印度等亚洲国家。中国种植紫苏历史悠久，是紫苏发源地之一，拥有丰富的种质资源，是紫苏种质资源多样化中心［15-16］。《中国植物志》根据形态学特征将中国紫苏资源大致分为栽培型和野生型2个类型共4个变种［17］。栽培型的为紫苏［Perilla frutescens var.frutescens（L.）Britt（原变种，包括白苏）］和回回苏［P.frutescens var.crispa（Thunb.）Hand.-Mazz.］，野生型的为野生紫苏［P.frutescens var.acuta（Thunb.）Kudo］和耳齿紫苏［P.frutescens var.auriculato-dentata C.Y.Wu et Hsuan ex H.W.Li］。魏长玲等［18］对国内主要紫苏产地进行了调查，将我国的紫苏种质资源分为野生型和栽培型，栽培型又细分为栽培药用资源、栽培籽用资源、栽培出口资源。野生资源主产区有河南、四川、安徽、江西、广西、湖南、江苏及浙江；栽培药用资源产区有河北安国、安徽亳州、重庆涪陵、广西玉林和广东茂名；栽培籽用资源产区包括甘肃庆阳、黑龙江桦南、吉林、重庆彭水及云南；栽培出口资源产区有浙江湖州、江苏连云港和山东烟台。

2 紫苏叶化学成分

紫苏叶是紫苏的重要药用部位，国内外学者已从中分离鉴定出了百余种化学成分，可大致分为挥发油类、黄酮类、酚酸类、花色苷类、多糖类、三萜类、甾体类化合物等［8，13，18］。

2.1 挥发油成分及分类

挥发油（volatile oils）又称精油（essential oils），是植物中一类具有芳香气味、在常温下能挥发的油状液体的总称［19］。挥发油在紫苏叶中的含量约为0.03%～2.00%，是紫苏叶的主要成分和特殊香气来源。紫苏叶挥发油中含有单萜、倍半萜、二萜、芳香类和脂肪族类等多种化合物［20］，根据品种的不同，所含化合物种类和比例也有很大差异。日本最先提出以紫苏叶挥发油所含主要化合物的类型分类紫苏的方法，根据不同化合物组成共分为7个不同的化学型，其中所含成分为以单萜为主的6个类型。PA型，主含紫苏醛（perillaldehyde）和不含紫苏酮；PK型，主含紫苏酮（perillaketone）、异白苏烯酮（isoegomaketone），不含紫苏醛；PL型，主含紫苏烯（perillene）；EK型，主含香薷酮（elsholtziaketone）；C型，主含反式柠檬醛（transcitral）；PT型，以薄荷烯酮（piperitenone）等单萜为主。以及以芳香类化合物为主的PP型，细分为3类，包括PP-m型，主含肉豆蔻醚（myristicin）；PP-dm型，主含莳萝油脑（dillapiole）和肉豆蔻醚；PP-em型，主含榄香素（elemicin）和肉豆蔻醚［21］。

国内学者在沿用日本分类方法的基础上经分析检测找到了更多紫苏叶挥发油类型。郭佳琪［22］等将收集到的800份紫苏种质通过气味排除法得到62份非PK型种质资源，在以单萜成分为主的挥发油材料中发现1份D-柠檬烯相对质量分数达到39.51%，而紫苏醛相对质量分数为29.78%的材料，将其命名为PA-Ⅱ型；在以芳香类化合物为主的材料中新发现了PP-a型，其主要成分芹菜脑，相对质量分数50%以上;PP-s型，主要成分β-细辛脑，相对质量分数40%以上;两种及以上成分兼有的PP-am、PP-em、等（e代表榄香素，m代表肉豆蔻醚）。发现了倍半萜含量很高的化学型，命名为PS型，并初步规定该化学型的特点为某倍半萜类成分质量分数高于30%，且其他特征性成分（单萜或芳香化合物）质量分数低于15%。张旭［23］在不同产地收集到的26份紫苏材料的挥发油中检测出49种化合物，按照所含主要化合物来命名的方法共分出8种不同的化学型，分别为紫苏酮型（perillaketone，简称PK）、D-柠檬烯-薄荷烯酮型（d-limonene and piperitone，简称DLP）、薄荷二烯酮型（piperitenone，简称PT）、肉豆蔻醚型（myristicin，简称MS）、芹菜脑型（apiol，简称AL）、异榄香素型（isoelemicin，简称IEM）、脱氢香薷酮型（dehydoelsholtzia ketone，简称DEK）及紫苏醛型（perilla aldehyde，简称PA），其中MS型与日本报道PP-m型成分类似，但命名方法不同。除PA型和PK型沿用日本报道命名方式外，其他各型均为首次发现。

紫苏叶挥发油化学型的不同导致药效有很大差异。《中华人民共和国药典》规定的紫苏入药品种为PA型，但我国紫苏种植资源丰富，加上种子市场流通无序导致栽培型与野生型种质资源混乱，因此对紫苏叶挥发油化学型的分析检测尤为重要。

2.2 黄酮类成分

黄酮类化合物具有很高的药用价值，广泛存在于多种植物中，具有抗氧化、抗癌、降血糖、抗炎、增强免疫力等生理功能［24-27］。紫苏叶中黄酮类成分现已发现并报道的主要是芹菜素、木犀草素、野黄芩苷和黄芩素-7-甲醚，黄酮苷主要为芹菜素-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］，黄酮醇（flavonol）类有槲皮素［30］，黄烷酮（flavanone）类成分有8-羟基-6，7-二甲氧基黄烷酮和5，8-二羟基-7-甲氧基黄烷酮［31］。丰富的黄酮种类和高黄酮含量是紫苏叶抗氧化性，抗炎等药用特性的基础。

2.3 酚酸类成分

酚酸类化合物是含有酚羟基和羧基的一类成分，多数酚酸成分具有儿茶酚（邻二苯酚）结构，因此有较多的活性作用包括抗氧化、抗菌和消炎等。酚酸类成分在药用植物中普遍存在，紫苏叶中的酚酸成分丰富［20］，目前报道的有迷迭香酸（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-（3，4-二羟苯基）乙烯咖啡酸酯［（Z，E）-2-（3，4-dihydroxyphenyl）-ethenyl caffeate］、（Z，E） -2-（3，5- 二羟苯基）乙烯咖啡酸酯［（Z，E）-2-（3，5-dihydroxyphenyl）-ethenyl caffeate］、咖啡酰奎尼酸（caffeoylquinicacid）、香豆酒石酸（coumaroyl tartaric acid）、原儿茶醛（protocatechualdehyde）和3，4-二羟基苯甲酸甲酯（methyl 3，4-di-hydroxybenzoate）［29，31-34］。紫苏叶是紫苏酚酸种类最多的部位，大部分酚酸酯类衍生物存在于叶中，在紫苏酚酸成分中，迷迭香酸是含量最高的，也是目前研究较多的一类成分［35］。

2.4 花色苷类成分

花色苷属于多酚类物质，是植物的天然色素，赋予植物各种颜色。紫苏花色苷大量存在于紫色紫苏叶中，绿色紫苏叶几乎不含花色苷［36］。紫苏叶花色苷的主要成分是紫苏宁、顺式紫苏宁、丙二酰基紫苏宁、丙二酰基顺式紫苏宁，以及以矢车菊素为苷元的葡萄糖苷类（如矢车菊素3-O-咖啡酰葡萄糖-5-O-葡萄糖苷，矢车菊素-3-O-咖啡酰葡萄糖-5-O-丙二酰葡萄糖苷等）、天竺葵苷、芍药素-3-（6”-乙酰）-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-阿拉伯糖苷、矮牵牛素-3，5-O-二葡萄糖苷、矮牵牛素-3-（6”-乙酰）-O-葡萄糖苷、锦葵花素 -3-（6”-乙酰）-O- 葡萄糖苷等［37-40］。含量最高的是丙二酰基紫苏宁，其次是紫苏宁［41］。

2.5 多糖、三萜、甾体类化合物及其他

植物多糖又称多聚糖，在植物中广泛存在，具有调节免疫、抗癌、降血脂、控制血糖、降胆固醇、延缓衰老等生理功能［42-43］，且多糖类没有细胞毒性，可广泛应用于医药、保健品及功能食品的开发。多糖是紫苏叶重要的活性成分。Kwon等［44］对紫苏多糖抗菌性的研究证明，紫苏多糖具有吞噬大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和部分革兰氏阳性及阴性细菌的特性。YI等［45］研究了佐药紫苏叶和使药生姜等配伍抗抑郁协同作用，结果显示有一定抗抑郁效果。植物多糖是一个热门研究领域，目前已有超过300种多糖类化合物提取出来［46］。紫苏多糖是研究紫苏生理活性的一个重要环节，但关于紫苏多糖的研究较少，只有紫苏多糖提取方法及药理药效的少量研究，未见关于多糖结构分析的报道。

紫苏叶中还含有常见的三萜和甾体类化合物如齐墩果烷（oleanane）型三萜及熊果烷（ursane）型三萜及甾醇类化合物20-异戊基-孕甾-3β、14α-二醇、β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇［20，41］。此外，紫苏叶片中含有大量粗蛋白［47］、脂肪酸、类胡萝卜素及丰富的维生素等［48］，营养成分高于一般蔬菜，可以用来开发高蛋白保健食品。

3 紫苏叶生物活性

传统医学认为紫苏叶有降气化痰、止咳平喘、解表散寒、理气止痛、润肠通便、解毒之功效［49］。现代药理学研究认为其具有多种生物活性如抗炎、抗氧化、抑菌、抗抑郁、抗肿瘤、镇静等作用［21］。

3.1 抗炎

紫苏叶中的黄酮类、酚酸类、挥发油有抗炎效果［20］。黄雅菊［50］研究发现，木犀草素可通过对p38MAPK、PPARγ信号通路的影响来抑制哮喘大鼠的气道炎症反应，表明木犀草素可起到明显的抗炎及免疫调节作用。但是先抑制p38MAPK信号通路还是先激活PPARγ信号通路仍需深入研究。周美玲［51］研究了紫苏叶挥发油中的主要成分紫苏醛和柠檬烯对小鼠免疫功能的影响，结果表明紫苏挥发油能促进小鼠的生长，提高小鼠免疫性能，其中紫苏醛和柠檬烯均发挥了部分作用且紫苏醛的作用强于柠檬烯。紫苏醛显著能提高免疫器官指数和腹腔巨噬细胞ACP活性，但显著降低IgM水平，紫苏醛和柠檬烯能降低大肠杆菌数。Rocha等［52］发现，迷迭香酸可通过调节NF-kB和MMP-9，减少促炎细胞因子的全身性释放，减轻肝肾肺等多器官功能障碍，25 mg/kg的迷迭香酸可缓解超过60%大鼠足爪肿胀，抑制中性粒细胞活性。

3.2 抗氧化

多酚类物质被认为是植物抗氧化活性的物质基础，能够显著抑制偶氮基自由基诱导或内皮细胞介导的低密度脂蛋白（LDL）氧化，增加内皮细胞中抗氧化酶mRNA和蛋白表达水平。紫苏叶含有多种多酚类物质，具有较高的抗氧化能力［49］。于海鑫等［39］研究了紫苏叶花色苷的抗氧化活性，结果表明紫苏叶花色苷对DPPH自由基、ABTS+和超氧阴离子自由基的清除率分别达到40.4%、52.7%和43.7%，与Vc对照相比具有较好的抗氧化能力。黄红雨等［53］通过总抗氧化能力（ferric reducing antioxidant potential，FRAP）测定发现，紫苏叶花青素具有较强的铁离子还原氧化能力，此外紫苏叶花青素对DPPH·、·OH、O2-·有特定的清除能力，具有一定的抗氧化能力。张玲［54］采用HepG2细胞评价了迷迭香酸含量为92.941 mg/g的紫苏叶粗提物的抗氧化性，表明有很强的抗氧化能力。

3.3 抑菌

紫苏挥发油是紫苏抗菌活性的主要成分，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、化脓链球菌、假结核棒状杆菌有明显的抗菌作用［55］。Kang 等［56］发现，紫苏挥发油中的主要成分紫苏醛具有广谱的抗菌和抗真菌活性，与化合物Polyodial联合使用可发挥协同作用。黄红雨等［53］研究发现，不同浓度紫苏叶花青素对不同的菌株均有一定的抑制性能，尤其对大肠杆菌抑制效果较好，其最小抑菌浓度和最低杀菌浓度分别为1.25 mg/mL和2.5 mg/mL，对腐败希瓦氏菌抑制作用不明显。林硕等［57］发现，紫苏醛型挥发油对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌均有较好的抑制效果，对枯草芽孢杆菌作用稍强，其中紫苏醛含量75.88%、柠檬烯含量3.82%。

3.4 抗抑郁

紫苏叶中的紫苏醛与迷迭香酸是抗抑郁的主要活性成分［20，35］。Ji等［58］给抑郁样行为的小鼠用紫苏醛灌胃或喂食120 mg/kg，7d后抑郁行为得到改善。Takeda等［59］的小鼠强迫游泳实验证明，以迷迭香酸为主要成分的紫苏叶提取物能显著减少实验小鼠静止持续时间，产生抗抑郁作用。Takeda［60］的另一项研究发现，迷迭香酸可以促进小鼠大脑海马齿状回细胞的增殖，继而减轻抑郁模型小鼠的抑郁症状。

3.5 抗肿瘤

王晴等研究发现，紫苏原花青素在不影响正常细胞的情况下对A549癌细胞的抑制性较强，且抑制强度和花青素的浓度成正比，证明紫苏花青素是一种较好的抗癌活性物质。Gelb等［61］人通过研究柠檬烯与紫苏醇对蛋白异戊烯化的抑制作用，证明柠檬烯与紫苏醇对大鼠晚期乳腺癌有治疗效果，作用途径可能为对蛋白异戊烯化。袁芃等［62］研究发现，紫苏挥发油能够明显抑制LTEP-a-2细胞的增长，其最佳参考质量浓度为20～30 mg/mL。

3.6 镇静作用

Honda等［63］研究发现，给小鼠口服紫苏醛100 mg/kg与紫苏醛型紫苏叶水提物4 g/kg可以延长由环己巴比妥钠引起的睡眠。当紫苏醛2.5 mg/kg与植物甾醇5 mg/kg联合用药时，能显著延长小鼠睡眠，但单独给药时没有发现有延长睡眠的作用，说明二者的镇静作用是相互作用的，可能与植物甾醇增加细胞膜流动性从而增强紫苏醛对中枢神经系统的作用有关［64］。金建明等［65］发现紫苏水提取物对戊四氮致小鼠惊厥潜伏期有一定的延长作用。

4 结束语

紫苏叶中含有多种生物活性成分，我国很早就有紫苏叶入药的记载，但我国对紫苏现代药理学的研究起步较晚，目前研究多集中在几种较常见化合物如紫苏醛、花青素、木犀草素、花色苷等的生物活性，研究范围很小。紫苏叶中目前已鉴定出上百种化学物质，还有很多化学成分的生物活性还有待探讨。很多学者的研究常以紫苏叶的水提物或者醇提物的主要成分作为其生物活性的代表，对于提取物中其他化合物的协同作用机制研究较少，还有待加强。我国紫苏种质资源丰富，各品种之间紫苏叶化学成分差异巨大，药用效果也天差地别。在紫苏化学分类方面我国基本沿用日本学者的分类方法，有很多我国独有的紫苏品种无法命名，须尽快建立紫苏分类标准，为紫苏的合理利用奠定基础。

目前我国已利用紫苏叶的药理学特性开发出多种相关中药产品，如藿香正气系列、儿童清肺系列、感冒清热颗粒、参苏系列等中药制剂。日本也已开发出含有紫苏叶成分的化妆品、保健品、风味饮料等产品，开发前景广阔。对于紫苏叶的分析研究将助力紫苏产业的发展，为紫苏产品的开发提供理论支持。