紫苏的生理活性研究进展

余顺波，龙久铃，陈长艳，朱秋劲*

(1.贵州省农业科学院 油菜研究所，贵州 贵阳 550008；2.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550003)

0 引言

紫苏[Perillafrutescens(L.)Britt.]具有特异香气、性温、味辛，是传统药食两用油料作物。在中国、韩国、日本、印度等亚洲国家均有多年的种植历史，不同的国家其名称也不同[1]。作为一种传统天然草药，紫苏叶可治疗哮喘、感冒、胸闷、呕吐、便秘和腹痛，并可促进胃功能发挥[2]。紫苏果实可消痰、润肠和平喘，茎梗常被用作止痛剂，有治疗气喘、中风及安胎功效。除药用外，鲜嫩紫苏茎叶还可凉拌食用或作羹汤，也可作为去腥、提味、增鲜的香料；籽可以榨油食用，被用于肉类保鲜和食品调味[3]。在炎热夏季，紫苏叶熬制的紫苏粥不但口感清凉，而且解暑健胃，深受人们喜爱。紫苏还可被加工成紫苏饮料、果酒、茶、糕点等各类形式的食品，其中以紫苏多肽和鲜牛乳为原料制成的紫苏酸奶抗氧化效果可达一般酸奶的2倍之多，是具有抗氧化功能的特色紫苏产品[4]。由于形态变异大，外形美观，紫苏也作为观赏植物种植于园林中。因营养成分丰富和特有的生物活性，紫苏在食品、医药、化妆品等方面引起广泛的关注。为紫苏的进一步开发利用提供理论依据，对紫苏生理活性的研究进行综述，并对该植物的未来研究进行展望。

1 紫苏的生理活性

1.1 抗氧化活性

紫苏叶营养成分含量丰富，其次生代谢产物有挥发油、花青素等，其中以黄酮、萜类、酚类物质为主。紫苏叶中花色苷对DPPH自由基、ABTS自由基及超氧阴离子自由基清除率分别达40.4%、52.7%和43.7%，抗氧化活性较好[5]。紫苏的抗氧化活性由酚类物质含量决定，二者存在强烈的正相关性[6-7]。韩国学者测定不同溶剂紫苏叶提取的抗氧化物活性表明，乙酸乙酯提取物的抗氧化活性最高，对其进一步分离后亚组分3的DPPH自由基清除能力EC50值比丁基羟基甲苯(BHT)低2.4倍，还原能力比BHT低1.7倍；含量最高的酚酸是迷迭香酸，达314.3 mg/g，占总酚酸含量的80.88%[8]。祝一叶等[9]研究认为，紫苏叶水提物(PFAE)可保护阿霉素(ADR)诱导的人肾小管上皮细胞 (HK-2)损伤，PFAE发挥抗氧化作用保护细胞可能是通过抑制丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路中p38 MAPK和细胞外信号调节激酶 (ERK)的激活，并且通过线粒体途径减少细胞凋亡来发挥作用。为验证紫苏在体内抑制低密度脂蛋白(LDL)氧化的能力，日本研究者给8名受试者食用紫苏叶提取物，摄入后受试者LDL氧化滞后时间延长，表明紫苏叶提取物可以抑制人体LDL的氧化，而LDL的氧化与动脉粥样硬化症有关，说明紫苏叶提取物的摄入可以降低相关疾病的危害程度[10]。

紫苏籽油中α-亚麻酸可通过降低Bcl-2相关X蛋白 (Bax) 与B淋巴细胞瘤-2基因 (Bcl-2)的比值，及下调聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶 (PARP) 的蛋白表达来调节细胞的凋亡途径，能有效阻断SH-SY5Y神经细胞凋亡[11]。从成熟紫苏籽中分离的木犀草素可防止活性氧(ROS)诱导的原代培养神经元过氧化氢酶和谷胱甘肽活性的降低，具有选择性的神经保护功能，该功能可能通过平衡促氧化-抗氧化状态完成[12]。ZHOU等[13]采用柱层析法从紫苏籽粕中分离得到11种酚类物质，其中迷迭香酸和迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷含量最高，是主要的酚类抗氧化剂。KIM 等[14]首次在栽培型和野生型紫苏籽中进行酪氨酸酶抑制、抗氧化和酚类物质的研究，其中栽培型紫苏籽具有最高的抗酪氨酸酶和抗氧化活性，分别为86%和87%。表明，紫苏籽可作为抗酪氨酸酶和抗氧化剂的天然来源，紫苏属变种紫苏有可能成为紫苏新品种及药用和功能性食品添加剂的潜在选择。

紫苏精油是从紫苏叶、籽或茎梗中提取的油状物。从紫苏叶、花蕾、梗和籽提取的精油均具有良好的体外抗氧化能力，但不同部位提取得到的精油抗氧化能力有差异，紫苏叶精油对DPPH自由基清除率最高，达69.15%，紫苏籽精油对羟基自由基的清除活性最好，达79.11%[15]。TIAN等[16]对我国不同区域的紫苏精油成分进行抗氧化评价发现，不同产地提取的精油具有不同程度的清除自由基能力，在10 mg/mL浓度下，平凉、衢州和娄底提取的紫苏精油对DPPH自由基清除率分别为94.80%、94.26%和93.86%，与阳性对照BHT(93.50%)和VC(98.12%)接近；其次是保定(85.71%)和赣州(82.51%)的精油，遂宁和宜兴的精油的清除活性最低，仅有37.3%和39.9%。表明，紫苏精油的抗氧化活性与栽培地点有关，要保证油脂品质的一致性，必须考虑环境因素对其化学成分和生物活性的影响。

蛋白质在人体内经消化酶作用后大多以肽的形式被消化吸收。紫苏籽粕蛋白中氨基酸种类丰富且齐全，将紫苏蛋白水解成多肽将更利于机体吸收且能发挥其更多生物活性。采用碱性蛋白酶水解脱脂的紫苏籽副产物提取的二肽具有较强自由基清除活性和氧自由基吸收能力，可抑制大鼠肝脏的脂质过氧化，此外，还可保护肝癌HepG-2细胞免受过氧化氢(H2O2)诱导的氧化损伤且无细胞毒性[17]。KIM等[18]用胰蛋白酶水解紫苏饼粕制备的抗氧化肽也具有良好的DPPH、ABTS自由基清除活性，研究进一步发现，抗氧化肽活性高主要是由于Leu、Ile、Pro、Ser等特异性氨基酸的存在。表明，紫苏籽副产物蛋白水解成肽仍具有较好抗氧化能力，可作为天然抗氧化剂的来源或作为抗氧化剂添加于功能性食品中。

1.2 抗过敏与抗炎活性

目前，大量学者对紫苏的抗过敏活性研究主要集中于紫苏叶提取物，紫苏叶中发挥抗过敏作用的主要成分是黄酮类物质[19]及酚酸。紫苏水提物可显著抑制复合物48/80诱导的大鼠全身过敏反应和抗-二硝基苯酚IgE((anti-DNP-IgE)诱导的局部过敏反应，对复合物48/80诱导的大鼠过敏抑制效果呈剂量依赖性[20]。CHEN等[21]研究表明，紫苏叶乙醇提取物比水提取物抑制过敏小鼠的Th2型炎症反应和气道炎症反应效果更显著，紫苏提取物中的迷迭香酸可促进过敏小鼠体内的细胞因子和抗过敏抗体的生成，具有治愈过敏性哮喘效果。富含迷迭香酸的紫苏提取物在一定程度上可抑制多型核白细胞向鼻孔的渗透，对轻度季节性过敏性结膜炎患者(SAR)有干预作用[22]，可通过口服含有迷迭香酸的紫苏提取物来治疗SAR从而降低治疗成本。

紫苏叶提取物对脂多糖(LPS)刺激的RAW264.7细胞具有重要的抗炎活性[23]，主要通过抑制白细胞介素(IL)-6、IL-8、肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 及环氧化酶-2 (COX-2)等促炎因子的mRNA表达，抑制MAPKs的激活来发挥抗炎作用。紫苏叶提取物对葡聚糖硫酸钠(DDS)诱导的小鼠结肠炎具有改善作用[24]，表明紫苏叶有预防炎症性肠病的潜力，但其安全性和确切疗效需进一步的临床研究。紫苏籽油中α-亚麻酸对Wistar白化大鼠反流性食管炎(RE)有很好的保护作用，还具有体外抗组胺和抗胆碱活性[25]。现代医学致癌性药物中使用的大多数是抗炎药，具有抗RE活性的药物则有重要的治疗意义。α-亚麻酸与酪蛋白或者大豆蛋白联合使用也可抑制炎症反应，且与大豆蛋白联用比酪蛋白的效果更好[26]。

1.3 抗菌与抗肿瘤活性

紫苏提取物具有抗菌活性，用不同溶剂处理紫苏叶其抗菌效果也不同。GHIMIRE等[27]研究表明，紫苏叶乙酸乙酯和正己烷提取物均有较高的抗菌效果，其中金黄色葡萄球菌最敏感。魏雯等[28]采用水浸、水煎和醇提方法处理紫苏籽和紫苏叶，3种方法获得的提取物均可起到一定的抑菌作用，其中水浸液效果最佳，对枯草芽孢杆菌影响最显著。紫苏籽油皂化提取液也有很好的抑菌作用，比大豆油提取液效果更好[29]。另有研究发现，紫苏水提液对抑制细菌的生长效果强于真菌，而紫苏精油抑制真菌的效果强于细菌[30-31]。从紫苏籽乙酸乙酯提取物中分离出的木犀草素能抑制口腔致龋菌的生长[32]，可将紫苏籽作为治疗龋齿及牙周疾病等抗菌药物的来源。紫苏叶精油的抗菌活性也很强。通过影响麦角固醇的合成、抑制线粒体三磷酸腺苷(ATP)酶活性及破坏膜完整性，紫苏精油可抑制稻谷中灰绿曲霉菌体的生长[33]。CATTO等[34]从2个品种的紫苏叶中提取出精油，研究其在非致死剂量下对植物病原模型真菌炭疽杆菌、二分体镰刀菌和氧化镰刀菌生物膜形成的影响发现，2种精油可降低分生孢子附着力、抑制分生孢子萌发率以及影响生物膜结构发育，具有较好的抗菌性能。经紫苏精油(PEO)处理的粪肠球菌细胞形态畸形，细胞膜电位发生明显变化，胞内ATP渗漏，在人工污染的鸡肉样品中，PEO通过抑制粪肠球菌的生长，减少挥发性盐基氮(TVBN)的积累，具有显著的抗菌作用[35]，表明PEO可以作为一种潜在的天然食品防腐剂。

紫苏的抗肿瘤研究大多集中在紫苏提取物及从紫苏中分离得到的化合物。LIN等[36]研究表明，紫苏叶提取物对人肝癌HepG2细胞具有抑制增殖作用，研究首次报道紫苏提取物通过诱导细胞凋亡相关基因的表达从而诱导癌细胞死亡，但该研究未在除HepG2细胞外的其他癌细胞系进行实验，具有一定的局限性。王晓辉[37]具体考察了紫苏油中α-亚麻酸对人白血病U937细胞的作用效果，结果表明，α-亚麻酸可通过线粒体途径诱导细胞凋亡，从而抑制 U937细胞的增殖。紫苏异酮是紫苏挥发油中的一种活性成分，CHO等[38]研究首次报道紫苏异酮可诱导人结肠癌DLD1细胞凋亡，提示紫苏异酮可作为结肠癌的化疗药物。后来有学者将其在肝癌细胞和肺癌细胞中进行研究，进一步证明了紫苏异酮的放疗增敏作用[39-40]。HE等[41]从脱脂的紫苏籽蛋白质水解产物中分离鉴定出1种新型的紫苏籽寡肽(PSO)，PSO对5种癌细胞(神经胶质瘤细胞系U251、肺癌细胞系A549、结肠直肠癌细胞系HCT116、胃癌细胞系MGC-803和 HepG2)增殖均有抑制作用，由透明质酸共轭壳聚糖进一步修饰PSO，其抗癌效果增强。有效利用紫苏籽蛋白，提高紫苏的综合利用率，可将PSO作为抗癌药物进一步研究。

1.4 抗抑郁与抗衰老药用功效

YI等[42]首次分析了脑源性神经营养因子(BDNF)在慢性不可预见性轻度刺激(CUMS)诱导的抑郁小鼠模型的表达，结果发现，BDNF基因和蛋白的表达依赖于紫苏精油的使用和应激持续时间的长短。其他研究也进一步证实了紫苏精油对CUMS诱导的抑郁症小鼠的抗抑郁功效[43]。紫苏醛是紫苏精油的主要成分之一，ITO等[44]研究了紫苏醛对CMS诱导SLC抑郁小鼠的作用效果，首次报道了紫苏醛的抗抑郁作用。通过降低小鼠血清中TNF-a和IL-6水平，逆转小鼠体内5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE) 浓度变化，紫苏醛对LPS 刺激的抑郁小鼠也具有显著的抗抑郁效果[45]。LEE等[46]研究了紫苏籽油对成年雄性大鼠进行强迫游泳测试(FST)的抗抑郁作用，含有紫苏籽油的日粮饮食调节了脑内脂肪酸谱和脑源性神经营养因子的表达，表现出抗抑郁活性。

对衰老大鼠给予紫苏油灌胃处理，大鼠机体超氧化物歧化酶 (SOD)活力提高，丙二醛 (MDA)含量降低[47]，表明紫苏油在一定程度上可预防和延缓大鼠衰老。韩国学者研究了紫苏叶提取物(PLE)对紫外照射的人皮肤成纤维细胞和无毛小鼠皮肤细胞外基质损伤的影响，结果显示，PLE可显著抑制基质金属蛋白酶-1(MMP-1)和MMP-3表达[48]，促进产生I型胶原蛋白，保护紫外线诱导的真皮基质损伤，可将紫苏叶作为预防皮肤衰老的潜在药物。

1.5 降血脂、降血糖药用功效

以紫苏油为原料制备的软胶囊，经口连续灌胃高脂血症大鼠30 d，可显著降低大鼠血清总胆固醇(TC)和三酰甘油(TG)，而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平无显著变化，表明紫苏油有降血脂功效[49]。除大鼠外，对于高脂血症家兔，紫苏叶水提物也可调节家兔血清中的血脂水平及脂质代谢，并抑制脂质过氧化[50]。ZHANG等[51]研究表明，过量的紫苏油摄入降低大鼠血脂效果显著，同时增强肝脂肪酸氧化，抑制肝脂肪酸合成，但可导致大鼠胰岛素抵抗。紫苏油在动物体内的确切机制需要进一步研究，并在人体内进行验证，以确定紫苏油的最有效剂量。

紫苏叶提取物可降低麦芽糖酶和蔗糖酶在Caco-2细胞上的酶活力，从而抑制葡萄糖在Caco-2细胞的转运过程，但抑制效果一般[52]。WANG等[53]成功建立糖尿病KKAy小鼠模型，研究紫苏油补充剂对糖尿病小鼠的糖脂代谢及调节肠道菌群的作用效果，结果表明，饮食中添加紫苏油可以改善糖尿病小鼠的高甘油三酯血症和肠道生态失调，但该研究缺乏阳性对照和阴性对照，很难准确地鉴别紫苏油对减轻糖尿病病情的作用。何煜峰[54]的临床研究表明，苏子油软胶囊对治疗2型糖尿病有效果，且无毒副作用，值得在临床治疗上推广应用。

1.6 其他

紫苏除具以上生物活性与药用功效外，还具有抗肥胖[55-56]、抗动脉粥样硬化[57]、免疫调节作用[58]，紫苏油具有体外神经保护活性[59]、抗血栓[60]、镇静作用[61]、提高学习记忆能力[47, 61]及防止血压升高[62]等药用功效。此外，紫苏籽油通过产生新的海马神经膜结构以及诱导特异性蛋白表达可改善大鼠的认知功能[63]。KAMALASHIRAN等[64]研究表明，将紫苏籽油用于轻度至中度阿尔茨海默病(AD)的临床治疗可行且安全。紫苏生理活性的评估方法及活性成分的来源部位详见表1。

表1 紫苏生理活性的评估方法及活性成分的来源部位

2 国内外紫苏产业化发展现状

紫苏原产亚洲东部，现主要分布于东南亚各国及喜马拉雅山脉地区，我国的东北、西北、东南、西南均有资源分布。紫苏在我国栽培历史悠久，食用历史可以追溯到汉代，在《本草纲目》及《齐民要术》中均有记载。我国已经开发出10余种含有紫苏成分的药剂，其中苏子降气丸以炒紫苏子为主药直接配制而成。紫苏的特有物质紫苏醇，对紫外线照射引起的系列皮肤问题有一定修复作用，还能抑制皮肤癌。此外，我国研究者开发的替莫唑胺-紫苏醇，是一种可治疗鼻咽癌的新兴化合物[65]。已有公司开发出紫苏茶，兼具茶叶和紫苏叶的营养功效，具有解毒，防治感冒功能。韩国学者将紫苏叶提取物制成牙膏，具有口腔除臭效果。目前日本、韩国等国家将紫苏及其分离物添加到水乳、防晒、精华、修复乳等日用护肤品中，促使护肤品行业多样化发展，具有一定的经济价值。

3 结语与展望

紫苏提取物、紫苏油、紫苏精油以及紫苏多肽等均具有广泛的生理活性，包括抗氧化、抗过敏、抗炎、抗肿瘤、抑菌、抗抑郁、抗衰老、抗肥胖、降血脂和降血糖等。紫苏也被用作可食用的芳香植物来调味食品，其叶片和种子在食品工业中都有作为功能性膳食补充剂的潜在用途。紫苏籽副产物蛋白可以作为天然抗氧化剂的来源或作为抗氧化剂添加于功能性食品中。紫苏油可作为一种新型的防腐剂，合理应用于食品系统中。近年来，随着多肽分离提取技术的不断提升，紫苏多肽的研究与应用也因此得到进一步深入。已有研究证明，紫苏多肽具有抗氧化、抗癌及抗过敏作用，紫苏多肽的功能活性未来将成为国内外研究的新热点。作为新药开发，紫苏的抗炎、抗抑郁、抗肿瘤等药理活性具有重大的潜力与价值。紫苏中含有丰富的天然化合物，研究紫苏中次生代谢产物对开发其相关保健品和功能性食品具有潜在的有益作用。由于紫苏具有广泛的生理活性，其开发前景相当广阔。