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紫苏精油的研究新趋势薛山(西南大学食品科学学院，重庆 400715)摘 要：紫苏是一种具有很高利用价值的食药两用植物。紫苏精油多是从紫苏的叶子和籽中提取的一种挥发性活性物质，具有多种生物学功能，如抗氧化、保护血管、抗菌消炎、保护肝脏和抗癌，以及改善抑郁及镇静等。随着科研的不断深入，紫苏精油的提取方法得到了优化和改进，除了沿用传统的水蒸气蒸馏法和有机溶剂萃取法，和更为优化的同时蒸馏萃取、超声波辅助有机溶剂萃取、液一液萃取、以及超临界 CO2萃取，很多新型且高效的方法也得到了应用。紫苏精油现已成为国内外科研领域的研究热点，无论是食品的增香，防腐，抗菌，增色；还是特效药物的研发和临床治疗的推广；以及化妆品、清漆等工业原料的供应，其均带来了可观的经济效益，具有重大的科研价值。本文着重介绍了紫苏精油的组成成分、提取方法、生物学功效及其在食品、医疗、化工等领域中的应用状况，同时也对其的发展趋势进行了展望，以期为紫苏精油的开发应用提供一定的理论基础和创新依据。关键词：紫苏精油；提取方法；生物学功效；趋势中图分类号：Ts2021 文献标识码：A 文章编号：10062513(加11)01019906New trends of research on wssentialoilfrOm perila frutescensXUE Shan(ColegeofFoodScience，SouthwestUniversity，Chongqing400715)Abstract：PerilafrutescensisanedibleandclinicalfunctionplantwhichhashigherexploitationvalueTheperila加一tescensessentialoilmostly extracted from the leaf and seed has various biological functions， such as antioxidant， protectingblood vessels，anti bacterialand antiphlogosis，protecting the liver， na tican cer， depression improving and sedation With the developmentofscientifc research perilaoilextraction method hasbeen optimize Besidestletraditionalmethodssuchassteam distilation(SD)andsolventextraction(SE)，morenewextractionshavebeenapplied，suchassimultaneousdistilationextraction(SDE)，ultrasonicassistedsolventextraction(UASE)，liquidliquidextraction(LLE)，ndasupercritical luidfextractionCO2(SFECO2)Nowadays，thestudyofperillafrutescensessential oilis becoming a hotspotin scientific research both athome and abroad The essential oilCan notonly be used asthe lavoringf， preservative，antimicrobial， and hyperchromic agent， butalso isthe industrial raw mefials， suchascosmetics，varnishesandSOonThus，ithasbroughtconsiderableeconomicbenefitsndaofgreatscientificvalueThispapermainlyintroducesthechemical components，extractionmethods，biologicalfunctionsofessential oilfromperilaiutescensfInaddition，theapplicationsinthereasaoffoodindustry，medicaltreatment，andchemical industryandSOOilarealsodiscussedThenew trendsofresearchontheessential oilfromperilafrutescensaredepictedtoprovide theoreticalbasis in the exploitation and application ofthe essential oilKeywords：essentialoilromf perillafrutescents；extraction；biological function；newrendst收稿日期：2010一o716基金项目：云南省省院省校合作项目 (2007AD014)。作者简介：薛山 (1988一)，女，西南大学食品科学学院硕士研究生在读，研究方向为食品科学。史勖就ChinaFoodAv=1 概述紫苏 Perilafrutescens(Linn)Brit，亦称茬或桂茬，又名赤苏，黑苏、回回苏、皱紫苏等，系唇形科紫苏属一年生草本植物，是一种极具经济价值的 “药食 同源”用资源。紫苏生长适应性强，在亚洲东南部国家分布广泛，如今韩国、美国、加拿大等国对紫苏属植物进行了大量的商业性栽种，其在我国种植应用已有近 2000年的历史，是传统的药食植物。从中医角度讲，紫苏性味辛温，其叶、梗、果均可人药抑或食用，生食止渴润肺，熟食补中益气、祛痰止咳，不仅具有丰富的营养成分，还具有发表、散寒、理气、和营等多种功效。紫苏精油是采用特定的提取方法，从紫苏全草中获得的一种挥发性芳香物质，主要来源是皱紫苏、尖紫苏等的叶子，在紫苏籽中也含有一定含量，但不易被提取。紫苏精油性温、无毒，具有抗氧化，抗炎症、抗过敏、抗菌、抑肿瘤、降血脂、降血压、止咳平喘、促进学习记忆能力、保护肝脏及促进胃肠蠕动等多种生物学功效。其近年来，科研领域对紫苏精油的研发和应用方兴未艾，无论是食品工业，如食品的增香、防腐、抗菌、增色；还是医药领域，如特效药物的研发和临床治疗的推广；以及化工生产，如化妆品、清漆等工业原料的供应方面，紫苏精油均带来了可观的经济效益，具有重大的科研价值。2 紫苏精油的成分日本学者根据挥发油化学成分将紫苏属植物分为 PA、PK、EK、PL、PP、C6种类型，其主要成分分别为紫苏醛、紫苏酮、香薰酮、紫苏烯、类苯丙醇、反柠檬醛 。Morinaka Yoichil2 等对 36个紫苏鲜叶样品进行研究，共产生 120个峰，平均为45个峰，分离鉴定出29个成分，其主要成分是紫苏醛、莳萝芹菜脑、香薷酮、紫苏酮。据报道，在 GCMS测定 的八十多种化合物中，化学成分主要有柠檬烯、芳樟醇、薄荷醇、紫苏酮、紫苏醛、丁香酚等醛、醇、烯、酯类有机化合物其中含量最大的是紫苏醛。此外，还发地、品种、收获季节、提取方法以及储运方式等因素的不同，导致紫苏叶精油组分及含量的分析有所差异。3 紫苏精油的提取方法随着科研的不断进步，紫苏精油的提取方法得到了优化和改进。较为常见的有：传统的有水蒸气蒸馏 (SD)、有机溶剂萃取 (SE)，也有更为优化的同时蒸馏萃取 (SDE)、超声波辅助溶剂萃取 (UASE)、液一液萃取 (LLE)、超临界 CO，萃取 (SFECO：) 以及新型的提取方法，如微波辐射诱导法，响应面法优化法，无溶剂微波萃取法，以及生物酶解技术法等。本文将介绍以下6种方法。31 SDSD是植物天然香料如精油等分离和提取的最常用的方法，它不仅可以从植物叶茎中提取香精油以及从中药中提取挥发油和天然药物，还可以从大量的有机物分离出少量的易挥发的杂质组分，其能够降低蒸馏温度，产量大、成本低、设备简单、操作方便。紫苏中的挥发油的提取也多用 SD，如果精油在水中的溶解度稍大时 ，可采用盐析法，促使精油自水中析出；或者用低沸点有机溶剂萃取馏出液，即提得精油 。32 SE有机溶剂萃取法就是常说的萃取。一般萃取实验中，萃取后的有机相 (含所需化合物)还要用水或饱和食盐水洗，进一步纯化有机相。所得产物为浸膏、香树酯、油树酯、净油和酊剂等。该技术可以使用纯有机溶剂，也可以使用有机溶剂的混合物。前者常用溶剂有石油醚、乙醇、甲醇、二氯乙烷等 ，其中石油醚对紫苏挥发油的提取效果优于乙醚 J。对于后者 ，国内外已有成功的例子。有机溶剂萃取的主要缺点是有机溶剂残留高、毒性大、萃取时间长、效率低，不能自动操作。故此方法并不经常使用。33 UASE超声波是一种频率在 20kHz以上的声波 。超声波对媒质主要产生独特的机械振动作用和空化作用。超声辅助有机溶剂萃取提高了浸提效率，现了含 N、P、s、卤素等元素物质 。由于产缩短了生产周期，并且所提有效成分的含量也会得到提高，但是有机溶剂的残留高、毒性大，并且由于植物细胞的破碎作用，使得杂质混入更多，尤其是色素以及多糖类物质，杂质物质的去除不但增加了提取操作的繁琐性，也导致精油有所损耗，且由于选用亲脂性强的石油醚作为萃取剂，提取的成分大多为脂溶性的，以上因素均使得提取率较为粗略。因而，该萃取工艺虽有用到，但是并不多见。34 SDESDE突出特点是将样品的水蒸汽蒸馏和馏分的溶剂萃取两个步骤合二为一 。它可以把 10I9 浓度级的挥发性有机物浓缩数千倍，对微量成分提取效率很高，而且在 10 级浓度范围内对大多数有机化合物有一定量的提取率，特别适用于精油制备 。SDE 同固相微萃取、顶空进样等相比，具有良好的重复性和较高的萃取量，而且操作简便、定性定量效果好，是一种行之有效的前处理方法。目前，SDE已广泛用于萃取杜鹃、花椒、洋葱、大蒜、茶叶等植物挥发性组分的提取。35 LLELLE是根据分配定律，用与液体样品 (如水)不混溶的溶剂与样品液体接触、分配、平衡，使溶于样品液体相的化合物转入提取溶剂相的过程。提取效率的高低取决于化合物与提取溶剂的亲和性 (分配 系数或 P值 )、二相的体积比和提取次数三个因素。提取时一般多选用非极性或弱极性溶剂。Won等 采用 LLE、SD、SE等方法，通过 GCMS、GCO分析了韩 国紫苏叶的香气成分，研究发现紫苏酮、脱氢紫苏酮、异脱氢紫苏酮为韩国紫苏叶中特有的芳香成分。36 SFE CO2SFE技术是近年来发展起来的一项新型分离技术 ，具有高密度、低黏度的特性。目前研究较多的是超临界 CO (To31O6 、Pc739MPa)萃取技术，其具有无毒、不易燃、价格低廉、最大程度保持原材料有效成分等优点。曾虹燕等j首次探讨了超临界 CO 萃取的压力、温度、流量、时间等条件对萃取紫苏叶挥发油的影响，其结果为压力 20MPa，温 度 45 ，CO 流量为30kgh，时间为 100rain时，挥发油萃取率为531。刘晓丽等 采用超临界 CO：萃取余甘子精油，选择萃取压力、温度、时间和甲醇添加量为因素进行正交实验，优选出超临界 CO：萃取的最佳工艺条件。近些年来，应用超临界 CO：萃取分离药用植物中活性成分的研究取得了一定的进展，如萜类及精油、芳香有机酸、类脂类等挥发物质的分离提取以及抗氧化剂的获取。目前，该技术在食品工业、精细化工、医药 ：业、环境保护与环境工程等方面得到了广泛应用，有的已达到了工业化水平。4 紫苏精油生物学功效紫苏精油性温、无毒，能够发挥通血脉、填精髓、止渴润肺、补中益气、散寒解表、理气宽中、祛痰止咳等功效，其具有多种医疗保健作用。比如，紫苏叶精油常用于风寒感冒，咳嗽呕恶，妊娠呕吐，鱼蟹中毒等疾患。41 抗氧化姚秀玲等 研究了紫苏提取物体外给药对温育时小鼠肝匀浆脂质过氧化物 (LPO)生成的抑制作用，结果显示紫苏提取物的抗氧化性明显优于 VC。紫苏叶精油不仅具有清 除羟基自由基 OH的作用，而且比目前公认的人体内的抗氧化性物质抗坏血酸的抑制率还高。在紫苏籽皮提取物的紫苏籽油中添加硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)可明显降低紫苏籽油的氧化速率，诱导期 比单独用 DLTP时要长 ，说明紫苏籽皮提取物与 DLTP之间存在显著的协同作用 。吕晓玲等 1研究了紫苏提取物 (PE)迷迭香酸 (RA) 清除超氧阴离子自由基和羟自由基的作用，并与抗坏血酸的抗氧化性进行了比较。结果显示迷迭香酸和抗坏血酸清除羟自由基的能力随浓度的增大而增大，且迷迭香酸在 5gL时对羟 自由基的清除能力达到 90以上 ，而抗坏血酸需要 10L时才能达到同一效果；在清除超氧阴离子能力实验中，抗坏血酸随浓度变化快，在06 L时就达到90以上，而迷迭香酸的变化趋势不如抗坏血酸明显，其 IC50为 9gL，42 保护血管STakagi等刮研究了紫苏中挥发物质紫苏醛对离体大鼠扩张主动脉血管的作用，其作用机理CJlinaFoodA ffives = =是由于钙通道的阻断。Shuangsheng Huang等 研究指出，紫苏提取物迷迭香酸 (RA)，是种水溶性多酚类化合物，不仅具有抗氧化和抗炎症的功效，还能够抑制血管生成，包括在一定浓度下，人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 的增殖，迁移，粘附、和管形成。其存在抗血管生成的潜在可能，且能够进一步抑制活性氧，降低细胞内活性氧水平，对血管内皮生长因子的表达和 IL一8的释放产生着一定影响。43 抗菌消炎紫苏挥发油化学成分中含有紫苏醛以及柠檬烯。在药理上，紫苏油与紫苏醛都具有明显的抗皮肤真菌作用，紫苏醛与柠檬醛对皮肤丝状真菌生长有协同抑制作用 ，此外，紫苏挥发油具有良好的抗炎作用。科研人员探究了其对 TNFOt 诱导的内皮细胞表面 1CAM一1表达的影响，结果表明，作用的机理可能是由于挥发油阻止了血管内皮细胞与白细胞的黏附，抑制白细胞向血管外移行，从而发挥抗炎作用。44 保护肝脏及抗癌精油中的紫苏醇和柠檬烯可以抑制乳房瘤及大鼠肝肿瘤细胞生长【19。ChihShengLin等 发现紫苏提取物对人肝癌 HepG2细胞具有生长抑制和诱导凋亡的作用。MinKyungKim等 研究发现，紫苏水提取物可以抑制对叔丁基过氧化氢 (TBHP)诱导大鼠肝脏氧化损伤。Naomi Osakabe等 认为，紫苏提取物 (PE)中多酚类物质迷迭香酸 (RA)可以降低诱导半乳糖 (D一氨基半乳糖 ) 致敏小鼠肝脏损伤的脂多糖(LPS)，并且对其作用机理的进一步探究发现，RA降低脂多糖保护肝脏是由于的清除或减少超氧化物歧化酶或过氧亚硝酸盐活性，而不是抑制仅一肿瘤坏死因子生长。此外，紫苏醇具有治疗胰管癌作用，对皮肤癌的生成和病变，也具有抑制作用，其作为抗癌制剂，已得到分离和纯化。45 改善抑郁及镇静日本学者研究发现，紫苏已作为一个组成部分草药在某些汉 (日本 草药 ) 的药品，用于l临床，以改善抑郁情绪。L型 Perilaldehyde(多环芳烃)是紫苏草挥发油中一种主要组成部分，吸入该多环芳香烃 (00965和 0965mg鼠标天，并且不影响运动。据报道，紫苏提取物中的紫苏醛和植物甾醇协同作用可使小鼠睡眠时间延长而显示镇静作用 。46 其他AngelaBasoli等 在对紫苏提取物中高效能TRPA1激动剂的嗅觉识别研究中发现，紫苏的芳香提取物的组分紫苏醛和紫苏酮在一个异种细胞系统表达时，能够激活克隆 TRPA1通道 ，且这种组分与紫苏植物的化学属性有着很大的关系。5 紫苏精油的研究趋势51 应用随着科研的深入，紫苏精油的开发和应用已在多个领域中崭露头角。紫苏精油不仅被广泛应用于食品工业，如食品的增香，防腐，抗菌，增色等；还可用于医药方面，如抗肿瘤药物、紫苏叶浸膏、紫苏安胎糖浆等产品的开发；以及化学化工领域，如作为化妆品添加剂，高级香料的中间体，制造清漆、色漆、染料、人造革、高级车辆和飞机的润滑油甚至是新型燃油等工业原料。其应用范围广泛，经济效益突出。511 作为食品风味调节剂的应用目前，随着紫苏日益成为国内外科研领域的研究热点， “药食同源” 的紫苏凭借自身多种生物学功效已广泛用于食用油、调味品、茶、饮料、香料、防腐剂、食用色素等食品行业，有利于食品工业的发展和创新，如利用紫苏精油中的色素、香气成分、营养物质等，进行蜜饯、果脯、糖果、叶粉、植物油、糕点、营养饮料等各种食品的开发、加工；或者是直接加工食用紫苏，如腌制、拼盘、炒食、混用、全粉等。此外，紫苏精油中所含的迷迭香酸具有极强的抗氧化性及良好的热稳定性，其抗氧化活性强于绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、VE等，因而其已成为一种很好的食品抗氧化剂。目前来讲，国内市场中紫苏及其加工制品的市场覆盖面还不够广，如何开发新产品，增加其产品的附加值是日后研究的方向。512 作为医疗保健功能因子的应用紫苏精油具有良好的医疗保健功效，在临床9天)大大缩短了抑郁症样模型小鼠不动的时问上已用于过敏、中风、心肌梗塞、脑梗塞、高血酯、高胆固醇、血小板凝集、以及肿瘤癌症等疾病的治疗。其作为生物学活性成分添加于药物中，一定程度上改善了医药品质，明显提高了治疗效果。紫苏精油可作为中西药物的功效成分，将进一步在日后的临床试验中广泛应用和推广。此外，它还具有抗衰老、保护视力、增强智力和记忆力、改善睡眠等保健功效，是已经获得美国FDA认可的公众安全食品原料。值得一提的是，精油中迷迭香酸是一种酚酸类化合物，具抗凝血、抗菌消炎、抗病毒等活性，是一种多功能的医药中间体。513 作为工业原料的应用紫苏精油的大力开发和应用推动了精细化工等领域的进步和创新。精油中的很多组分都具有美容养颜的功效，比如作为良好化妆产品添加剂的迷迭香酸，它能抑制皮肤中透明质酸酶的活性，且具有很强的紫外线吸收能力。紫苏籽是重要的工业原料，紫苏籽精油是优良的干性油，挥发性强，易干燥，其油膜坚韧而有弹性，遇热不易熔化。紫苏精油不仅可以用于化妆品、保养品、香熏、香水等日常高档奢侈品，还可用于涂漆、染料、人造革、大型机器的润滑油以及新型燃油等重工业领域。514 作为饲料的应用据报道，在上市的前一个月，用紫苏 (包括紫苏籽作为辅料 )的高档饲料喂养生猪，其猪肉仪一亚麻酸的含量将会增加 19 37 。如果用紫苏喂养野香猪，其猪肉特点可概括为 “一低三高”，即低胆固醇、高谷氨酸、高硒元素、高仪亚麻酸。52 研究缺口紫苏精油的应用和推广有着巨大的潜在价值，但是目前仍存在一定的缺口。第一，由于天然生长的紫苏成熟收获期间落粒严重，使得紫苏的开发规模受到很大限制；第二，由于紫苏精油提取工艺限制，其难以满足市场需求，致使价钱较为昂贵；第三，科研领域虽对紫苏精油的化学成分及含量进行了深入而细致的研究，但由于品种及分布等客观因素的不同、提取、分析方法选择的差异，导致实验测定的精油成分及含量不尽有着不同的实验结论；第四，紫苏中高极性化学成分的研究较少，精油的药理作用研究大多数集中在降血脂、促进记忆、止咳、平喘等药理作用上，而有关于紫苏精油特有的 “化痰”功效的基础研究未见报道；第五，紫苏精油的应用推广还不成熟，需要不断的创新实践，以寻求企业与消费者的双赢。53 前景展望紫苏精油在物理、化学、生物等方面具有自身独特的利用价值，如何选育、改良并推广优良紫苏品种，降低落粒现象，从而提高紫苏籽的产量；如何选择精油提取的最佳方法，提高企业的生产能力、生产效率及产品品质；如何全面分析精油中药理活性成分、含量及