四川紫苏籽营养及产品加工研究进展

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作者：李会珍，张雲龙，张红娇，贺东亮，张志军

——本文原载《中国油脂》杂志2021年第9期第120-124页

       摘要：紫苏籽精深加工潜力大。紫苏籽主要加工得到紫苏籽油和紫苏籽饼粕。以紫苏籽油为原料，可进一步加工成微胶囊、微乳液和α-亚麻酸产品；以紫苏籽饼粕为原料，可进一步加工成蛋白、多肽、紫苏酱等产品，同时也可提取多糖、黄酮等微量活性成分。另外，以紫苏籽壳为原料提取的多酚提取物还可加工为饲料添加剂。在介绍紫苏籽营养组成的基础上，综述近年来紫苏籽相关产品的营养功效、生产技术研究进展，分析紫苏籽产品加工现状及市场需求，并对紫苏籽综合加工及产业发展前景进行了展望，为紫苏籽的综合利用提供参考。

      关键词：紫苏籽；营养；产品加工

      紫苏（Perilla frutescens L.),又名白苏、红苏、桂荏等，为唇形科紫苏属一年生直立草本植物。紫苏传统种植于中国、印度、日本和韩国等国家，在我国已有2000多年的种植历史［1]。紫苏浑身是宝，籽、根茎、叶片等不同部位均富含多种营养成分和活性物质，具有抗过敏、抑菌、消炎、保肝护脾、降血脂、改善记忆力、抗氧化、预防细胞衰老癌变等多种功效，紫苏相关产品可广泛应用于食品、香料、化妆品、药品等领域［2-3]。随着大健康产业的发展和人们对紫苏营养认识的不断深入，紫苏加工引起人们的广泛关注，近几年紫苏产品不断丰富，新产品不断涌现。本文对紫苏籽营养及产品加工研究进展情况进行综述，以期为紫苏籽的综合利用提供参考。

1、紫苏籽主要营养成分

      据《中国药典》记载，紫苏籽归肺经，具有降气化痰、止咳平喘和润肠通便等作用，可用于治疗痰壅气逆、咳嗽气喘和肠燥便秘。紫苏籽营养成分主要包括脂肪、蛋白质、纤维和多糖等，其营养成分含量因遗传资源和栽培环境条件变化较大。沈奇等通过对国内外132份紫苏种质资源籽粒进行检测分析发现，紫苏籽含油量为20.24%～53.71%,蛋白质含量为10.86%～27.60%,紫苏籽油中α-亚麻酸含量为39.10%～73.06%。张以忠等5对来自不同产地52份紫苏籽样品营养成分含量进行测定，结果表明，紫苏籽粗脂肪含量为35.06%～53.28%,蛋白质含量为17.44%～33.66%,可溶性糖含量为1.79%～3.57%.受日照等影响，同一品种不同地区种植的紫苏籽营养成分差异较大，各地需加强筛选培育适宜当地推广种植的品种。中北大学经过多年研究，已培育审定适合山西丘陵山区种植的高油品种晋紫苏1号、高α-亚麻酸品种晋紫苏2号等新品种，贵州省农业科学院也培育出系列适宜贵州当地种植的紫苏品种［4-6]。

2、紫苏籽产品加工

2.1 紫苏籽油及其深加工产品

2.1.1 紫苏籽油 紫苏籽油是紫苏籽加工所得主要产品，其化学组成、药理作用和产品的开发利用已有较多研究报道。紫苏籽油中含棕榈酸5.60%～7.17%、油酸13.58%～26.85%、亚油酸9.02%～11.47%、亚麻酸57.67%～69.35%,总不饱和脂肪酸含量达到92.83%～93.96%[6]。紫苏籽油中总甾醇含量为67.0～94.4mg/100 g,其中β-谷甾醇含量最高，为46.8～65.3mg/100 g,除此之外还含有Δ-5燕麦醇、环阿廷醇、菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇等，总生育酚含量为63.4～99.4mg/100g,其中y-生育酚含量为61.2～96.4mg/100 g,占总生育酚含量的95%左右，α-生育酚和β-生育酚含量较低［7]。紫苏籽油中还含有11种酚类化合物，分别为对羟基乙醇、肉桂酸、3,4-二羟基苯甲酸、对香豆酸、香草酸、咖啡酸、阿魏酸、丁香酸、芹黄素、木犀草素、槲皮素［8]。由此可见，紫苏籽油中不仅不饱和脂肪酸，特别是α-亚麻酸含量高，而且还含有甾醇、生育酚等多种活性成分，营养价值非常高。现代医药研究表明，紫苏籽油具有促进视力及大脑发育，提高记忆力，降低胆固醇、高血脂和动脉粥样硬化等功效，同时对心脑血管疾病有良好的预防及辅助治疗效果。郭艳等［9]通过动物试验研究了紫苏籽油软胶囊的辅助降血脂功能，结果发现，紫苏籽油软胶囊可显著降低试验大鼠血清总胆固醇（TC)、甘油三酯（TG)含量，具有辅助降血脂功能。郑双等［10]研究了紫苏籽油对ApoE-小鼠的抗动脉粥样硬化和心脏保护作用，结果发现，紫苏籽油可抑制ApoE小鼠动脉斑块形成，有助于维持其正常心脏结构和功能。另外，王丽梅等研究发现。紫苏籽油能够清除体内自由基，具有延缓机体衰老的作用，同时对癌细胞也具有明显的抑制作用。紫苏籽油的提取方法主要有机械压榨法、溶剂萃取法和超临界CO2萃取法等。机械压榨法包括液压冷榨和螺旋榨油机热榨，该法操作简单、高效，投资成本低，是紫苏籽油加工的主要方法。溶剂萃取法虽能有效提高油脂得率，但有溶剂残留风险。超临界CO2萃取法所得油脂品质好、无残留，但作为食用油脂生产工艺，投入相对较高。近年来，水酶法提取紫苏籽油也取得了较好的效果［12]，但限于工艺、成本等问题，目前尚未见规模化生产报道。高效、绿色、安全的提取技术及其机械自动化、智能化是目前紫苏籽油加工研究的主要方向。

2.1.2 紫苏籽油微胶囊和微乳液微胶囊技术是指将一些具有敏感性、反应活性或挥发性的液体、固体或气体作为微胶囊的芯材，采用成膜材料将其包封成微小粒子，从而达到保护、缓释等效果。选用交联酯化葛根多孔淀粉作为壁材，通过物理吸附制备紫苏籽油微胶囊，具有能耗低、易操作的优点，包埋率（指包埋的紫苏油质量与多孔淀粉质量之比值）达到30%以上，在加速氧化试验中显示出良好的稳定性［13]。以β-环糊精为壁材，采用饱和水溶液法对紫苏籽油进行包埋制得包合物，可以有效提高紫苏籽油的稳定性［14]。选用亚麻籽胶为壁材，在不需额外添加乳化剂的情况下，喷雾干燥法制备的紫苏籽油微胶囊含油率达到55.45%[15]。以低黏度辛烯基琥珀酸淀粉酯为壁材，采用喷雾干燥法和冷冻干燥法制备紫苏籽油微胶囊，微胶囊化效率均达到76%以上［16]。以辛烯基琥珀酸淀粉钠为乳化剂，添加玉米低聚肽，制成的紫苏籽油微胶囊粒径分布均匀、表面较光滑、载油量高，玉米低聚肽与茶多酚棕榈酸酯复配，还能提高紫苏籽油微胶囊的抗氧化性［17]。综上，紫苏籽油微胶囊加工中壁材选择、配方优化和加工工艺等多个方面的技术亟待提升。微乳液是油、水在表面活性剂和助表面活性剂存在下自发形成的粒径在10～100 nm范围内透明或半透明的均一、稳定体系，不仅可以将油溶性营养成分溶解于水溶性的食品中，还能保护功能营养因子不被损坏，具有制备工艺简单、体系稳定的特点［18]。杜艳等［19]将紫苏籽油添加乳化剂后制成微乳液，达到了增强紫苏籽油的水溶性和稳定性，延长其保质期，提高其在人体中的利用率的作用。郑永军等［20]以吐温－80作为表面活性剂，水杨酸作为助表面活性剂，制备紫苏籽油的微乳液体系，有效促进了紫苏籽油微乳液功能性食品制剂的开发和应用。目前市场上紫苏籽油微乳液产品相对较少，需要在提升质量的同时，加大产品推广宣传力度。

2.1.3 α-亚麻酸α-亚麻酸（α-Linolenic acid,ALA)属－3系列不饱和脂肪酸，在体内可转变为具有显著生理活性的EPA(二十碳五烯酸）和DHA(二十二碳六烯酸），具有降血脂、降胆固醇、抗血栓形成等作用。欧美和日本等已经立法，将α-亚麻酸作为药物或食品添加剂，用来预防心血管疾病、癌症、老年痴呆症、视力低下等病症。α-亚麻酸分离纯化方法主要有尿素包合法、低温冷冻结晶法、分子蒸馏法、银离子络合法、柱层析法、β-环糊精包合法以及超临界流体萃取法等。紫苏籽油中α-亚麻酸含量丰富，以紫苏籽油为原料，通过不同分离纯化方法富集其中的α-亚麻酸已有较多研究，如：刘旭等［21]通过尿素包合法富集紫苏籽油中α-亚麻酸，α-亚麻酸含量可达77.23%;邓小莉等[22]采用低温冷冻结晶法和尿素包合法相结合的方法可将紫苏籽油中α-亚麻酸含量从304mg/mL提高到644mg/mL;王远等［23]采用银离子络合法对紫苏籽油中的α-亚麻酸进行纯化，α-亚麻酸含量达到95%以上。紫苏籽油中α-亚麻酸含量比亚麻籽油一般高10%左右，在制备高纯度α-亚麻酸方面具有一定优势，但目前紫苏籽油原料成本相对较高。从成本、能耗、环保等方面综合考虑，两种或两种以上方法结合将是紫苏籽油中α-亚麻酸分离纯化的发展方向。

2.2 紫苏籽饼粕深加工产品

2.2.1 紫苏籽蛋白紫苏籽经提取油脂后，所得饼粕中蛋白质含量在28%～45%,可用于制备紫苏籽蛋白。紫苏籽蛋白是一种良好的植物蛋白资源，富含功能性氨基酸，具有很高的开发利用价值。研究发现，紫苏籽蛋白可显著提高免疫低下小鼠T/B淋巴细胞的增殖、半数溶血值（HC50)、NK细胞杀伤力、巨噬细胞吞噬能力，增加小鼠血清细胞因子IL-2含量，发挥较强的免疫调节作用［24]。以脱脂紫苏籽饼粕为原料得到的紫苏籽浓缩蛋白，具有很好的溶解性和乳化性［25]；采用碱提酸沉法提取紫苏籽分离蛋白，得率一般在25%左右，纯度可达到85%以上［26]。紫苏籽分离蛋白具有优良的加工特性，与大豆分离蛋白相比，其相对分子质量小，溶解性好，持油性、乳化性高，持水性、起泡性低，可作为食品加工工业的优质蛋白原料［27]研究发现，从紫苏籽脱脂粉中可提取得到分离蛋白、清蛋白和球蛋白，3种蛋白质中都含有8种必需氨基酸，且谷氨酸、精氨酸含量均较高［28]。近年来，除大豆蛋白粉外，豌豆蛋白粉、火麻蛋白粉、葵花籽蛋白粉等小品种蛋白粉市场发展迅速，紫苏籽蛋白营养丰富、加工特性好，且无异味、不含过敏性因子，是不可多得的优质蛋白资源，在新型功能食品领域开发应用潜力巨大。

2.2.2 紫苏多肽紫苏籽蛋白经蛋白酶酶解后得到的紫苏多肽对DPPH 自由基的清除率可达73.64%,具有很强的抗氧化性［29]。贺东亮［30]采用生物酶酶解紫苏籽蛋白，分离纯化得到一种含有7个氨基酸的抗氧化性多肽，相对分子质量为716.77 Da,纯度为98.6%;体外细胞活性研究表明，该紫苏多肽对人肝癌细胞HepG2 具有较强的抑制作用，可使HepG2细胞核凝聚、断裂、边缘化，呈现典型的凋亡状态；H22肝癌小鼠模型评价体内抗肿瘤、抗氧化作用表明，该紫苏多肽在受试小鼠体内不仅对免疫系统没有伤害，反而能够修复癌细胞导致的免疫器官的损伤，进而抑制体内肿瘤细胞的增殖。由此可见，紫苏多肽产品在功能保健食品开发应用方面潜力巨大。

2.2.3 紫苏籽多糖目前，有关紫苏籽多糖提取、纯化、理化活性和生物活性研究的报道较少。紫苏籽多糖具有抗氧化、保肝降酶等生物活性［31]，应用前景十分广阔。紫苏籽多提取方法有热水浸提法、超声辅助提取法、微波辅助提取法、超声辅助碱浸提法等，现有方法紫苏籽多糖得率在1.99%～14.00%之间［32]。Zhu等［33]采用碱从紫苏籽粕中提取多糖，并采用D101大孔树脂吸附脱色法纯化紫苏籽多糖，可使蛋白质、色素去除率分别达到77.14%、78.7%,多糖保留率高达79.56%[33]。Zhang等［34]通过超声辅助提取法提取紫苏籽多糖，经DEAE-52 和 Sephadex G-200纯化后多糖纯度可达（88.82±0.51)%,其单糖组成为鼠李糖（3.196%)、阿拉伯糖（43.901%)、木糖（21.956%)、甘露糖（4.244%)、葡萄糖（4.706%)、半乳糖（21.997%).然而，在紫苏籽分离蛋白加工中紫苏籽水溶性多糖往往作为废水被排放。将紫苏籽多糖开发为提高免疫产品，不仅可以变废为宝，而且还能减少废水中有机物含量，降低环保压力。

2.2.4 紫苏籽微量成分从紫苏籽饼粕中还可以提取具有抗菌消炎、抗肿瘤、抗氧化功效的黄酮[35]、迷迭香酸[36)等生物学活性成分，可以广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。

2.2.5 其他深加工产品除紫苏籽蛋白、紫苏多肽、紫苏籽多糖、黄酮、迷迭香酸等多种活性成分外，近年来针对紫苏籽饼粕还开发出紫苏酱、紫苏粉、发酵乳等新产品。如张昕等[37]以紫苏籽粕和豆粕为原料共同发酵生产的紫苏酱，既充分利用了紫苏籽粕中的蛋白质、多糖和油脂，实现了紫苏籽粕的全营养利用，且有传统豆酱的营养与风味，集调味、增香和保健为一体。田海娟等[38]以紫苏籽粕为原料制备发酵紫苏粉，将发酵紫苏粉添加到面包粉中可生产紫苏粉面包，其储藏期的保水性、老化度、淀粉老化焓值以及脂肪氧化程度指标均优于未加紫苏粉的空白组；另外，将紫苏籽粕发酵用于生产具有紫苏特有香味的风味发酵乳[39]。李占君等[40]将紫苏籽粕直接添加到桃酥原料中还可生产出紫苏籽粕桃酥。

2.3 紫苏籽壳多酚提取物

紫苏籽壳占籽粒总质量的25%～30%,是紫苏籽加工主要副产物之一。谭永兰[41]研究表明，紫苏籽壳多酚提取物中主要含有木犀草素、芹菜素、黄芩素和迷迭香酸4种多酚物质，具有抗氧化活性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌有抑制作用。将紫苏籽壳多酚提取物加工为饲料添加剂，可充分发挥其活性成分的作用，实现变废为宝和增值利用。

3、展望

      作为药食同源植物，紫苏浑身是宝。随着国家大健康产业的迅速发展，紫苏产业迎来了前所未有的发展机遇。紫苏籽综合精深加工是紫苏产业转型升级发展的最主要方向，企业应通过加工技术创新引领、提升企业科技含量，源源不断开发和生产高附加值产品，只有通过综合精深加工才能降低生产成本，创造更大的经济效益。同时，紫苏籽加工企业持续高质量发展，是紫苏产业发展的不竭动力，有利于促进种植结构调整，带动农民种植，实现农民稳定增收和脱贫致富，为乡村振兴做出更大的贡献。

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