紫蘇的生物學功能及其在畜牧生產中的應用

朱 丹， 文 宇， 張佩華＊

（湖南農業大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128）

紫蘇（Perilla frtaescens L.Britt），又稱赤蘇、白蘇、紅紫蘇、桂荏等，為唇形科紫蘇屬一年生草本白花授粉植物，性溫、味辛、有特異香氣，是具有較高營養價值的藥食、油料植物。紫蘇的葉、梗及果實均可入藥，具有解表散寒、降血壓、抗菌、止痛、安胎、防癌和抗衰老等多種藥效。研究表明，紫蘇及其提取物作為飼料添加劑能改善動物生產性能、增強機體免疫力，具有低毒、低殘留和改善動物產品品質等功能，為一種極具開發價值的中藥飼料添加劑。

1 紫蘇的營養成分

1.1 紫蘇種子 紫蘇種子別稱紫蘇籽、紫蘇子，是紫蘇的干燥成熟果實，含豐富的油脂，屬于高碘值油，具有高干性，大多為高度不飽和甘油酯，出油率為36%～50%，油中主要含有的脂肪酸為α-亞麻酸、亞油酸、油酸、硬脂酸、棕櫚酸、花生酸和花生烯酸等，其中α-亞麻酸含量高達60%。α-亞麻酸系ω-3多不飽和脂肪酸（ω-3 PUFA）的母體是一種功能性的油脂，也是人體必需脂肪酸之一，在哺乳動物體內無法自身合成，通過食物補給可在體內經過一系列代謝生成對人類有重要作用的高活性物質二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）（蒲海燕等，2009）。 紫蘇籽油（PSO）是目前發現的種子油中含α-亞麻酸最高的植物物種，具有增強免疫力、降低膽固醇等生理功效（郭燁等，2011）。Futakuchi等（2002）研究 PSO 對大鼠乳腺癌的治療作用，證實PSO可顯著降低乳腺癌的發生，原因可能是PSO阻止了PhIP-DNA的形成，從而減少癌細胞的增殖。

紫蘇餅粕（PSM）是紫蘇籽脫脂后的副產品，雜質少、味芳香、適口性好，脫脂后的紫蘇餅粕蛋白質含量可達28%～35%，是良好的植物蛋白資源，配合飼料中的添加量可達30%以上，且能提高家畜肉中 ω-3脂肪酸的含量 （李曉鵬，2013；謝超等，2009）。石瑋婷等（2013）研究表明，脫脂后的紫蘇餅粕中粗蛋白質提取率為25.85%，蛋白質含量為43.01%，經超濾法處理后得到的蛋白提取率為46.90%，蛋白含量可達91.74%。張志軍等（2013）采用纖維素酶法從紫蘇餅粕中提取蛋白質，提取率達到38.2%，純度達到84.5%，得率最高可達到86.5%。李曉鵬（2013）研究報道，分別采用堿溶酸沉法和纖維素酶法從紫蘇餅粕中提取蛋白，紫蘇蛋白提取率（提取蛋白質占餅粕總質量百分比）分別為21.36%、38.19%，純度分別為82.32%、83.74%，得率分別為50.55%、84.60%。研究認為纖維素酶法相比堿溶酸沉法較好。

目前國內外對于紫蘇餅粕的利用多用于提取蛋白質，有關其他方面的研究較少。朱建飛等（2011b）采用有機溶劑丙酮溶液浸提紫蘇餅粕中的多酚，在丙酮溶液體積分數為60%，浸提固液比1∶15，浸提時間4 h，浸提溫度40℃的條件下，多酚的得率為2.12%。研究報道，采用熱水提取紫蘇餅粕中的多糖，在液固比為35∶1，浸提時間為4 h，浸提溫度為80℃的條件下，多糖得率為8.34%（朱建飛等，2011a）。采用酸液提取紫蘇粕中多糖，得率為1.42%（朱建飛等，2012b）。

1.2 紫蘇莖葉 紫蘇莖葉主要的化學活性成分是揮發油，含量為0.3%～0.7%，揮發油中有效成分較高的是紫蘇醛，可達50%以上，且含量隨季節改變。還含有檸檬烯、左旋檸檬烯、β-丁香烯、紫蘇醇、二氫紫蘇醇、沉香醇、紫蘇酮、香薷酮、白蘇酮、異白蘇酮和丁香油酚等成分。林碩等（2009）應用毛細管氣相色譜-質譜聯用法對紫蘇揮發油成分進行分析，結果從紫蘇葉和花揮發油中分別鑒定出12種和10種化合物，其中紫蘇葉中主要成分為紫蘇醛（75.88%）、檸檬烯（3.82%）、石竹烯（9.87%）和法呢烯（3.21%）；紫蘇花中主要成分為紫蘇醛 （49.23%）、 石竹烯 （18.53%）、 法呢烯（8.99%）、芳樟醇（11.3%）和姜黃二酮（4.55%）。馮劼等（2011）采用GC-MS對水蒸氣蒸餾提取所得的紫蘇葉揮發油組成成分進行分析，結果從紫蘇葉揮發油中共鑒定出32種成分，其主要含有檸檬烯（18.3%）、紫蘇醛（16.5%）、紫蘇酮（12.4%）、芹菜腦（9.3%）和反式丁香烯（12.0%）。

紫蘇葉中還含有氨基酸類、黃酮類、苷類、類胡蘿卜素類、酚酸類及多種微量礦物質元素等化學成分。紫蘇葉中粗蛋白質含量高達27.8%，其氨基酸的組成較全面，種類豐富且含有人體必需的8種氨基酸，且含有兒童必需的10種氨基酸（張洪等，2006）。另外，由于紫蘇葉采收時期的不同，可能導致營養成分的積累有所不同。王恒等（2013）采用氨基酸自動分析法測得紫蘇葉中含有17種氨基酸，其中包括7種人體必需的氨基酸。

黃酮類化合物包括2種黃酮、9種黃酮苷和5種花色苷，兩種黃酮是木犀草素和芹菜素，黃酮苷主要是芹菜素-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，紫蘇葉中含量較高的是芹菜素-7-咖啡酰葡萄糖苷和木犀草素-7-咖啡酰葡萄糖苷，紫蘇莖中含有的黃酮類化合物大致相似，但不完全相同（李秀信等，2002）。

紫蘇中含有的類胡蘿卜素包括葉黃素、β-胡蘿卜素、花藥黃素及堇菜黃素等（Shigeaki，1985）。研究表明，蘭州脫水胡蘿卜中β-胡蘿卜素為17.25 mg/100 g，為全國之首，而成熟紫蘇葉中β-胡蘿卜素是其含量的3～6倍，為104.68 mg/100 g（劉大川等，2001）。

紫蘇中的酚酸類物質包括咖啡酸、迷迭香酸、阿魏酸及2-（3，5-羥苯基）-乙烯咖啡酸酯等，其中作為紫蘇酚酸類主要物質的迷迭香酸已被美國FDA認可為“公共安全食品”產品（王根女，2010；蘇平等，2008）。

紫蘇莖葉含有多種人體所需的微量礦物質元素，包括 Ca、P、Na、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu、Co、Cr、Pb、Hg及Ni等。張洪等（2006）研究發現，紫蘇葉微量元素中Fe含量為390 mg/kg，Zn為50 mg/kg，均大大超過一般植物 （Fe為 140 mg/kg，Zn為0.1 mg/kg）。王恒等（2013）采用原子吸收分光光度法測得紫蘇葉中含人體必需的Fe、Zn、Mn和Cu 4種微量元素，含量分別為 780、40、90、12 mg/kg。

2 紫蘇的生物學功能

2.1 抗氧化性能 生物體內的活性氧自由基，可形成體內脂質過氧化物，導致核酸、蛋白質、脂類、糖類和生物膜變性、組織破壞和老化。紫蘇提取物黃酮類化合物和酚酸類物質等對清除過量活性氧自由基具有重要意義。呂曉玲等（2003）發現迷迭香酸是紫蘇提取物中的主要抗氧化物質，對由亞鐵離子引發的卵磷脂脂質體過氧化有一定抑制作用。馮蓉潔等（2009）采用體外抗氧化方法研究紫蘇提取物DPPH的清除能力、總還原力和抗脂質體氧化能力，結果發現，紫蘇提取物總黃酮及原花色素含量與自由基清除率間呈正相關性。另有報道，紫蘇粕多糖（PWPS）對羥基自由基和超氧陰離子有清除作用（朱建飛等，2012a）。此外，紫蘇葉花色苷的抗氧化能力高于紫蘇葉水提取物，對DPPH自由基和ABTS+自由基均有良好的清除作用，能夠通過抑制氫轉移反應過程終止自由基鏈式反應，且其抗氧化性隨濃度的增大而增強（蔡寧晨等，2012）。

2.2 抗炎癥和抗過敏作用 研究報道，紫蘇油具有較強的抗過敏作用，是因為所含的α-亞麻酸在體內代謝過程中，通過競爭酶系統，能抑制亞油酸向花生四烯酸（AA）轉化，降低體內AA水平（王永奇等，2000）。馮劼等（2011）發現，紫蘇葉揮發油（OPF）含有的檸檬烯、紫蘇酮、紫蘇醛等成分可明顯減輕角叉菜膠致去腎上腺大鼠足跖腫脹，降低炎癥組織前列腺素E2（PGE2）含量，抑制胸腔滲出液中蛋白含量和白細胞數，降低一氧化氮（NO）含量，但不影響正常小鼠的腎上腺重量及腎上腺中維生素C的含量。此外，黃麗等（2005）采用透明質酸酶抗過敏活性測試法研究紫蘇葉的抗過敏性時發現，紫蘇葉中抗過敏成分主要為黃酮類物質。郎玉英和張琦（2009）采用二甲苯致小鼠耳腫脹試驗發現，紫蘇總黃酮能顯著降低小鼠毛細血管通透性，抑制二甲苯致小鼠耳腫脹，減輕大鼠肉芽腫，抑制氣囊滲出液中蛋白質和白細胞數量，降低滲出液中丙二醛（MDA）和NO的量，降低血清中血清白細胞介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的水平。

2.3 抑菌作用 紫蘇提取物對金黃色葡萄球菌、化膿鏈球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌及假結核棒狀桿菌等均具有明顯的抗菌活性（劉小琴等，2000）。嚴芳等（2010）發現，紫蘇水提物（黃酮類化合物和迷迭香酸）對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌和霉菌4種供試菌有一定的抑制作用，對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑制作用強于黑曲霉和酵母菌，且抑菌活性隨著有效濃度的增加而增強。程道梅等（2011）報道，紫蘇莖葉的95%乙醇提取物能較好抑制常見細菌、霉菌和酵母菌，與5%以上的食鹽及40%以上的蔗糖有明顯協同抑菌作用，對細菌、霉菌和酵母菌的最低抑菌濃度分別為0.625%、1.25%和1.25%。紫蘇揮發油成分中的紫蘇醛和檸檬醛具有一定的協同抗菌能力（Honda等，1984）。紫蘇提取物對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均具有不同程度的抑制能力，且酚羥基對多酚類物質的抑制作用起決定性作用，其中鄰二酚羥基的效果最佳（郭群群等，2002）。

2.4 調脂護肝作用 紫蘇提取物具有調節脂質代謝、保護肝臟的功能。管日新等（2009）采用紫蘇提取液與超臨界CO2萃取得到的紫蘇籽油配制飲料喂飲大鼠28 d后發現，紫蘇保健飲料可明顯降低脂代謝紊亂大鼠血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）濃度，對大鼠血清高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）促升高作用明顯，并存在量效關系。劉臻等（2010）發現紫蘇和蜂膠的軟膠囊能顯著降低高脂模型大鼠的TC和TG濃度，且差異顯著（P ＜ 0.05）。王虹等（2009）報道，紫蘇提取物（PE）能顯著降低四氯化碳（CCl4）與乙酰氨基酸（APAP）誘導的肝損傷小鼠血清谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）活性，TG 含量，升高肝臟超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性，并通過降低丙二醛（MDA）含量能明顯減輕肝組織損傷程度；PE對正常小鼠血清 ALT、AST、TG無影響，研究認為迷迭香酸（RAD）可能是PE保肝最主要的有效成分。

3 紫蘇在畜牧生產中的應用

3.1 在雞生產中的應用 據王君榮等（2010）報道，在蛋種雞基礎日糧中分別添加150、250、350 mg/kg紫蘇籽提取物，結果表明，紫蘇籽提取物能提高蛋種雞產蛋率、種蛋合格率、種蛋受精率和孵化率（P＜0.05），且能提高單枚蛋重和飼料轉化率（P＜0.05），其中以添加250 mg/kg紫蘇籽提取物效果最佳。臧素敏等（2004）在蛋雞日糧中分別加入8%、12%、16%、20%紫蘇，結果表明，日糧中添加紫蘇可顯著增加蛋黃脂肪中PUFA、ω-3 PUFA及 DHA含量， 改善 ω-6/ω-3、P/S比例，調節脂質代謝，其中以添加12%～16%效果較好。

謝君等（2011）研究紫蘇籽提取物在肉仔雞日糧中的飼喂效果，結果顯示，紫蘇籽提取物可提高21～42日齡日增重和全程日增重，降低各階段料重比和全程料重比，提高21～42日齡和全程存活率，增重飼料成本與對照組相比降低11.86%（P＜0.01），且能提高肉仔雞的免疫器官指數、新城疫HI抗體效價、E花環形成百分率、淋巴細胞轉化率、血清IgG水平，表明紫蘇籽提取物能促進肉仔雞生長，增強免疫力，其效果與抗生素相當。楊桂芹和劉洋（2008）探討紫蘇-月見草復合提取物對肉仔雞脂類代謝和免疫機能的影響，結果表明，在基礎日糧中添加375 mg/kg紫蘇-月見草復合提取物可降低血清甘油三脂和血清總膽固醇水平，比對照組分別降低5.39%和2.64%（P＜0.05），且有降低血清低密度脂蛋白、膽固醇含量的趨勢（P＞0.05），肉雞胸腺指數和法氏囊指數分別比對照組提高21.99%和17.98%（P ＜ 0.05）。

潘存霞和謝君（2011）研究紫蘇籽提取物對肉雞生產性能和雞肉品質的影響，結果表明，紫蘇籽提取物可顯著提高肉雞的日增重，降低料肉比；與對照組相比，肉雞腿肌嫩度和胸肌嫩度分別提高6.20%和15.08%，腿肌、胸肌滴水損失分別降低了1.00%和18.60%，腿肌、胸肌水分含量分別提高了0.37%和1.74%；腿肌粗蛋白質含量提高了 4.04%（P＜0.05），胸肌粗蛋白質含量也略有提高；腿肌粗脂肪含量降低了 22.04%（P＜0.05），胸肌粗脂肪含量降低了 39.19%（P＜0.01）；腿肌、胸肌總還原性糖、肌苷酸、谷氨酸含量均顯著提高。孫婷婷和徐建雄（2007）研究紫蘇-月莧草復合提取物對肉種雞生產性能和繁殖性能的影響，試驗結果表明，添加0.25 g/kg紫蘇-月莧草復合提取物可顯著提高肉雞育成期體重、均勻度，降低死淘率，且產蛋率和平均蛋重均有較大幅度的提高，受精率和入孵蛋健雛率分別提高1.04個百分點和5.35個百分點。

3.2 在豬生產中的應用 紫蘇可顯著促進豬的生長發育，提高生產性能。褚曉紅等（2011）采用單因子試驗，在大白×長白×杜洛克三元生長育肥豬（20 ～ 90 kg）飼料中添加 150、250、350 g/t紫蘇籽提取物飼料添加劑，結果表明，豬飼料中紫蘇籽提取物添加量為250、350 g/t時對豬的生長發育、肉質、免疫性能均有一定的改善作用，但各組之間差異不顯著（P ＞ 0.05）。 潘存霞（2012）報道，在 30 kg左右的杜長大商品豬每千克基礎日糧中添加紫蘇籽提取物200 mg，結果顯示，與對照組和抗生素組相比，紫蘇籽提取物組育肥豬日增重分別提高 5.63%（P ＜ 0.05）和 3.50%（P ＜0.05），料肉比分別下降 7.59%（P＜0.05）和 3.85%（P＜0.05），采食量均有所降低；紫蘇籽提取物組的育肥豬血清生長調節劑（GH）、胰島素（INS）、三碘甲腺原氨酸（T3）、四碘甲腺原氨酸（T4）、尿素氮（BUN）水平均得到顯著改善，表明日糧中添加紫蘇籽提取物可顯著提高育肥豬的生長性能。季學楓等（2003）研究紫蘇-月莧草復合提取物替代豬飼糧中抗菌藥物的效果，結果表明紫蘇-月莧草復合提取物對后期豬 （體重65 kg以上）促生長和提高飼料轉化率有積極作用。趙紅梅等（2008）研究超微粉復方紫蘇中草藥添加劑對斷奶仔豬生長性能的影響，結果表明，以紫蘇等中草藥為原料的飼料添加劑可增加仔豬采食量，提高日增重，降低料重比和腹瀉率，其中以添加水平為0.5%效果最佳。

3.3 在反芻動物生產中的應用 近年來，紫蘇在反芻動物上的應用報道較多。顧小衛（2010）研究紫蘇、陳皮和艾葉對奶牛乳風味、乳品質、瘤胃內環境及血液生化指標的影響，結果表明，紫蘇能顯著降低奶牛干物質的采食量和乳體細胞數，明顯改善奶風味；還可穩定奶牛瘤胃pH，降低氨氮（NH3-N）濃度和丁酸百分含量，提高微生物蛋白（MCP）濃度、乙酸濃度、乙酸百分含量和揮發性脂肪酸（VFA）總濃度；且能提高丙酸和丁酸的濃度以及丙酸百分含量和乙酸/丙酸比值；同時可降低血液中的總蛋白 （TP）、 球蛋白 （GLB）、 尿素氮（BUN）、葡萄糖（GLU）、白蛋白（ALB）、堿性磷酸酶（ALP）和AST水平；提高血液中的谷丙轉氨酶（ALT）、球白比（A/G）和 STLT（AST/ALT）。

徐娥和夏先林（2009）報道，采用富含 ω-3脂肪酸的紫蘇油和菜油混合飼喂育肥牛。結果表明，試驗組肉中脂肪和飽和脂肪酸含量分別比對照組降低13.85%和6.60%（P＜0.05），多不飽和脂肪酸含量、氨基酸總量、必需氨基酸總量和鮮味氨基酸總量分別提高8.00%、3.00%、1.50%和5.40%（P＜0.05），試驗組血液中紅細胞數、白細胞數分別比對照組高2.59%、0.03%（P＞0.05），總蛋白、白蛋白、球蛋白含量分別提高2.26%、1.79%、3.33%（P＞0.05），高密度脂蛋白含量增加 10.86%（P＜0.05）， 膽固醇降低 7.23%（P＞0.05），IgG 含量提高 9.97%（P ＜ 0.05）。 張文火等（2011）研究紫蘇籽提取物（PSE）對育肥牛生產性能和免疫功能的影響，結果顯示，在育肥牛飼糧中添加PSE使日增重和干物質采食量分別提高8.5%和3.2%，料重比下降5.8%，但與對照組相比差異不顯著（P＞0.05）；總磷的表觀消化率提高了56.11%（P＜0.05），而對其他養分的表觀消化率無顯著影響（P＞0.05）；血漿中磷和α-淀粉酶濃度及免疫球蛋白A（IgA）含量分別提高16.22%、20.92%和 4.48%（P＜0.05）；肌肉剪切力值降低13.00%（P＜0.05），胴體性狀等級提升一個等級，表明飼糧中添加PSE對育肥牛生長性能未產生負面影響，可促進磷的消化，提高血中磷和α-淀粉酶濃度及IgA的含量，并改善了牛肉嫩度和胴體品質。

3.4 在水產養殖中的應用 目前紫蘇在水產養殖上的應用研究報道較少。呂耀平等（2008）研究紫蘇子提取物對異育銀鯽 （Carassius auratus gibelio）存活、生長以及魚體生化組成的影響，結果表明，在基礎飼料中添加300 mg/kg紫蘇子提取物，異育銀鯽增重率最大，可達99.5%；飼料效率和蛋白質效率最高，分別為42.74%、118.72%；且臟體比最小。

3.5 其他 張愛武等（2012）研究紫蘇籽對鵪鶉肉中ω-3不飽和脂肪酸富集的影響，在基礎日糧中分別添加質量分數為8%、10%、12%和15%紫蘇籽，結果顯示，添加10%紫蘇籽可顯著提高35日齡和50日齡鵪鶉肉的粗脂肪含量 （P＜0.05），添加12%紫蘇籽可顯著提高35日齡鵪鶉肉的粗脂肪含量和50日齡鵪鶉肉的粗灰分含量（P＜0.05）；添加不同水平的紫蘇籽均可顯著提高35日齡和50日齡鵪鶉肉的C18∶3含量及35日齡鵪鶉肉中多不飽和脂肪酸（PUFA）和 ω-3 PUFA含量（P＜0.05），顯著降低35日齡和50日齡鵪鶉肉的 ω-6 PUFA/ω-3 PUFA 值（P ＜ 0.05），表明早期投喂紫蘇籽有利于PUFA和ω-3 PUFA的積累，紫蘇籽的添加量以10%為宜。

4 小結

綜上所述，紫蘇及其提取物具有增強免疫和抗病力、促進生長、改善肉質等獨特功效，且低毒、低殘留，飼喂效果良好，是一種天然的中草藥飼料添加劑。開發紫蘇及其相關產品并將其投入畜牧生產意義重大，規模化生產更是前景廣闊。同時，應進一步研究紫蘇的作用機制、影響因素、適宜添加量等問題，若能完善產品的加工提取工藝和精制技術，使其活性物質成分真正進入實際生產應用中，將會不斷促進紫蘇產業的發展。

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