不同品種紫蘇汁的生物活性成分及抗氧化性研究

摘要：紫蘇是一種藥食同源的草本植物，具有預防疾病、調節食物風味的功能。文章采用新鮮紫蘇葉片的汁液進行活性物質含量及抗氧化能力的測定，并進行相關性分析。結果表明，各品種紫蘇汁的生物活性成分豐富且差異顯著，含有抗壞血酸（2.08～4.23 mg/100 mL）、總黃酮（1.89～20.86 mg/mL）、總多酚（1.62～7.75 mg/mL）、總多糖（5.74～34.95 mg/mL）、總花青素（18.56～199.50 mg/L）等。相關性分析表明，黃酮、多酚在紫蘇汁發揮抗氧化性方面起著關鍵作用，清除DPPH自由基、ABTS自由基的效果較好，其含量與清除DPPH自由基、ABTS自由基的IC50值間存在極顯著負相關（Plt;0.001），但與清除羥基自由基的IC50值呈非常顯著正相關（Plt;0.01）。相比于黃酮、多酚，紫蘇汁中抗壞血酸含量較低，在該實驗中與抗氧化性無顯著相關性。綜合比較，雙面紫蘇冀-S品種可作為開發功能性紫蘇調味品的良好來源。

關鍵詞：紫蘇；活性成分；抗氧化；相關性

中圖分類號：TS201.2""""" 文獻標志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）11-0042-06

Study on Bioactive Components and Antioxidant Activity of

Different Varieties of Perilla frutescens Juice

GUAN Li1， WEI Wen-zhi2， YU Dan-dan1， CHEN Wen-zhuo1， CAO Hui1*

（1.College of Tourism and Culinary Science， Yangzhou University， Yangzhou 225009， China; 2.College

of Animal Science and Technology， Yangzhou University， Yangzhou 225009， China）

Abstract： Perilla frutescens is a medicinal and edible herb， and has the functions of preventing diseases and regulating food flavor. In this paper， the active substance content and antioxidant capacity of juice of fresh Perilla frutescens leaves are determined， and the correlation analysis is conducted. The results show that the bioactive components in different varieties of Perilla frutescens juice are rich and significantly different， including ascorbic acid （2.08～4.23 mg/100 mL）， total flavonoids （1.89～20.86 mg/mL）， total polyphenols （1.62～7.75 mg/mL）， total polysaccharides （5.74～34.95 mg/mL） and total anthocyanins （18.56～199.50 mg/L）. Correlation analysis shows that flavonoids and polyphenols play a key role in the antioxidant activity of Perilla frutescens juice， and the scavenging effect on DPPH free radicals and ABTS free radicals is good. There is a highly significant negative correlation between their content and the IC50 values of scavenging DPPH free radicals and ABTS free radicals （Plt;0.001）， but there is a very significant positive correlation with IC50 values of scavenging hydroxyl free radicals （Plt;0.01）. Compared with flavonoids and polyphenols， the content of ascorbic acid in Perilla frutescens juice is lower， and there is no significant correlation with antioxidant activity in this experiment. By comprehensive comparison， the variety of double-sided Perilla frutescens Ji-S can be used as a good source for developing functional Perilla frutescens seasoning.

Key words： Perilla frutescens; active components; antioxidation; correlation

收稿日期：2024-04-27

基金項目：蘇北科技專項（2021022）

作者簡介：關利（1999—），女，碩士，研究方向：食品營養與衛生。

*通信作者：曹暉（1968—），女，副教授，博士，研究方向：食品營養與加工。

紫蘇（Perilla frutescens （L.） Britt.）又稱赤蘇、桂荏，是一種藥食兩用的一年生草本植物，根據葉片的顏色主要分為雙面紫蘇、單面紫蘇和白紫蘇三類[1]。中醫認為紫蘇具有益氣和胃、止咳平喘、療愈風寒、解海鮮中毒等功效[2]，唐代的《藥性論》中確切地描述了紫蘇不同部位的藥用價值[3]。除藥用外，紫蘇也是重要的蔬菜和香料，其葉常被加入壽司或包裹魚片、燒烤等用于佐味增香[4]。在調味方面的應用常見的是將紫蘇的有效成分提取純化，添加微小劑量便足以脫腥，改善食品風味[5]，或將紫蘇葉直接磨粉加入，以此增添紫蘇的獨特香氣[6]。目前已有紫蘇酒、紫蘇茶、紫蘇醋、紫蘇醬菜和紫蘇葉粉香料等紫蘇葉加工產品[7]。

葉是紫蘇的常食部位，現代研究表明其含有黃酮類、揮發油類、酚酸類、三萜類甾醇類、糖苷類等多種生物活性成分，已被證明有抗炎、抑菌、抗氧化、抗抑郁、保肝等作用[8-9]。近年來，國內外均偏重于紫蘇活性成分的提取和功能性分析，鮮有關于紫蘇汁的研究。本文分析了不同品種紫蘇汁的生物活性成分含量、抗氧化性及兩者之間的相關性，旨在挑選出活性成分含量高、抗氧化能力強的紫蘇品種，同時為開發功能性紫蘇調味品提供一定的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫蘇葉：6個品種，分別購于湖南常德、河北保定、廣西南寧、浙江開化、遼寧錦州、山東青島，其中湖南、河北為雙面紫蘇，廣西、浙江為單面紫蘇，遼寧、山東為白紫蘇。以下分別簡稱湘-S、冀-S、桂-D、浙-D、遼-B、魯-B。

蘆丁、亞硝酸鈉、硝酸鋁、無水碳酸鈉、硫酸亞鐵、濃硫酸、濃鹽酸、冰醋酸、乙醇：國藥集團化學試劑有限公司；氫氧化鈉、無水葡萄糖、無水乙酸鈉：天津市科密歐化學試劑有限公司；DPPH、ABTS、2，6-二氯靛酚：合肥巴斯夫生物科技有限公司；沒食子酸：成都市科龍化工試劑廠；福林酚試劑：上海源葉生物科技有限公司；苯酚：上海蘇懿化學試劑有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

Allegra X-30R臺式冷凍離心機 上海盧湘儀離心機儀器有限公司；Tecan M200 Pro多功能酶標儀 北京世貿遠東科學儀器有限公司；V-1100D紫外可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司；DKB-501S超級恒溫水槽 上海精宏實驗設備有限公司；UPH-IV-5T優普系列超純水器 成都超純科技有限公司；Vortex-Genie 2旋渦混合器 上海凈信實業發展有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 紫蘇汁的制備

將新鮮紫蘇葉剪碎，用紗布榨汁，在4 ℃下以8 000 r/min離心15 min后取上清液，分裝，于-20 ℃冷凍保存。

1.3.2 水分含量的測定

采用直接干燥法測定[10]。

1.3.3 pH值的測定

將紫蘇汁混勻后用pH計直接測定[10]。

1.3.4 抗壞血酸含量的測定

采用2，6-二氯靛酚滴定法進行抗壞血酸含量的測定[11]。

1.3.5 總黃酮含量的測定

采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH顯色法[12]。以1.0 mg/mL的蘆丁標準液（70%乙醇配制）做蘆丁含量的標準曲線。取不同濃度的蘆丁標準溶液1.0 mL，分別加入0.3 mL 5% NaNO2溶液、0.3 mL 10% Al（NO3）3溶液，每種試劑添加后間隔6 min。再加入4.0 mL 1 mol/L NaOH溶液、0.4 mL蒸餾水，充分混合后靜置10 min，在510 nm處測定吸光值。得到回歸方程：y=1.815 1x+0.009 8（R2=0.998 8）。

將1.3.1處理的紫蘇汁用純水稀釋50倍同上測定，結果根據標準曲線計算，總黃酮含量以每毫升紫蘇汁含有的蘆丁當量（mg/mL）表示。

1.3.6 總多酚含量的測定

采用福林酚法[13]。用80%的乙醇配制0.5 mg/mL的沒食子酸標準溶液，并做沒食子酸含量的標準曲線。在0.25 mL梯度濃度（0，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25 mg/mL）的沒食子酸溶液中分別加入稀釋10倍的福林酚試劑（原濃度為1.0 mol/L）1.25 mL，反應5 min，繼續加入10% Na2CO3 1.0 mL、蒸餾水2.5 mL，混勻后避光反應60 min，在760 nm處測定吸光度。得到回歸方程：y=2.964 2x+0.054（R2=0.999 4）。

將樣品稀釋40倍后測定，總多酚含量以每毫升紫蘇汁含有的沒食子酸當量（mg/mL）表示。

1.3.7 總多糖含量的測定

參考文獻[12]，采用苯酚-硫酸法。無水葡萄糖經80 ℃烘2 h后制備成0.1 mg/mL的葡萄糖標準溶液，并以此稀釋成不同濃度的葡萄糖溶液做標準曲線。吸取上述制備的葡萄糖溶液各1.0 mL，加入0.5 mL 5%苯酚后立即貼壁加入2.5 mL濃硫酸。室溫下反應30 min，在490 nm處測定吸光度。得到回歸方程：y=3.234 6x+0.487（R2=0.995）。

將雙面、單面紫蘇汁稀釋400倍，白紫蘇稀釋200倍，同上述方法測定，總多糖含量以每毫升紫蘇汁含有的葡萄糖當量（mg/mL）表示。

1.3.8 總花青素含量的測定

參考薛露等[14]的方法，采用pH示差法。分別用0.25 mol/L的KCl-HCl（pH 1.0）緩沖液和0.40 mol/L的NaAc-HAc（pH 4.5）緩沖液將雙面、單面紫蘇汁稀釋20倍，白紫蘇稀釋10倍（吸光度在0.2～0.8之間最佳），避光靜置30 min，分別在520 nm和700 nm處測定吸光度。花青素含量按下式計算（結果以矢車菊-3-葡萄糖苷表示）：

總花青素含量（mg/L）=A×MW×DF×1 000ε×L。

式中：A=（A520 nm-A700 nm）pH 1.0-（A520 nm-A700 nm）pH 4.5; MW為矢車菊-3-葡萄糖苷的相對分子質量，449.2 g/mol；DF為稀釋倍數；ε為矢車菊3-葡萄糖苷的摩爾消光系數，26 900 L/（mol·cm）；L為光程，cm。

1.3.9 紫蘇汁抗氧化能力的測定

用純水將紫蘇汁稀釋成不同濃度的溶液，以1.0 mg/mL的VC標準溶液作陽性對照。參考周婷等[15]的方法測定DPPH·的清除率，ABTS+·清除實驗參考文獻[16]。采用Gao等[17]的方法測定·OH的清除率，計算IC50值。

1.4 數據分析

每個指標重復測定3次，結果采用平均值±標準差表示。實驗數據采用SPSS 19.0、Origin 2021和GraphPad Prism 8等統計軟件進行分析和繪圖，采用ANOVA進行鄧肯分析，P＜0.05表示差異顯著，有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 不同品種紫蘇葉（汁）的水分含量和pH值

對紫蘇鮮葉水分含量、紫蘇汁酸堿度進行測定，結果見表1。

由表1可知，各品種紫蘇葉水分含量豐富，在75.05%～83.93%之間，且差異顯著。紫蘇汁的酸堿度均呈弱酸性，遼-B的pH值最小，各品種存在顯著性差異。

2.2 不同品種紫蘇汁的活性成分含量

將1.3.1處理后的紫蘇汁解凍后混勻，測定各種生物活性成分的含量。由表2可知，紫蘇汁中的各種活性成分含量為雙面紫蘇＞單面紫蘇＞白紫蘇，且各品種間呈現顯著性差異。具體分析可知，抗壞血酸作為治療壞血病、預防心血管疾病的功能成分，在紫蘇汁中的含量為2.08～4.23 mg/100 mL，甚至優于蘋果汁和甜菜汁[18-19]。其中冀-S的含量最高，顯著高于湘-S、遼-B和魯-B。黃酮是許多常食水果、蔬菜和其他植物性食物的次級代謝產物，具有保護神經、抗過敏等生理功能[20]。對于總黃酮含量，各品種間均有顯著性差異，其中桂-D（20.86 mg/mL）含量最高，遼-B（1.89 mg/mL）含量最低。總多酚作為主要的抗氧化成分之一，含量在1.62～7.75 mg/mL范圍內，除了冀-S和桂-D間沒有顯著性差異外，其余幾種間都有顯著性差異。多糖有抗炎、抗氧化的作用[16]。實驗表明，湘-S和冀-S的多糖含量沒有顯著性差異，且相較于其他品種其含量較多。花青素可以改善記憶、降低血糖[21]。實驗數據顯示雙面、單面紫蘇汁中均含有花青素，尤其是冀-S，含量高達199.50 mg/L。但白紫蘇中未檢測到花青素，這可能是因為花青素是一種類黃酮色素，主要存在于橙色、紫色、藍色和紅色的植物中[22]。鑒于以上幾種活性物質含量的綜合對比，冀-S是活性成分含量最豐富的品種，不僅能作為抗氧化功能物質的提取來源，而且能獲得天然色素。

2.3 不同品種紫蘇汁的抗氧化能力

2.3.1 不同品種紫蘇汁的DPPH·清除能力

DPPH·是一種穩定的自由基，清除機制基于DPPH·接受電子成為穩定狀態，隨著自由基清除的進行，DPPH醇溶液的紫色逐漸變淺[23]。由圖1可知，各品種紫蘇汁清除DPPH·的效果良好且有較大差異。DPPH自由基清除率的大小與樣品濃度有密切關系，均隨著紫蘇汁濃度的增加而增大。

一般用IC50值來表示自由基清除效果，IC50值越小表示其抗氧化能力越強[24]。

由表3可知，各品種紫蘇汁對DPPH·清除率的IC50值有差異。在10.33～172.70 μL/mL范圍內，除遼-B（172.70 μL/mL）外，湘-S、冀-S、桂-D、浙-D、魯-B幾種紫蘇汁的IC50值均顯著低于VC標準溶液（67.17 μL/mL），表明這5個品種的抗氧化性均高于1.0 mg/mL的VC標準溶液。DPPH·清除率與樣品品種有關，雙面紫蘇＞單面紫蘇＞白紫蘇，具體來看，湘-S、冀-S、桂-D和魯-B之間沒有顯著性差異，但是與其他兩種紫蘇汁有顯著性差異。

2.3.2 不同品種紫蘇汁的ABTS+·清除能力

ABTS+·的清除原理與DPPH·的清除原理相似，ABTS+·與紫蘇汁中的抗氧化物質結合后會使ABTS工作液的紫色褪去。顏色越淡表明清除能力越好，抗氧化力越強[25]。由圖2可知， ABTS+·的清除率與各種紫蘇汁均有明顯的濃度依賴性關系。

由表4可知，紫蘇汁清除ABTS+·的IC50值在3.51～29.46 μL/mL之間，顯著低于VC標準溶液（70.29 μL/mL），表明6種紫蘇汁清除ABTS+·的能力均高于VC標準溶液。不同品種間ABTS+·的清除率有顯著性差異，雙面紫蘇顯著高于白紫蘇。冀-S的IC50值（3.51 μL/mL）最低，與湘-S（4.66 μL/mL）、桂-D（4.10 μL/mL）沒有顯著性差異，但顯著高于浙-D、遼-B、魯-B。

2.3.3 不同品種紫蘇汁的·OH清除能力

·OH是一種吸引電子能力很強的自由基，可引起細胞組織損傷、蛋白質分解及機體發生衰老等問題[12]。紫蘇汁中存在一些能螯合Fe2+，繼而清除·OH的活性物質。

由圖3可知，紫蘇汁清除·OH的強度與其添加量的關系同DPPH·、ABTS+·，相比VC標準溶液的使用量明顯大于紫蘇汁。

由表5可知，不同品種紫蘇汁清除·OH的效果有較明顯的差異，IC50值在15.91～151.03 μL/mL之間，效果顯著優于VC標準溶液（165.00 μL/mL）。清除效果最好的品種是白蘇，單面紫蘇次之，雙面紫蘇最差，其中遼-B的清除效果最好，是桂-D的9.74倍，是VC標準液的10.37倍。

2.4 紫蘇汁活性成分的含量與抗氧化作用的相關性分析

Pearson相關性分析可以描述幾個變量之間的線性關系，從而判斷變量之間相互關系的強弱程度[26]。通過對紫蘇汁的生物活性成分含量與清除自由基的IC50值進行相關性分析，得出兩者之間的關系。

由圖4可知，紫蘇汁各個活性成分的含量均與其抗氧化性有相關性。圖中數值的正負與相關性的正負一致，橢圓的圓扁代表相關性的強弱，越接近圓形相關性越弱，越扁相關性越強。可見總黃酮、總多酚含量與其清除DPPH·、ABTS+·的IC50值呈極顯著負相關，相關系數在-0.87～-0.78（Plt;0.001），表明多酚、黃酮具有較強的捕捉自由基的能力，是紫蘇汁發揮抗氧化作用的主要成分[27]。值得注意的是，清除·OH的IC50值與總黃酮、總多酚含量呈非常顯著的正相關，這可能是因為多酚與羥基類揮發性化合物存在統一的次生代謝途徑[28]。總黃酮、總多酚含量越高，DPPH、ABTS自由基清除效果越好，但抗氧化作用不是單種活性物質發揮作用，而是多種功能成分協同作用[24]。抗壞血酸作為公認的抗氧化物質，在本次實驗中其含量與清除DPPH·、ABTS+·、·OH的相關性不顯著，相關系數分別為-0.30，-0.38，0.33（Pgt;0.05），這可能是由于所選紫蘇汁中抗壞血酸的含量較低。雖然多糖含量較高，但是與清除3種自由基的IC50值無顯著相關性（Pgt;0.05），這可能是由于紫蘇汁中的多糖活性較差[29]。雖然花青素與清除率DPPH·、ABTS+·的相關性不顯著，但是與清除·OH的IC50值呈顯著負相關。

3 結論

通過對紫蘇汁的主要活性物質及抗氧化性進行測定，發現各品種紫蘇汁的活性物質含量不同，且呈現顯著性差異。抗壞血酸含量在2.08～4.23 mg/100 mL，總黃酮在1.89～20.86 mg/mL，總多酚在1.62～7.75 mg/mL，總多糖在5.74～34.95 mg/mL，總花青素在18.56～199.50 mg/L。各品種紫蘇葉的抗氧化能力也有顯著性差異，清除DPPH·能力：湘-S＞冀-S＞桂-D＞魯-B＞浙-D＞VC標準液＞遼-B，清除ABTS+·能力：冀-S＞桂-D＞湘-S＞浙-D＞魯-B＞遼-B＞VC標準液，清除·OH能力：遼-B＞魯-B＞浙-D＞湘-S＞冀-S＞桂-D＞VC標準液。

紫蘇汁的活性成分含量與抗氧化能力密切相關，其中黃酮、多酚是紫蘇汁清除自由基的主要功能因子，且與清除DPPH·、ABTS+·的IC50值呈極顯著負相關（P＜0.001），黃酮與清除·OH的IC50值呈極顯著正相關（P＜0.001），多酚與其呈非常顯著正相關（P＜0.01）。抗壞血酸、多糖、花青素含量與自由基清除的關系不顯著，但是花青素含量與ABTS+·清除有顯著性關系（P＜0.05）。

綜合活性物質含量及抗氧化功能的強弱：雙面紫蘇＞單面紫蘇＞白蘇，特別是冀-S品種的紫蘇汁活性物質含量高，清除DPPH·和ABTS+·能力較強，可利用其開發功能性調味品。

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