不同品种紫苏汁的生物活性成分及抗氧化性研究

摘要：紫苏是一种药食同源的草本植物，具有预防疾病、调节食物风味的功能。文章采用新鲜紫苏叶片的汁液进行活性物质含量及抗氧化能力的测定，并进行相关性分析。结果表明，各品种紫苏汁的生物活性成分丰富且差异显著，含有抗坏血酸（2.08～4.23 mg/100 mL）、总黄酮（1.89～20.86 mg/mL）、总多酚（1.62～7.75 mg/mL）、总多糖（5.74～34.95 mg/mL）、总花青素（18.56～199.50 mg/L）等。相关性分析表明，黄酮、多酚在紫苏汁发挥抗氧化性方面起着关键作用，清除DPPH自由基、ABTS自由基的效果较好，其含量与清除DPPH自由基、ABTS自由基的IC50值间存在极显著负相关（Plt;0.001），但与清除羟基自由基的IC50值呈非常显著正相关（Plt;0.01）。相比于黄酮、多酚，紫苏汁中抗坏血酸含量较低，在该实验中与抗氧化性无显著相关性。综合比较，双面紫苏冀-S品种可作为开发功能性紫苏调味品的良好来源。

关键词：紫苏；活性成分；抗氧化；相关性

中图分类号：TS201.2""""" 文献标志码：A"""" 文章编号：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

基金项目：苏北科技专项（2021022）

作者简介：关利（1999—），女，硕士，研究方向：食品营养与卫生。

*通信作者：曹晖（1968—），女，副教授，博士，研究方向：食品营养与加工。

紫苏（Perilla frutescens （L.） Britt.）又称赤苏、桂荏，是一种药食两用的一年生草本植物，根据叶片的颜色主要分为双面紫苏、单面紫苏和白紫苏三类[1]。中医认为紫苏具有益气和胃、止咳平喘、疗愈风寒、解海鲜中毒等功效[2]，唐代的《药性论》中确切地描述了紫苏不同部位的药用价值[3]。除药用外，紫苏也是重要的蔬菜和香料，其叶常被加入寿司或包裹鱼片、烧烤等用于佐味增香[4]。在调味方面的应用常见的是将紫苏的有效成分提取纯化，添加微小剂量便足以脱腥，改善食品风味[5]，或将紫苏叶直接磨粉加入，以此增添紫苏的独特香气[6]。目前已有紫苏酒、紫苏茶、紫苏醋、紫苏酱菜和紫苏叶粉香料等紫苏叶加工产品[7]。

叶是紫苏的常食部位，现代研究表明其含有黄酮类、挥发油类、酚酸类、三萜类甾醇类、糖苷类等多种生物活性成分，已被证明有抗炎、抑菌、抗氧化、抗抑郁、保肝等作用[8-9]。近年来，国内外均偏重于紫苏活性成分的提取和功能性分析，鲜有关于紫苏汁的研究。本文分析了不同品种紫苏汁的生物活性成分含量、抗氧化性及两者之间的相关性，旨在挑选出活性成分含量高、抗氧化能力强的紫苏品种，同时为开发功能性紫苏调味品提供一定的理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

紫苏叶：6个品种，分别购于湖南常德、河北保定、广西南宁、浙江开化、辽宁锦州、山东青岛，其中湖南、河北为双面紫苏，广西、浙江为单面紫苏，辽宁、山东为白紫苏。以下分别简称湘-S、冀-S、桂-D、浙-D、辽-B、鲁-B。

芦丁、亚硝酸钠、硝酸铝、无水碳酸钠、硫酸亚铁、浓硫酸、浓盐酸、冰醋酸、乙醇：国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钠、无水葡萄糖、无水乙酸钠：天津市科密欧化学试剂有限公司；DPPH、ABTS、2，6-二氯靛酚：合肥巴斯夫生物科技有限公司；没食子酸：成都市科龙化工试剂厂；福林酚试剂：上海源叶生物科技有限公司；苯酚：上海苏懿化学试剂有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Allegra X-30R台式冷冻离心机 上海卢湘仪离心机仪器有限公司；Tecan M200 Pro多功能酶标仪 北京世贸远东科学仪器有限公司；V-1100D紫外可见分光光度计 上海美谱达仪器有限公司；DKB-501S超级恒温水槽 上海精宏实验设备有限公司；UPH-IV-5T优普系列超纯水器 成都超纯科技有限公司；Vortex-Genie 2旋涡混合器 上海净信实业发展有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 紫苏汁的制备

将新鲜紫苏叶剪碎，用纱布榨汁，在4 ℃下以8 000 r/min离心15 min后取上清液，分装，于-20 ℃冷冻保存。

1.3.2 水分含量的测定

采用直接干燥法测定[10]。

1.3.3 pH值的测定

将紫苏汁混匀后用pH计直接测定[10]。

1.3.4 抗坏血酸含量的测定

采用2，6-二氯靛酚滴定法进行抗坏血酸含量的测定[11]。

1.3.5 总黄酮含量的测定

采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH显色法[12]。以1.0 mg/mL的芦丁标准液（70%乙醇配制）做芦丁含量的标准曲线。取不同浓度的芦丁标准溶液1.0 mL，分别加入0.3 mL 5% NaNO2溶液、0.3 mL 10% Al（NO3）3溶液，每种试剂添加后间隔6 min。再加入4.0 mL 1 mol/L NaOH溶液、0.4 mL蒸馏水，充分混合后静置10 min，在510 nm处测定吸光值。得到回归方程：y=1.815 1x+0.009 8（R2=0.998 8）。

将1.3.1处理的紫苏汁用纯水稀释50倍同上测定，结果根据标准曲线计算，总黄酮含量以每毫升紫苏汁含有的芦丁当量（mg/mL）表示。

1.3.6 总多酚含量的测定

采用福林酚法[13]。用80%的乙醇配制0.5 mg/mL的没食子酸标准溶液，并做没食子酸含量的标准曲线。在0.25 mL梯度浓度（0，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25 mg/mL）的没食子酸溶液中分别加入稀释10倍的福林酚试剂（原浓度为1.0 mol/L）1.25 mL，反应5 min，继续加入10% Na2CO3 1.0 mL、蒸馏水2.5 mL，混匀后避光反应60 min，在760 nm处测定吸光度。得到回归方程：y=2.964 2x+0.054（R2=0.999 4）。

将样品稀释40倍后测定，总多酚含量以每毫升紫苏汁含有的没食子酸当量（mg/mL）表示。

1.3.7 总多糖含量的测定

参考文献[12]，采用苯酚-硫酸法。无水葡萄糖经80 ℃烘2 h后制备成0.1 mg/mL的葡萄糖标准溶液，并以此稀释成不同浓度的葡萄糖溶液做标准曲线。吸取上述制备的葡萄糖溶液各1.0 mL，加入0.5 mL 5%苯酚后立即贴壁加入2.5 mL浓硫酸。室温下反应30 min，在490 nm处测定吸光度。得到回归方程：y=3.234 6x+0.487（R2=0.995）。

将双面、单面紫苏汁稀释400倍，白紫苏稀释200倍，同上述方法测定，总多糖含量以每毫升紫苏汁含有的葡萄糖当量（mg/mL）表示。

1.3.8 总花青素含量的测定

参考薛露等[14]的方法，采用pH示差法。分别用0.25 mol/L的KCl-HCl（pH 1.0）缓冲液和0.40 mol/L的NaAc-HAc（pH 4.5）缓冲液将双面、单面紫苏汁稀释20倍，白紫苏稀释10倍（吸光度在0.2～0.8之间最佳），避光静置30 min，分别在520 nm和700 nm处测定吸光度。花青素含量按下式计算（结果以矢车菊-3-葡萄糖苷表示）：

总花青素含量（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为矢车菊-3-葡萄糖苷的相对分子质量，449.2 g/mol；DF为稀释倍数；ε为矢车菊3-葡萄糖苷的摩尔消光系数，26 900 L/（mol·cm）；L为光程，cm。

1.3.9 紫苏汁抗氧化能力的测定

用纯水将紫苏汁稀释成不同浓度的溶液，以1.0 mg/mL的VC标准溶液作阳性对照。参考周婷等[15]的方法测定DPPH·的清除率，ABTS+·清除实验参考文献[16]。采用Gao等[17]的方法测定·OH的清除率，计算IC50值。

1.4 数据分析

每个指标重复测定3次，结果采用平均值±标准差表示。实验数据采用SPSS 19.0、Origin 2021和GraphPad Prism 8等统计软件进行分析和绘图，采用ANOVA进行邓肯分析，P＜0.05表示差异显著，有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 不同品种紫苏叶（汁）的水分含量和pH值

对紫苏鲜叶水分含量、紫苏汁酸碱度进行测定，结果见表1。

由表1可知，各品种紫苏叶水分含量丰富，在75.05%～83.93%之间，且差异显著。紫苏汁的酸碱度均呈弱酸性，辽-B的pH值最小，各品种存在显著性差异。

2.2 不同品种紫苏汁的活性成分含量

将1.3.1处理后的紫苏汁解冻后混匀，测定各种生物活性成分的含量。由表2可知，紫苏汁中的各种活性成分含量为双面紫苏＞单面紫苏＞白紫苏，且各品种间呈现显著性差异。具体分析可知，抗坏血酸作为治疗坏血病、预防心血管疾病的功能成分，在紫苏汁中的含量为2.08～4.23 mg/100 mL，甚至优于苹果汁和甜菜汁[18-19]。其中冀-S的含量最高，显著高于湘-S、辽-B和鲁-B。黄酮是许多常食水果、蔬菜和其他植物性食物的次级代谢产物，具有保护神经、抗过敏等生理功能[20]。对于总黄酮含量，各品种间均有显著性差异，其中桂-D（20.86 mg/mL）含量最高，辽-B（1.89 mg/mL）含量最低。总多酚作为主要的抗氧化成分之一，含量在1.62～7.75 mg/mL范围内，除了冀-S和桂-D间没有显著性差异外，其余几种间都有显著性差异。多糖有抗炎、抗氧化的作用[16]。实验表明，湘-S和冀-S的多糖含量没有显著性差异，且相较于其他品种其含量较多。花青素可以改善记忆、降低血糖[21]。实验数据显示双面、单面紫苏汁中均含有花青素，尤其是冀-S，含量高达199.50 mg/L。但白紫苏中未检测到花青素，这可能是因为花青素是一种类黄酮色素，主要存在于橙色、紫色、蓝色和红色的植物中[22]。鉴于以上几种活性物质含量的综合对比，冀-S是活性成分含量最丰富的品种，不仅能作为抗氧化功能物质的提取来源，而且能获得天然色素。

2.3 不同品种紫苏汁的抗氧化能力

2.3.1 不同品种紫苏汁的DPPH·清除能力

DPPH·是一种稳定的自由基，清除机制基于DPPH·接受电子成为稳定状态，随着自由基清除的进行，DPPH醇溶液的紫色逐渐变浅[23]。由图1可知，各品种紫苏汁清除DPPH·的效果良好且有较大差异。DPPH自由基清除率的大小与样品浓度有密切关系，均随着紫苏汁浓度的增加而增大。

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

由表3可知，各品种紫苏汁对DPPH·清除率的IC50值有差异。在10.33～172.70 μL/mL范围内，除辽-B（172.70 μL/mL）外，湘-S、冀-S、桂-D、浙-D、鲁-B几种紫苏汁的IC50值均显著低于VC标准溶液（67.17 μL/mL），表明这5个品种的抗氧化性均高于1.0 mg/mL的VC标准溶液。DPPH·清除率与样品品种有关，双面紫苏＞单面紫苏＞白紫苏，具体来看，湘-S、冀-S、桂-D和鲁-B之间没有显著性差异，但是与其他两种紫苏汁有显著性差异。

2.3.2 不同品种紫苏汁的ABTS+·清除能力

ABTS+·的清除原理与DPPH·的清除原理相似，ABTS+·与紫苏汁中的抗氧化物质结合后会使ABTS工作液的紫色褪去。颜色越淡表明清除能力越好，抗氧化力越强[25]。由图2可知， ABTS+·的清除率与各种紫苏汁均有明显的浓度依赖性关系。

由表4可知，紫苏汁清除ABTS+·的IC50值在3.51～29.46 μL/mL之间，显著低于VC标准溶液（70.29 μL/mL），表明6种紫苏汁清除ABTS+·的能力均高于VC标准溶液。不同品种间ABTS+·的清除率有显著性差异，双面紫苏显著高于白紫苏。冀-S的IC50值（3.51 μL/mL）最低，与湘-S（4.66 μL/mL）、桂-D（4.10 μL/mL）没有显著性差异，但显著高于浙-D、辽-B、鲁-B。

2.3.3 不同品种紫苏汁的·OH清除能力

·OH是一种吸引电子能力很强的自由基，可引起细胞组织损伤、蛋白质分解及机体发生衰老等问题[12]。紫苏汁中存在一些能螯合Fe2+，继而清除·OH的活性物质。

由图3可知，紫苏汁清除·OH的强度与其添加量的关系同DPPH·、ABTS+·，相比VC标准溶液的使用量明显大于紫苏汁。

由表5可知，不同品种紫苏汁清除·OH的效果有较明显的差异，IC50值在15.91～151.03 μL/mL之间，效果显著优于VC标准溶液（165.00 μL/mL）。清除效果最好的品种是白苏，单面紫苏次之，双面紫苏最差，其中辽-B的清除效果最好，是桂-D的9.74倍，是VC标准液的10.37倍。

2.4 紫苏汁活性成分的含量与抗氧化作用的相关性分析

Pearson相关性分析可以描述几个变量之间的线性关系，从而判断变量之间相互关系的强弱程度[26]。通过对紫苏汁的生物活性成分含量与清除自由基的IC50值进行相关性分析，得出两者之间的关系。

由图4可知，紫苏汁各个活性成分的含量均与其抗氧化性有相关性。图中数值的正负与相关性的正负一致，椭圆的圆扁代表相关性的强弱，越接近圆形相关性越弱，越扁相关性越强。可见总黄酮、总多酚含量与其清除DPPH·、ABTS+·的IC50值呈极显著负相关，相关系数在-0.87～-0.78（Plt;0.001），表明多酚、黄酮具有较强的捕捉自由基的能力，是紫苏汁发挥抗氧化作用的主要成分[27]。值得注意的是，清除·OH的IC50值与总黄酮、总多酚含量呈非常显著的正相关，这可能是因为多酚与羟基类挥发性化合物存在统一的次生代谢途径[28]。总黄酮、总多酚含量越高，DPPH、ABTS自由基清除效果越好，但抗氧化作用不是单种活性物质发挥作用，而是多种功能成分协同作用[24]。抗坏血酸作为公认的抗氧化物质，在本次实验中其含量与清除DPPH·、ABTS+·、·OH的相关性不显著，相关系数分别为-0.30，-0.38，0.33（Pgt;0.05），这可能是由于所选紫苏汁中抗坏血酸的含量较低。虽然多糖含量较高，但是与清除3种自由基的IC50值无显著相关性（Pgt;0.05），这可能是由于紫苏汁中的多糖活性较差[29]。虽然花青素与清除率DPPH·、ABTS+·的相关性不显著，但是与清除·OH的IC50值呈显著负相关。

3 结论

通过对紫苏汁的主要活性物质及抗氧化性进行测定，发现各品种紫苏汁的活性物质含量不同，且呈现显著性差异。抗坏血酸含量在2.08～4.23 mg/100 mL，总黄酮在1.89～20.86 mg/mL，总多酚在1.62～7.75 mg/mL，总多糖在5.74～34.95 mg/mL，总花青素在18.56～199.50 mg/L。各品种紫苏叶的抗氧化能力也有显著性差异，清除DPPH·能力：湘-S＞冀-S＞桂-D＞鲁-B＞浙-D＞VC标准液＞辽-B，清除ABTS+·能力：冀-S＞桂-D＞湘-S＞浙-D＞鲁-B＞辽-B＞VC标准液，清除·OH能力：辽-B＞鲁-B＞浙-D＞湘-S＞冀-S＞桂-D＞VC标准液。

紫苏汁的活性成分含量与抗氧化能力密切相关，其中黄酮、多酚是紫苏汁清除自由基的主要功能因子，且与清除DPPH·、ABTS+·的IC50值呈极显著负相关（P＜0.001），黄酮与清除·OH的IC50值呈极显著正相关（P＜0.001），多酚与其呈非常显著正相关（P＜0.01）。抗坏血酸、多糖、花青素含量与自由基清除的关系不显著，但是花青素含量与ABTS+·清除有显著性关系（P＜0.05）。

综合活性物质含量及抗氧化功能的强弱：双面紫苏＞单面紫苏＞白苏，特别是冀-S品种的紫苏汁活性物质含量高，清除DPPH·和ABTS+·能力较强，可利用其开发功能性调味品。

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