紫蘇籽營養及產品加工研究進展

作者：李會珍，張雲龍，張紅嬌，賀東亮，張志軍

——本文原載《中國油脂》雜志2021年第9期第120-124頁

摘要：紫蘇籽精深加工潛力大。紫蘇籽主要加工得到紫蘇籽油和紫蘇籽餅粕。以紫蘇籽油為原料，可進一步加工成微膠囊、微乳液和α-亞麻酸產品；以紫蘇籽餅粕為原料，可進一步加工成蛋白、多肽、紫蘇醬等產品，同時也可提取多糖、黃酮等微量活性成分。另外，以紫蘇籽殼為原料提取的多酚提取物還可加工為飼料添加劑。在介紹紫蘇籽營養組成的基礎上，綜述近年來紫蘇籽相關產品的營養功效、生產技術研究進展，分析紫蘇籽產品加工現狀及市場需求，并對紫蘇籽綜合加工及產業發展前景進行了展望，為紫蘇籽的綜合利用提供參考。
關鍵詞：紫蘇籽；營養；產品加工

紫蘇（Perilla frutescens L.),又名白蘇、紅蘇、桂荏等，為唇形科紫蘇屬一年生直立草本植物。紫蘇傳統種植于中國、印度、日本和韓國等國家，在我國已有2000多年的種植歷史［1]。紫蘇渾身是寶，籽、根莖、葉片等不同部位均富含多種營養成分和活性物質，具有抗過敏、抑菌、消炎、保肝護脾、降血脂、改善記憶力、抗氧化、預防細胞衰老癌變等多種功效，紫蘇相關產品可廣泛應用于食品、香料、化妝品、藥品等領域［2-3]。隨著大健康產業的發展和人們對紫蘇營養認識的不斷深入，紫蘇加工引起人們的廣泛關注，近幾年紫蘇產品不斷豐富，新產品不斷涌現。本文對紫蘇籽營養及產品加工研究進展情況進行綜述，以期為紫蘇籽的綜合利用提供參考。

1、紫蘇籽主要營養成分

據《中國藥典》記載，紫蘇籽歸肺經，具有降氣化痰、止咳平喘和潤腸通便等作用，可用于治療痰壅氣逆、咳嗽氣喘和腸燥便秘。紫蘇籽營養成分主要包括脂肪、蛋白質、纖維和多糖等，其營養成分含量因遺傳資源和栽培環境條件變化較大。沈奇等通過對國內外132份紫蘇種質資源籽粒進行檢測分析發現，紫蘇籽含油量為20.24%～53.71%,蛋白質含量為10.86%～27.60%,紫蘇籽油中α-亞麻酸含量為39.10%～73.06%。張以忠等5對來自不同產地52份紫蘇籽樣品營養成分含量進行測定，結果表明，紫蘇籽粗脂肪含量為35.06%～53.28%,蛋白質含量為17.44%～33.66%,可溶性糖含量為1.79%～3.57%.受日照等影響，同一品種不同地區種植的紫蘇籽營養成分差異較大，各地需加強篩選培育適宜當地推廣種植的品種。中北大學經過多年研究，已培育審定適合山西丘陵山區種植的高油品種晉紫蘇1號、高α-亞麻酸品種晉紫蘇2號等新品種，貴州省農業科學院也培育出系列適宜貴州當地種植的紫蘇品種［4-6]。

2、紫蘇籽產品加工

2.1 紫蘇籽油及其深加工產品

2.1.1 紫蘇籽油 紫蘇籽油是紫蘇籽加工所得主要產品，其化學組成、藥理作用和產品的開發利用已有較多研究報道。紫蘇籽油中含棕櫚酸5.60%～7.17%、油酸13.58%～26.85%、亞油酸9.02%～11.47%、亞麻酸57.67%～69.35%,總不飽和脂肪酸含量達到92.83%～93.96%[6]。紫蘇籽油中總甾醇含量為67.0～94.4mg/100 g,其中β-谷甾醇含量zui高，為46.8～65.3mg/100 g,除此之外還含有Δ-5燕麥醇、環阿廷醇、菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇等，總生育酚含量為63.4～99.4mg/100g,其中y-生育酚含量為61.2～96.4mg/100 g,占總生育酚含量的95%左右，α-生育酚和β-生育酚含量較低［7]。紫蘇籽油中還含有11種酚類化合物，分別為對羥基乙醇、肉桂酸、3,4-二羥基苯甲酸、對香豆酸、香草酸、咖啡酸、阿魏酸、丁香酸、芹黃素、木犀草素、槲皮素［8]。由此可見，紫蘇籽油中不僅不飽和脂肪酸，特別是α-亞麻酸含量高，而且還含有甾醇、生育酚等多種活性成分，營養價值非常高。現代醫藥研究表明，紫蘇籽油具有促進視力及大腦發育，提高記憶力，降低膽固醇、高血脂和動脈粥樣硬化等功效，同時對心腦血管疾病有良好的預防及輔助治療效果。郭艷等［9]通過動物試驗研究了紫蘇籽油軟膠囊的輔助降血脂功能，結果發現，紫蘇籽油軟膠囊可顯著降低試驗大鼠血清總膽固醇（TC)、甘油三酯（TG)含量，具有輔助降血脂功能。鄭雙等［10]研究了紫蘇籽油對ApoE-小鼠的抗動脈粥樣硬化和心臟保護作用，結果發現，紫蘇籽油可抑制ApoE小鼠動脈斑塊形成，有助于維持其正常心臟結構和功能。另外，王麗梅等研究發現。紫蘇籽油能夠清除體內自由基，具有延緩機體衰老的作用，同時對癌細胞也具有明顯的抑制作用。紫蘇籽油的提取方法主要有機械壓榨法、溶劑萃取法和超臨界CO2萃取法等。機械壓榨法包括液壓冷榨和螺旋榨油機熱榨，該法操作簡單、高 效，投資成本低，是紫蘇籽油加工的主要方法。溶劑萃取法雖能有效提高油脂得率，但有溶劑殘留風險。超臨界CO2萃取法所得油脂品質好、無殘留，但作為食用油脂生產工藝，投入相對較高。近年來，水酶法提取紫蘇籽油也取得了較好的效果［12]，但限于工藝、成本等問題，目前尚未見規模化生產報道。高 效、綠色、安全的提取技術及其機械自動化、智能化是目前紫蘇籽油加工研究的主要方向。

2.1.2 紫蘇籽油微膠囊和微乳液微膠囊技術是指將一些具有敏感性、反應活性或揮發性的液體、固體或氣體作為微膠囊的芯材，采用成膜材料將其包封成微小粒子，從而達到保護、緩釋等效果。選用交聯酯化葛根多孔淀粉作為壁材，通過物理吸附制備紫蘇籽油微膠囊，具有能耗低、易操作的優點，包埋率（指包埋的紫蘇油質量與多孔淀粉質量之比值）達到30%以上，在加速氧化試驗中顯示出良好的穩定性［13]。以β-環糊精為壁材，采用飽和水溶液法對紫蘇籽油進行包埋制得包合物，可以有效提高紫蘇籽油的穩定性［14]。選用亞麻籽膠為壁材，在不需額外添加乳化劑的情況下，噴霧干燥法制備的紫蘇籽油微膠囊含油率達到55.45%[15]。以低黏度辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，采用噴霧干燥法和冷凍干燥法制備紫蘇籽油微膠囊，微膠囊化效率均達到76%以上［16]。以辛烯基琥珀酸淀粉鈉為乳化劑，添加玉米低聚肽，制成的紫蘇籽油微膠囊粒徑分布均勻、表面較光滑、載油量高，玉米低聚肽與茶多酚棕櫚酸酯復配，還能提高紫蘇籽油微膠囊的抗氧化性［17]。綜上，紫蘇籽油微膠囊加工中壁材選擇、配方優化和加工工藝等多個方面的技術亟待提升。微乳液是油、水在表面活性劑和助表面活性劑存在下自發形成的粒徑在10～100 nm范圍內透明或半透明的均一、穩定體系，不僅可以將油溶性營養成分溶解于水溶性的食品中，還能保護功能營養因子不被損壞，具有制備工藝簡單、體系穩定的特點［18]。杜艷等［19]將紫蘇籽油添加乳化劑后制成微乳液，達到了增強紫蘇籽油的水溶性和穩定性，延長其保質期，提高其在人體中的利用率的作用。鄭永軍等［20]以吐溫－80作為表面活性劑，水楊酸作為助表面活性劑，制備紫蘇籽油的微乳液體系，有效促進了紫蘇籽油微乳液功能性食品制劑的開發和應用。目前市場上紫蘇籽油微乳液產品相對較少，需要在提升質量的同時，加大產品推廣宣傳力度。

2.1.3 α-亞麻酸α-亞麻酸（α-Linolenic acid,ALA)屬－3系列不飽和脂肪酸，在體內可轉變為具有顯著生理活性的EPA(二十碳五烯酸）和DHA(二十二碳六烯酸），具有降血脂、降膽固醇、抗血栓形成等作用。歐美和日本等已經立法，將α-亞麻酸作為藥物或食品添加劑，用來預防心血管疾病、癌癥、老年癡呆癥、視力低下等病癥。α-亞麻酸分離純化方法主要有尿素包合法、低溫冷凍結晶法、分子蒸餾法、銀離子絡合法、柱層析法、β-環糊精包合法以及超臨界流體萃取法等。紫蘇籽油中α-亞麻酸含量豐富，以紫蘇籽油為原料，通過不同分離純化方法富集其中的α-亞麻酸已有較多研究，如：劉旭等［21]通過尿素包合法富集紫蘇籽油中α-亞麻酸，α-亞麻酸含量可達77.23%;鄧小莉等[22]采用低溫冷凍結晶法和尿素包合法相結合的方法可將紫蘇籽油中α-亞麻酸含量從304mg/mL提高到644mg/mL;王遠等［23]采用銀離子絡合法對紫蘇籽油中的α-亞麻酸進行純化，α-亞麻酸含量達到95%以上。紫蘇籽油中α-亞麻酸含量比亞麻籽油一般高10%左右，在制備高純度α-亞麻酸方面具有一定優勢，但目前紫蘇籽油原料成本相對較高。從成本、能耗、環保等方面綜合考慮，兩種或兩種以上方法結合將是紫蘇籽油中α-亞麻酸分離純化的發展方向。

2.2 紫蘇籽餅粕深加工產品

2.2.1 紫蘇籽蛋白紫蘇籽經提取油脂后，所得餅粕中蛋白質含量在28%～45%,可用于制備紫蘇籽蛋白。紫蘇籽蛋白是一種良好的植物蛋白資源，富含功能性氨基酸，具有很高的開發利用價值。研究發現，紫蘇籽蛋白可顯著提高免疫低下小鼠T/B淋巴細胞的增殖、半數溶血值（HC50)、NK細胞殺傷力、巨噬細胞吞噬能力，增加小鼠血清細胞因子IL-2含量，發揮較強的免疫調節作用［24]。以脫脂紫蘇籽餅粕為原料得到的紫蘇籽濃縮蛋白，具有很好的溶解性和乳化性［25]；采用堿提酸沉法提取紫蘇籽分離蛋白，得率一般在25%左右，純度可達到85%以上［26]。紫蘇籽分離蛋白具有優良的加工特性，與大豆分離蛋白相比，其相對分子質量小，溶解性好，持油性、乳化性高，持水性、起泡性低，可作為食品加工工業的優質蛋白原料［27]研究發現，從紫蘇籽脫脂粉中可提取得到分離蛋白、清蛋白和球蛋白，3種蛋白質中都含有8種必需氨基酸，且谷氨酸、精氨酸含量均較高［28]。近年來，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種蛋白粉市場發展迅速，紫蘇籽蛋白營養豐富、加工特性好，且無異味、不含過敏性因子，是不可多得的優質蛋白資源，在新型功能食品領域開發應用潛力巨大。2.2.2 紫蘇多肽紫蘇籽蛋白經蛋白酶酶解后得到的紫蘇多肽對DPPH 自由基的清除率可達73.64%,具有很強的抗氧化性［29]。賀東亮［30]采用生物酶酶解紫蘇籽蛋白，分離純化得到一種含有7個氨基酸的抗氧化性多肽，相對分子質量為716.77 Da,純度為98.6%;體外細胞活性研究表明，該紫蘇多肽對人肝癌細胞HepG2 具有較強的抑制作用，可使HepG2細胞核凝聚、斷裂、邊緣化，呈現典型的凋亡狀態；H22肝癌小鼠模型評價體內抗腫瘤、抗氧化作用表明，該紫蘇多肽在受試小鼠體內不僅對免疫系統沒有傷害，反而能夠修復癌細胞導致的免疫器官的損傷，進而抑制體內腫瘤細胞的增殖。由此可見，紫蘇多肽產品在功能保健食品開發應用方面潛力巨大。

2.2.3 紫蘇籽多糖目前，有關紫蘇籽多糖提取、純化、理化活性和生物活性研究的報道較少。紫蘇籽多糖具有抗氧化、保肝降酶等生物活性［31]，應用前景十分廣闊。紫蘇籽多提取方法有熱水浸提法、超聲輔助提取法、微波輔助提取法、超聲輔助堿浸提法等，現有方法紫蘇籽多糖得率在1.99%～14.00%之間［32]。Zhu等［33]采用堿從紫蘇籽粕中提取多糖，并采用D101大孔樹脂吸附脫色法純化紫蘇籽多糖，可使蛋白質、色素去除率分別達到77.14%、78.7%,多糖保留率高達79.56%[33]。Zhang等［34]通過超聲輔助提取法提取紫蘇籽多糖，經DEAE-52 和 Sephadex G-200純化后多糖純度可達（88.82±0.51)%,其單糖組成為鼠李糖（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，在紫蘇籽分離蛋白加工中紫蘇籽水溶性多糖往往作為廢水被排放。將紫蘇籽多糖開發為提高免疫產品，不僅可以變廢為寶，而且還能減少廢水中有機物含量，降低環保壓力。

2.2.4 紫蘇籽微量成分從紫蘇籽餅粕中還可以提取具有抗菌消炎、抗腫瘤、抗氧化功效的黃酮[35]、迷迭香酸[36)等生物學活性成分，可以廣泛應用于醫藥、食品、化妝品等領域。

2.2.5 其他深加工產品除紫蘇籽蛋白、紫蘇多肽、紫蘇籽多糖、黃酮、迷迭香酸等多種活性成分外，近年來針對紫蘇籽餅粕還開發出紫蘇醬、紫蘇粉、發酵乳等新產品。如張昕等[37]以紫蘇籽粕和豆粕為原料共同發酵生產的紫蘇醬，既充分利用了紫蘇籽粕中的蛋白質、多糖和油脂，實現了紫蘇籽粕的全營養利用，且有傳統豆醬的營養與風味，集調味、增香和保健為一體。田海娟等[38]以紫蘇籽粕為原料制備發酵紫蘇粉，將發酵紫蘇粉添加到面包粉中可生產紫蘇粉面包，其儲藏期的保水性、老化度、淀粉老化焓值以及脂肪氧化程度指標均優于未加紫蘇粉的空白組；另外，將紫蘇籽粕發酵用于生產具有紫蘇特有香味的風味發酵乳[39]。李占君等[40]將紫蘇籽粕直接添加到桃酥原料中還可生產出紫蘇籽粕桃酥。

2.3 紫蘇籽殼多酚提取物

紫蘇籽殼占籽粒總質量的25%～30%,是紫蘇籽加工主要副產物之一。譚永蘭[41]研究表明，紫蘇籽殼多酚提取物中主要含有木犀草素、芹菜素、黃芩素和迷迭香酸4種多酚物質，具有抗氧化活性，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌有抑制作用。將紫蘇籽殼多酚提取物加工為飼料添加劑，可充分發揮其活性成分的作用，實現變廢為寶和增值利用。

3、展望

作為藥食同源植物，紫蘇渾身是寶。隨著國家大健康產業的迅速發展，紫蘇產業迎來了前所 未有的發展機遇。紫蘇籽綜合精深加工是紫蘇產業轉型升級發展的zui主要方向，企業應通過加工技術創新引 領、提升企業科技含量，源源不斷開發和生產高附加值產品，只有通過綜合精深加工才能降低生產成本，創造更大的經濟效益。同時，紫蘇籽加工企業持續高質量發展，是紫蘇產業發展的不竭動力，有利于促進種植結構調整，帶動農民種植，實現農民穩定增收和脫貧致富，為鄉村振興做出更大的貢獻。