Research Progress on Active Chemical Components of Perilla Leaves and Their Antioxidant and Antibacterial Activity

ANYan, OUQiaoming, WANGLi, LIANGTingyu, CUIWenjuan, ZHUXu

Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (20) : 128-142.

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Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (20) : 128-142. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0010

Research Progress on Active Chemical Components of Perilla Leaves and Their Antioxidant and Antibacterial Activity

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Abstract

The purpose of this study is to deeply explore the research trends of Perilla leaf's active chemical components and clarify its chemical composition and active mechanisms, and offers theoretical support for future research directions and the multi-domain development of Perilla leaf resources. Through bibliometrics and systematic review, we analyzed the research path and mechanisms of Perilla leaf's active components. We summarized the evolution and cutting-edge trends of its active component research, focusing on key components like essential oils, flavonoids, phenolic acids, and anthocyanins. Their chemical structures, structure-activity relationships, and molecular mechanisms of functional activities (e.g., antioxidant and antibacterial properties) were clarified. This study highlights the research progress and direction of Perilla leaves functional components, and probes into its resource potential in food, medicine, cosmetics and other fields.

Key words

Perilla / Perilla leaves / active chemical components / antioxidant activity / antibacterial activity / biliometric analysis

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AN Yan , OU Qiaoming , WANG Li , et al . Research Progress on Active Chemical Components of Perilla Leaves and Their Antioxidant and Antibacterial Activity[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2025, 41(20): 128-142 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0010

References

[1]
ZHANG T, SONG C, SONG L, et al. RNA Sequencing and coexpression analysis reveal key genes involved in α-linolenic acid biosynthesis in Perilla frutescens seed[J]. International journal of molecular sciences, 2017, 18(11):2433.
[2]
欧巧明, 崔文娟, 叶春雷, 等. 油用紫苏种质主要农艺性状及品质特征鉴定与评价[J]. 核农学报, 2018, 32(9):1721-1739.
为筛选优异紫苏种质资源及优良育种亲本,提高紫苏育种效率,本研究以159份油用紫苏种质资源为试验材料,对不同紫苏种质11个主要农艺性状及5个关键品质特性进行了鉴定、变异分析、主成分及系统聚类分析等多元统计分析与评价。结果表明,供试紫苏种质主要农艺性状及品质特征的变异系数介于2.60%~35.42%之间,各种质间主要农艺性状及品质特性遗传变异丰富,类型广泛,选择利用的前景较好;主成分分析将主要农艺性状及品质特征聚为6个主成分,即分枝数因子、 α-亚麻酸因子、油酸因子、生育期因子、千粒重因子和产量因子,总变异贡献率分别为40.943%、21.549%、12.332%、5.810%、4.486%和4.243%,累计贡献率为89.36%,可代表所考察性状的大部分信息;系统聚类将供试材料聚为五大类群,表明不同类群材料间各农艺性状及品质特征存在较明显的特异性;此外,本试验确定了主要农艺性状及品质特征划分标准,揭示了叶色、粒色等不同类型紫苏种质在产量、α-亚麻酸含量等关键指标上的差异性规律,评价筛选的高产及特异性明显的优异种质。本研究结果为生产中应用优异基因资源及改良育种亲本提供了一定的理论依据。
[3]
ITO M, TOYODA M, KAMAKURA S, et al. A new type of essential oil from Perilla frutescens from Thailand[J]. Journal of essential oil research, 2002, 14(6):416-419.
[4]
胡彦, 丁友芳, 温春秀, 等. 吹扫捕集GC-MS法测定紫苏不同变种叶片中的挥发性成分[J]. 食品科学, 2010, 31(12):159-164. ‎
采用吹扫捕集技术对紫苏不同变种叶片中的挥发性成分进行富集,以气质联用仪(GC-MS)进行鉴定,运用面积归一化法确定各组分的相对含量。结果表明,分别属于紫苏属植物3 个变种的4 份试材之间叶片挥发油的组分和相对含量差异显著。4 份紫苏试材共检测出31 种挥发油成分,但其共有的成分仅有顺-3- 己烯醛、石竹烯和圣亚麻三烯3 种。野生紫苏变种的主要成分是柠檬烯(77.90%)、石竹烯(14.33%)、顺-3- 己烯醛(4.9%)、胡椒酮(1.71%),回回苏变种的主要成分是石竹烯(30.65 %)、柠檬烯(24.60%)、顺-3- 己烯醛(21.82%)、紫苏醛(17.70%),紫苏变种1(来源于河北安国市)的主要成分是5- 乙叉-1- 甲基- 环庚烯(52.79%)、顺-3- 己烯醛(19.98%)、石竹烯(13.60%)、紫苏醛(9.46%),紫苏变种2(来源于广西灵山县)的主要成分是紫苏醛(31.86%)、5- 乙叉-1- 甲基- 环庚烯(31.68%)、顺-3- 己烯醛(21.50%)、石竹烯(10.47%)。
[5]
赵彦巧, 王少平, 王月, 等. 紫苏叶体外抗氧化和降糖活性分析[J]. 食品工业科技, 2024, 45(8):318-324.
[6]
张良琦, 李文姣, 肖美凤. 紫苏不同部位活性成分比较及其药理作用研究进展[J]. 中国中药杂志, 2023, 48(24):6551-6571.
[7]
LI Y, GONG J, LIU C, et al. Phytochemicals, nutritional analysis and In vitro antioxidant activities of pickled Perilla frutescens ethanolic leaf extract[J]. European journal of medicinal plants, 2014, 4(3):303-314.
[8]
王仙萍, 商志伟, 沈奇, 等. 两种紫苏叶主要营养及药用成分评价[J]. 植物生理学报, 2021, 57(7):1419-1426.
[9]
邓梦雅, 朱丽, 吴东慧, 等. 蔬菜中矿物质含量测定、营养评价及风险评估[J]. 食品研究与开发, 2018, 39(9):97-102.
[10]
李会珍, 刘艳, 李晓君, 等. 不同品种紫苏种子营养成分及脂肪酸组分分析[J]. 中国农学通报, 2014, 30(3):276-280. ‎
[11]
AKRITI D, RDJNI C, MEENAKSHI G. A review on nutritional value, functional properties and pharmacological application of Perilla (Perilla frutescens L.)[J]. Biomedical and pharmacology journal, 2019, 12(2):649-660.
[12]
LEE M W, CHOI E B, PARK J E, et al. Analysis of functional components of the perilla leaves (Perilla frutescens var. japonica Hara) grown in organic and conventional conditions[J]. Korean journal of soil science and fertilizer, 2016, 49(5):517-523.
[13]
向福, 江安娜, 项俊, 等. 不同生育期紫苏叶中β-胡萝卜素和总黄酮的动态积累[J]. 食品工业科技, 2015, 36(14):143-146,151.
[14]
杨春梅, 吴金鸿, 包萨日娜, 等. 紫苏咀嚼片制备工艺的研究[J]. 食品与药品, 2012, 14(7):241-245.
[15]
李娜. 紫苏精油提取及其防腐复合材料的制备和性能研究[D]. 太原: 中北大学, 2018.
[16]
袁康, 胡振阳, 陈可欣, 等. 紫苏精油抑制灰绿曲霉的活性与机理[J]. 食品科学, 2020, 41(23):63-69.
[17]
魏长玲, 郭宝林. 紫苏叶挥发油的不同化学型及研究进展[J]. 中国中药杂志, 2015, 40(15):2937-2944. ‎
[18]
郭佳琪, 李卫萍, 沈奇, 等. 62份非PK型紫苏种质的挥发油GC-MS分析和新化学型发现[J]. 中国现代中药,‎ 2019, 21(8):1068-1075. ‎
[19]
AHMED M H, TAVASZI-SAROSI S. Identification and quantification of essential oil content and composition, total polyphenols and antioxidant capacity of Perilla frutescens (L.) Britt[J]. Food chemistry, 2018: 730-738.
[20]
杨慧, 马培, 林明宝, 等. 紫苏叶化学成分、抗炎作用及其作用机制研究进展[J]. 中国药理学与毒理学杂志, 2017, 31(3):279-286.
紫苏叶为我国传统清热解毒中药,具有解表散寒、宣肺化痰、行气和胃之功效,临床广泛应用于炎症性疾病的治疗。为明确紫苏叶药理活性的物质基础及其抗炎活性机制,本文依据近年来紫苏叶提取物及主要化学成分药理活性的相关文献,对紫苏叶中挥发油类、黄酮和花色苷类、酚酸类、苷类、三萜类和甾体等主要化学成分、紫苏叶提取物的抗炎活性及其调控固有免疫细胞活性和功能、调节辅助性T 细胞平衡等主要作用机制进行了综述,旨在为研发以紫苏叶为原料的抗炎新药提供参考。
[21]
ZHANG H J, GUO J S, GOU Y P, et al. The interacting effect of urea and fenoxaprop-P-ethyl on photosynthesis and chlorophyll fluorescence in Perilla frutescens[J]. Photosynthetica, 2014, 52(3):456-463.
[22]
YOU X C, YANG K, WU Y, et al. Chemical composition and insecticidal activities of the essential oil of Perilla frutescens (L.) Britt. aerial parts against two stored product insects[J]. European food research and technology, 2014, 239(3):481-490.
[23]
VERMA S R, PADALIA C R, CHAUHAN A. Volatile oil composition of Indian Perilla [Perilla frutescens (L.) Britton] collected at different phenophases[J]. Journal of essential oil research, 2013, 25(2):92-96.
[24]
霍立娜, 王威, 刘洋, 等. 紫苏叶化学成分研究[J]. 中草药, 2016, 47(1):26-31.
[25]
SHANG X C, ZHANG M M, HU J, et al. Chemical compositions, extraction optimizations, and In Vitro bioactivities of flavonoids from Perilla Leaves (Perillae folium) by microwave-assisted natural deep eutectic solvents[J]. Antioxidants, 2022, 12(1):104.
[26]
郎玉英, 张琦. 紫苏总黄酮的抗炎作用研究[J]. 中草药, 2010, 41(5):791-794.
[27]
王贝, 葛娅娅. 响应面法优化紫苏叶总黄酮提取工艺[J]. 中国饲料, 2023(18):28-32.
[28]
张琛武, 郭佳琪, 李卫萍, 等. PA型紫苏不同部位8种酚酸和黄酮类成分的含量相关性研究[J]. 中国中药杂志, 2022, 47(13):3447-3451. ‎
[29]
落艳娇, 张琛武, 郭佳琪, 等. 异地种植对PA型紫苏叶酚酸黄酮类成分及挥发油的影响[J]. 中国现代中药, 2022, 24(10):1939-1944.
[30]
艾鑫卫, 胡思平, 龚姮姮, 等. 高效液相色谱-串联质谱法测定各生长期紫苏中酚类物质的含量[J]. 食品科学, 2016, 37(18):126-132.
目的:建立一种简单、快速、准确的高效液相色谱-串联质谱法,同时分离与检测紫苏叶、茎和根中酚类化合物含量,探讨紫苏各部位酚类物质的累积规律,为确定紫苏各部位最佳采收时期提供依据。方法:对紫苏进行人工栽培,样品分期采集,采集后的样品经乙醇提取,采用高效液相色谱-串联质谱法进行分析,对影响色谱、质谱的重要参数进行优化,通过对照标准物质的保留时间及质谱分析,确定相应的化合物;通过标准曲线法定量,以其中13 种酚类化合物为主要参考指标,观察它们在各部位的动态含量变化。结果:鉴定出化合物:咖啡酸、咖啡酸-3-O-葡萄糖苷、迷迭香酸、迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷、木犀草素、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷酸、木犀草素-7-O-二葡萄糖苷酸、芹菜素、芹菜素-7-咖啡酰基葡萄糖苷、芹菜素-7-O-二葡萄糖苷、野黄岑素-7-O-二葡萄糖苷、迷迭香酸甲酯,以上化合物中酚酸及其糖苷化合物含量呈先降低,至结果期急剧上升达到最大,黄酮及其糖苷化合物含量则递增至结果期达到最大。其中鉴定出迷迭香酸和木犀草素-7-O-葡萄糖苷酸分别在结果期达到最大,含量分别为21.41 mg/g和19.89 mg/g,结果期叶部位总酚类含量达到最大,含量为47.50 mg/g。结论:通过对紫苏各个部位不同采收时期黄酮、黄酮糖基化、酚酸的动态变化、总含量变化和部位成分分布的研究,对紫苏酚类资源的利用提供参考依据。
[31]
马腾, 荣一方, 张昕楠, 等. 紫苏叶酚酸类成分研究[J]. 中国药物化学杂志, 2023, 33(6):449-457. ‎
[32]
杨馥菡. 高纯度紫苏叶迷迭香酸和咖啡酸的制备研究[D]. 太原: 中北大学, 2021.‎
[33]
落艳娇, 郭佳琪, 李卫萍, 等. 紫苏叶不同栽培年份和采收期8种酚类成分含量研究[J]. 中国中药杂志, 2021, 46(3):567-574. ‎‎
[34]
MENG L, LOZANO Y, BOMBAEBA I, et al. Anthocyanin and flavonoid production from Perilla frutescens: pilot plant scale processing including cross-flow microfiltration and reverse osmosis.[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2006, 54(12):4297-4303. ‎
[35]
HAN X X, HUI H J, CAI J W, et al. Microwave-ultrasonic technique development coupled with natural deep eutectic solvents in anthocyanin extraction from perilla (Perilla frutescens var. Acuta) leaves[J]. Journal of the science of food and agriculture, 2022, 103(6):3006-3016.
[36]
聂黎行, 王馨平, 康帅, 等. 紫苏叶和白苏叶叶色数字化表征及与花青素含量相关性研究[J]. 中国医院药学杂志, 2024, 44(21):2477-2483. ‎
目的 对双面紫紫苏叶、面绿背紫紫苏叶、双面绿白苏叶的叶色进行数字化表征,建立花青素含量测定方法,探讨不同样品的差异及色数值与花青素含量的相关性。 方法 利用体视荧光显微镜测定和提取R、G、B、L*、a*、b*、E*ab 7种色数值。样品经含2.5%盐酸的60%乙醇溶液提取,以氯化矢车菊素为对照,采用分光光度法测定花青素含量。利用偏最小二乘-判别分析(partial least squares-discriminant analysis, PLS-DA)研究不同叶色样品的差异。对7个色数值与花青素含量进行Pearson相关分析,并建立逐步多元线性回归模型。 结果 叶色值测定方法精密度、重复性、稳定性试验的相对标准偏差均低于3%。花青素含量测定方法线性关系良好,精密度、重复性、稳定性试验的相对标准偏差均低于3%,平均回收率为99.8%。双面紫紫苏叶、面绿背紫紫苏叶、双面绿白苏叶的R值和花青素含量依次降低,E*ab值依次升高,3种样品的G值、B值、L*值、a*值、b*值无显著性差异。PLS-DA可将30批样品按叶色分为3类,R值与花青素呈极显著正相关。 结论 所建方法灵敏、准确、简便、快速。该研究实现了紫苏叶和白苏叶颜色的数字化表达,揭示了叶色与内在成分的关联性,可为药用紫苏叶的“辨色论质”研究提供科学依据。
[37]
CHEN L, HU N, ZHAO C Q, et al. High-efficiency foam fractionation of anthocyanin from perilla leaves using surfactant-free active Al2O3 nanoparticle as collector and frother: Performance and mechanism.[J]. Food chemistry, 2023,427:136708.
[38]
邹盛勤, 曹伟莹, 陈武. 紫苏子和白苏子中熊果酸和齐墩果酸的分离与检测[J]. 中国油脂, 2008(7):77-79.
[39]
LU D P, KONG J, LI S T, et al. Quality evaluation of Perillae folium based on representation model of effective characteristic spectrum of reference[J]. Journal of Beijing university of traditional Chinese medicine, 2020, 43(2):162-167.
[40]
曹娅, 张金龙, 王强. 紫苏活性成分及其生物功能的研究进展[J]. 中国食物与营养, 2021, 27(8):42-49.
[41]
李振杰, 冒德寿, 向能军, 等. 白花紫苏化学成分及其抗氧化活性研究[J]. 中国民族民间医药, 2022, 31(2):44-48.
[42]
吕晓玲, 朱惠丽, 姜平平, 等. 紫苏提取物抗氧化活性体外实验研究[J]. 中国食品添加剂, 2003(5):22-25.
[43]
TIAN J, ZENG X, ZHANG S, et al. Regional variation in components and antioxidant and antifungal activities of Perilla frutescens essential oils in China[J]. Industrial crops ‎and products, 2014(59): 69-79 ‎
[44]
李秀信, 汪晓峰, 王兰珍, 等. 紫苏茎中黄酮类化合物的提取及鉴定[J]. 西北农业学报, 2002, 11(4):49-51.
[45]
郭玲玲, 相玉秀. 超声波-微波协同辅助萃取紫苏叶黄酮工艺优化及其抗氧化活性研究[J]. 食品研究与开发, 2020, 41(18):147-154.
[46]
王根女. 紫苏中酚类物质的微波辅助提取工艺及其抗氧化能力研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2010.‎
[47]
于海鑫, 张秀玲, 高诗涵, 等. 紫苏叶花色苷微波辅助提取工艺优化及其抗氧化活性[J]. 食品工业, 2019, 40(10):51-55.
[48]
郑哲浩, 禹宸, 邱林燕, 等. 微波-超声波协同辅助提取紫苏精油工艺优化及抑菌活性的研究[J]. 中国粮油学报, 2022, 37(1):115-121,141.
[49]
林硕, 邵平, 马新, 等. 紫苏挥发油化学成分GC/MS分析及抑菌评价研究[J]. 核农学报, 2009, 23(3):477-481.
采用水蒸汽蒸馏法分别提取紫苏叶和花中挥发油,运用毛细管气相色谱-质谱联用法结合计算机检索对其挥发油进行化学成分分析,采用面积归一法测定了挥发油中各种成分的相对质量分数,利用抑菌贴片法、MIC法和光电浊度法分别对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌进行了抑菌性研究。结果显示,从紫苏叶和花水蒸汽蒸馏所得挥发油中分别检测出12种和10种化合物,其中叶中主要成分为紫苏醛(75.88%)、柠檬烯(3.82%)、石竹烯(9.87%)和法呢烯(3.21%);花中主要成分为紫苏醛(49.23%)、石竹烯(18.53%)、法呢烯(8.99%)、芳樟醇(11.3%)和姜黄二酮(4.55%)。紫苏精油对两种细菌均有很强的抑制作用,但对枯草芽孢杆菌的抑制能力要明显强于对大肠杆菌的抑制能力。
[50]
ZHANG Y N, LI H Z, ZHANG Z J, et al. Extraction, preparative monomer separation and antibacterial activity of total polyphenols from Perilla frutescens[J]. Food function, 2022, 13(2):880-890.
[51]
NAOMI O, AKIKO Y, MIDORI N, et al. Rosmarinic acid inhibits epidermal inflammatory responses: anticarcinogenic effect of Perilla frutescens extract in the murine two-stage skin model[J]. Carcinogenesis, 2004, 25(4):549-557. ‎
[52]
CHOI U K, LEE O H, LIM S I, et al. Optimization of Antibacterial Activity of Perilla frutescens var. acuta Leaf against Pseudomonas aeruginosa Using the evolutionary operation-factorial design technique[J]. International journal of molecular sciences, 2010, 11(10):3922-3932.
[53]
RI S K, HEE M C, HWA D C, et al. Profiles of toxin genes and antibiotic susceptibility of staphylococcus aureus isolated from Perilla leaf cultivation area[J]. Journal of food hygiene and safety, 2015, 30(1):51-58.
[54]
魏磊, 李晓, 王学方, 等. 紫苏叶总三萜超声提取工艺优化及对10种常见致病菌的抑菌作用研究[J]. 中国药房, 2018, 29(16):2193-2197. ‎
[55]
LI H ZH, REN Z Q, REDDY V N, et al. In silico evaluation of antimicrobial, antihyaluronidase and bioavailability parameters of rosmarinic acid in Perilla frutescens leaf extracts[J]. Discover applied sciences, 2020, 2(9):2397-2404.
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