陸龍發(fā)， 任廷遠(yuǎn)

(1．貴州玄德生物科技股份有限公司， 貴州 貴陽 550016； 2.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)院， 貴州 貴陽 550025)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim)是蕓香科(Rrutaceac)花椒屬植物的果皮[1]，是重要的食用調(diào)味品、中藥材和香料，其味辛性溫[2]?；ń吩谖覈魑镌耘嗌蠚v史悠久，西周初期，《詩經(jīng)》中就有關(guān)于食用花椒的記載?；ń吩谌蚍植驾^為廣泛，除亞洲外，美洲、非洲及大洋洲等地區(qū)也有分布，多以熱帶和亞熱帶地區(qū)為主。目前花椒品種有250余種，在我國大約有45個(gè)種和13個(gè)變種[3]。我國是全球花椒種植第一大國，種植面積大，分布范圍廣，其產(chǎn)地在除東北和內(nèi)蒙古等少數(shù)地區(qū)外，其他省份均有分布[4]。

花椒精油也叫花椒揮發(fā)油，在花椒果皮的化學(xué)成分中含量占比很多，是由花椒果殼所提取，分子量較小的一種揮發(fā)性的精油類物質(zhì)，顏色以淡黃或無色為主，提取過程中可以隨蒸氣蒸出，是花椒的原次生代謝產(chǎn)物?；ń肪蛯?duì)花椒獨(dú)特的香氣和麻味具有很大的貢獻(xiàn)[5]，但花椒精油的具體成分與含量會(huì)受栽培品種、土壤條件、外部環(huán)境等諸多因素影響。目前，花椒精油在食品、化妝品、生物農(nóng)藥和殺菌等行業(yè)應(yīng)用范圍越來越廣，其中在食品行業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛。因花椒精油帶有獨(dú)特的刺激性味道，可以增加食品的風(fēng)味，使其在食品行業(yè)的應(yīng)用越來越受到人們的青睞。另外在工業(yè)方面，利用花椒的殺蟲抑菌作用，還可以用其制作殺蟲滅菌劑。由于花椒精油的廣泛應(yīng)用，對(duì)花椒精油的需求也逐漸增大。從20世紀(jì)80年代開始花椒精油受到廣泛關(guān)注，對(duì)其提取、利用及開發(fā)的研究也日益增多。而對(duì)花椒精油方面的綜述性研究報(bào)道較少。為此，從花椒精油活性成分、提取方法及生理功能的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為花椒精油的系統(tǒng)深入研究提供參考。

1 花椒精油的活性成分

花椒精油的化學(xué)成分較為復(fù)雜，目前，研究提取到的活性成分主要有烯烴類化合物、醇類化合物、酮類化合物和酯類化合物。

1.1 烯烴類化合物

麻琳等[6]對(duì)紅花椒、青花椒和藤椒的果皮精油進(jìn)行分析表明，花椒果皮精油的主要成分是檸檬烯、a-蒎烯、β-蒎烯、β-羅勒烯、萜品油烯和β-月桂烯等烯烴類化合物。目前在花椒烯烴類化合物研究方面主要集中在其殺菌和消炎方面，但其純化、功能性研究報(bào)道較少。

1.2 醇類化合物

醇類化合物存在于許多天然香氣中，是香氣的主要來源。趙志峰等[7]采用不同溶劑對(duì)四川漢源地區(qū)出產(chǎn)的花椒進(jìn)行精油提取表明，花椒精油中含有芳樟醇。賈春曉等[8]提取的花椒精油的芳香醇含量為18.72%左右。而丁涌波等[9]研究表明，醇類化合物與青椒苦味有相關(guān)性。芳香醇類物質(zhì)在消炎抗過敏方面作用較強(qiáng)[10]，還可以產(chǎn)生刺激促進(jìn)腺體分泌，在醫(yī)藥領(lǐng)域具有研究和應(yīng)用價(jià)值。

1.3 酮類化合物

丁勇波等[9]對(duì)花椒精中苦味成分進(jìn)行鑒定表明，酮類和醇類化合物是花椒精油中主要的苦味成分，尤其酮類對(duì)苦味的作用最大，酮類和醇類物質(zhì)之間具有一定協(xié)同作用，可以增強(qiáng)相互間的效果，使得表現(xiàn)更為明顯。

1.4 酯類化合物

酯類化合物也是花椒精油的主要組成部分，其中乙酸芳樟酯為主要成分，研究表明，花椒酯類化合物具有鎮(zhèn)靜和解除痙攣的作用[11]。

2 花椒精油的提取方法

2.1 水蒸氣蒸餾法

精油本身具有揮發(fā)性，利用這一特性，通過加熱的方法進(jìn)行蒸餾然后冷凝收集，就是水蒸氣蒸餾法。加熱可以直接進(jìn)行，也可以利用水蒸氣完成。在潤濕的物質(zhì)中，一些揮發(fā)成分會(huì)隨之蒸發(fā)出來，進(jìn)而被獲取。收集到這些物質(zhì)后對(duì)其進(jìn)行冷凝，就可得到提取的精油。孫曉萍等[12]采用水蒸氣蒸餾法對(duì)花椒精油進(jìn)行提取并對(duì)提取物進(jìn)行含量測定表明，提取的花椒揮發(fā)油含量為8.33%。趙志峰等[13]采用水蒸氣蒸餾法、直接回流法和索氏提取法分別對(duì)重慶-江津青紅花椒和成都紅花椒3種花椒提取精油表明，3種方法中，直接回流法提取比水蒸氣蒸餾法提取所得花椒精油效率好。張懷予等[14]采用水蒸氣蒸餾法對(duì)原產(chǎn)地為甘肅省武都市的大紅袍花椒的提取工藝優(yōu)化表明，該花椒精油的最佳提取條件為料液比0.11(g∶mL)，蒸氣量73 mL，蒸餾時(shí)間96 min，在此條件下花椒精油得率達(dá)6.71%。

2.2 溶劑提取法

在不同溶劑中有效成分的溶解程度有所不同，因此可以利用這些物質(zhì)溶解差異進(jìn)行提取。趙志峰等[7]選擇無水乙醇、乙醚、丙酮和水4種不同溶劑對(duì)四川漢源花椒進(jìn)行精油提取，4種有機(jī)溶劑提取所得花椒精油的化學(xué)成分差異顯著，其中有機(jī)溶劑法所得樣品均包含水作溶劑提取的花椒精油的主要化學(xué)成分，但有機(jī)溶劑提取花椒精油與水作溶劑提取的花椒精油在顏色、氣味、狀態(tài)和感官上均存在差異，而有機(jī)溶劑之間差異不顯著。采用GC-MS對(duì)提取物質(zhì)進(jìn)行分析表明，水作溶劑只能提取出花椒中水溶的成分，不如有機(jī)溶濟(jì)提取的物質(zhì)豐富。此外，在提取條件相同的情況下，乙醚可以較好的提取出花椒精油中的有效成分。韓同山[15]用無水乙醇提取花椒精油結(jié)果顯示，30 g花椒粉與250 mL無水乙醇、溫度78℃，提取4 h獲得的產(chǎn)品較好，產(chǎn)率也相對(duì)較高，其花椒精油提取率達(dá)11.84%。通過溶劑提取法獲得的花椒精油具有一定優(yōu)勢，保質(zhì)期長，風(fēng)味未發(fā)生明顯改變，不含木質(zhì)纖維，使用便捷，更容易被接受。

2.3 超高壓萃取法

超高壓萃取法是一種在常溫下進(jìn)行的提取方法，通過施加高壓(100～1 000 MPa)，使萃取劑在萃取過程保持為高壓的環(huán)境中，萃取結(jié)束后，通過卸除壓力而獲得的精油產(chǎn)品。超高壓萃取是低溶點(diǎn)、熱敏性物質(zhì)萃取方法應(yīng)用最廣泛的方法之一，其特點(diǎn)是效率較高、提取所得物質(zhì)豐富，品質(zhì)好。賈春曉等[8]對(duì)超高壓萃取法提取花椒精油的工藝優(yōu)化結(jié)果表明，其最佳提取條件為固液比為1∶40，壓力300 MPa，時(shí)間3 min。該條件下的花椒精油提取率為24.16%。對(duì)提取到的花椒精油進(jìn)行GC-MS分析表明，得到67種花椒精油成分。

2.4 超聲波提取法

超聲波提取法采用超聲波的物理性能，當(dāng)超聲波作用于原料后，聲波導(dǎo)致植物細(xì)胞壁發(fā)生破損，然后通過相應(yīng)的溶劑來輔助提取。歐陽玉祝等[16]以花椒籽核為原料，采用超聲波提取法對(duì)花椒油的提取工藝優(yōu)化，結(jié)果表明，其最佳提取條件為95%乙醇為溶劑，液固比為3∶1(mL∶g)，溫度60℃，超聲時(shí)間90 min，該提取條件下，花椒油的提取率為71.8%。相對(duì)于回流法、溶劑直接提取、索氏提取方法來說，該方法的提取率相對(duì)較高，且所需時(shí)間較短，對(duì)溫度要求不高，更容易滿足生產(chǎn)需要，適用性相對(duì)較高，是一種新型的提取方法。

2.5 超臨界CO2法

在超臨界CO2中，一些物質(zhì)會(huì)有特殊的溶解性，而在改變壓力、溫度等條件時(shí)，CO2溶解性會(huì)發(fā)生變化，從而使相應(yīng)的物質(zhì)被分離出來。樊振江等[17]采用超臨界CO2法對(duì)花椒精油進(jìn)行提取，并結(jié)合正交試驗(yàn)確定其最佳提取工藝為萃取壓力30 MPa，40℃，130 min，在該工藝條件下，花椒精油得率為10.81%。陳振德等[18]采用超臨界CO2法對(duì)花椒精油進(jìn)行萃取，其最佳提取條件為萃取壓力32 MPa，溫度40℃，時(shí)間1 h。該條件下的花椒精油含量為4.24%。王洪等[19]采用超臨界CO2法提取花椒精油的最佳提取工藝為萃取溫度46℃、壓力22 MPa，萃取時(shí)間120 min，該條件下的花椒精油提取率為13.7%。郭紅祥等[20]分別采用超臨界CO2法與水蒸氣蒸餾法提取花椒精油，并對(duì)比所獲得的產(chǎn)品，觀察顏色等外觀，分析其中的主要成分，超臨界CO2法的自動(dòng)化程度和提取率相對(duì)較高，且能選擇提取成分。馬寅斐等[21]將超臨界CO2法與溶劑提取法進(jìn)行結(jié)合，并分別對(duì)提取方法進(jìn)行優(yōu)化，獲取最佳工藝參數(shù)為萃取壓力30 MPa，萃取溫度50℃，分離釜1壓力6 MPa，分離釜1溫度 60℃，分離釜2壓力4 MPa，分離釜2溫度35℃，在最優(yōu)工藝下的花椒精油，提取率為7.8%。但該工藝耗能高且提取率低，成本高，如果進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)將會(huì)受到限制。

2.6 微波輔助提取法

微波輔助提取法需要使用微波反應(yīng)器，將各成分放入其中，并使用合適的溶劑提取動(dòng)植物精油。高經(jīng)梁等[22]采用微波輔助法提取花椒精油，并與溶劑法進(jìn)行比較，其最優(yōu)提取條件是溫度50℃，料液比1∶10，微波強(qiáng)度600 W，提取時(shí)間2 min，該提取條件下的提取率為18.56%，與溶劑法相比，花椒精油的得率提高了9.96%。

3 花椒精油生理作用

3.1 殺蟲

郭紅祥等[23]利用超臨界CO2萃取法提取花椒精油，同時(shí)研究花椒精油的殺蟲活性結(jié)果表明，花椒精油有明顯的驅(qū)蟲效果。路純明等[24]采用常規(guī)水蒸汽蒸餾法，乙醚萃取，無水硫酸鈉脫水的方法得到花椒揮發(fā)油，并研究其對(duì)雜擬谷盜的影響結(jié)果顯示，花椒揮發(fā)油組分中β-水芹烯能夠殺滅雜擬谷盜的成蟲。聶霄艷等[25]對(duì)花椒揮發(fā)油作用進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，花椒精油既有驅(qū)蟲效果，同時(shí)又有觸殺作用；另外，花椒精油對(duì)赤擬谷盜驅(qū)避和熏蒸效果相對(duì)較好，觸殺作用相對(duì)較弱，起作用的物質(zhì)是哪醇和β-水芹烯[26]。CHOOCHOTE等[27]研究表明，花椒精油可有效驅(qū)除伊蚊達(dá)到1 h，表明花椒精油其可以作為殺蚊劑使用。

3.2 抑菌

麻琳等[6]對(duì)產(chǎn)于漢源、江津和峨眉山的3種花椒精油的抑菌性進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，3種花椒精油均有抑菌作用，但漢源紅花椒精油的抑菌效果最佳，對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC為0.31 mg/mL。王珊珊等[28]研究表明，不同溶劑提取的花椒精油對(duì)不同供試細(xì)菌均有抑制效果，其中，使用乙醚提取的花椒精油抑菌效果最佳。王峰等[29]對(duì)比了超臨界萃取、亞臨界萃取和水蒸氣蒸餾法提取的花椒精油的抑菌效果表明，不同方法提取的花椒精油均有抑菌效果，且作用效果區(qū)別不大，對(duì)金黃色葡萄球菌、濃綠桿菌和傷寒沙門氏菌均有良好的抑制作用。

3.3 抗腫瘤

弭向輝[30]研究花椒精油的抗腫瘤作用發(fā)現(xiàn)，花椒精油能抑制試驗(yàn)中使用的黑色素瘤細(xì)胞A375的生長。將花椒精油作用于色素瘤細(xì)胞，觀察到體積明顯縮小，呈現(xiàn)不規(guī)則生長狀態(tài)，出現(xiàn)了大量細(xì)胞破碎的狀況，且花椒精油的抗瘤細(xì)胞作用與其濃度和時(shí)間相關(guān)。袁太寧[31]應(yīng)用花椒精油處理宮頸癌Hela細(xì)胞，之后對(duì)其進(jìn)行觀察，測定增值速度、細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡情況認(rèn)為，花椒精油在低濃度狀態(tài)下可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮抗腫瘤作用，而在高濃度時(shí)，可以直接殺死細(xì)胞。

3.4 抗氧化

研究表明，花椒乙醇提取液具有抗氧化功效，可以有效對(duì)抗脂褐素沉積引發(fā)的疾病，對(duì)于阿爾茲茨海默癥具有一定預(yù)防作用，能夠改善皮膚老年斑癥狀，緩解老年心腦血管疾病病情[32]?；ń窊]發(fā)油的抗氧化作用較強(qiáng)，與維生素E和維生素C進(jìn)行對(duì)比，花椒精油的抗脂質(zhì)過氧化活性和清除自由基活性都更勝一籌，且抗脂質(zhì)過氧化作用比清除自由基活性稍強(qiáng)[33]。

3.5 抑制血小板凝集

YANG 等[34]先使兔子的血小板大部分凝集，然后將花椒生物堿加入到已凝集的血小板當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)花椒精油能夠有效抑制血小板凝集這一過程。對(duì)其有效成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，茵芋堿、γ-花椒堿等都具有上述功效，而酚羥基是其中最主要的作用基。許青媛等[35]對(duì)花椒進(jìn)行水提取和醚提取，將粗提物應(yīng)用于試驗(yàn)大鼠發(fā)現(xiàn)，花椒粗提物可以抑制試驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)血栓形成，同時(shí)也會(huì)抑制凝血。對(duì)比兩種提取物的抑制效果，其中水提物的抑制效果相對(duì)更強(qiáng)?？梢姡ń诽崛∥锞哂幸种蒲“迥?，活血散瘀的作用。

4 結(jié)語

對(duì)于花椒精油的提取，目前技術(shù)上仍未達(dá)到理想狀態(tài)，需要進(jìn)一步發(fā)展，提高提取率和利用率。縱觀目前國內(nèi)的相關(guān)研究，進(jìn)展相對(duì)緩慢，尤其在精油成分及其功效作用方面的研究相對(duì)有所欠缺，同時(shí)加工技術(shù)存在不足，先進(jìn)程度不夠，所以應(yīng)用領(lǐng)域有限。近年來學(xué)者們不斷努力，在各方面都有所提高，但成果相對(duì)有限，需要進(jìn)一步開發(fā)利用。因此，在以后的研究中，應(yīng)對(duì)花椒精油開展深層次研究，了解其中的成分，并將其應(yīng)用于更多領(lǐng)域中，發(fā)揮多重功效。