花椒及花椒葉揮發(fā)性成分對(duì)比研究

孟佳敏，邸江雪，江漢美，盧金清，喻祥龍，肖宇碩

(湖北中醫(yī)藥大學(xué)湖北省藥用植物研發(fā)中心，武漢　430065)

花椒為蕓香科植物青椒(ZanthoxylumschinifoliumSieb.et Zucc.)或花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)的干燥成熟果皮，味辛，性溫，有小毒，歸脾、胃、腎經(jīng)，具有溫中止痛、殺蟲(chóng)止癢的功效，主治脘腹冷痛、嘔吐泄瀉、蟲(chóng)積腹痛；外治濕疹、陰癢[1]。現(xiàn)代藥理研究表明花椒具有驅(qū)蟲(chóng)、抗癌、抑制血小板凝聚、抗氧化、抑菌、鎮(zhèn)痛、止癢、局麻等藥理作用，臨床上可用于治療膽道蛔蟲(chóng)病、雞眼、頑癬、真菌性陰道炎、銀屑病、回乳、牙痛、麻醉等疾病[2]。花椒中的主要有效成分為揮發(fā)油、生物堿、黃酮、酰胺、木脂素、香豆素和脂肪酸等，另有三萜、甾醇、烴類等物質(zhì)，其中起主要生物作用的是揮發(fā)油、生物堿和酰胺[3，4]。

花椒資源豐富，是一種藥食同源的植物，在我國(guó)有著悠久的使用歷史，但對(duì)花椒的研究時(shí)間卻不長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)花椒的研究主要集中在果皮(即花椒)，而對(duì)花椒其他部位，例如花椒葉的研究不夠充分。現(xiàn)代研究表明：花椒葉中含有豐富的膳食纖維、碳水化合物、蛋白質(zhì)以及礦質(zhì)元素等，有著廣闊的研究和應(yīng)用前景[5]，但一直以來(lái)花椒葉都沒(méi)有被好好利用，而是被當(dāng)作廢物丟掉，造成了很大的資源和經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。故本實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)花椒與花椒葉揮發(fā)性成分的對(duì)比分析，來(lái)指導(dǎo)花椒葉的使用，以期為花椒葉開(kāi)辟消費(fèi)市場(chǎng)，避免花椒葉的浪費(fèi)。

1　儀器與材料

1.1　儀器

手動(dòng)固相微萃取(SPME)進(jìn)樣裝置德國(guó) IKA公司；Agilent 6890/5973型氣相-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀美國(guó)Hewlett-Packard公司；頂空瓶(15 mL)；65 μm 聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯(PDMS/DVB)萃取纖維頭美國(guó) Supelco 公司；ALC-210.2 型電子天平(d=0.01 g)北京賽多利斯天平有限公司。

1.2　材料

花椒與花椒葉均產(chǎn)于山西運(yùn)城，經(jīng)湖北中醫(yī)藥大學(xué)生藥教研室楊紅兵老師鑒定分別為蕓香科花椒屬植物花椒的干燥成熟果皮和葉。

2　實(shí)驗(yàn)方法

2.1　頂空固相微萃取條件

SPME條件：經(jīng)綜合考察，確定頂空固相微萃取的最佳條件為稱取花椒樣品0.5 g，置于15 mL頂空瓶中，插入裝有65 μm PDMS/DVB萃取纖維頭的手動(dòng)進(jìn)樣器，在150 ℃下平衡15 min后，再壓縮手柄伸出萃取頭萃取15 min，取出，立即插入氣相色譜儀，進(jìn)樣口(溫度230 ℃)解吸3 min，不分流進(jìn)樣。花椒葉實(shí)驗(yàn)條件同上。

2.2　GC-MS色譜與質(zhì)譜條件

GC條件：色譜條件：HP-5MS石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)；升溫程序：從50 ℃開(kāi)始，以15 ℃/min升溫至95 ℃，然后以3 ℃/min升溫至110 ℃，再以4 ℃/min升溫至170 ℃，最后以15 ℃/min升溫至200 ℃；載氣：高純度He(99.999%)，柱流速：0.8 mL/min，進(jìn)樣口溫度：230 ℃；

MS條件：EI源；離子源溫度230 ℃，電離電壓70 eV；四級(jí)桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍35～550 m/z。

2.3　重復(fù)性試驗(yàn)

分別稱取花椒和花椒葉各6份，按照上述頂空固相微萃取最佳條件萃取兩者的揮發(fā)性成分，并按上述色譜條件與質(zhì)譜條件進(jìn)行分析。結(jié)果表明花椒中各主要色譜峰的相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積的RSD值分別為3.16%，3.54%；花椒葉分別為3.32%，3.68%。結(jié)果表明該方法重復(fù)性較好，說(shuō)明適合花椒和花椒葉揮發(fā)性成分的分析鑒定。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按上述實(shí)驗(yàn)條件對(duì)花椒和花椒葉中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，經(jīng)MSD化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理并用面積歸一化法從總離子流圖中計(jì)算各組分相對(duì)百分含量，按各峰的質(zhì)譜圖經(jīng)NIST08質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，并結(jié)合相對(duì)保留時(shí)間，確定各個(gè)組分。從花椒中檢測(cè)出59個(gè)峰，鑒定出42種成分，占總揮發(fā)性成分的81.48%。其中相對(duì)含量最高的成分為丙酸松油酯，占總揮發(fā)性成分的8.31%，其次主要含有胡椒酮(5.80%)、α-松油醇(5.77%)、大根香葉烯(5.4%)、左旋-α-蒎烯(5.23%)等。從花椒葉中檢測(cè)出48個(gè)峰，鑒定出36種成分，占總揮發(fā)性成分的91.38%。其中相對(duì)含量最高的成分為芳樟醇，占總揮發(fā)性成分的18.49%，其次主要含有戊酸芳樟醇酯(16.57%)、乙酸松油酯(14.10%)、石竹烯(6.81%)、松油醇(5.69%)等，具體結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2及表1。

圖2　HS-SPME-GC-MS分析花椒葉揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.2 The ion flow diagram of volatile components of pepper leaves by HS-SPME-GC-MS analysis

表1　HS-SPME-GC-MS分析花椒及花椒葉中揮發(fā)性成分Table 1 HS-SPME-GC-MS analysis of the volatile components of pepper and its leaves

續(xù)　表

4　討論

4.1　花椒中揮發(fā)性成分的分析

本實(shí)驗(yàn)采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法，從花椒中共檢測(cè)出59個(gè)峰，并鑒定出42種成分，主要為烯類(35.52%)、醇類(19.96%)、酯類(17.92%)和醛酮類(6.3%)。其中相對(duì)含量最高的為丙酸松油酯，占總揮發(fā)性成分的8.31%，其次主要含有胡椒酮(5.80%)、α-松油醇(5.77%)、大根香葉烯(5.4%)、左旋-α-蒎烯(5.23%)等。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，丙酸松油酯可由松油醇和丙酸酯化得來(lái)，是一種常見(jiàn)的香料[6]。胡椒酮具有松弛支氣管平滑肌的作用，可用于平喘[7，8]，此外還有止咳、祛痰、抗菌的作用[9]；但同時(shí)，胡椒酮有一定的殺蟲(chóng)活性，是花椒的毒性成分[10]。α-松油醇具有止咳、解熱、抑菌等作用[11]。大根香葉烯具有平喘作用，是治療老年慢性支氣管炎的有效成分之一[12]，同時(shí)大根香葉烯具有良好的抑菌作用[13]。左旋-α-蒎烯具有抗炎、鎮(zhèn)咳、祛痰、殺菌、抑菌、提神、活血、醒腦等作用[14，15]，且是一種十分重要的化工原料，可用于合成香料、甜味劑、增塑劑[16]。

4.2　花椒葉揮發(fā)性成分的分析

本實(shí)驗(yàn)從花椒葉中檢測(cè)出48個(gè)峰，并鑒定出36種成分，主要為酯類(33.72%)、醇類(27.81%)和烯類(22.39%)。其中相對(duì)含量最高的為芳樟醇，占總揮發(fā)性成分的18.49%，其次主要含有戊酸芳樟醇酯(16.57%)、乙酸松油酯(14.10%)、石竹烯(6.81%)、松油醇(5.69%)等。此外，本實(shí)驗(yàn)首次從花椒中發(fā)現(xiàn)崖柏烯，此前并無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。研究表明，芳樟醇具有抑菌、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤等功效[17]。乙酸松油酯是一種通用型香料，它具有獨(dú)特的薰衣草和佛手香氣，在食用和日用香料中得到廣泛的應(yīng)用[18]。石竹烯及其氧化物作為一種雙環(huán)倍半萜型的天然產(chǎn)物，是醫(yī)藥、食品、化妝品工業(yè)的重要原料，其具有顯著的局部麻醉、抗炎、抗焦慮、抗抑郁、抗真菌、鎮(zhèn)咳、祛痰等藥理作用[19]。松油醇具有止咳、解熱和抑菌作用[20]。

4.3　花椒及花椒葉揮發(fā)性成分的對(duì)比分析

花椒和花椒葉中含有18種共有成分，分別為3-崖柏烯、β-蒎烯、α-水芹烯、D2-蒈烯、羅勒烯、萜品烯、順-β-松油醇、異松油烯、芳樟醇、波斯菊萜、(-)-4-萜品醇、乙酸睪丸素、乙酸橙花酯、石竹烯、大根香葉烯、D-杜松萜烯、氧化石竹烯和8-十七烯。其中大部分共有成分均具有藥理活性且相對(duì)含量差異不大，如β-蒎烯具有殺菌抗菌作用，并對(duì)人體呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)等有保健作用，可抗癌、利膽消炎、醫(yī)瘡止癢[21]；羅勒烯具有解熱、解毒、活血止痛的作用[22]；異松油烯具有提神醒腦的作用[23]。這些共有成分表明花椒葉與花椒一樣，均具有溫中、止痛、殺蟲(chóng)、止癢、止咳平喘、解毒、鎮(zhèn)靜等作用，且花椒葉中無(wú)胡椒酮等毒性成分，驗(yàn)證了古籍中花椒有小毒、花椒葉無(wú)毒的記載，提示花椒葉同花椒一樣可入藥用，其功效與花椒相近，且更加安全，在某些方面可作為花椒的代替品使用。

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