花椒葉化學成分、生物活性及其資源開發研究進展

袁小鈞，劉陽，姜元華，易宇文，胡君，喬明鋒，＊

（1.四川旅游學院烹飪科學四川省高等學校重點實驗室，成都 610100；2.中國科學院成都生物研究所，中國科學院山地生態恢復與生物資源利用重點實驗室，生態恢復與生物多樣性保育 四川省重點實驗室，成都 610041）

花椒是蕓香科花椒屬（ZanthoxylumL.）的一種辛香植物，是中國特有的一類香辛料，具有獨特濃烈的香氣，在烹飪中主要起賦香、調味和除腥等作用［1－4］?；ń啡~作為花椒的第一大副產物，也具備多種價值，其可以提取香精、做調料、食用或制作椒茶［5］，此外，花椒葉在民間素有殺蟲、洗腳氣及漆瘡的作用等。但目前關于花椒葉的研究相對較少，而我國作為世界花椒栽培面積、產量大國，其種植主要分布于中南、西南及陜西、甘肅、山東、江蘇、安徽等地，全年均可采收，資源十分豐富［6］，且種植面積日益增長，為增加花椒產業的效益，迫切需要對副產物花椒葉的利用進行深入的研究。因此，本文就花椒葉的化學成分、生物活性進行了綜述，并就花椒葉的資源開發利用進行了展望，以期為花椒產業的發展做出貢獻。

1 花椒葉化學成分

1.1 揮發油

花椒葉的揮發油成分因花椒的種類、采摘時間、種植環境等因素的影響而有所差異。大部分花椒葉中都含有的α－水芹烯、芳樟醇、棕櫚酸、石竹烯氧化物、葉綠醇等揮發油成分，使得花椒葉具有一定的藥效和較強的抗氧化活性。周江菊等［7］從產自貴州的樗葉花椒葉中鑒定出52種化合物，其中主成分有α－水芹烯（21.87%）、桉葉醇（13.12%）、松油烯－4－醇（9.55%）、γ－萜品 烯 （8.25%）、α－萜 品 烯 （6.50%）、α－松 油 醇（6.31%）等。張大帥等［8］采用氣質聯用儀分析簕欓花椒葉揮發油的化學成分，并確立了其中的72種組分，含量 較 高 的 成 分 有 芳 樟 醇 （24.36%）、β－欖 香 烯（12.03%）、（E）－2－己烯－1－醇（11.73%）、石竹烯氧化物（10.84%）等。吳剛等［9］用氣質聯用儀鑒定出椿葉花椒葉揮發油中的33種成分，其中α－水芹烯、2－壬酮、芳樟醇為主要成分。樊經建［10］運用水蒸氣蒸餾法對花椒葉的芳香油進行了提取，氣質聯用儀對其成分進行分析，鑒定出了15種物質，含量最高的為α－蒎烯。周向軍等［11］采用水蒸氣蒸餾法提取產自甘肅隴南地區成縣的刺異葉花椒葉揮發油，用氣質聯用儀進行揮發油的分析和鑒定，共鑒定出35種，主要成分為肉豆蔻醚（23.4%）、黃樟素（19.4%）、異丁香甲醚（16.5%）、羅勒烯（5.4%）等。李焱等［12］用同樣的方法分離出黔產刺異葉花椒葉揮發油成分67種，鑒定出37種，主要為萜類化合物及其衍生物。綜上，花椒葉揮發油已確定成分有近200種，主要以烯烴類、醇類為主，見表1。α－水芹烯具有柑橘、青香、黑胡椒香；石竹烯具有辛香、木香、柑橘香、樟腦香；羅勒烯有草香、花香并伴有橙花油氣息；芳樟醇具有濃青帶甜的木青氣息且對人體中的白血病細胞U937和淋巴瘤細胞P3HRI生長具有明顯抑制作用［13］。花椒葉揮發油與花椒的揮發油有許多共同成分，因此花椒葉也具有花椒的特殊香氣，而每1種花椒葉都具有不同的精油成分，造就了不同花椒葉品種的獨特香味。

表1 花椒葉的揮發油種類Table 1The volatile oils＇types of pepper leaves

續 表

1.2 酰胺

酰胺類化合物是花椒屬植物呈現麻味的主要物質，以山椒素為代表，大多以鏈狀不飽和脂肪酰胺的方式存在，其次是連有芳環的酰胺［14］。陳槐萱等［15］運用高效液相色譜法和液相色譜－質譜聯用的方法，測得漢源產紅花椒葉的酰胺類物質有：羥基－α－山椒素（0.0446%）、羥基－β－山椒素（0.0043%）和羥基－γ－山椒素（0.0066%），通過與花椒果皮中酰胺物質的比對得知：花椒葉中含有與果皮類似的麻味物質成分。謝王俊等［16］在漢源花椒葉調味油提取工藝的研究中，得出酰胺調味油中的酰胺類物質含量預測值為2.513mg/g，驗證實際值為2.509mg/g。另外，酰胺類物質的成分化合物具有麻醉、振奮，抑菌殺蟲、祛風除濕等功能。

1.3 糖類

齊素芬等在傳統苯酚－硫酸法的基礎之上，對顯色時間、濃硫酸添加量、質量分數為5%的苯酚添加量、顯色溫度等實驗條件進行優化，得到靈敏、特異、精確定量的分析方法，并用該種方法測得了陜西大紅袍花椒葉的多糖含量在8.11～8.89mg/g之間［17］。孫晨倩等［18］運用齊素芬改良的苯酚－硫酸法，得出了陜西大紅袍花椒葉的可溶性多糖含量為8.50g/kg。紀珍珍［19］采用蒽酮比色法對7種不同的花椒葉（鳳縣大紅袍花椒、武都大紅袍花椒、府谷花椒、野生花椒、韓城獅子頭花椒、無刺花椒、韓城無刺花椒）的還原糖進行了測定與比較，在開花期采摘的花椒葉中還原糖最高的為野生花椒葉，落果期還原糖較豐富的則是府谷花椒葉，從實驗數據可以看出還原糖在花椒葉的生長過程中降低。

1.4 蛋白質

孫晨倩等對陜西大紅花袍花椒的化學組成進行了研究，得出花椒葉中蛋白質較豐富，總蛋白質高達204.727g/kg，共有16種氨基酸，除色氨酸外，其余人體必需氨基酸全部測出，必需氨基酸與總氨基酸含量的比值（E/T）達到46.57%；此外，花椒葉中的鮮味氨基酸（如谷氨酸、天冬氨酸等）很豐富，更提高了花椒葉的鮮美程度。紀珍珍在7種不同的花椒葉（鳳縣大紅袍花椒、武都大紅袍花椒、府谷花椒、野生花椒、韓城獅子頭花椒、無刺花椒、韓城無刺花椒）中，開花期蛋白質含量最高的為武都大紅袍花椒葉（22.7g/100g），最低的為野生花椒葉（17.1g/100g）；落果期蛋白質含量最高的為鳳縣大紅袍花椒葉（16.1g/100g），野生花椒葉中的蛋白質含量最低（9.8g/100g）；由此可見，不同的花椒葉，蛋白質的含量各不相同，同種花椒葉在不同的采摘季蛋白質也有所不同，蛋白質的含量隨著花椒葉生長而降低。

1.5 脂肪

孫晨倩等按照國標GB/T 5009.6－2003索氏抽提法測定花椒葉中的粗脂肪含量，得出其粗脂肪含量為2.07%，低于紅薯的粗脂肪含量（3.68%），符合低脂肪的健康飲食要求［20］。紀珍珍運用相同的脂肪含量鑒定法對7種不同花椒葉的中脂肪含量進行了比較，得出開花期脂肪含量最高的為韓城無刺花椒葉（1.16g/100g），最低的為野生花椒葉（0.66g/100g），開花期和落果期的花椒葉的脂肪含量除野生花椒葉外，其余都有所增加。

1.6 黃酮

孫晨倩等以體積分數為50%的乙醇配制成質量濃度為1.0mg/mL的山奈酚標準品溶液，在波長229nm下測定不同濃度梯度的山奈酚標準品稀釋液，得到回歸方程，用標準曲線計算得出花椒葉醇提物中類黃酮的含量為133.63g/kg。紀珍珍則是通過對7種不同的花椒葉的黃酮含量進行比對，得出野生花椒葉的黃酮含量最高為15.97mg/g，可以作為黃酮和總酚的一種原料。范菁華等［21］分別用水、乙醇、丙酮3種溶液作為花椒葉提取液總黃酮的溶劑，采用超聲波輔助提取花椒葉黃酮，總黃酮得率分別為3.51%，3.30%，3.53%，除去聚合單寧酸和葉綠素后，分別為1.69%，0.83%，1.39%，基于總黃酮得率、實驗成本、環境污染得出花椒葉提取液總黃酮理想提取溶劑為水，其中水提取最優條件為：溫度80℃，料液比1∶70，超聲時長0.5h，數控超聲波清洗器功率360W；乙醇提取液最優條件為：溶劑體積分數24%，料液比1∶40，溫度70℃，功率360W，時間25min；相較于超聲波輔助提取，微波輔助提取花椒葉黃酮以乙醇為溶劑的最佳條件為：乙醇體積分數70%、微波溫度60℃、微波時間6min、微波功率400W、料液比1∶30（g/mL），在此條件下花椒葉黃酮的提取率為7.418%，明顯高于超聲波輔助提取（總黃酮得率為3.30%）［22］。楊立琛等［23］則是通過8種大孔吸附樹脂的吸附和解吸性能的比較，得出純化花椒葉黃酮效果最佳的為大孔吸附樹脂D101，并對其最佳純化條件進行了探究，得出最適條件：樣品pH為4，吸附流速為2BV/h，解吸液為60%乙醇，解吸流速為2BV/h，經純化后花椒葉黃酮純度由23.2%提高至56.4%。針對花椒葉黃酮成分的分離和結構鑒定，張玉娟［24］采用硅膠柱層析、Sephadex LH－20以及RP－HPLC等多種色譜方法從EAF和AF中分離得到9個黃酮類化合物，采用各種光譜分析技術鑒定其化學結構為：蘆丁、牡荊素、金絲桃苷、異鼠李 素－3－O－α－L－鼠 李 糖 苷、槲 皮 素－3－O－β－D－葡 萄 糖苷、三葉豆苷、槲皮苷、阿福豆苷和槲皮素。楊立琛對花椒葉中的黃酮成分進行了分析，總共鑒定出9種黃酮類化合物，其中槲皮苷含量較高，山奈酚－3－蕓香糖苷含量較低［25］。文獻已鑒定出的花椒葉黃酮有16種，見表2。

表2 花椒葉黃酮類化學成分Table 2The chemical constituents of flavonoids of pepper leaves

續 表

黃酮類化合物具有廣譜的藥理作用，有抗氧化、抗癌、抗腫瘤、抗炎、免疫調節、抑菌抗病毒、抗心腦血管疾病、降血糖、降血脂等作用［26］，類黃酮還具有抗菌、抗炎和抗腫瘤等生物活性［27］，因此在醫藥、食品等領域具有廣泛的應用前景，而花椒葉中具有較高的黃酮含量，由此可以加大對花椒葉的利用率。

1.7 多酚

多酚具有防治癌癥、心血管疾病、糖尿病和骨質疏松癥等藥理活性［28］。孫晨倩等以實驗所得的沒食子酸的回歸方程y＝0.002x＋0.0095（R2＝0.9974）為基礎，計算出花椒葉醇提取物中總酚的含量為552.71g/kg。紀珍珍則通過對7種不同的花椒葉的黃酮含量進行比對，得出野生花椒葉的總酚含量最高為23.66mg/g，可作為提取總酚的一種原料。

1.8 其他成分

孫晨倩等采用國標GB/T 5009.10－2003中的灼燒稱重法和酸堿洗滌法分別測定粗纖維、灰分的含量，得出花椒葉中粗纖維和灰分的含量分別為5.69%和6.67%。紀珍珍則通過對不同花椒葉的比較，得出武漢大紅袍花椒的蛋白質含量和灰分最高，適用于做木本芽菜使用。

2 生物活性

2.1 抑菌活性

龔晉文等［29］采用濾紙片法針對秦椒花椒葉提取物對3種常見菌（大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌）的抑菌效果進行了研究，得出花椒葉提取物對3種常見菌都有一定的抑菌作用，影響抑菌效果的條件有：溫度、花椒葉提取物濃度和酸堿環境，其中溫度影響不明顯；抑菌效果隨提取液濃度的增大而增加，在中性（pH 7.0）至偏堿性（pH 7.0～10.0）條件下抑菌效果明顯，而在酸性（pH 4.0～6.0）條件下幾乎無效果，花椒葉提取物對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌作用效果相對較好，對大腸桿菌的抑制效果較弱。李克坤［30］則從臨床醫學的角度證明了花椒提取液具有抑菌、降壓止痛、麻醉等作用；同時將花椒葉提取液進行紅外線掃描，得出其主要化學基團為羥基鹽、醇及水；通過藥敏實驗得出其對大腸桿菌、痢疾桿菌、白喉桿菌、肺炎雙球菌、金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌、皮膚真菌、變形桿菌、綠膿桿菌有較強的抑制作用。呂可等［31］用花椒葉浸提液對土壤微生物進行了研究，含有花椒葉浸提液的土樣和根際土土樣的細菌數量分別顯著下降了33%和25%（P＜0.05，n＝3），根外土土樣細菌數量顯著下降了30%（P＜0.05，n＝3），無苗土中土樣的細菌數量分別顯著下降了14%和35%（P＜0.05，n＝3），與對照相比，根際的微生物總數都是顯著性減少，施加葉浸提液的非根際土土樣中微生物總數有所增加，根際放線菌數量在微生物總數所占比例有所增加，說明浸提液改變了微生物的群落結構和組成，在葉浸提液作用下，根際效應對3種菌落數量的影響都有所減弱，說明花椒葉浸提液使根際的生物活性有所下降，其對放線菌的根際效應減弱最少，細菌次之，真菌最多。

2.2 抗氧化活性

范菁華等對不同種花椒葉黃酮提取液的還原能力做了對比，水、乙醇、丙酮提取的總黃酮及VC溶液清除 DPPH 自 由 基 的 IC50分 別 為 24，17.5，7.6，75μg/mL，由此得出丙酮提取液所提取的黃酮還原能力最高，水溶液提取的總黃酮還原能力最低，但依然高于VC；經D4020型樹脂純化后的花椒葉總黃酮清除DPPH的IC50為12.5μg/mL，比 VC提取的高很多，由此可見，花椒葉黃酮具有較好的抗氧化性，是一種良好的天然抗氧化劑。李君珂等［32］用花椒葉提取液對白鰱咸魚進行了處理，在其加工過程中白鰱咸魚總脂肪含量相對于空白略有增加（P＞0.05），游離脂肪酸所占比例相對于空白有所下降（P＜0.05）。該實驗表明添加花椒葉提取物可以有效降低脂肪氧化水平，且隨著花椒葉的添加量增多，過氧化值（POV）和硫代巴比妥酸值（TBARS）都顯著下降（P＜0.05）。羅愛國等［33］則以大豆油為底物，采用碘量法，研究了花椒葉提取物對植物油脂的抗氧化作用，得出花椒葉抗氧化性的強弱與花椒葉提取物的量及工作時間有關，一定范圍內添加的花椒葉提取物量與抗氧化作用呈正相關，當添加量超過0.06%時，抗氧化作用變化不明顯，作用時間越長，抗氧化作用越弱，作用時間長于9天時，其POV值變化減小。楊立琛通過細胞模型法對不同濃度的花椒葉黃酮溶液處理HT－29細胞前后熒光強度的變化研究，得出1.0mg/mL范圍內的花椒葉黃酮濃度對HT－29細胞無毒性，且具有很好的抗氧化作用，隨著花椒葉黃酮濃度的增大，抗氧化作用也增強，在經H2O2處理1h后，花椒葉黃酮清除細胞內ROS的IC50值僅為207g/mL，表現出較強的細胞內抗氧化的能力。

2.3 酶活性

孫晨倩等采用國際通用的模式生物黑腹果蠅研究花椒葉醇提物的體內活性，以抗氧化酶、SOD和GSH－Px活性為指標，結果顯示花椒葉醇提取物能夠提高黑腹果蠅的SOD和GSH－Px活性。呂可等通過花椒葉浸提液澆灌花椒幼苗，進而研究花椒葉對土壤酶活性的影響，得出浸提液使根系土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和蛋白酶活性明顯低于非根際土，而過氧化氫酶和多酚氧化酶活性則顯著上升；土壤蛋白酶活性與蔗糖酶活性呈顯著正相關，與土壤放線菌數量呈顯著負相關，多酚氧化酶活性與蔗糖酶活性呈顯著負相關，與細菌、真菌、放線菌以及微生物總數呈顯著正相關，放線菌只與蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶3種酶活性及真菌呈顯著相關，與過氧化氫酶、酸性磷酸酶以及細菌和微生物總數的相關性均不顯著。

2.4 化感作用

化感作用是植物或微生物向環境釋放某些化學物質，因微環境的形成導致其他生物生長的促進或者抑制現象。陳錫等［34］研究發現朝倉花椒葉浸提液對白菜種子萌發、幼苗生長的抑制作用隨花椒提取液濃度的增大而增加，白菜幼苗的CAT，POD，SOD等活性的降低說明花椒葉的化感作用通過白菜幼苗的酶系統破壞而實現。韓志軍等［35］通過對花椒葉提取液對大豆種子萌發和幼苗生長影響的研究，得出浸提液濃度高于40g/L時對不同種的大豆都呈現抑制作用。

2.5 其他活性

除以上活性外，花椒葉也具有一定的抗癌活性，張大帥等研究得出簕欓花椒葉揮發油對4種細胞均有一定抑制活性，其對白血病細胞K－562的抑制活性最強，IC50值達1.76μg/mL，而對其他3種腫瘤細胞的半數抑制濃度IC50均在30μg/mL左右。早在1991年李克坤就通過花椒葉治療頑固創面的27例現象中分析出：花椒葉對于創面愈合有利，是一個多功效的綜合治療，提倡對花椒葉醫藥產品的大量推廣［36］。另外，花椒葉還具有一定的殺蟲作用，在除貓絳蟲上花椒葉粉末的投喂可以有效地減少蟲卵的數量，說明成熟期的花椒葉亦可進行資源開發［37］。

3 資源開發及展望

隨著全球資源日益緊缺，充分利用現有資源開發新產品成為必然趨勢，在此大環境下，花椒葉作為花椒的副產物，具有營養豐富、來源廣泛等優勢，日益受到人們的重視。近年來，以花椒葉嫩芽為主的花椒菜品已在開發，溫室食用花椒種苗菜便是一個很好的例子，以花椒葉為原料的食品產品也漸漸嶄露頭角，如花椒芽菜辣醬，且花椒葉在食品開發上還有很大的空間［38，39］；對花椒葉黃酮的提取可以增加天然植物黃酮的來源，同時花椒葉的抗菌、抗氧化性能在綠色護膚產品開發方面也具有一定的前景，例如止癢的綠色沐浴液的開發，據實驗調查其具有止癢的效果，對治療皮疹也有一定的效果［42］；花椒葉精油也可作調香原料，應用于化妝品，沐浴品類的加工；另外，花椒葉具有多種藥理活性，在醫藥保健方面也具有廣闊的開發利用前景。鑒于目前研究現狀，增加對花椒葉的科學研究和產品開發有利于促進花椒產業鏈的發展，擴大花椒資源的經濟效益。