花椒葉中多酚成分提取及功能性研究

千惠，殷田田

(新鄉醫學院 三全學院，河南 新鄉 453003)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)屬于花椒屬，全世界一共有260種花椒，我國花椒資源豐富、栽培歷史悠久、種植面積大且產量高。我國栽培的花椒品種有39種，主要分布于云南、四川、河南、河北和山東等地。花椒具有健脾除濕的功效，一般被用作傳統的調味料使用，但是花椒葉的使用研究較少[1]。

花椒葉中活性成分復雜多樣。周向軍等[2]通過氣相色譜法對花椒葉進行測定，發現花椒葉中一共含有35種易揮發的物質；Yang等[3]對花椒葉中的酮類物質進行了分離和鑒定，發現含量最多的成分為槲皮苷和金絲桃苷；吳剛等[4]對花椒葉中的風味成分進行了研究，發現花椒葉中含有30多種易揮發的風味成分。花椒葉中有多種藥用功效，可以用于治療胃痛、咳嗽和牙痛，此外，花椒葉精油能殺蟲和驅蚊。周江菊等[5]對花椒葉的抗氧化活性進行了研究，發現花椒葉揮發油可以清除自由基和抑制硝酸根離子活性，但目前國內外對花椒葉抗疲勞功能活性的研究較少。

花椒葉中的多酚物質豐富，多酚是天然的抗氧化劑，具有多種保健功效，例如軟化疏通血管，調節神經系統功能，調節新陳代謝和抗癌[6]。現在我國的花椒葉資源基本處于一個低利用階段，為了增加花椒種植農戶的收入和開發花椒葉資源[7]，本研究對花椒葉多酚的提取工藝進行了優化，旨在開發我國植物多酚新來源，為增加花椒種植戶新的收益提供了一些新的建議[8]。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

花椒葉：采于新鮮的花椒樹上。將花椒葉清洗干凈，烘干，粉碎，將花椒葉粉過40目篩，獲得的花椒葉粉放置于干燥的器皿中[9]。

1.2 實驗試劑

石油醚和無水乙醇：均為分析純。

1.3 實驗儀器及設備

中草藥粉碎機、烘箱、蒸發儀、分光光度計和冷凍干燥劑。

1.4 實驗方法

1.4.1 花椒葉中多酚提取工藝

稱取5 g花椒葉粉末，將花椒葉放置于三角瓶中，在三角瓶中加入100 mL濃度為65%的乙醇。在功率為200 W的條件下，使用超聲波萃取儀萃取30 min，過濾，去除雜質，使用石油醚進行萃取，加熱除去溶液中多余的乙醇，加入10 mL蒸餾水復溶，使用真空冷凍機將材料凍干，獲得花椒葉多酚提取物備用[10-11]。

1.4.2 花椒葉中多酚含量和得率的測定

花椒葉中多酚含量的測定方法為分光光度法，具體步驟：(1)在比色管中加入2 mL福林酚試劑、2 mL無水乙醇、0.05 mL花椒葉提取物，混合均勻；(2)加入濃度為10%的2 mL碳酸鈉，混合均勻后，在室內放置1 h；(3)在吸光值為640 nm下觀察，通過標準曲線計算花椒葉多酚含量[12]。

多酚得率(%)=A×B/M×100%。

式中：A為提取液體積(mL)；B為提取液濃度(mg/mL);M為稱取的總質量(mg)。

1.4.3 花椒葉粗提取物單因素實驗

1.4.3.1 乙醇濃度對花椒葉中多酚得率的影響

稱取10 g花椒葉粉末，按照超聲波功率200 W、料液比1∶20、超聲波時間30 min，研究5個乙醇濃度60%、65%、70%、75%、80%對花椒葉中多酚得率的影響，從而確定最佳多酚提取的乙醇濃度[13-14]。

1.4.3.2 超聲波功率對花椒葉中多酚得率的影響

稱取10 g花椒葉粉末，按照乙醇濃度70%、料液比1∶20、超聲波時間30 min，研究5個超聲波功率100，150，200，250，300 W對花椒葉中多酚得率的影響，從而確定最佳多酚提取的超聲波功率[15]。

1.4.3.3 超聲波時間對花椒葉中多酚得率的影響

稱取10 g花椒葉粉末，按照超聲波功率200 W、料液比1∶20、乙醇濃度70%，研究5個超聲波時間10，20，30，40，50 min對花椒葉中多酚得率的影響，從而確定最佳多酚提取的超聲波時間[16]。

1.4.3.4 料液比對花椒葉中多酚得率的影響

稱取10 g花椒葉粉末，按照超聲波功率200 W、乙醇濃度70%、超聲波時間30 min，研究5個料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30對花椒葉中多酚得率的影響，從而確定最佳多酚提取的料液比。

1.4.4 花椒葉活性成分抗疲勞研究

疲勞最重要的表現是運動能力下降，持續地運動，肌肉中消耗氧氣的量會增加，血糖和蛋白質也會被消耗，從而產生疲勞癥狀，所以通過測量運動耐力來反映抗疲勞活性的強弱是最直接的標準。本實驗通過飼喂小鼠無菌水、西洋參和花椒提取物，對比小鼠力竭時間，從而研究花椒葉多酚活性成分的抗疲勞作用[17]。

2 結果與分析

2.1 花椒葉中多酚提取單因素實驗

2.1.1 乙醇濃度對花椒葉中多酚得率的影響

多酚的提取可以使用的有機物很多，例如甲醇、乙醇、乙酸、乙酸乙酯和丙酯，一種或者幾種有機物同時使用，考慮到提取的多酚用于食用，容易造成有機物在多酚中殘留，所以本研究使用乙醇作為有機溶劑，以便后期清除有機溶劑[18]。

圖1 乙醇濃度對花椒葉中多酚得率的影響Fig.1 The effect of ethanol concentration on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

由圖1可知，提取液乙醇濃度不同，花椒葉中的多酚得率也不同，并且花椒葉多酚得率隨著乙醇濃度的增加先增加后減少。當乙醇濃度為70%時，花椒葉中多酚的提取率達到最大，為70%。當乙醇濃度超過70%時，花椒葉提取的多酚得率逐漸下降。這是由于花椒葉中的多酚類物質具有很強的極性，當乙醇的濃度不斷升高時，溶液中的多酚溶解度也不斷升高，然而強極性的多酚反而不利于溶解，所以，高濃度的乙醇溶液不利于花椒葉中多酚的提取[19]。本實驗將70%的乙醇濃度作為提取多酚的最佳條件。

圖2 超聲波功率對花椒葉中多酚得率的影響Fig.2 The effect of ultrasonic power on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

2.1.2 超聲波功率對花椒葉中多酚得率的影響

由圖2可知，隨著超聲波功率的增加，花椒葉多酚的得率先增加后降低。超聲波功率小于200 W時，花椒葉中多酚得率隨著超聲波功率的增加而增加，這是因為當超聲波功率增大時，多酚物質更容易溶解于乙醇溶液中。當超聲功率大于200 W時，隨著超聲波功率的增大，花椒多酚的得率反而下降，這是因為當超聲波功率過大時，會破壞溶液中多酚的物質結構，導致多酚得率下降。

2.1.3 超聲波時間對花椒葉中多酚得率的影響

由圖3可知，花椒葉中多酚的得率隨著超聲波時間的增加先增加后降低，超聲波時間在20 min以前，增長速率快；在20～30 min之間，花椒葉中多酚的得率增長速度慢。當超聲波時間超過30 min時，提取的多酚得率降低。超聲波時間的增長能夠充分地磨碎花椒葉的組織，使得花椒葉中的多酚物質能夠充分地溶解出來。當超聲波時間超過30 min時，反應儀器內的溫度升高，破壞了花椒葉中的多酚，導致多酚的得率降低。

圖3 超聲波時間對花椒葉中多酚得率的影響Fig.3 The effect of ultrasonic time on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

2.1.4 料液比對花椒葉中多酚得率的影響

由圖4可知，料液比不同，花椒葉中多酚的得率也不同，當料液比為1∶10～1∶20時，花椒葉中多酚的得率上升。當料液比為1∶20～1∶30時，花椒葉中多酚的得率開始下降，這是由于當花椒葉濃度過低時，不利于花椒葉中多酚的提取，除此之外，過多的料液會造成后期回收工作的加大，所以選取1∶20作為花椒葉多酚提取的最佳比例。

圖4 料液比對花椒葉中多酚得率的影響Fig.4 The effect of the ratio of solid to liquid on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

2.2 花椒葉提取物抗疲勞活性研究

由圖5可知，飼喂西洋參和花椒提取物均能延長小鼠的力竭時間。飼喂無菌水時，小鼠的力竭時間為40 min；飼喂西洋參時，小鼠的力竭時間為64 min；飼喂花椒提取物時，小鼠的力竭時間為70 min。研究結果表明，西洋參和花椒提取物均有一定的抗疲勞功效，且飼喂花椒提取物的小鼠的抗疲勞功效高于西洋參。

圖5 花椒葉提取物抗疲勞活性研究

3 小結

花椒葉是花椒種植過程中最大的副產物，一直以來，我們對花椒葉的利用主要為鮮食。隨著科學技術的發展，花椒葉的利用逐漸豐富多樣，目前花椒葉加工方式有花椒葉茶、花椒葉豆瓣醬、花椒葉沐浴露、花椒葉空氣清新劑等。花椒葉的深加工發展緩慢，作為富含植物多酚的花椒葉在多酚的提取方面有著巨大的潛力，本研究基于此對花椒葉多酚的提取工藝進行了優化，旨在拓寬花椒的產業鏈，增加花椒種植戶收入，同時為我國植物多酚的開發提供了新思路。