郭娜 李簫樂 王香愛

摘 要：我國(guó)是花椒生產(chǎn)大國(guó)，近年來發(fā)現(xiàn)花椒精油具有很多特性。本文介紹了國(guó)內(nèi)外研究花椒精油的現(xiàn)狀，綜述了花椒精油的提取方法以及不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)，概括了花椒精油的用途，提出了花椒精油研究所存在的問題和解決方法。

關(guān)鍵詞：花椒精油;提取方法;新型用途

Abstract：Zanyhoxylum bungeanum Maxim is widely distributed in China. In recent years， it has been found that the essential oil of Zanyhoxylum bungeanum Maxim has many characteristics. This paper introduces domestic and overseas research status of Zanthoxylum bungeanum Maxim oil， summarize the extraction methods and the advantages and the disadvantages of different methods， generalize the application of Zanthoxylum bungeanum Maxim oil， and put forward the existing problems and solutions of Zathoxylum oil.

Key words：Essential oil of Zanthoxylum bungeanum Maxim; Extraction method; New-type application

中圖分類號(hào)：TS224.4

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim）屬蕓香科植物，在我國(guó)分布較廣，北起東北南部，南至五嶺北坡，西南至西藏東南部?；ń饭麑?shí)的主要成分是花椒精油，由于各地區(qū)的土壤、降雨量、光照時(shí)間等差異較大，導(dǎo)致不同地區(qū)花椒中的精油含量和化學(xué)成分有所不同。花椒果實(shí)中精油的含量為4%～7%，花椒精油是花椒香氣的主要來源，其成分不僅與產(chǎn)地有關(guān)，還會(huì)因提取方法及條件的不同而有所差異，同時(shí)花椒精油還能應(yīng)用于醫(yī)藥、殺蟲劑、農(nóng)藥等的合成。我國(guó)從20世紀(jì)90年代就已經(jīng)開始對(duì)花椒的提取應(yīng)用進(jìn)行研究，目前常見的主要提取方法有水蒸氣蒸餾法、浸取法、溶劑浸取法、同時(shí)蒸餾萃取法和超臨界CO2萃取法等，不同的方法和溶劑都會(huì)直接影響花椒精油的提取含量、效率和主要成分。本文主要就我國(guó)當(dāng)前提取花椒精油的方法和應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 花椒精油的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

世界上花椒的品種大約有250種，在亞洲、美洲、非洲的熱帶及亞熱帶地區(qū)分布較多，亞洲花椒的主產(chǎn)區(qū)主要有中國(guó)、韓國(guó)、日本等。日本更是培育出了很多花椒新品種，這為提取出優(yōu)質(zhì)的花椒精油奠定了良好的基礎(chǔ)，這些花椒新品種不僅無刺，而且提取的花椒精油產(chǎn)率較高、香味濃烈、留香時(shí)間長(zhǎng)。早在20世紀(jì)初就有日本學(xué)者對(duì)花椒精油的成分進(jìn)行了分析，并成功地發(fā)現(xiàn)花椒的辣味來自于精油中所含有的一種名叫辣味醇的物質(zhì)。而韓國(guó)近幾年則致力于花椒精油的化學(xué)成分方面的研究，韓國(guó)學(xué)者通過不同的方法從花椒精油中提取出了不同的物質(zhì)。美國(guó)、泰國(guó)等國(guó)家的科學(xué)家對(duì)花椒精油的主要成分進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了花椒精油的抗菌活性和其特殊的理化性質(zhì)，并指出花椒精油的主要成分是乙酸香葉酯等。

我國(guó)的花椒精油主要被制成調(diào)味油而出現(xiàn)在餐桌上。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，花椒精油越來越多的用途被人類發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)花椒的需求量也與日俱增。我國(guó)的花椒種植面積已經(jīng)超過12萬hm2，且呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)，也逐漸形成了花椒種植產(chǎn)業(yè)基地。

2 提取方法

2.1 水蒸氣蒸餾法

花椒中的揮發(fā)油可同水蒸氣一起被蒸餾出來，水蒸氣蒸餾法操作簡(jiǎn)單，利用的原理是與水蒸氣相互不溶解的混合物的蒸氣壓小于各組分的飽和蒸氣壓。在實(shí)驗(yàn)室用此方法對(duì)花椒精油進(jìn)行提取，初步得到的精油提取率為14.25%，精油呈半透明，顏色呈淡黃綠色，清澈油狀液體，具有濃郁的芳香味。張懷予等[1]用甘肅的武都大紅袍為實(shí)驗(yàn)原料，采用水蒸氣蒸餾法提取花椒精油，得到最佳工藝條件：蒸餾時(shí)間96 min，蒸氣量73 mL、料液比值0.11（g∶mL），在此條件下花椒精油的提取率為6.71%。莊世宏[2]采用常規(guī)的水蒸氣蒸餾法和循環(huán)水蒸氣蒸餾法，對(duì)花椒精油的提取得率進(jìn)行對(duì)比，得出循環(huán)水蒸氣蒸餾法要比常規(guī)水蒸氣蒸餾法所得精油高出一倍。水蒸氣蒸餾法是最常用的提取精油方法之一，這種方法運(yùn)用設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)省能源，但存在提取得率低等方面的不足。

2.2 溶劑提取法

不同溶劑會(huì)對(duì)花椒精油的提取率產(chǎn)生不同的影響。宋蓉[3]等分別采用石油醚、乙醚、二氯甲烷和無水乙醇這4種溶劑對(duì)花椒精油進(jìn)行提取，并采用氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）分析化學(xué)成分，得到石油醚和乙醚的提取率相對(duì)較高，其中乙醚提取的精油抗菌活性最強(qiáng)，并鑒別出精油中含有大量的乙酮。羅凱[4]等利用溶劑萃取法提取的花椒精油得率達(dá)到8.37%，相比于傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法，有更高的得率。韓同山[5]用4種不同溶劑對(duì)花椒精油的提取進(jìn)行研究，得到用無水乙醇作溶劑，溫度在78 ℃，采用回流提取的方法，提取4 h，在此條件下，精油的最高產(chǎn)率可達(dá)11.84%。利用溶劑萃取法可提高花椒精油的產(chǎn)率，也可利用所選取的溶劑的極性進(jìn)行更合適的提取，由于存在較多的溶劑殘留會(huì)影響花椒精油的風(fēng)味和成分。

2.3 同時(shí)蒸餾萃取法

同時(shí)蒸餾萃取法（SDE）的優(yōu)點(diǎn)是將蒸餾和提取這兩步操作合二為一、同時(shí)進(jìn)行，這種方法具有良好的重復(fù)性，可有效提高花椒精油微量成分的提取率[6]。

秦軍[7]等利用同時(shí)蒸餾萃取法萃取2.5 h，將萃取液在1 g無水NaSO4中進(jìn)行干燥，得率4.1%，然后在其基礎(chǔ)上進(jìn)行微波輔助同時(shí)蒸餾萃取法，產(chǎn)率提高到8.9%。龍園園[8]等采用同時(shí)蒸餾萃取法，得最佳條件為加水量5.5倍、提取時(shí)間3.5 h、乙醚用量41 mL、粉碎度80目時(shí)，揮發(fā)油的提取率為3.59%。蒸餾萃取法與傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法相比，操作更簡(jiǎn)單，且節(jié)約溶劑，同時(shí)由于揮發(fā)油在溶劑中，避免轉(zhuǎn)移的損失。

2.4 超臨界CO2萃取法

近年來，隨著研究方法的不斷更新，許多新型方法被不斷研究和采用，如超臨界流體萃取、固相微萃取等也被運(yùn)用在提取精油的操作技術(shù)中。超臨界CO2萃?。⊿FE）是利用溫度和壓力影響超臨界流體的溶解能力，在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其按照極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小有選擇性的把混合成分依次萃取出來，將CO2作為流體非常合適，因其本身具有廉價(jià)、安全無有害成分等優(yōu)點(diǎn)。郭紅祥[9]等人進(jìn)行水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。與水蒸氣蒸餾法相比，超臨界CO2萃取法花椒精油的萃取率可達(dá)10%～13%，且萃取時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于水蒸氣蒸餾萃取法，工藝流程簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度更高，可節(jié)約大量的人力，為企業(yè)生產(chǎn)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。馬寅斐等[10]將溶劑提取法與超臨界CO2萃取法相結(jié)合，通過正交實(shí)驗(yàn)，確定最佳的實(shí)驗(yàn)條件為萃取壓力30 MPa、萃取溫度50 ℃、分離釜壓力6 MPa、分離釜溫度60 ℃。樊振江等[11]人運(yùn)用超臨界CO2萃取花椒精油，對(duì)壓力、溫度、時(shí)間進(jìn)行探究，得出最優(yōu)的工藝條件為萃取壓力30 MPa、萃取溫度40 ℃、萃取時(shí)間130 min時(shí)，花椒精油得率為10.81%。超臨界CO2法操作簡(jiǎn)單、提取純度高，但存在儀器設(shè)備體積大、價(jià)格昂貴、能耗高等缺陷。因此，不能大規(guī)模的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，而是多用于科學(xué)研究或者生產(chǎn)具有高價(jià)值的產(chǎn)品方面。

3 花椒精油的用途

3.1 抗菌作用

吳靜[12]采用超臨界CO2法對(duì)花椒精油的化學(xué)成分、體外體內(nèi)抗菌活性及機(jī)理進(jìn)行研究，表明花椒精油對(duì)大腸桿菌有明顯的抑制效果，且初步確定其抑制機(jī)理是破壞細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，且對(duì)感染大腸桿菌致腸道組織破壞的小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到花椒精油對(duì)其有明顯的改善和保護(hù)作用。宋麗雅等[13]對(duì)超聲、回流、閃式3種提取方法進(jìn)行比較，選出最佳提取方法，運(yùn)用牛津杯和倍半稀釋法測(cè)定了花椒精油的抑菌圈及最小抑菌濃度，還測(cè)定了花椒精油對(duì)細(xì)菌培養(yǎng)液的電導(dǎo)率的影響，最終確定花椒精油對(duì)部分細(xì)菌有抑制作用，且分析了花椒提取液的抑菌機(jī)理，即花椒精油可改變細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)和電解質(zhì)大量滲出，從而使細(xì)菌死亡。

3.2 殺蟲作用

松材線蟲，屬于線型動(dòng)物門，滑刃目，滑刃科，傘滑刃屬動(dòng)物，是一種常見的松樹的寄生蟲，能誘發(fā)松樹線蟲病。松樹線蟲病又稱松樹萎蔫病、松樹枯萎病，是一種毀滅性的的病害，具有傳播途徑多、發(fā)病部位隱蔽、發(fā)病速度塊、潛伏時(shí)間長(zhǎng)、治理難度大等特點(diǎn)，是世界檢疫性的松樹病害。近幾十年來，世界范圍內(nèi)都在尋找克制松材線蟲的殺蟲劑。目前，殺蟲劑向低毒、高效、綠色環(huán)保的方向發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)駱駝蓬、黃文江魚藤、桃花心木等植物的提取物對(duì)線蟲有較明顯的抑制作用。束成杰等[14]對(duì)青花椒提取物及精油對(duì)線蟲的抑制程度進(jìn)行深入探究，通過研究發(fā)現(xiàn)青花椒提取物及精油均對(duì)線蟲有顯著的防治作用。0.025%青花椒精油處理線蟲4 h后，線蟲達(dá)到半數(shù)致死率;0.1%則為絕對(duì)致死量。張鳳倩[15]以秀麗隱桿蟲為材料，分別探究了青花椒精油和紅花椒精油對(duì)線蟲活性的抑制作用和抑制機(jī)理，發(fā)現(xiàn)1.0、1.2、1.4 mg·mL-1和1.8 mg·ml-1的青花椒精油和1、2、3 mg·mL-1和

4 mg·mL-1花椒精油對(duì)線蟲的生存率和壽命長(zhǎng)短有明顯的抑制作用，且花椒精油對(duì)線蟲的運(yùn)動(dòng)行為有較大影響，這種影響會(huì)隨著花椒精油的濃度增大而變得明顯。

3.3 藥理作用

花椒精油對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)具有麻醉和鎮(zhèn)靜的作用。臨床醫(yī)學(xué)已把花椒提取物作為消炎止痛的藥物?；ń肪涂稍诰植柯樽淼幕A(chǔ)上，再一次產(chǎn)生麻醉鎮(zhèn)痛效果，且不會(huì)產(chǎn)生毒副作用，給患者造成二次傷害。袁娟麗[16]

以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，通過小鼠耳廓腫脹法、腹腔毛細(xì)血管通透性實(shí)驗(yàn)、熱板法、扭體法等實(shí)驗(yàn)手段，觀察和研究了花椒精油抗炎，鎮(zhèn)痛的藥理作用，初步證實(shí)花椒揮發(fā)油對(duì)于急、慢性炎癥都產(chǎn)生明顯作用，對(duì)于急性劇烈疼痛有顯著的抑制作用。

鑒于花椒精油有較強(qiáng)的抗菌消炎的作用，研究人員對(duì)花椒精油是否可以抑制癌細(xì)胞提出了猜想，也進(jìn)行了各種各樣的實(shí)驗(yàn)研究。弭向輝[17]經(jīng)過對(duì)花椒精油抗腫瘤細(xì)胞的初步研究發(fā)現(xiàn)，花椒精油能有效抑制黑色瘤細(xì)胞的活性，這種抑制作用與花椒精油濃度和處理時(shí)間有關(guān)系。由于我國(guó)對(duì)花椒精油的提取技術(shù)還比較薄弱，無法提取出純度更高的花椒精油，這對(duì)花椒精油的充分利用產(chǎn)生了較大的影響，直接影響了花椒的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這也是研究人員需重點(diǎn)攻克的問題。

3.4 抗氧化作用

超氧陰離子自由基是機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生的一種自由基。如果人體內(nèi)積聚大量的超氧陰離子自由基，這些自由基就會(huì)攻擊正常的細(xì)胞，破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而引發(fā)人體的某些疾病，如糖尿病、癌癥等，影響生命。要清除體內(nèi)多余的自由基，需攝入一定量的抗氧化劑。日常生活中，常用的抗氧化劑有維生素C、維生素E、褪黑素等。近年來，有研究人員發(fā)現(xiàn)，花椒精油中含有黃酮類、酚類、醛類、鞣質(zhì)類，生物堿類和多糖類等物質(zhì)，所以花椒精油是一種天然的抗氧化劑。徐坤等[18]進(jìn)行了維生素C和花椒精油抗氧化性的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，花椒精油與維生素C對(duì)超氧自由基有一定的清除作用，在相同濃度下，兩者的抗氧化能力相差無幾，但實(shí)驗(yàn)中所用的花椒精油由于純度較低，因此抗氧化能力略低于維生素C。要提高清除超氧陰離子自由基的能力，需提高花椒精油的純度。

4 存在問題及解決方法

我國(guó)花椒的種植面積廣、品種多、產(chǎn)量高。但是國(guó)內(nèi)對(duì)花椒進(jìn)行深加工的企業(yè)屈指可數(shù)，花椒產(chǎn)業(yè)也處于發(fā)展緩慢且產(chǎn)業(yè)鏈較短的時(shí)期?；ń肪妥鳛榛ń饭さ闹饕煞?，化學(xué)成分多樣，具有特殊的香味，因此可廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。但是我國(guó)的花椒精油相關(guān)產(chǎn)品還處于比較粗糙的階段，有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品占比較少。

針對(duì)我國(guó)花椒研究方面存在的問題，研究人員可把花椒相關(guān)產(chǎn)業(yè)與當(dāng)今的新型技術(shù)手段相結(jié)合，如超臨界CO2法提取花椒精油在很大程度上提高了精油的純度。由于花椒精油的化學(xué)成分極其復(fù)雜，僅用當(dāng)前的技術(shù)手段進(jìn)行分析，得到的化學(xué)物質(zhì)就有上百種，為使花椒精油被廣泛應(yīng)用，需進(jìn)行多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉研究。與生物科學(xué)的相關(guān)人員可培育更加優(yōu)質(zhì)的花椒品種，為提取品質(zhì)更好的花椒精油生產(chǎn)所需原料;化學(xué)領(lǐng)域的研究人員可改進(jìn)優(yōu)化提取精油的技術(shù)手段，在未來可克服精油純度低的問題。

5 結(jié)語

目前，我國(guó)對(duì)于花椒精油的研究還處于初級(jí)階段，對(duì)花椒精油的功效了解也比較淺顯，制得的精油中含有有機(jī)溶劑、純度低，對(duì)花椒精油的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生較大的局限性。因此，研究更好提取技術(shù)，以發(fā)掘花椒精油更多的利用價(jià)值，依然是花椒行業(yè)應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)。

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