摘要［目的］分析韓城花椒試驗(yàn)站參試花椒種質(zhì)風(fēng)味物質(zhì)含量的差異性，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為當(dāng)?shù)睾Y選花椒優(yōu)異種質(zhì)。［方法］以陜西韓城花椒試驗(yàn)站收集的15個(gè)花椒種質(zhì)為試驗(yàn)材料，通過測(cè)定花椒果皮主要風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的含量與組成成分，對(duì)比分析不同種質(zhì)花椒的差異性。通過綜合評(píng)價(jià)，初選適宜當(dāng)?shù)卦耘嗟膬?yōu)良花椒種質(zhì)。［結(jié)果］區(qū)試的15個(gè)種質(zhì)花椒果皮揮發(fā)油和麻味物質(zhì)含量差異明顯，其中揮發(fā)油含量最高的是萊蕪大紅袍（ZB7），為40.04mL/kg；麻味物質(zhì)含量最高的是林州大紅袍（ZB10），為87.813mg/g。在麻味物質(zhì)組分中羥基-α-山椒素貢獻(xiàn)最大，為93.2%，是花椒麻味的主要成分。通過綜合評(píng)分和聚類分析，評(píng)選出了ZB10（林州大紅袍）、ZB3［韓城大紅袍（優(yōu)株）］、ZB4（韓城無刺）和ZB6（臨沂小花椒）這4個(gè)花椒種質(zhì)為當(dāng)?shù)爻踹x的優(yōu)良花椒種質(zhì)。ZB7、ZB14（貴州油椒）和ZB1（仡佬無刺花椒）這3個(gè)種質(zhì)可作為單項(xiàng)優(yōu)異種質(zhì)，進(jìn)行定向培育。［結(jié)論］該研究為后期花椒良種選育奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞花椒；揮發(fā)油；麻味物質(zhì)；含量測(cè)定；品質(zhì)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)TS264.3"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A"文章編號(hào)0517-6611（2025）01-0184-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.038

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

DeterminationandEvaluationofFlavorSubstancesinthePeelsofDifferentGermplasmsof"Zanthoxylumbungeanum"Maxim

WANGYu-hui，LIBo-tong，CHENLeietal

（CollegeofForestry，NorthwestAamp;FUniversity，Yangling，Shaanxi712100）

Abstract［Objective］Toanalyzethedifferencesinflavorsubstancecontentofthetested"Zanthoxylumbungeanu"germplasmattheHancheng"Z.bungeanum"ExperimentalStation，andconductacomprehensiveevaluationtoscreenexcellent"Z.bungeanum"germplasmforthelocalarea.［Method］Using15"Z.bungeanum"germplasmscollectedfromtheHancheng"Z.bungeanum"ExperimentalStationinShaanxiProvinceasexperimentalmaterials，thecontentandcompositionofthemainflavorsubstancesvolatileoilandhempflavorsubstancesintheskinof"Z.bungeanum"weremeasured，andthedifferencesindifferentgermplasmof"Z.bungeanum"werecomparedandanalyzed.Throughcomprehensiveevaluation，selectexcellent"Z.bungeanum"germplasmsuitableforlocalcultivation.［Result］Amongthe15"Z.bungeanum"germplasmstestedintheregion，thereweresignificantdifferencesinthecontentofvolatileoilandhempflavorsubstancesinthefruitpeelof"Z.bungeanum.Amongthem，LaiwuDahongpao（ZB7）hadthehighestcontentofvolatileoil（40.04mL/kg）;thehighestcontentofhempflavorsubstancewasLinzhouDahongpao（ZB10），withaconcentrationof87.813mg/g.Inthecomponentsofhempflavoredsubstances，hydroxy-α-coumarincontributesthemost，accountingfor93.2%，andwasthemaincomponentof"Z.bungeanum"hempflavor.Throughcomprehensivescoringandclusteranalysis，four"Z.bungeanum"germplasms，ZB10（LinzhouDahongpao），ZB3（HanchengDahongpao（superiorplant）），ZB4（HanchengWuthorn）andZB6（LinyiXiaohuajiao），wereselectedasexcellent"Z.bungeanum"germplasmsforlocalpreliminaryselection.ZB7，ZB14（Guizhouoilpepper）andZB1（Gelaopricklyash）germplasmcouldbeusedassingleexcellentgermplasmfortargetedcultivation.［Conclusion］Thisstudylaysthefoundationforthelaterbreedingofhigh-qualitySichuanpeppervarieties.

Keywords"Zanthoxylumbungeanum"Maxim;Volatileoil;Hempflavorsubstances;Contentdetermination;Qualityevaluation

基金項(xiàng)目西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn)示范站（基地）科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目“花椒種質(zhì)評(píng)價(jià)及良種選育研究”（TGZX2021-8）。

作者簡(jiǎn)介王玉輝（1999—），男，山西大寧人，碩士研究生，研究方向：經(jīng)濟(jì)林栽培。*通信作者，副研究員，碩士，碩士生導(dǎo)師，從事經(jīng)濟(jì)林栽培研究。

花椒是蕓香科花椒屬（ Zanthoxylum "L.）植物，因果皮富含麻味素和芳香油等風(fēng)味物質(zhì)，而具有麻香味，是人們非常喜食的調(diào)味品，位列調(diào)料“十三香”之首，在我國(guó)餐飲和食品加工業(yè)有十分重要的作用?；ń纺秃迪补?，適應(yīng)性強(qiáng)，栽培價(jià)值高。花椒果皮、枝葉及根徑中均富含揮發(fā)油、脂肪酸、酰胺和生物堿等化學(xué)成分^［1］。其中山椒素等酰胺類物質(zhì)是花椒果皮中的主要麻味成分，而揮發(fā)油是其主要的香氣成分，麻味物質(zhì)和揮發(fā)油含量是反映花椒果皮內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)劣的主要指標(biāo)^［2］。

花椒主產(chǎn)我國(guó)，面積和產(chǎn)量均居世界首位。陜西韓城是我國(guó)花椒的主要產(chǎn)區(qū)，栽培面積3.67萬hm年產(chǎn)干花椒3萬t，產(chǎn)值30多億元，被中國(guó)經(jīng)濟(jì)林協(xié)會(huì)譽(yù)為“中國(guó)花椒之都”。韓城花椒栽培品種以韓城大紅袍為主，栽培歷史悠久，但由于長(zhǎng)期以來的粗放管理，種子重復(fù)繁殖，使花椒品種單一、良種匱乏、品質(zhì)退化，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)鼗ń樊a(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

為了培育當(dāng)?shù)剡m宜的花椒優(yōu)良品種，在韓城花椒試驗(yàn)示范站收集全國(guó)各地花椒特異種質(zhì)，進(jìn)行區(qū)域栽培試驗(yàn)。該試驗(yàn)是以韓城花椒試驗(yàn)站栽培的不同花椒種質(zhì)的果皮材料為研究對(duì)象，采用水蒸氣蒸餾法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）、高效液相色譜法（HPLC），對(duì)試驗(yàn)的不同花椒種質(zhì)果皮揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的成分及含量進(jìn)行鑒定分析，并以揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過綜合得分、聚類分析等方法，篩選表現(xiàn)優(yōu)異的花椒種質(zhì)，為后期花椒良種選育奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料來源

該試驗(yàn)材料來自2016年從全國(guó)各地收集的花椒種質(zhì)苗木，在陜西韓城花椒試驗(yàn)示范站進(jìn)行區(qū)域栽培試驗(yàn)。2022年8月，采集成熟后不同種質(zhì)的花椒果皮，及時(shí)曬干、去籽、去雜。將干凈果皮使用粉碎機(jī)粉碎成花椒粉，過40目篩，常溫保存，以備測(cè)試分析?；ń贩N質(zhì)名稱及編號(hào)如表1所示。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1花椒果皮揮發(fā)油提取。

采用水蒸氣蒸餾法提取花椒中揮發(fā)油，30.0 g花椒粉和300 mL超純水蒸餾2 h，等精油界面穩(wěn)定后讀數(shù)，收集的揮發(fā)油用無水硫酸鈉干燥^［3］。按以下公式計(jì)算出樣品中花椒揮發(fā)油的含量。

揮發(fā)油含量（mL/kg）=揮發(fā)油體積（mL）/樣品取樣量（g）×1000

1.2.2花椒果皮揮發(fā)油成分測(cè)定。

使用正己烷稀釋花椒揮發(fā)油10倍，采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)揮發(fā)油成分進(jìn)行鑒定和含量檢測(cè)^［4］，進(jìn)樣體積為10 μL。

參考馬堯^［5］采用的氣相色譜和質(zhì)譜條件，得到揮發(fā)油成分圖譜，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所質(zhì)譜庫（NIST）和文獻(xiàn)報(bào)道^［6-7］初步鑒定揮發(fā)性成分，使用面積歸一化法，得出揮發(fā)油中相對(duì)豐富度較高的化學(xué)成分的相對(duì)含量。

1.2.3花椒果皮麻味物質(zhì)含量測(cè)定。

采用超聲波提取方法提取花椒中的麻味物質(zhì)，稱量1g樣品，加入20mL甲醇進(jìn)行萃取，搖勻水浴超聲0.5h，將上清液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，再次加入15mL甲醇，超聲0.5h，移取上清液，加入甲醇定容，轉(zhuǎn)移至離心管，3000r/min離心10min，過濾（0.22μm膜），將其注入進(jìn)樣瓶中，待測(cè)。

HPLC色譜條件：色譜柱為AglientZBRBAXSB-C18（4.6mm×250mm，5μm）；以甲酸乙腈-甲酸水為流動(dòng)相梯度洗脫（A為甲酸乙腈，B為甲酸水）。梯度程序：0min，35%A；0～30min，35%～75%A；30～35min，75%～90%A。洗脫流速0.8mL/min，柱溫25℃，檢測(cè)波長(zhǎng)270nm，進(jìn)樣量10μL，時(shí)間35min。

將待測(cè)溶液注入高效液相色譜儀中進(jìn)行測(cè)定，得到樣品溶液在波長(zhǎng)270nm處的峰面積，然后根據(jù)建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線得出線性方程，并求出不同種質(zhì)花椒麻味物質(zhì)的含量。

2結(jié)果與分析

2.1花椒果皮揮發(fā)油含量差異性分析

對(duì)花椒果皮揮發(fā)油成分進(jìn)行GC-MS分析，經(jīng)儀器所配置的譜庫進(jìn)行檢索，花椒精油中揮發(fā)性成分的相對(duì)含量經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按峰面積歸一化法計(jì)算得出。

從表2可以看出，不同種質(zhì)花椒果皮揮發(fā)油含量差異明顯。其中含量最高的是ZB7，為40.04mL/kg，含量最低的是ZB5，僅為15.00mL/kg，前者是后者的2.67倍。根據(jù)中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《花椒質(zhì)量等級(jí)》（LY/T1652—2005），花椒揮發(fā)油含量達(dá)到一級(jí)以上的有ZB7、ZB1、ZB3、ZB10、ZB8、ZB6和ZB4這7個(gè)花椒種質(zhì)，它們與其余花椒種質(zhì)揮發(fā)油含量差異性均達(dá)到顯著水平，有良種選擇潛力。

2.2花椒果皮揮發(fā)油組成成分分析

從表3可以看出，揮發(fā)油中檢測(cè)出的成分主要為醇類、烯類、酮類?；ń饭]發(fā)油主要共有成分為芳樟醇、β-月桂烯、α-蒎烯、β-羅勒烯。芳樟醇和檸檬烯等成分是常用的香精香料，在日常生活中廣泛添加于食品、飲料、洗滌劑等^［6］，是非常重要的添加劑。芳樟醇不僅具有抗菌、殺蟲、鎮(zhèn)痛、抗焦慮、鎮(zhèn)靜催眠、抗炎、抗腫瘤的作用^［7］，而且在抑制大腸桿菌方面展現(xiàn)出顯著的抑菌效果^［8］。

區(qū)試的15個(gè)花椒種質(zhì)中芳樟醇相對(duì)含量較高的有ZB8、ZB2和ZB13，分別為4.07%、3.83%和3.18%；檸檬烯相對(duì)含量較高的有ZB6、ZB10和ZB14，相對(duì)含量分別為31.30%、27.70%和26.89%。同一組分相對(duì)含量在不同種質(zhì)之間差異較大，如ZB7中檜烯的相對(duì)含量達(dá)到了37.57%，ZB5中檜烯含量?jī)H為1.65%，前者是后者的近23倍，差異十分顯著。

其他成分相對(duì)含量較高的花椒種質(zhì)：β-月桂烯相對(duì)含量較高的有ZB1和ZB13，分別為10.37%和9.42%；松油烯相對(duì)含量較高的有ZB10和ZB14，分別為4.24%和4.07%；β-羅勒烯相對(duì)含量較高的有ZB11和ZB14，分別為11.26%和4.60%；反式-β-羅勒烯相對(duì)含量較高的有ZB2和ZB10，分別為13.13%和6.39%；胡椒酮相對(duì)含量較高的有ZB6和ZB8，分別為6.36%和6.34%；吉馬烯相對(duì)含量最高的是ZB1為9.35%；（+）-α-松油醇相對(duì)含量最高的是ZB1為6.70%；4-松油醇相對(duì)含量較高的有ZB10和ZB14，分別為11.04%和10.13%；β-欖香烯相對(duì)含量較高的有ZB12和ZB13，分別為4.23%和4.69%。這些不同花椒種質(zhì)不同成分含量的差異性可為花椒特異種質(zhì)培育和選擇提供依據(jù)。

2.3花椒果皮麻味物質(zhì)含量分析

2.3.1花椒果皮麻味物質(zhì)主要組分標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立。

花椒果皮麻味物質(zhì)主要成分為羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素，通過對(duì)這3種羥基山椒素的標(biāo)品設(shè)置不同梯度的濃度，建立線性方程，來測(cè)定樣品麻味物質(zhì)主要成分含量，以確定花椒麻味物質(zhì)總含量^［9］。

稱取羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素對(duì)照標(biāo)品，將其溶解于甲醇中，先過濾，稀釋至質(zhì)量濃度分別為0.01、0.02、0.03、0.05、0.10和0.15mg/mL共6個(gè)梯度，依次將樣品溶液注入高效液相色譜儀中，測(cè)定羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素對(duì)照品溶液的峰面積，以其質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)、峰面積為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)行線性回歸，得到回歸方程，且各回歸方程的相關(guān)系數(shù)（R2）均大于0.95（表4），說明不同花椒品種的麻味物質(zhì)線性關(guān)系良好。因此，根據(jù)線性方程，可以確定不同種質(zhì)花椒果皮麻味成分羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素的含量，最后計(jì)算出不同種質(zhì)花椒果皮麻味物質(zhì)總含量。

2.3.2花椒果皮麻味物質(zhì)含量差異性分析。

從表5可以看出，15個(gè)花椒種質(zhì)的果皮麻味物質(zhì)含量平均為56.683mg/g，而且不同種質(zhì)間麻味物質(zhì)總含量差異明顯。麻味物質(zhì)含量最高的是ZB10，為87.813mg/g；含量最低的是ZB僅為19.626mg/g，前者是后者的4.47倍，差異顯著。其中ZB10、ZB3、ZB4、ZB14和ZB6這5個(gè)種質(zhì)麻味物質(zhì)總含量較高，均大于77.000mg/g，表現(xiàn)較好，有選擇潛力。其余花椒種質(zhì)的麻味物質(zhì)均小于70.000mg/g，表現(xiàn)較中庸或較差，選擇潛力小。

2.3.3花椒果皮麻味物質(zhì)組分分析。

羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素是花椒果皮主要的麻味物質(zhì)。從表5可以看出，不同種質(zhì)花椒果皮中3類山椒素含量差異明顯，其中ZB10、ZB3和ZB4花椒種質(zhì)中羥基-α-山椒素和羥基-β-山椒素的含量均顯著高于其他種質(zhì)。ZB10的羥基-α-山椒素含量和羥基-β-山椒素含量均最大，表明ZB10的麻味強(qiáng)度最高。而ZB5的羥基-γ-山椒素含量最高，為0.790mg/g。

花椒果皮麻味物質(zhì)總量主要由羥基-α-山椒素貢獻(xiàn)，平均貢獻(xiàn)率為93.2%，羥基-β-山椒素平均貢獻(xiàn)率為6.3%，羥基-γ-山椒素平均貢獻(xiàn)僅為0.5%。Tokita等^［10］研究發(fā)現(xiàn)，羥基-α-山椒素和羥基-β-山椒素可能通過促進(jìn)5-羥色胺和前列腺素E2等的分泌，從而促進(jìn)腸道平滑肌細(xì)胞的收縮。Kono等^［11］研究表明，α-山椒素具有改善克羅恩病（Crohn’s disease）大鼠結(jié)腸微血管循環(huán)障礙的作用；α-山椒素結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在正常儲(chǔ)存條件下容易發(fā)生異構(gòu)化、水解和氧化，在較低溫度下更穩(wěn)定。李焰梅等^［12］研究表明，γ-山椒素能改善鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病模型鼠血糖、血脂和蛋白質(zhì)代謝紊亂，是治療I型糖尿病的候選藥物。不同類型山椒素，除了食用以外，還具有特異的醫(yī)用價(jià)值。篩選具有特異類型山椒素含量較高花椒種質(zhì)用于醫(yī)藥開發(fā)也具有重要的實(shí)用價(jià)值。

2.4花椒優(yōu)良種質(zhì)評(píng)價(jià)

2.4.1綜合評(píng)價(jià)。

采用熵權(quán)法確定不同種質(zhì)花椒果皮揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的權(quán)重，結(jié)合線性加權(quán)法得出綜合得分。通過數(shù)據(jù)分析花椒果皮揮發(fā)油權(quán)重為0.425，麻味物質(zhì)權(quán)重為0.575，麻味物質(zhì)權(quán)重大于揮發(fā)油權(quán)重，說明花椒的麻味物質(zhì)對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響更大。根據(jù)權(quán)重求出花椒不同種質(zhì)的綜合得分，評(píng)分越高，果實(shí)的品質(zhì)越好。根據(jù)綜合得分，評(píng)選出得分前30%的花椒種質(zhì)，其中ZB10（林州大紅袍）、ZB3［韓城大紅袍（優(yōu)株）］、ZB4（韓城無刺）、ZB6（臨沂小花椒）、ZB7（萊蕪大紅袍）綜合得分較高，分別為0.857、0.829、0.793、0.774、0.730，說明這5個(gè)種質(zhì)花椒的品質(zhì)更好。

2.4.2聚類分析。

聚類分析可以用來更好地理解不同種質(zhì)資源花椒分類問題，通過聚類還可以觀察不同種質(zhì)資源的差異。用花椒果皮揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的含量作為變量，采用系統(tǒng)聚類法對(duì)15個(gè)花椒樣品進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，類間距為10時(shí)，15個(gè)種質(zhì)花椒可聚為5類：ZB14、ZB6、ZB10、ZB4、ZB3為一類；ZB9、ZB15、ZB8、ZB7為第二類；ZB13、ZB5為第三類；ZB11、ZB12、ZB2為第四類；ZB1為單獨(dú)一類。

從表6可以看出，I類花椒種質(zhì)，麻味物質(zhì)和揮發(fā)油含量均值均較大，是良種選育的首選類型；Ⅱ類種質(zhì)，花椒麻味物質(zhì)和揮發(fā)油含量均值表現(xiàn)中庸，后面可從抗性等方面繼續(xù)進(jìn)行綜合觀測(cè)；Ⅲ類種質(zhì)，麻味物質(zhì)含量中等偏下水平，揮發(fā)油含量最低，表現(xiàn)較差，可以予以淘汰；IV類種質(zhì)，麻味物質(zhì)和

揮發(fā)油含量均較低，也不適宜于當(dāng)?shù)卦耘?；V類花椒種質(zhì)比較特殊，揮發(fā)油含量最高，而麻味物質(zhì)含量最低，可以作為特異種質(zhì)予以保留，可以為花椒精油提取的加工企業(yè)培育高揮發(fā)油的花椒品種。因此，通過聚類分析初步篩選出，I類的ZB14、ZB6、ZB10、ZB4、ZB3花椒種質(zhì)和V類的ZB1種質(zhì)為花椒優(yōu)良種質(zhì)，可以進(jìn)行進(jìn)一步選育研究。

3結(jié)論與討論

我國(guó)花椒資源豐富，揮發(fā)油和麻味物質(zhì)作為花椒最重要的品質(zhì)指標(biāo)，化學(xué)成分多樣且具有巨大的開發(fā)價(jià)值，是花椒種植、產(chǎn)品開發(fā)、良種選育的關(guān)鍵指標(biāo)。該研究測(cè)定和分析了韓城試驗(yàn)站不同種質(zhì)花椒果皮揮發(fā)油的含量和成分以及麻味物質(zhì)含量。通過綜合分析2個(gè)品質(zhì)指標(biāo)評(píng)分得出：ZB10、ZB3、ZB4、ZB6和ZB7的得分較高，說明這5個(gè)種質(zhì)的花椒果皮揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的含量高于其他花椒種質(zhì)，風(fēng)味物質(zhì)含量豐富，品質(zhì)較好。

通過聚類分析，I類種質(zhì)ZB14、ZB6、ZB10、ZB4和ZB3這5個(gè)種質(zhì)花椒果皮揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的含量較高，表現(xiàn)較好。與綜合評(píng)分選擇方法相比，ZB10（林州大紅袍）、ZB3［韓城大紅袍（優(yōu)株）］、ZB4（韓城無刺）、ZB6（臨沂小花椒）這4個(gè)花椒種質(zhì)，是2種方法選擇都是比較好的，可以作為當(dāng)?shù)鼗ń妨挤N選育的備選材料。評(píng)分法選擇的Z7（萊蕪大紅袍）揮發(fā)油含量高，而麻味素含量中等；聚類選擇的Z14（貴州油椒）麻味物質(zhì)含量較高，而揮發(fā)油含量中等；聚類分類中V類種質(zhì)ZB1（仡佬無刺花椒）揮發(fā)油含量高，而麻味物質(zhì)含量低；這3個(gè)品種可以作為進(jìn)一步觀察，通過定向育種，培育單項(xiàng)優(yōu)良的花椒品種。

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