花椒精油的研究现状

花椒精油的研究现状

【摘要】花椒在我国有着广泛地种植，并且面积广、产量高。近年来研究发现花椒精油具有多种药理作用和临床功能。是一种具有开发潜力的应用植物资源，它的研究与开发将提高花椒的附加值，并且提供了一种新的食物资源。依据近几年花椒精油的深入研究，本文就其提取方法、化学组分和药理作用等研究作一综述。

【关键词】花椒；精油；研究现状

引言

花椒是芸香科(Rutaceae)花椒属(ZanthoxylumL．)植物花椒的果皮。全世界大约有250种，分布于亚洲、美洲、非洲及大洋洲的热带和亚热带地区。目前我国大约有39种，14个变种，但是通常只有生长在我国川陕甘和晋冀鲁豫一带的花椒及花椒原变种、野花椒、川陕花椒、竹叶花椒、青花椒5个种的果皮才具有使用价值[1]。目前在我国，花椒的种植面积已经超过12万hm2，并以每年20％～30％的速度递增，年产花椒12万t左右[2]。2002年卫生部确定花椒为药食两种原料，作为传统调味料和中药，花椒的应用有着源远流长的历史。

花椒中含有大量的精油，是花椒的次生代谢物质，花椒的香气成分来自于其组织中所含的精油。由于花椒品种、产地的气候、雨量、日照和土质等自然环境的不同，精油的化学组成与含量差异很大。从精油中分离出的组分主要为烯烃类、醇类、酮类、环氧化合物及酯类[3]。20世纪90年代我国开始进行花椒精的提取、花椒油的利用、芳香精油等开发，其中花椒精油的开发利用前景很广阔，既可以作为花椒调味油，为大众提供一种新的食物资源，也可开发利用精油中含有的大量医药有效成分和杀虫、驱虫活性成分。本文从提取方法、化学组分、功效等方面综述了近些年来花椒精油的研究进展。

1 花椒精油的提取方法研究

花椒精油是指一类花椒源次生代谢物质，是花椒体内分子量较小、可随水蒸气蒸出、具有一定气味的挥发性油状液体物质[4]。精油常温下容易挥发，难溶于水，易溶于高浓度乙醇和石油醚等极性小的有机溶剂中。针对以上精油的物理化学性质，并结合花椒本身的特性，对于花椒精油的提取方法既有传统的水蒸气蒸馏法、有机溶剂提取法、超声波辅助萃取法等，又有新兴的改进的水蒸气蒸馏法、超临界萃取法、亚临界流体萃取法等。

1.1传统的提取方法

1.1.1水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法是使用最广泛的一种精油提取方法，其原理是将粉碎后的原料加水浸泡，经煮沸，使精油与水蒸汽一起蒸出，经冷凝后收集。这种蒸馏方法能在比较低的温度下将精油提取出来，并且加工数量大，设备简单，操作简便，适合于就地加工。此法虽然简便，但是提取温度较高，提取时间也比较长，易导致某些成分挥发或者分解。唐课文等用水蒸气蒸馏法提取岳阳产花椒果实挥发成分，得到黄绿色挥发油，得率为3.5％左右[5]。赵志峰等人采用水蒸气蒸馏法提取重庆江津青花椒、重庆江津红花椒、成都普通花椒精油，得率分别为7.43％，3.59％，3.86％[6]。

1.1.2有机溶剂提取法

用溶剂提取花椒中的花椒精油，所选用的溶剂必须对有效组份有良好的选择性使有效组份在溶剂中有相对大的溶解度，并且要有较低的粘度使有效组份在溶剂中有较大的扩散系数，并使溶剂能

够较快地循环流动以加快提取速率。另外所选溶剂既要价廉、低毒、易得，还必须容易回收[7]。赵志峰等人采用无水乙醇、乙醚、丙酮和水作溶剂加热回流提取花椒精油，并分析和鉴定了花椒精油中的主要化学成分。实验结果表明，就所得精油化学成分的种类而言，乙醚是最好的提取溶剂[8]。由于有机溶剂提取精油存在有毒溶剂残留等问题，不太适宜于提取花椒精油。

1.1.3超声波辅助萃取法

超声波萃取是一种新的萃取技术，广泛应用于天然香料、植物酶、中草药活性成分等的提取，具有提取时间短、提取效率高、能耗低的特点。此法是利用超声波产生的强烈振动、高的加速度、强烈的空化效应、搅拌作用等，可加速成分进入溶剂，从而提高了提出率，并且免去了高温对成分的影响[9]。欧阳玉祝等人以花椒籽核为原料，研究了超声波提取花椒油的工艺条件，实验结果表明：用体积分数95％乙醇为提取介质，在液固比3:1(mL:g)、温度60℃下超声提取90 min，花椒油的提取率可达7.8％，比加热提取法高48.9％[10]。

1.2精油提取的新方法

1.2.1改进的水蒸气蒸馏法

针对传统的水蒸气蒸馏法在提取精油上的不足，不少学者提出了改良的水蒸气蒸馏法。

微波辅助水蒸气蒸馏是一项新的蒸馏提取技术。姜子涛等人利用该项技术提取调味香料清化桂的挥发油，并测定挥发油的化学成分[11]。结果表明，与单纯水蒸气蒸馏法比较发现，微波辅助水蒸气蒸馏即节省时间，又可得到高沸点的含氧化合物组分含量高的挥发油，所得挥发油经济价值较高。1.2.2超临界CO2萃取法

超临界流体萃取是指用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。CO2又以其临界压力和温度低、安全无毒、廉价等优点成为超临界流体萃取最合适的流体。此种方法的突出优点是萃取率高，工艺简单，自动化程度高，所得精油品质好，无毒，无溶剂残留。

樊振江等人对市售大红袍花椒采用正交实验法对花椒精油的超临界CO2提取工艺进行优化，以精油的得率为指标，考察萃取压力、温度、时间对精油得率的影响。得到的最佳工艺条件为：萃取压力30 MPa，萃取温度40℃，萃取时间130 min，花椒精油得率为10.81％[12]。而王洪等经过正交实验分析的到最佳工艺条件即萃取温度为46℃、萃取压力为22 MPa、萃取时间为120 min。并得到萃取花椒精油的最大值为13.7％[13]。但是超临界流体萃取技术也存在一些问题亟待解决，例如夹带剂的安全问题及所需仪器价格昂贵，不易推广。

1.2.3亚临界流体萃取法

亚临界流体萃取是在密闭、无氧、低压的压力容器内，依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程，达到固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，再通过减压蒸发的过程将萃取剂与目的产物分离。亚临界流体萃取具有无毒无害，无污染、提取物的活性高、产量大、可进行工业化大规模生产等优点。郭娟等人采用亚临界水萃取花椒精油，并研究了粒度、提取时间、提取温度对精油提取的影响，花椒精油得率可达5.42％，并且所得的花椒精油具有较好的抗氧化特性[14]。这个结果验证了亚临界流体萃取精油效果好于传统方法。

2. 花椒精油的化学组分研究

花椒精油是由多种类型化合物组成的混合物，其化学成分主要由萜烯类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物4大类组成。但是，不同品种的花椒中所含的精油化学组分不尽相同，即便是同种花椒，由于其生长时的光照时间、降水情况，采果后的干燥时间等的不同，其精油的组成也不相同。与此同时，随着精油提取传统技术的改进和新技术的出现，花椒精油中的化学组分也越来越多地被检测出来。

早在20世纪80年代，王立忠等人就对可食用的花椒挥发油进行了初步分析，他们采用气一质联机的方法对学名为Zanthoxylum bungeanum Maxim．花椒进行了成分分析，鉴定出32个成分，主要成分基本鉴定，其中含氧单萜11个，单萜8个，酯类3个，含量最高的是松油烯-4-醇[15]。