花椒麻味物质的分析测定方法和功能作用研究_郭静

花椒麻味物质的分析测定方法和功能作用研究
郭　静
(西南大学食品科学学院,重庆　400716)
摘　要:综述了花椒麻味物质的分析测定方法以及功能作用研究概况,研究其检测方法对充分
利用我国丰富的花椒资源开发新产品,具有巨大的经济效益和社会效益。

关键词:花椒麻味物质;测定方法;功能作用中图分类号:TS20213 文献标识码:B 文章编号:100029973(2008)0520073204
Studie s on the inspection methods and antioxidative ,antimicrobial ,insecticidal function of numb 2taste components from Zant hox y l um L .
GUO Jing
(Food College of Sout hwest University ,Chongqing 400716,China )
Abstract :This article reviews t he inspection met hods and t he antioxidative ,antimicrobial ,in 2secticidal f unction of numb 2taste component s f rom Zant hox y l um L .An advanced research on technology of inspection is meaningf ul for
making use of t he rich resource of
Zant hox y l um L 1and exploring new p roduct s.
Key words :numb 2taste component s ;inspection met hods ;antioxidative ,antimicrobial ,insec 2ticidal f unctio n
花椒(Zant hox y l um L .)系芸香科(R ut ace 2ae )花椒属(Zant hox y l umL i nn )植物,全世界约有250种,分布于亚洲、美洲、非洲及大洋洲的热带和亚热带地区。

花椒果实是传统的调味品,也是常用中药,可用于治疗呕吐、腹泻、蛔虫病等,外用可治疗湿疹痛痒、活血散瘀,而且对心血管系统疾病的治疗及镇痛、镇静、抗炎、抑菌等方面均有明显的药理活性。

1　花椒的化学成分
花椒的化学成分主要有挥发油、生物碱、酰胺、香豆素、木脂素、脂肪酸以及黄酮等。

1.1　花椒挥发油
花椒挥发油的化学组分主要有烯烃类、醇类、酮类、环氧化合物类及酯类。

花椒果皮中挥发油的含量为0.7%～9.0%。

张庆勇[1]对四川汉源花椒和金阳青花椒进行了比较,汉源花椒挥发油得率为
5.06%,主要成分为芳樟醇(53.34%),枞油烯(12.00%)和柠檬烯(11.89%)等;金阳青花椒挥发油
得率为7.6%,主要成分为柠檬烯(39.48%),莰烯(camphene ,26.25%)和芳樟醇(14.58%)等。

山西榆次花椒挥发油的含量为1.10%,主要成分为α2蒎烯(α2pipene ,44.29%),枞油烯(29.95%)。

郭治安[2]等采用气质联用技术对陕西富平产花椒挥发油的成分进行了分析,分离出了17个峰,鉴定出了相对峰面积大于1.0%的组分共16个,用峰面积归一化法定量测定了已确定组分的相对含量,其占挥发油总质量的95%以上。

1.2　花椒中的生物碱
生物碱是指天然的含氮有机化合物,但不包括氨基酸、蛋白质、核苷、卟啉等开链的简单脂肪胺,它的氮原子常在环上,并具有复杂的环状结构和生理活性。

刘锁兰[3]等研究发现,不同产地、不同品种的花椒果皮生物碱的含量有明显差异。

向
收稿日期:2007-10-19
基金项目:国家自然科学基金项目(30671198)
作者简介:郭静(1983-),西南大学食品科学学院硕士研究生,研究方向:食品化学与营养学。

第5期2008年5月
中国调味品CHINA CON DIMENT No.5
May.2008
瑛[4]等从刺异叶花椒根的木质部分中得6种生物碱,分别为铁屎米262酮,乙氧基白屈菜红碱、去甲基白屈苯红碱、白藓碱、勒碱、氧化勒碱,利用化学方法和光谱数据证实了它们的结构。

这些生物碱成分在广义花椒属的化学分类和应用研究中均具有重要意义。

生物碱类化合物具有多种显著的生理作用,主要有抑制血小板凝集、细胞毒活性、抑制DNA 异构酶和选择性抑菌作用。

Chen I S[5]等发现野花椒(Z.si m ul ans hance)中含有的阿朴啡类生物碱N2acetyldehydroanonaine,N2acety21anonaine 和N2acetylnornuciferine;喹诺酮类生物碱simu2 lenoline,benzo simuline,zant hobungeaninem, edulitine,huajiao simuline;喹啉类生物碱γ2fagar2 ine,skimmianine,robustine;苯并吡啶类生物碱decarine以及吖啶酮类生物碱arborinine等都具有抗血小板凝集的作用。

1.3　花椒中的酰胺类物质
花椒属植物中的酰胺大多为链状不饱和脂肪酸酰胺,其它则为连有芳环的酰胺。

链状不饱和脂肪酸酰胺中以山椒素类为代表,有些具有强烈的刺激性。

据研究,酰胺类物质是花椒中的主要麻味成分,即花椒麻味素。

Y oshiki Kashiwada[6]的研究表明,从花椒花、叶中也能分离出花椒麻味素,但其主要分布在果皮中。

它还是花椒属植物中常见的功能成分,具有抗血小板凝集因子作用,松弛胃体的环形肌和回肠纵向肌等作用。

国内外学者已从花椒中分离鉴定出11种长链不饱和脂肪族酰胺类化合物,包括α2山椒素、羟基2α2山椒素、羟基2β2山椒素、γ2山椒素、羟基2γ2山椒素、异2羟基2γ2山椒素、脱氢2γ2山椒素、花椒素(bun2 geanool)、异花椒素、双氢花椒素、四氢花椒素等。

1.4　其它类物质
花椒果皮中还含有其它物质,如香柑内脂(bergapten)、脱草肠素(herniarin)、72羟基262甲氧基香豆素(scopoletin)、伞形花内脂(umbellif2 ero ne)、甾醇、不饱和脂肪酸、二十九烷(n2nona2 co sane)等物质。

2　花椒麻味物质定量检测方法
近几十年来利用现代生物、物理和信息技术等手段对智能化分级方法也作了大量研究,目前有些方法已进入工厂验证推广阶段。

2.1　高效液相色谱(HPL C)法
H PL C方法是较常用的检测花椒酰胺的方法。

刘绍华[7]等采用HPL C法,色谱柱为H Y2 PERSILBDS C18,流动相为乙腈∶水(50∶50),流速为1.0mL/min,柱温40℃,检测波长268nm,进样量为20.0μL。

发现广西不同产地的两面针中新棒状花椒酰胺的含量差别较大,金秀样品含量最高,为0.468%;桂林样品含量最低,为0.009%。

Quanbo[8]等采用35%～70%乙腈2水溶液在40min内进行线性梯度洗脱,在流量为0.5mL/min,柱温为40℃,检测波长为254nm 条件下对花椒麻素进行检测。

采用HPLC法对花椒中麻素的检测多用于酰胺类物质分离纯化过程中,并常与酰胺类物质的结构鉴定等相结合,具有操作繁琐、检测条件要求严格等缺陷。

目前,市场上没有花椒麻素的标准品,因此应用HPLC方法检测花椒麻素含量首先要制备标准品,加大了HPLC检测花椒麻素含量的难度,限制了HPLC在花椒质量控制等方面的应用[9]。

2.2　薄层层析法
薄层层析法检测花椒中的酰胺类物质在定性检测方面具有检测速度快、操作简单等优点,但在定量检测上通常采用比较显色斑点大小的方法,具有检测结果重复性差、准确度低等局限。

刘锁兰[10]等在对花椒药用成分进行研究时,应用GF254薄层板,以改良的Dragendoff试剂为显色剂,采用薄层层析法检测了花椒的酰胺类物质。

Y o2 shiki等人也应用薄层层析法对花椒的酰胺类物质进行检测,选用涂布K ieselgel60F254薄层板(0.2mm, Merck),层析后各显色点在紫外灯下检测。

2.3　气质联用检测法
气质联用法检测花椒酰胺类物质需经过复杂的前期处理,以去除花椒挥发油的干扰。

张惠民[11]等对花椒油树脂的氯仿中性提取物进行干柱层析后,所得部分再进行乙酸乙酯结晶,用所制备的粗晶体进行气质联机检测,采用的气相色谱条件如下:不锈钢柱,SE2 30,2.0m×3.0mm;柱温80℃;进样口温度60℃;检测温度260℃;TC D温度260℃;电流50mA。

程序升温:温度80℃,持续1min,以8℃/min速率上升到240℃,维持2min。

质谱条件:电离方式为EI;分离器温度250℃;离子源温度250℃;离子源能量70eV,
47总第351期 中国调味品
He流速30mL/min,从粗结晶体中检测出N2对羟基苯基甲基22,72二甲基22,62辛二烯酰胺。

2.4　近红外检测法
自从K arl Norris1986年使用近红外光谱技术和多元线性回归分析测定水分、蛋白质和脂肪的含量取得成功后,推进了人类对于近红外技术的应用研究。

郑咏梅[12]等基于逐步多元线性回归的算法,对小麦粉的近红外光谱进行了蛋白质浓度的定量分析。

对不同未知样本进行了预测,结果表明:所建模型具有一定的稳定性,对未知样品蛋白质浓度的测量偏差较小,其最大偏差不超过1.0。

Prapatsom Tipparat等人应用流动注射2近红外光谱分析饮料酒中的乙醇含量。

Stefanis[13]曾采用110个小麦粉样品来比较近红外测定结果与常规方法测定结果的差异。

结果发现二者的相关性很高。

刘建学[14]等人利用近红外光谱法快速检测大米蛋白质含量。

大米蛋白质含量的模型预测值与化学测定值之间的相关系数达到0.94,进而解决了传统的蛋白质化学测定方法检测时间较长的问题。

2.5　色差仪技术
色差是色调、明度和饱和度三者对视觉产生的综合效应的差异,它们之间是互相联系的。

将色调、明度和饱和度构成一个三维空间,称为颜色空间。

丁武[15]等应用色彩色差计法进行了9份肉新鲜度跟踪试验。

与此同时,对同一样品结合感官检验、蛋白沉淀反应———硫酸铜沉淀法进行对照试验。

试验结果表明,用色彩色差计法检测原料肉的新鲜度是科学可行的,与其它理化方法相比较,它还具有精密度高、测量时间短等优点。

孙向东[16]等测定了全国主栽小麦品种30多个,确定了我国小麦的L,a,b值范围,讨论了L,a,b 值与面粉色泽的关系,指出只有综合L,a,b三个指标才能对面粉色泽作出正确判断。

目前,色差仪在纺织业、涂料生产中都有很好的应用。

相信色差仪在花椒颜色检测中的应用会使花椒质量分级更具准确性和科学性。

3　花椒的抑菌、杀虫和抗氧化作用
3.1　花椒的抑菌杀虫作用
花椒具有防霉的作用,经实验表明,防霉的主要成分为挥发油。

花椒的粗提物、挥发油对玉米象,赤拟谷盗储粮曲霉和青霉的防效已有报道。

路纯明等用常压水蒸汽馏法从花椒中提取挥发油,使用其分离组分对杂拟谷盗成虫进行致死作用研究,成分分析和毒力测定结果表明,花椒挥发油中杀虫活性组分为β2水芹烯和里哪醇。

郭红祥[17]等应用超临界CO2萃取技术提取得到的花椒挥发油对玉米象、赤拟谷盗进行了杀虫活性测定。

结果表明,花椒挥发油对玉米象、赤拟谷盗具有较强的驱虫、杀虫活性。

在7d内忌避率始终在50%以上;在椒油点滴剂量为0.04μL时,玉米象和赤拟谷盗的死亡率分别为47%和40%;当玉米象的熏杀剂量为1mL/L时, 24h内虫全部死亡;当对赤拟谷盗的熏杀剂量为1.2mL/L时,6h内虫全部死亡。

花椒挥发油中的香茅醇、枯茅醇对黄曲霉素、杂色霉菌有较强的抑制作用,同时还能抑制其毒素的产生。

花椒对炭疽杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等10种革兰氏阳性菌及大肠杆菌、变形杆菌、霍乱弧菌等7种革兰氏阴性菌有完全抑制作用。

谢小梅[18]等研究了花椒挥发油和水煎液对5种霉菌(黑曲霉、黑根霉、桔青霉、产黄青霉和黄曲霉)的最低抑菌浓度(M IC)和最低杀菌浓度(MFC),结果表明花椒挥发油成分有明显的抗菌作用,其M IC和M FC相等药理实验表明,花椒挥发油及水提液在试管内对星形奴卡菌有抑制作用,可防止霉菌生长。

弭向辉[19]等研究花椒(Zant hox y l um B ungeanum M a x i m)挥发油的抗菌作用。

超临界CO2萃取法和乙醇回流法提取花椒挥发油及硅胶柱分离乙醇回流法所得挥发油,适当处理后共得到8个样品,用滤纸片和试管法分别测定其抗菌活性和最低抑菌浓度(M IC)。

结果表明,试验中8个样品分别对8种受试菌种有不同的抑制作用,说明花椒挥发油有明显的抑菌作用;挥发油中极性相对较小的成分主要对真菌起抑制作用,而极性相对较大的样品主要对细菌起抑制作用。

花椒根中的生物碱zant hobungean2 ine的抗真菌实验表明,它对酵母样致病菌及皮下、皮肤致病菌均有抑制作用。

3.2　花椒的抗氧化作用
根据美国食品药物管理局(FDA)的定义,所谓抗氧化剂是指“作为延滞因氧化所引起的劣变、酸败或变色的物质”。

事实上,在日常生活中,使用天然抗氧化物质是很普遍的。

特别是香料,虽然在烹饪中广泛使用于食品调味,但是香料对食
57
第5期 分析检测　花椒麻味物质的分析测定方法和功能作用研究
品的抗氧化性能研究报道较少。

潘海燕[20]等将添加香料的食用油在恒温(65℃)条件下静置,不同时间测定香料花椒对食用菜油的POV(过氧化值)值。

实验数据表明,花椒对食用菜油具有抗氧化作用。

豆海港[21]等对花椒提取物进行抗氧化实验,结果表明:还原力的测定表明花椒提取物(0.06%)与B H T(0.02%)和Vc(0.02%)相比较,效果相当(α=0.01);花椒提取物清除过氧化氢能力好于B H T;在提取物浓度大于或等于0.06%,花椒提取物抑制脂质体能力强于同浓度下的B H T(α=0.01)。

花椒提取物具有较强的自由基清除能力。

卢长庆等在鼠肝匀浆温育时加入花椒粗提液,其丙二醛(MDA)生成量下降,表明花椒是一种具有抗氧化作用的天然物质。

4　展望
目前,国内外对花椒的研究主要集中于花椒的化学成分分析及其生理功能方面,对花椒麻素的研究较少。

由于不同花椒品种其酰胺种类不尽相同,花椒酰胺的结构、性质、含量等方面还有许多工作待完善;对花椒麻素检测方法研究较缺乏,目前的检测方法主要是在分离、纯化过程中采用的定性检测方法;没有简单、快捷的方法以满足定量检测的需要,不能为花椒产品的质量控制等方面提供有效数据。

因此,建立花椒麻素的快速检测方法,针对不同产地不同品种花椒的特征成分建立数据库,对建立花椒及其制品有效的质量评价体系及质量标准有着重要意义。

花椒产品的开发与加工利用长期以来,花椒主要以原始调味品及油料原料的形式出现,其他产品开发研究较少,特别是花椒在医药、农药、化工等领域的研发,也是制约花椒生产的关键环节。

研究花椒的抑菌、杀虫、抗氧化等作用可以为花椒在医药、农药等领域提供理论和实际意义。

参考文献:
[1]张庆勇.山西榆次花椒油的成分分析[J].香精香料化
妆品,1996(2):425.
[2]郭治安,赵景婵,谢志海.气相色谱2质谱联用分析花
椒挥发油的成分[J].色谱,2001,19(4):5672568. [3]刘锁兰,魏璐雪,王动,等.青花椒化学成分的研究[J].
药学学报,1991,26(11):8362840.
[4]向瑛,郑庆安,张灿奎,等.刺异叶花椒中的生物碱和香
豆素类成分[J].武汉植物学研究,2000,18(2):143 2145.
[5]Chen I S,Lin W Y,Tsai I L,et al.Isobutylamides
f rom the f ruit of Zanthoxylum integrifoliolum[J].
Phytochemistry,1999,52(2),3572360.
[6]Y oshiki Kashiwada,Chikashi Ito,Hitoshi Katagiri,et
al.Amides of the truit of Zanthox y l um.SPP[J].
Phytochemistry,1997,44(6):112521127.
[7]刘绍华,覃青云,唐献兰,等.HPL C法测定广西十个
不同产地两面针中新棒状花椒酰胺的含量[J].天然产物研究与开发,2005,17(3):3372339.
[8]Quanbo Xiong,Dawen Shi,Hirofumi,et al.Alkylam2
ides f rom pericarp s of Zanthox y l um[J].Phytoc2 hemistry.1997,46(6):112321126.
[9]付陈梅.花椒麻味物质的检测方法研究[D].西南农
业大学.
[10]刘锁兰,魏璐雪.药用花椒化学成分的含量测定[J].
中草药,1991,22(1):16218.
[11]张惠民.花椒呈香呈味物质的研究[D].西南农业
大学.
[12]郑咏梅,王芳荣,张军,等.近红外光谱定量分析小麦
粉蛋白质含量[J].吉林大学学报(信息科学版), 2002,20(3):427.
[13]Stefanis E De,Sgrulletta e of N IT(Near2In2
f rared Transmission)Spectroscopy for Semolina An2
alysis[J].Teenica Molitoria,1996,47(9):8612866. [14]刘建学,吴守一,方如明.近红外光谱法快速检测大
米蛋白质含量[J].农业机械学报,2001(3):68270. [15]丁武,魏益民.色彩色差计在肉品新鲜度检验中的
应用[J].肉类研究,2002(4):47248.
[16]孙向东,王乐凯,任红波.色彩色差计在面粉色泽测
定上的应用[J].粮油食品科技,2002(2):31233. [17]郭红祥,袁超,郭爱芳,等.超临界CO2萃取花椒挥发
油的杀虫活性研究[J].河南农业大学学报,2005,39
(1):79281.
[18]谢小梅,陈资文,陈和利,等.花椒、肉豆蔻防霉作用实
验研究[J].时珍国医国药,2001,12(2):1002101. [19]弭向辉,龚祝南,张卫明,等.花椒挥发油的提取、分离
和抗菌实验[J].南京师大学报(自然科学版),2004, 27(4):63266.
[20]潘海燕,钟碧琳,洪英贤.花椒、肉桂对食用菜油的抗
氧化作用[J].山地农业生物学报,2003,22(1):382
40.
[21]豆海港,陈文学,仇厚援.花椒提取物抗氧化作用研
究[J].食品研究与开发,2006,27(7):14216.
67总第351期 中国调味品。