花椒叶化学成分、生物活性及其资源开发研究进展

袁小钧，刘阳，姜元华，易宇文，胡君，乔明锋，＊

（1.四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室，成都 610100；2.中国科学院成都生物研究所，中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室，生态恢复与生物多样性保育 四川省重点实验室，成都 610041）

花椒是芸香科花椒属（ZanthoxylumL.）的一种辛香植物，是中国特有的一类香辛料，具有独特浓烈的香气，在烹饪中主要起赋香、调味和除腥等作用［1－4］。花椒叶作为花椒的第一大副产物，也具备多种价值，其可以提取香精、做调料、食用或制作椒茶［5］，此外，花椒叶在民间素有杀虫、洗脚气及漆疮的作用等。但目前关于花椒叶的研究相对较少，而我国作为世界花椒栽培面积、产量大国，其种植主要分布于中南、西南及陕西、甘肃、山东、江苏、安徽等地，全年均可采收，资源十分丰富［6］，且种植面积日益增长，为增加花椒产业的效益，迫切需要对副产物花椒叶的利用进行深入的研究。因此，本文就花椒叶的化学成分、生物活性进行了综述，并就花椒叶的资源开发利用进行了展望，以期为花椒产业的发展做出贡献。

1 花椒叶化学成分

1.1 挥发油

花椒叶的挥发油成分因花椒的种类、采摘时间、种植环境等因素的影响而有所差异。大部分花椒叶中都含有的α－水芹烯、芳樟醇、棕榈酸、石竹烯氧化物、叶绿醇等挥发油成分，使得花椒叶具有一定的药效和较强的抗氧化活性。周江菊等［7］从产自贵州的樗叶花椒叶中鉴定出52种化合物，其中主成分有α－水芹烯（21.87%）、桉叶醇（13.12%）、松油烯－4－醇（9.55%）、γ－萜品 烯 （8.25%）、α－萜 品 烯 （6.50%）、α－松 油 醇（6.31%）等。张大帅等［8］采用气质联用仪分析簕欓花椒叶挥发油的化学成分，并确立了其中的72种组分，含量 较 高 的 成 分 有 芳 樟 醇 （24.36%）、β－榄 香 烯（12.03%）、（E）－2－己烯－1－醇（11.73%）、石竹烯氧化物（10.84%）等。吴刚等［9］用气质联用仪鉴定出椿叶花椒叶挥发油中的33种成分，其中α－水芹烯、2－壬酮、芳樟醇为主要成分。樊经建［10］运用水蒸气蒸馏法对花椒叶的芳香油进行了提取，气质联用仪对其成分进行分析，鉴定出了15种物质，含量最高的为α－蒎烯。周向军等［11］采用水蒸气蒸馏法提取产自甘肃陇南地区成县的刺异叶花椒叶挥发油，用气质联用仪进行挥发油的分析和鉴定，共鉴定出35种，主要成分为肉豆蔻醚（23.4%）、黄樟素（19.4%）、异丁香甲醚（16.5%）、罗勒烯（5.4%）等。李焱等［12］用同样的方法分离出黔产刺异叶花椒叶挥发油成分67种，鉴定出37种，主要为萜类化合物及其衍生物。综上，花椒叶挥发油已确定成分有近200种，主要以烯烃类、醇类为主，见表1。α－水芹烯具有柑橘、青香、黑胡椒香；石竹烯具有辛香、木香、柑橘香、樟脑香；罗勒烯有草香、花香并伴有橙花油气息；芳樟醇具有浓青带甜的木青气息且对人体中的白血病细胞U937和淋巴瘤细胞P3HRI生长具有明显抑制作用［13］。花椒叶挥发油与花椒的挥发油有许多共同成分，因此花椒叶也具有花椒的特殊香气，而每1种花椒叶都具有不同的精油成分，造就了不同花椒叶品种的独特香味。

表1 花椒叶的挥发油种类Table 1The volatile oils＇types of pepper leaves

续 表

1.2 酰胺

酰胺类化合物是花椒属植物呈现麻味的主要物质，以山椒素为代表，大多以链状不饱和脂肪酰胺的方式存在，其次是连有芳环的酰胺［14］。陈槐萱等［15］运用高效液相色谱法和液相色谱－质谱联用的方法，测得汉源产红花椒叶的酰胺类物质有：羟基－α－山椒素（0.0446%）、羟基－β－山椒素（0.0043%）和羟基－γ－山椒素（0.0066%），通过与花椒果皮中酰胺物质的比对得知：花椒叶中含有与果皮类似的麻味物质成分。谢王俊等［16］在汉源花椒叶调味油提取工艺的研究中，得出酰胺调味油中的酰胺类物质含量预测值为2.513mg/g，验证实际值为2.509mg/g。另外，酰胺类物质的成分化合物具有麻醉、振奋，抑菌杀虫、祛风除湿等功能。

1.3 糖类

齐素芬等在传统苯酚－硫酸法的基础之上，对显色时间、浓硫酸添加量、质量分数为5%的苯酚添加量、显色温度等实验条件进行优化，得到灵敏、特异、精确定量的分析方法，并用该种方法测得了陕西大红袍花椒叶的多糖含量在8.11～8.89mg/g之间［17］。孙晨倩等［18］运用齐素芬改良的苯酚－硫酸法，得出了陕西大红袍花椒叶的可溶性多糖含量为8.50g/kg。纪珍珍［19］采用蒽酮比色法对7种不同的花椒叶（凤县大红袍花椒、武都大红袍花椒、府谷花椒、野生花椒、韩城狮子头花椒、无刺花椒、韩城无刺花椒）的还原糖进行了测定与比较，在开花期采摘的花椒叶中还原糖最高的为野生花椒叶，落果期还原糖较丰富的则是府谷花椒叶，从实验数据可以看出还原糖在花椒叶的生长过程中降低。

1.4 蛋白质

孙晨倩等对陕西大红花袍花椒的化学组成进行了研究，得出花椒叶中蛋白质较丰富，总蛋白质高达204.727g/kg，共有16种氨基酸，除色氨酸外，其余人体必需氨基酸全部测出，必需氨基酸与总氨基酸含量的比值（E/T）达到46.57%；此外，花椒叶中的鲜味氨基酸（如谷氨酸、天冬氨酸等）很丰富，更提高了花椒叶的鲜美程度。纪珍珍在7种不同的花椒叶（凤县大红袍花椒、武都大红袍花椒、府谷花椒、野生花椒、韩城狮子头花椒、无刺花椒、韩城无刺花椒）中，开花期蛋白质含量最高的为武都大红袍花椒叶（22.7g/100g），最低的为野生花椒叶（17.1g/100g）；落果期蛋白质含量最高的为凤县大红袍花椒叶（16.1g/100g），野生花椒叶中的蛋白质含量最低（9.8g/100g）；由此可见，不同的花椒叶，蛋白质的含量各不相同，同种花椒叶在不同的采摘季蛋白质也有所不同，蛋白质的含量随着花椒叶生长而降低。

1.5 脂肪

孙晨倩等按照国标GB/T 5009.6－2003索氏抽提法测定花椒叶中的粗脂肪含量，得出其粗脂肪含量为2.07%，低于红薯的粗脂肪含量（3.68%），符合低脂肪的健康饮食要求［20］。纪珍珍运用相同的脂肪含量鉴定法对7种不同花椒叶的中脂肪含量进行了比较，得出开花期脂肪含量最高的为韩城无刺花椒叶（1.16g/100g），最低的为野生花椒叶（0.66g/100g），开花期和落果期的花椒叶的脂肪含量除野生花椒叶外，其余都有所增加。

1.6 黄酮

孙晨倩等以体积分数为50%的乙醇配制成质量浓度为1.0mg/mL的山奈酚标准品溶液，在波长229nm下测定不同浓度梯度的山奈酚标准品稀释液，得到回归方程，用标准曲线计算得出花椒叶醇提物中类黄酮的含量为133.63g/kg。纪珍珍则是通过对7种不同的花椒叶的黄酮含量进行比对，得出野生花椒叶的黄酮含量最高为15.97mg/g，可以作为黄酮和总酚的一种原料。范菁华等［21］分别用水、乙醇、丙酮3种溶液作为花椒叶提取液总黄酮的溶剂，采用超声波辅助提取花椒叶黄酮，总黄酮得率分别为3.51%，3.30%，3.53%，除去聚合单宁酸和叶绿素后，分别为1.69%，0.83%，1.39%，基于总黄酮得率、实验成本、环境污染得出花椒叶提取液总黄酮理想提取溶剂为水，其中水提取最优条件为：温度80℃，料液比1∶70，超声时长0.5h，数控超声波清洗器功率360W；乙醇提取液最优条件为：溶剂体积分数24%，料液比1∶40，温度70℃，功率360W，时间25min；相较于超声波辅助提取，微波辅助提取花椒叶黄酮以乙醇为溶剂的最佳条件为：乙醇体积分数70%、微波温度60℃、微波时间6min、微波功率400W、料液比1∶30（g/mL），在此条件下花椒叶黄酮的提取率为7.418%，明显高于超声波辅助提取（总黄酮得率为3.30%）［22］。杨立琛等［23］则是通过8种大孔吸附树脂的吸附和解吸性能的比较，得出纯化花椒叶黄酮效果最佳的为大孔吸附树脂D101，并对其最佳纯化条件进行了探究，得出最适条件：样品pH为4，吸附流速为2BV/h，解吸液为60%乙醇，解吸流速为2BV/h，经纯化后花椒叶黄酮纯度由23.2%提高至56.4%。针对花椒叶黄酮成分的分离和结构鉴定，张玉娟［24］采用硅胶柱层析、Sephadex LH－20以及RP－HPLC等多种色谱方法从EAF和AF中分离得到9个黄酮类化合物，采用各种光谱分析技术鉴定其化学结构为：芦丁、牡荆素、金丝桃苷、异鼠李 素－3－O－α－L－鼠 李 糖 苷、槲 皮 素－3－O－β－D－葡 萄 糖苷、三叶豆苷、槲皮苷、阿福豆苷和槲皮素。杨立琛对花椒叶中的黄酮成分进行了分析，总共鉴定出9种黄酮类化合物，其中槲皮苷含量较高，山奈酚－3－芸香糖苷含量较低［25］。文献已鉴定出的花椒叶黄酮有16种，见表2。

表2 花椒叶黄酮类化学成分Table 2The chemical constituents of flavonoids of pepper leaves

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黄酮类化合物具有广谱的药理作用，有抗氧化、抗癌、抗肿瘤、抗炎、免疫调节、抑菌抗病毒、抗心脑血管疾病、降血糖、降血脂等作用［26］，类黄酮还具有抗菌、抗炎和抗肿瘤等生物活性［27］，因此在医药、食品等领域具有广泛的应用前景，而花椒叶中具有较高的黄酮含量，由此可以加大对花椒叶的利用率。

1.7 多酚

多酚具有防治癌症、心血管疾病、糖尿病和骨质疏松症等药理活性［28］。孙晨倩等以实验所得的没食子酸的回归方程y＝0.002x＋0.0095（R2＝0.9974）为基础，计算出花椒叶醇提取物中总酚的含量为552.71g/kg。纪珍珍则通过对7种不同的花椒叶的黄酮含量进行比对，得出野生花椒叶的总酚含量最高为23.66mg/g，可作为提取总酚的一种原料。

1.8 其他成分

孙晨倩等采用国标GB/T 5009.10－2003中的灼烧称重法和酸碱洗涤法分别测定粗纤维、灰分的含量，得出花椒叶中粗纤维和灰分的含量分别为5.69%和6.67%。纪珍珍则通过对不同花椒叶的比较，得出武汉大红袍花椒的蛋白质含量和灰分最高，适用于做木本芽菜使用。

2 生物活性

2.1 抑菌活性

龚晋文等［29］采用滤纸片法针对秦椒花椒叶提取物对3种常见菌（大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌）的抑菌效果进行了研究，得出花椒叶提取物对3种常见菌都有一定的抑菌作用，影响抑菌效果的条件有：温度、花椒叶提取物浓度和酸碱环境，其中温度影响不明显；抑菌效果随提取液浓度的增大而增加，在中性（pH 7.0）至偏碱性（pH 7.0～10.0）条件下抑菌效果明显，而在酸性（pH 4.0～6.0）条件下几乎无效果，花椒叶提取物对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌作用效果相对较好，对大肠杆菌的抑制效果较弱。李克坤［30］则从临床医学的角度证明了花椒提取液具有抑菌、降压止痛、麻醉等作用；同时将花椒叶提取液进行红外线扫描，得出其主要化学基团为羟基盐、醇及水；通过药敏实验得出其对大肠杆菌、痢疾杆菌、白喉杆菌、肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、皮肤真菌、变形杆菌、绿脓杆菌有较强的抑制作用。吕可等［31］用花椒叶浸提液对土壤微生物进行了研究，含有花椒叶浸提液的土样和根际土土样的细菌数量分别显著下降了33%和25%（P＜0.05，n＝3），根外土土样细菌数量显著下降了30%（P＜0.05，n＝3），无苗土中土样的细菌数量分别显著下降了14%和35%（P＜0.05，n＝3），与对照相比，根际的微生物总数都是显著性减少，施加叶浸提液的非根际土土样中微生物总数有所增加，根际放线菌数量在微生物总数所占比例有所增加，说明浸提液改变了微生物的群落结构和组成，在叶浸提液作用下，根际效应对3种菌落数量的影响都有所减弱，说明花椒叶浸提液使根际的生物活性有所下降，其对放线菌的根际效应减弱最少，细菌次之，真菌最多。

2.2 抗氧化活性

范菁华等对不同种花椒叶黄酮提取液的还原能力做了对比，水、乙醇、丙酮提取的总黄酮及VC溶液清除 DPPH 自 由 基 的 IC50分 别 为 24，17.5，7.6，75μg/mL，由此得出丙酮提取液所提取的黄酮还原能力最高，水溶液提取的总黄酮还原能力最低，但依然高于VC；经D4020型树脂纯化后的花椒叶总黄酮清除DPPH的IC50为12.5μg/mL，比 VC提取的高很多，由此可见，花椒叶黄酮具有较好的抗氧化性，是一种良好的天然抗氧化剂。李君珂等［32］用花椒叶提取液对白鲢咸鱼进行了处理，在其加工过程中白鲢咸鱼总脂肪含量相对于空白略有增加（P＞0.05），游离脂肪酸所占比例相对于空白有所下降（P＜0.05）。该实验表明添加花椒叶提取物可以有效降低脂肪氧化水平，且随着花椒叶的添加量增多，过氧化值（POV）和硫代巴比妥酸值（TBARS）都显著下降（P＜0.05）。罗爱国等［33］则以大豆油为底物，采用碘量法，研究了花椒叶提取物对植物油脂的抗氧化作用，得出花椒叶抗氧化性的强弱与花椒叶提取物的量及工作时间有关，一定范围内添加的花椒叶提取物量与抗氧化作用呈正相关，当添加量超过0.06%时，抗氧化作用变化不明显，作用时间越长，抗氧化作用越弱，作用时间长于9天时，其POV值变化减小。杨立琛通过细胞模型法对不同浓度的花椒叶黄酮溶液处理HT－29细胞前后荧光强度的变化研究，得出1.0mg/mL范围内的花椒叶黄酮浓度对HT－29细胞无毒性，且具有很好的抗氧化作用，随着花椒叶黄酮浓度的增大，抗氧化作用也增强，在经H2O2处理1h后，花椒叶黄酮清除细胞内ROS的IC50值仅为207g/mL，表现出较强的细胞内抗氧化的能力。

2.3 酶活性

孙晨倩等采用国际通用的模式生物黑腹果蝇研究花椒叶醇提物的体内活性，以抗氧化酶、SOD和GSH－Px活性为指标，结果显示花椒叶醇提取物能够提高黑腹果蝇的SOD和GSH－Px活性。吕可等通过花椒叶浸提液浇灌花椒幼苗，进而研究花椒叶对土壤酶活性的影响，得出浸提液使根系土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和蛋白酶活性明显低于非根际土，而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则显著上升；土壤蛋白酶活性与蔗糖酶活性呈显著正相关，与土壤放线菌数量呈显著负相关，多酚氧化酶活性与蔗糖酶活性呈显著负相关，与细菌、真菌、放线菌以及微生物总数呈显著正相关，放线菌只与蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶3种酶活性及真菌呈显著相关，与过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及细菌和微生物总数的相关性均不显著。

2.4 化感作用

化感作用是植物或微生物向环境释放某些化学物质，因微环境的形成导致其他生物生长的促进或者抑制现象。陈锡等［34］研究发现朝仓花椒叶浸提液对白菜种子萌发、幼苗生长的抑制作用随花椒提取液浓度的增大而增加，白菜幼苗的CAT，POD，SOD等活性的降低说明花椒叶的化感作用通过白菜幼苗的酶系统破坏而实现。韩志军等［35］通过对花椒叶提取液对大豆种子萌发和幼苗生长影响的研究，得出浸提液浓度高于40g/L时对不同种的大豆都呈现抑制作用。

2.5 其他活性

除以上活性外，花椒叶也具有一定的抗癌活性，张大帅等研究得出簕欓花椒叶挥发油对4种细胞均有一定抑制活性，其对白血病细胞K－562的抑制活性最强，IC50值达1.76μg/mL，而对其他3种肿瘤细胞的半数抑制浓度IC50均在30μg/mL左右。早在1991年李克坤就通过花椒叶治疗顽固创面的27例现象中分析出：花椒叶对于创面愈合有利，是一个多功效的综合治疗，提倡对花椒叶医药产品的大量推广［36］。另外，花椒叶还具有一定的杀虫作用，在除猫绦虫上花椒叶粉末的投喂可以有效地减少虫卵的数量，说明成熟期的花椒叶亦可进行资源开发［37］。

3 资源开发及展望

随着全球资源日益紧缺，充分利用现有资源开发新产品成为必然趋势，在此大环境下，花椒叶作为花椒的副产物，具有营养丰富、来源广泛等优势，日益受到人们的重视。近年来，以花椒叶嫩芽为主的花椒菜品已在开发，温室食用花椒种苗菜便是一个很好的例子，以花椒叶为原料的食品产品也渐渐崭露头角，如花椒芽菜辣酱，且花椒叶在食品开发上还有很大的空间［38，39］；对花椒叶黄酮的提取可以增加天然植物黄酮的来源，同时花椒叶的抗菌、抗氧化性能在绿色护肤产品开发方面也具有一定的前景，例如止痒的绿色沐浴液的开发，据实验调查其具有止痒的效果，对治疗皮疹也有一定的效果［42］；花椒叶精油也可作调香原料，应用于化妆品，沐浴品类的加工；另外，花椒叶具有多种药理活性，在医药保健方面也具有广阔的开发利用前景。鉴于目前研究现状，增加对花椒叶的科学研究和产品开发有利于促进花椒产业链的发展，扩大花椒资源的经济效益。