花椒叶中多酚成分提取及功能性研究

千惠，殷田田

(新乡医学院 三全学院，河南 新乡 453003)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)属于花椒属，全世界一共有260种花椒，我国花椒资源丰富、栽培历史悠久、种植面积大且产量高。我国栽培的花椒品种有39种，主要分布于云南、四川、河南、河北和山东等地。花椒具有健脾除湿的功效，一般被用作传统的调味料使用，但是花椒叶的使用研究较少[1]。

花椒叶中活性成分复杂多样。周向军等[2]通过气相色谱法对花椒叶进行测定，发现花椒叶中一共含有35种易挥发的物质；Yang等[3]对花椒叶中的酮类物质进行了分离和鉴定，发现含量最多的成分为槲皮苷和金丝桃苷；吴刚等[4]对花椒叶中的风味成分进行了研究，发现花椒叶中含有30多种易挥发的风味成分。花椒叶中有多种药用功效，可以用于治疗胃痛、咳嗽和牙痛，此外，花椒叶精油能杀虫和驱蚊。周江菊等[5]对花椒叶的抗氧化活性进行了研究，发现花椒叶挥发油可以清除自由基和抑制硝酸根离子活性，但目前国内外对花椒叶抗疲劳功能活性的研究较少。

花椒叶中的多酚物质丰富，多酚是天然的抗氧化剂，具有多种保健功效，例如软化疏通血管，调节神经系统功能，调节新陈代谢和抗癌[6]。现在我国的花椒叶资源基本处于一个低利用阶段，为了增加花椒种植农户的收入和开发花椒叶资源[7]，本研究对花椒叶多酚的提取工艺进行了优化，旨在开发我国植物多酚新来源，为增加花椒种植户新的收益提供了一些新的建议[8]。

1 材料与方法

1.1 实验材料

花椒叶：采于新鲜的花椒树上。将花椒叶清洗干净，烘干，粉碎，将花椒叶粉过40目筛，获得的花椒叶粉放置于干燥的器皿中[9]。

1.2 实验试剂

石油醚和无水乙醇：均为分析纯。

1.3 实验仪器及设备

中草药粉碎机、烘箱、蒸发仪、分光光度计和冷冻干燥剂。

1.4 实验方法

1.4.1 花椒叶中多酚提取工艺

称取5 g花椒叶粉末，将花椒叶放置于三角瓶中，在三角瓶中加入100 mL浓度为65%的乙醇。在功率为200 W的条件下，使用超声波萃取仪萃取30 min，过滤，去除杂质，使用石油醚进行萃取，加热除去溶液中多余的乙醇，加入10 mL蒸馏水复溶，使用真空冷冻机将材料冻干，获得花椒叶多酚提取物备用[10-11]。

1.4.2 花椒叶中多酚含量和得率的测定

花椒叶中多酚含量的测定方法为分光光度法，具体步骤：(1)在比色管中加入2 mL福林酚试剂、2 mL无水乙醇、0.05 mL花椒叶提取物，混合均匀；(2)加入浓度为10%的2 mL碳酸钠，混合均匀后，在室内放置1 h；(3)在吸光值为640 nm下观察，通过标准曲线计算花椒叶多酚含量[12]。

多酚得率(%)=A×B/M×100%。

式中：A为提取液体积(mL)；B为提取液浓度(mg/mL);M为称取的总质量(mg)。

1.4.3 花椒叶粗提取物单因素实验

1.4.3.1 乙醇浓度对花椒叶中多酚得率的影响

称取10 g花椒叶粉末，按照超声波功率200 W、料液比1∶20、超声波时间30 min，研究5个乙醇浓度60%、65%、70%、75%、80%对花椒叶中多酚得率的影响，从而确定最佳多酚提取的乙醇浓度[13-14]。

1.4.3.2 超声波功率对花椒叶中多酚得率的影响

称取10 g花椒叶粉末，按照乙醇浓度70%、料液比1∶20、超声波时间30 min，研究5个超声波功率100，150，200，250，300 W对花椒叶中多酚得率的影响，从而确定最佳多酚提取的超声波功率[15]。

1.4.3.3 超声波时间对花椒叶中多酚得率的影响

称取10 g花椒叶粉末，按照超声波功率200 W、料液比1∶20、乙醇浓度70%，研究5个超声波时间10，20，30，40，50 min对花椒叶中多酚得率的影响，从而确定最佳多酚提取的超声波时间[16]。

1.4.3.4 料液比对花椒叶中多酚得率的影响

称取10 g花椒叶粉末，按照超声波功率200 W、乙醇浓度70%、超声波时间30 min，研究5个料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30对花椒叶中多酚得率的影响，从而确定最佳多酚提取的料液比。

1.4.4 花椒叶活性成分抗疲劳研究

疲劳最重要的表现是运动能力下降，持续地运动，肌肉中消耗氧气的量会增加，血糖和蛋白质也会被消耗，从而产生疲劳症状，所以通过测量运动耐力来反映抗疲劳活性的强弱是最直接的标准。本实验通过饲喂小鼠无菌水、西洋参和花椒提取物，对比小鼠力竭时间，从而研究花椒叶多酚活性成分的抗疲劳作用[17]。

2 结果与分析

2.1 花椒叶中多酚提取单因素实验

2.1.1 乙醇浓度对花椒叶中多酚得率的影响

多酚的提取可以使用的有机物很多，例如甲醇、乙醇、乙酸、乙酸乙酯和丙酯，一种或者几种有机物同时使用，考虑到提取的多酚用于食用，容易造成有机物在多酚中残留，所以本研究使用乙醇作为有机溶剂，以便后期清除有机溶剂[18]。

图1 乙醇浓度对花椒叶中多酚得率的影响Fig.1 The effect of ethanol concentration on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

由图1可知，提取液乙醇浓度不同，花椒叶中的多酚得率也不同，并且花椒叶多酚得率随着乙醇浓度的增加先增加后减少。当乙醇浓度为70%时，花椒叶中多酚的提取率达到最大，为70%。当乙醇浓度超过70%时，花椒叶提取的多酚得率逐渐下降。这是由于花椒叶中的多酚类物质具有很强的极性，当乙醇的浓度不断升高时，溶液中的多酚溶解度也不断升高，然而强极性的多酚反而不利于溶解，所以，高浓度的乙醇溶液不利于花椒叶中多酚的提取[19]。本实验将70%的乙醇浓度作为提取多酚的最佳条件。

图2 超声波功率对花椒叶中多酚得率的影响Fig.2 The effect of ultrasonic power on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

2.1.2 超声波功率对花椒叶中多酚得率的影响

由图2可知，随着超声波功率的增加，花椒叶多酚的得率先增加后降低。超声波功率小于200 W时，花椒叶中多酚得率随着超声波功率的增加而增加，这是因为当超声波功率增大时，多酚物质更容易溶解于乙醇溶液中。当超声功率大于200 W时，随着超声波功率的增大，花椒多酚的得率反而下降，这是因为当超声波功率过大时，会破坏溶液中多酚的物质结构，导致多酚得率下降。

2.1.3 超声波时间对花椒叶中多酚得率的影响

由图3可知，花椒叶中多酚的得率随着超声波时间的增加先增加后降低，超声波时间在20 min以前，增长速率快；在20～30 min之间，花椒叶中多酚的得率增长速度慢。当超声波时间超过30 min时，提取的多酚得率降低。超声波时间的增长能够充分地磨碎花椒叶的组织，使得花椒叶中的多酚物质能够充分地溶解出来。当超声波时间超过30 min时，反应仪器内的温度升高，破坏了花椒叶中的多酚，导致多酚的得率降低。

图3 超声波时间对花椒叶中多酚得率的影响Fig.3 The effect of ultrasonic time on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

2.1.4 料液比对花椒叶中多酚得率的影响

由图4可知，料液比不同，花椒叶中多酚的得率也不同，当料液比为1∶10～1∶20时，花椒叶中多酚的得率上升。当料液比为1∶20～1∶30时，花椒叶中多酚的得率开始下降，这是由于当花椒叶浓度过低时，不利于花椒叶中多酚的提取，除此之外，过多的料液会造成后期回收工作的加大，所以选取1∶20作为花椒叶多酚提取的最佳比例。

图4 料液比对花椒叶中多酚得率的影响Fig.4 The effect of the ratio of solid to liquid on the yield of polyphenols from Zanthoxylum bungeanum Maxim. leaves

2.2 花椒叶提取物抗疲劳活性研究

由图5可知，饲喂西洋参和花椒提取物均能延长小鼠的力竭时间。饲喂无菌水时，小鼠的力竭时间为40 min；饲喂西洋参时，小鼠的力竭时间为64 min；饲喂花椒提取物时，小鼠的力竭时间为70 min。研究结果表明，西洋参和花椒提取物均有一定的抗疲劳功效，且饲喂花椒提取物的小鼠的抗疲劳功效高于西洋参。

图5 花椒叶提取物抗疲劳活性研究

3 小结

花椒叶是花椒种植过程中最大的副产物，一直以来，我们对花椒叶的利用主要为鲜食。随着科学技术的发展，花椒叶的利用逐渐丰富多样，目前花椒叶加工方式有花椒叶茶、花椒叶豆瓣酱、花椒叶沐浴露、花椒叶空气清新剂等。花椒叶的深加工发展缓慢，作为富含植物多酚的花椒叶在多酚的提取方面有着巨大的潜力，本研究基于此对花椒叶多酚的提取工艺进行了优化，旨在拓宽花椒的产业链，增加花椒种植户收入，同时为我国植物多酚的开发提供了新思路。