全 文 :汉源产红花椒叶中麻味物质特征的研究
陈槐萱,谢王俊,李霄洁,祝瑞雪,钟凯,高鸿
(四川大学 轻纺与食品学院,成都 610065)
摘要:研究汉源产红花椒叶和果皮中酰胺类物质的成分组成。通过高效液相色谱法(HPLC)和液相色
谱-质谱联用(LC-MS)进行定性、定量分析。实验测得花椒叶中的酰胺类物质有: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%);花椒果皮中的酰胺类物质有:羟
基-α-山椒素(1.2667%)、羟基-β-山椒素(0.0887%)、羟基-γ-山椒素(0.0514%)和花椒素(0.2685%)。
以上结果表明:花椒叶中含有与果皮中类似的麻味物质成分,可以作为一种新型食品资源应用于调味料
等方面。
关键词:花椒叶;花椒果皮;酰胺类物质
中图分类号:TS264.2 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1000-9973.2014.06.011
文章编号:1000-9973(2014)06-0043-05
Characterization of Pungent Components in
Zanthoxylum bungeanumLeaves from Hanyuan Region
CHEN Huai-xuan,XIE Wang-jun,LI Xiao-jie,ZHU Rui-xue,ZHONG Kai,GAO Hong
(Colege of Light Industry,Textile and Food Engineering,
Sichuan University,Chengdu 610065,China)
Abstract:The objective of this study is to investigate the pungent components in Zanthoxylum bungea-
numleaves and Zanthoxylum bungeanumpericarps from Hanyuan region.The qualitative and quanti-
tative analysis of the main alkylamides is performed by HPLC and LC-MS.Hydroxy-α-sanshool,hy-
droxy-β-sanshool,hydroxyl-γ-sanshool are identified in the extracts of Zanthoxylum bungeanum
leaves,and their contents are 0.0446%,0.0043%,0.0066%respectively.Also five main alkylamides
are identified in the extracts of Zanthoxylum bungeanum pericarps,including hydroxyl-α-sanshool,
hydroxyl-β-sanshool,hydroxyl-γ-sanshool and bungeanool,their contents are 1.2667%,0.0887%,
0.0514%and 0.2685%respectively.The above result suggests that Zanthoxylum bungeanumleaves
can be used as a new source of food and food flavoring.
Key words:Zanthoxylum bungeanumleaf;Zanthoxylum bungeanumpericarp;alkylamides
花椒(Zanthoxylum bungeanum)系芸香科(Ru-
taceae)花椒属(ZanthoxylumLinn)植物。我国花椒
种植面积约21万公顷,主要分布于陕西、甘肃、山
东、四川等地,其中四川汉源县清溪花椒较为著
名[1]。花椒成熟干燥果皮是人们常用的食品香味
料,因其具有独特的“麻味”而深受人们喜爱,被誉
为“八大味”之一[2]。花椒果皮中主要含有挥发油、
生物碱、酰胺、木脂素和香豆素等物质[3]。其中,以
山椒素和花椒素为代表的链状多不饱和脂肪酸酰
胺是花椒的呈麻味成分[4]。
收稿日期:2014-01-06
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除果皮外,花椒的另一副产物花椒叶,同样具有麻味,
是我国的传统蔬菜和香料,可做调料食用或制作椒
茶[5]。《本草纲目》中记载:“花椒叶性味辛、热、无毒,
能够治寒积、霍乱转筋、脚气、漆疮、疥疮”。也有研究
报道花椒叶具有一定的抗菌作用,还有活血、消炎、止
痛等药用价值[6]。花椒叶每年产量丰富,在花椒果实
成熟后采集花椒叶一般不影响来年的结果和生产,但
是目前仅有少部分花椒叶被加工利用,大部分都散落
田间[7]。
花椒叶中含有芳香油、糖苷、纤维素、脂肪、维生
素、矿质元素和氨基酸等。目前,国内外对花椒叶挥发
成分的研究较多,其挥发油主要成分为萜烯化合物及
其衍生物[8],而对花椒叶中麻味物质成分的研究较
少[9-12]。本研究以四川汉源产红花椒叶为原料,研究
其麻味物质,并进行定性定量分析,同时与花椒果皮比
较。为花椒叶作为一种新型食品资源提供理论依据,
以期对丰富的花椒叶资源进行综合利用,提高椒农的
经济效益。
1 材料与方法
1.1 原料
花椒果皮和叶于2012年8月采自四川汉源。阴
干,密封冷藏保存。经四川大学华西药学院鉴定后存
放于四川大学华西公共卫生学院备用。
1.2 实验方法
1.2.1 麻味物质的提取
将干燥花椒叶和果皮分别粉碎,过40目筛,分别
取4,1g,精密称定,按料液比1∶10加入氯仿(AR
级),室温搅拌提取12h。减压抽滤后,向滤渣中加入
10mL氯仿,搅拌30min后抽滤,合并两次滤液。滤
液经旋转蒸发仪(50℃)浓缩后,过中性三氧化二铝
(层析级)层析柱,所得提取液经旋转蒸发仪蒸干。分
别得花椒叶和果皮提取物25.75,41.3mg,提取率分
别为0.64%,4.13%。
1.2.2 麻味物质的纯化
吸取2mL氯仿完全溶解样品,超声5min,缓慢
加入固相萃取柱柱管中(Silica萃取柱、氯仿活化),分
别用15mL 100%氯仿、氯仿-甲醇混合液(31∶1,19
∶1,9∶1)、100%甲醇洗脱,收集洗脱液,分别进行薄
层层析法(氯仿-甲醇9∶1展开)检测,确定目标组分
在洗脱液为氯仿-甲醇混合液(31∶1)的组分中(Rf=
0.42)。该组分经旋转蒸发仪蒸干,分别得提取物8.35,
39.1mg,得率分别为0.21%,3.91%。
1.2.3 HPLC检测条件
色谱柱:MN Nucleodur 1100-5C18柱(4mm×
125mm,5μm);柱温:25°C;流动相A:水,流动相B:
乙腈(HPLC级);进样量:20μL;流速:0.5mL/min;
紫外检测波长:270nm。
1.2.4 LC-MS检测条件
色谱条件:MN Nucleodur 1100-5C18柱(4mm×
125mm,5μm);流速:0.5mL/min;柱温:25℃;检测
波长:270nm;进样量:20μL。
HPLC洗脱程序见表1。
表1 HPLC洗脱程序
Table 1HPLC elution program
时间(min) 流量(mL/min) A(%) B(%)
0 0.5 65 35
40 0.5 25 75
50 0.5 0 100
55 0.5 0 100
质谱条件:电喷雾离子源 (ESI),正离子电离;喷
雾电压4500V;干燥气流速10L/min,干燥温度
350℃;雾化气压力2.07×102kPa;毛细管出口电压
112.8V,刮削器电压40V;扫描范围:150~400m/z。
2 结果与讨论
花椒叶和果皮提取物的 HPLC分析图谱见图
1,分别有5个主要峰,并且1~5号峰保留时间一
致。图谱中各个峰的在线光谱扫描见图2和图3,
扫描曲线最大吸收峰均在270nm左右。花椒果皮
提取物的LC-MS检测结果和每个峰的光谱扫描结
果见表2。
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表2 花椒果皮提取物中主要成分的保留时间、质谱和吸收峰值
Table 2Retention time,MS and UV values of the main
constituents in the extracts of Zanthoxylum bungeanumpericarps
峰 保留时间
(min)
分子离子峰
(M+Na)+
分子量 UV(nm)
λmax
物质名称
1 14.07 286 263 272 羟基-ε-山椒素
2 14.67 286 263 270 羟基-α-山椒素
3 15.47 286 263 268 羟基-β-山椒素
4 21.36 312 289 272 羟基-γ-山椒素
5 23.78 314 291 262 花椒素
2500
2000
1500
1000
500
0
mAU
10 20 30 40 50
1
3 4 5
2(a)
min
mAU
0 10 20 30 40 50
1 3
4
5
2
(b)
min
1000
750
500
250
0
图1 (a)花椒叶提取物 HPLC图谱;
(b)花椒果皮提取物 HPLC图谱
Fig.1HPLC chromatograms of the extracts of
Zanthoxylum bungeanumpericarps(a)and
Zanthoxylum bungeanumleaves(b)
1500
1000
500
0
300 400 500 600 700 300 400 500 600 700
λ(nm) λ(nm)
30
20
10
0
mAU mAU
1 2
3 4
5
mAUmAU
mAU
300 400 500 600 700 300 400 500 600 700
300 400 500 600 700
λ(nm) λ(nm)
λ(nm)
60
40
20
0
300
200
100
0
30
20
10
0
图2 图1(a)中1~5号色谱峰的光谱扫描曲线
Fig.2UV spectrum for peaks 1~5in fig.1(a)
300 400 500 600 700 300 400 500 600 700
λ(nm) λ(nm)
30
20
10
0
mAU mAU
1 2
3 4
5
mAUmAU
mAU
300 400 500 600 700 300 400 500 600 700
300 400 500 600 700
λ(nm) λ(nm)
λ(nm)
80
60
40
20
0
800
400
0
35
25
15
5
0
60
40
20
0
图3 图1(b)中1~4号峰的光谱扫描曲线
Fig.3UV spectrum for peaks 1~4in fig.1(b)
花椒果皮图谱中1,2,3,4号峰(Rt14.07,14.67,
15.47,21.36min)的光谱扫描均显示在270nm附近
有3个吸收峰,此组吸收峰是脂肪族共轭双键的特征
吸收峰型,同时与文献[13]报道的山椒素衍生物的吸
收峰型相吻合。LC-MS结果显示1,2,3号峰具有相
同的 [M +Na]+ 阳离子形式 (286 m/z,分 子 量
263amu)。结合参考文献[9]可以初步确定1,2,3号
峰分别为羟基-ε-山椒素、羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒
素。4,5号峰可以参考文献中对花椒中的山椒素和花
椒素衍生物的报道,结合光谱扫描曲线和质谱数据,确
定4号峰([M+Na]+312,分子量289amu)为羟基-γ-
山椒素、5号峰([M+Na]+ 314,分子量291amu)为
花椒素。这几种酰胺类物质结构式见图4:羟基-ε-山
椒素(1),羟基-α-山椒素(2),羟基-β-山椒素(3),羟基-
γ-山椒素(4),花椒素(5)。
与花椒果皮提取物的 HPLC图谱相比,花椒叶
图谱中的1,2,3,4,5号峰的保留时间与花椒果皮
图谱中的1,2,3,4,5号峰的保留时间相同,并且对
应峰的特征吸收也一致。因此,可以确定花椒叶提
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羟基-ε-山椒素(1)
羟基-α-山椒素(2)
羟基-β-山椒素(3)
羟基-γ-山椒素(4)
花椒素(5)
O
O
O
O
O
N
H
N
H
N
H
NH
OH
OH
OH
OH
OH
N
H
图4 花椒果皮提取物检出的各种酰胺类物质的结构
Fig.4Structures of compounds identified in the extracts
of Zanthoxylum bungeanumpericarps
取物图谱中1,2,3,4,5号峰分别为羟基-ε-山椒素、
羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素和花
椒素。汉源红花椒叶和果皮中检测出的酰胺类物
质与前期文献中报道的花椒中酰胺类物质指纹图
谱相同[14]。但在对花椒叶的 LC-MS分析中,未检
测到与酰胺类物质相对应的离子峰,反而出现了许
多杂峰。造成这一现象原因可能是花椒叶中的酰
胺类物质含量远低于果皮,其含量未达到仪器的检
出限,且花椒叶的提取物中含有大量的脂溶性色
素,其极性与酰胺类物质十分相近,经SPE处理后
仍未除去,对检测结果造成干扰。
汉源红花椒叶和果皮中的羟基-α-山椒素都是
最主要的酰胺类物质,其次是羟基-γ-山椒素和羟
基-β-山椒素。与前期文献报道的红花椒(重庆大红
袍)和青花椒中的酰胺类物质相比,羟基-α-山椒素
都是最基本的成分。有研究表明:花椒所特有的辛
麻味来源于花椒中一大类包括羟基-α-山椒素在内
的被称为“山椒素”的多烯酰胺类物质。这类物质
能激活细胞表面的一种被称为“瞬时受体电位香草
酸亚 型 1(transient receptor potential vaniloid 1,
TRPV1)”的非选择性的阳离子通道受体,导致钙离
子内流使表达 TRPV1的神经元去极化,从而刺激
神经 末 梢 释 放 神 经 递 质 最 终 产 生 强 烈 的 辛 麻
味[15-18]。因此,多烯酰胺类物质的含量和种类直
接决定了花椒的辛麻程度。若要对花椒叶和果皮
的辛麻程度进行定量分析对比,就需要对花椒叶和
果皮中所含的酰胺类物质进行定量分析。
为了进一步对花椒叶和果实中的各类酰胺类物质
进行定量分析,对羟基-γ-山椒素进行了分离纯化,制
备得到羟基-γ-山椒素标准品。用 HPLC法,以各浓度
的羟基-γ-山椒素在270nm下吸收峰面积为纵坐标,
浓度为横坐标绘制标准曲线。软件拟合标准曲线为y
=249.46x,方程线性相关系数R2=0.998。经线性回
归,计算得到样品中各酰胺类物质的含量,结果见
表3。
表3 花椒叶和果皮中酰胺类物质的含量
Table 3Contents of the main alkylamides constituents
in the extracts of leaves and pericarps of
Zanthoxylum bungeanum
物质名称 果皮(mg/g) 叶(mg/g)
羟基-ε-山椒素 0.257 0.0144
羟基-α-山椒素 12.667 0.4459
羟基-β-山椒素 0.887 0.0434
羟基-γ-山椒素 0.514 0.0657
花椒素 2.685 0.0101
总量 17.01 0.5795
由表3可知,花椒叶中的各种酰胺类物含量均比
果皮 少,每 克 果 皮 中 羟 基-α-山 椒 素 含 量 达 到
12.667mg,相应的花椒叶中仅为0.4459mg,含量相
差28倍。每克果皮中测出的酰胺类物质总量为
17.01mg,每克花椒叶中仅为0.5795mg,相差29倍。
因此,椒叶的麻味程度要比果皮弱得多。汉源花椒果
皮中的羟基-α-山椒素含量(1.3%)比文献[9]报道的
重庆“大红袍”中的羟基-α-山椒素含量(3%~6%)略
少,而汉源花椒叶和果皮中的羟基-γ-山椒素(0.05%)
的相对含量较高,推测其可能是汉源红花椒酰胺类物
质与其它地区花椒和青花椒的不同之处。通过对汉源
红花椒叶和果皮中麻味物质的定量分析对比,可以看
出就提供麻味的材料而言,花椒果皮当然是首选。但
花椒叶中含有一定量和果皮中相同的酰胺类物质,也
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具有一定程度的麻味。同时多烯酰胺类物质作为新发
现的TRPV1激动剂,具有镇痛抗炎并有局部和表面
麻醉的作用[19],有着广泛的应用前景。而花椒叶作为
含有酰胺类物质的潜在资源,也同样具有广泛的开发
利用前景。
3 结论
四川汉源花椒叶和果皮中都含有羟基-α-山椒
素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素等酰胺类物质。
虽然花椒叶中的酰胺类物质含量比花椒果皮中的
少,但仍可以作为潜在的制备麻味物质的资源。花
椒叶的年产量远远高于花椒果皮,而且来源广泛,
比较廉价,尚未被充分利用。因此,花椒叶作为新
型食品资源、新型调味品甚至于运用于医药方面。
目前,花椒叶资源仍旧处于亟待开发的状态,除直
接使用外,更多地采用技术手段对椒叶进行深加工
(如将其中的酰胺类物质或其中诸如精油和多酚类
物质进行富集提取),开发新产品,提高总体利用水
平,对促进我国花椒产业的发展和产品进入世界市
场都有重要的意义。
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