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汉源产红花椒叶中麻味物质的研究



全 文 :汉源产红花椒叶中麻味物质的研究
李霄洁1,陈槐萱1,谢王俊1,高鸿1,赵志峰1,钟凯1*,谷学权2
(1.四川大学 轻纺与食品学院,成都 610065;2.四川五丰黎红食品有限公司,四川 雅安 625302)
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
(0.034%)、羟基-β-山椒素(0.003%)和羟基-γ-山椒素(0.003%);花椒果皮中的酰胺类物质有:羟基-α-
山椒素(2.2%)、羟基-β-山椒素(0.01%)、羟基-γ-山椒素(5.14%)和花椒素(0.043%)。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,可以作为新型食品资源和调味料。
关键词:花椒叶;花椒果皮;酰胺类物质;山椒素
中图分类号:TS201.1   文献标志码:A    doi:10.3969/j.issn.1000-9973.2014.12.032
文章编号:1000-9973(2014)12-0124-05
Characterization of Pungent Components from Zanthoxylum
bungeanumLeaves in Hanyuan Region of China
LI Xiao-jie1,CHEN Huai-xuan1,XIE Wang-jun1,GAO Hong1,
ZHAO Zhi-feng1,ZHONG Kai 1*,GU Xue-quan2
(1.Colege of Light Industry,Textile and Food Engineering,Sichuan University,
Chengdu 610065,China;2.Sichuan Wufeng Lihong Food Co.,Ltd.,Ya'an 625302,China)
Abstract:The objective of this study is to investigate the pungent components from Zanthoxylum
bungeanumleaves and Zanthoxylum bungeanumpericarps in Hanyuan region of China.The qualitative
and quantitative analysis of the main alkylamides are performed by HPLC and LC-MS.Hydroxy-ε-
sanshool,hydroxy-α-sanshool,hydroxy-β-sanshool and hydroxyl-γ-sanshool are identified from the
extracts of Zanthoxylum bungeanumleaves,and their content is 0.001%,0.034%,0.003% and
0.003%respectively.Besides,five main alkylamides are identified in the extracts of Zanthoxylum
bungeanum pericarps including hydroxy-ε-sanshool,hydroxyl-α-sanshool,hydroxyl-β-sanshool,
hydroxyl-γ-sanshool and bungeanool,and their content is 0.036%,2.2%,0.01%,5.14% and
0.043%respectively.The above result suggests that Zanthoxylum bungeanumleaves can be used as a
new source of food and food flavoring.
Key words:Zanthoxylum bungeanum leaf;Zanthoxylum bungeanum pericarp;Alkylamides;
Sanshool
    花 椒 (Zanthoxylum bungeanum)系 芸 香 科
(Rutaceae)花椒属(Zanthoxy lum Linn)植物。主要
分布于陕西、甘肃、山东、四川等地,其中四川汉源县清
溪花椒最为著名[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[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
代表的不饱和脂肪酸酰胺是花椒的麻味成分[4]。
除果皮外,花椒叶同样具有麻味,可做调料食用或
制作椒茶[5]。有研究报道花椒叶具有一定的抗菌作
收稿日期:2014-07-10        *通讯作者
基金项目:四川省科技支撑计划(2012NZ0023)
作者简介:李霄洁(1989-),女,硕士,研究方向:食品风味化学。
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专论综述  第39卷 第12期
2014年12月
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用,还有活血、消炎、止痛等药用价值[6]。花椒叶每年
产量巨大,但是目前对花椒叶的加工利用很少,大部分
都散落田间[7]。
目前,国内外对花椒叶挥发成分的研究较多,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。为花椒叶作为新型食
品资源和调味料提供理论依据。以期对产量巨大的花
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。
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,各取
1g,按料液比(W/W)1∶10加入氯仿(分析级),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2次滤液。滤液经旋转
蒸发仪(50℃)蒸干后,加入2mL甲醇(HPLC级),超
声波处理5min。离心(2500r/min,10min)后,取上
清液过中性三氧化二铝(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5.2,
43.2mg,提取率分别为0.52%和4.32%。
1.2.2 HPLC检测条件
色谱 柱:MN Nucleodur 1100-5 C18 柱 (4×
125mm,5μm);柱温:25℃;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。
1.2.3 LC-MS检测条件
色谱条件:MN Nucleodur 1100-5C18 柱 (4×
125mm,5μm);流速:0.5mL/min;柱温:25℃;检测
波长:270nm;进样量:20μL;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2.07×102 kPa;毛细管出口电压112.8V,刮削器
电压40V。扫描范围:m/z 150~400。
2 结果与讨论
2.1 花椒叶和果皮中麻味物质分析
花椒果皮和叶的提取物 HPLC图谱见图1。分别
有5个和4个主要峰,并且1~4号峰保留时间一致,
5号峰为花椒提取物独有。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。
1750
1500
1250
1000
750
500
250
0
mAU (a) 2
1 3
4
5
10 20 30 40 50 min
1000
800
600
400
200
0
mAU (b)
2
1
3 4
10 20 30 40 50 min
图1 (a)花椒提取物 HPLC图谱;
(b)花椒叶提取物 HPLC图谱
Fig.1HPLC chromatograms of the extracts of(a)pericarps of
Zanthoxylum bungeanumand(b)leaves of
Zanthoxylum bungeanum
30
20
10
0
mAU
300 400 500 600 700
λ(nm)
300 400 500 600 700
λ(nm)
mAU
1500
1000
500
0
21
mAU
300 400 500 600 700
λ(nm)
300 400 500 600 700
λ(nm)
mAU
43
60
40
20
0
300
200
100
0
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mAU
300 400 500 600 700
λ(nm)
5
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)
mAU
300 400 500 600 700
λ(nm)
1
30
20
10
0
2
mAU
300 400 500 600 700
λ(nm)
800
400
0
mAU
300 400 500 600 700
λ(nm)
3 4
mAU
300 400 500 600 700
λ(nm)
80
60
40
20
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)
表2 花椒提取物中主要成分
的保留时间,质谱和吸收峰值
Table 2Retention times,MS and UV values of the main
constituents in the extracts of pericarps of
Zanthoxylum bungeanum

保留时间
(min)
分子离子峰
(M+Na)+
分子量 UV(nm)
λmax
物质名称
1  14.0  286  263  272 羟基-ε-山椒素
2  14.6  286  263  270 羟基-α-山椒素
3  15.3  286  263  268 羟基-β-山椒素
4  20.6  312  289  272 羟基-γ-山椒素
5  22.9  314  291  262 花椒素
  花椒图谱中1,2,3,4号峰(Rt 14.0,14.6,15.3,
20.6min)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,
同时这与文献[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(m/z 286,分子量263amu)。结合
参考文献[9]可以确定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。图4给
出了这几种测得的酰胺类物质结构式:(1)羟基-ε-山
椒素,(2)羟基-α-山椒素,(3)羟基-β-山椒素,(4)羟基-
γ-山椒素,(5)花椒素。
O
OHN
H
O
OHN
H
O
OHN
H
O
OHN
H
羟基-α-山椒素(2)
羟基-ε-山椒素(1)
羟基-β-山椒素(3)
羟基-γ-山椒素(4)
花椒素(5)
O
OH
NH
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
pericarps of Zanthoxylum bungeanum
  与果皮提取物的 HPLC图谱相比,花椒叶图谱中
的1,2,3,4号峰的保留时间与花椒图谱中的1,2,3,4
号峰的保留时间相同。并且对应峰的光谱扫描曲线也
相同。因此可以确定花椒叶提取物图谱中1,2,3,4号
峰分别为羟基-ε-山椒素、羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒
素和羟基-γ-山椒素。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]。花椒叶和花椒果皮中的酰胺类物
质成分基本是相同的。在汉源红花椒叶和果皮中羟
基-α-山椒素都是最主要的成分,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;而汉源花椒叶和果皮中的羟基-γ-
山椒素的相对含量较高,这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。其它研究
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               中 国 调 味 品
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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直接决定了辛
麻程度。
2.2 花椒叶和果皮中酰胺类物质含量分析
为了进一步对花椒叶和果皮中的各类酰胺类物质
进行定量分析,我们对羟基-γ-山椒素进行了分离纯
化,制备得到羟基-γ-山椒素标准品。并且用 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=300.55x,方程线性相关系数 R2=
0.9982。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 3Content of the main constituents in the extracts of
leaves and pericarps of Zanthoxylum bungeanum
物质名称 果皮(mg/g果皮) 叶(mg/g叶)
羟基-ε-山椒素 0.036  0.001
羟基-α-山椒素 2.207  0.034
羟基-β-山椒素 0.010  0.003
羟基-γ-山椒素 0.514  0.003
花椒素 0.043  0.000
总量 2.810  0.041
  由表3可知,花椒叶中的各种酰胺类物质量均
比果皮中少,每克果皮中羟基-α-山椒素含量达到
2.2mg,相应的花椒叶中仅为0.03mg,含量相差
73倍。每 克 果 皮 中 测 出 的 酰 胺 类 物 质 总 量
2.81mg,每克花椒叶中仅为0.04mg,相差70倍。
因此椒叶的麻味程度要比花椒弱得多。汉源花椒
果皮中的羟基-α-山椒素含量(2.2%)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,但汉 源 红 花 椒 中 羟 基-γ-山 椒 素 含 量
(0.5%)比“大红袍”要高。这进一步证明羟基-γ-
山椒素可能是汉源花椒的特征酰胺类物质。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的和果皮中相
同的酰胺类物质,也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。花椒叶
中的酰胺类物质含量比花椒果皮中少,但仍可以提供
麻味物质。花椒叶的年产量远远高于花椒果皮,来源
广泛而且廉价。因此,花椒叶作为新型食品资源,新型
调味品以及运用于医药方面理论上是可行的。目前椒
叶资源仍旧处于亟待开发的状态,只是在利用时不能
仅仅局限于直接使用。采用技术手段对椒叶进行深加
工(如将其中的酰胺类物质以及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
平对我国的花椒产业发展和产品进入世界市场都有重
要的意义。
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(上接第117页)系,并在一定程度上反映样本间的亲缘
关系。采用这两种分析方法对 HS-SPME-GC/MS所
得数据进行处理可以全面客观地反映不同产地药材间
的差异,可以作为一种快速鉴别不同产地肉桂的方法。
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