郭偉珍,趙京獻,劉麗霞,包秀蘭
(1.河北省林木良種工程技術研究中心,河北石家莊050061;2.河北省林業科學研究院,河北石家莊 050061;3.新樂市農林畜牧局,河北新樂 050700;4.涼城縣林業局,內蒙古涼城 013750)
花椒屬植物開發利用及發展方向
郭偉珍1,2,趙京獻1,2,劉麗霞3,包秀蘭4
(1.河北省林木良種工程技術研究中心,河北石家莊050061;2.河北省林業科學研究院,河北石家莊 050061;3.新樂市農林畜牧局,河北新樂 050700;4.涼城縣林業局,內蒙古涼城 013750)
該文對花椒果皮、花椒籽及花椒嫩芽等化學組分及開發利用進行了綜述,提出開發生產高附加值的食用、藥用方面的深加工產品是我國花椒產品研發的方向。
花椒屬植物;成分;開發利用
花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim)屬蕓香科(Rutaceae)多年生灌木或小喬木,全世界約有花椒屬植物250種,目前我國大約有39種,14個變種[1]。花椒主要分布在喜瑪拉雅山脈附近、東南亞半島及東亞地區,其中中國的種植面積最大,產量最高。我國春秋時期就開始利用花椒的果實和嫩葉作調味品[2],花椒栽培遍布二十幾個省區,其中四川、重慶、陜西、山西、甘肅、貴州、山東、河北等省區為我國花椒主要產區[3]。花椒除了用作調味品外,還作為醫藥、工業原料生產出花椒精油微膠囊、椒葛軟膠囊、椒仁營養素軟膠囊、花椒籽酸性有機顆粒肥料等深加工產品,具有較高的價值,開發前景廣闊。
1.1 花椒果皮的成分
花椒屬植物果皮的化學成分主要包括揮發油、生物堿、酰胺、木脂素、香豆素、黃酮和脂肪酸[4]。揮發油中主要含烯烴類、醛類、醇類、酮類、酯類及環氧化合物(1,8-桉樹腦)等[5]。揮發油主體成分是芳樟醇和檸檬烯,其次為1-8桉腦素、月桂烯等,是反映花椒香氣強度的主要指標。生物堿為喹啉衍生物類、異喹啉衍生物類、苯并菲啶衍生物類和喹諾酮衍生物類。酰胺大多為鏈狀不飽和脂肪酸酰胺,其他則為連有芳環的酰胺,鏈狀不飽和脂肪酸酰胺中有些具有強烈的刺激性,其中山椒素類為麻味物質的主要成分。木脂素幾乎均為雙環氧木脂素,即二苯基雙駢四氫吠喃衍生物,大都屬I型(左旋異構體),有時雙駢四氫吠喃環會開裂。香豆素有簡單香豆素類和吡喃香豆素兩類,具有芳香甜味。由于產地環境條件、花椒品種、采摘時期、提取方式不同,花椒化學組成及含量差異較大。
1.2 花椒皮的開發利用
1.2.1 花椒分級產品和花椒調味品
成熟的花椒曬干后去除花椒籽、椒葉等而獲得椒皮。根據花椒皮的色澤、揮發油含量、含水率等分級、包裝,既供餐飲烹調使用,又是腌制各種醬菜、香腸、臘肉及制作火鍋不可缺少的配料。花椒果皮經粉碎機磨成粉,可單獨使用,也可與其它原料配成調味品,如五香粉、十三香。
1.2.2花椒精油
花椒精油是從花椒中抽提出的具有揮發性的精油,富含檸檬烯、牦牛兒醇等,直接使用時易揮發。在食品工業中主要作為高級調味香精。花椒揮發油具有抗氧化、調血脂、降壓以及抗血栓、保護應激性心肌損傷等作用[6-11]。同時花椒的揮發油又有抗病原微生物、較強的驅蟲、殺蟲的作用,花椒揮發油乳霜劑治療蠕形螨病無毒高效[12];對赤擬谷盜與煙草甲有較強的致死效果[13]。
1.2.3 花椒油樹脂及其制品
花椒油樹脂是指花椒經過萃取、分離,祛除花椒提取物中的揮發性物質(精油)后所得到的具有一定粘稠度的油狀液體。花椒油樹脂中的風味物質不易保存,多直接加到火鍋底料、方便面調味包等中。將具有特殊芳香氣和麻辣味的花椒油樹脂進行微膠囊化制成花椒油樹脂微膠囊,香氣質量和強度穩定,能在添加的食品中均勻分布。
1.2.4 花椒調味油
花椒調味油是指將花椒油樹脂與植物油調和后制成的,味道香、麻,符合食用油標準的調味油[14]。調味油中花椒提取物含量為1.5%時,味道香麻,食用量與普通油相同;提取物含量高于1.5%時,香、麻味逐漸變濃,食用時用量適當減少[15]。
2.1 花椒籽的成分
花椒籽是花椒的主要副產物,占其總質量的60%左右[16]。成熟的花椒籽具有一層堅硬且脆的籽皮,籽仁包裹其中,皮和仁分別占整籽重量的30%和70%。花椒籽含有豐富的油脂、蛋白質、粗纖維、磷脂、礦物質及維生素等成分。花椒籽整籽中油脂含量為27%~31%,其中皮油6%,仁油20%~25%[17]。花椒籽揮發油主要成分為芳樟醇(87.7%)、檸檬油精(8.2%)、(Z)-肉桂酸甲酯(4.9%)、B-水芹烯(4.1%)、B-石竹烯(1.2%)、松油烯-4-醇等[18]。
2.2 花椒籽的開發利用
2.2.1 花椒籽油
目前,國內花椒籽油的制取多采用整籽直接粉碎提取,油脂含量27%~31%,包括花椒籽皮油和花椒籽仁油。花椒籽油的脂肪酸由不飽和脂肪酸(90%)和飽和脂肪酸(10%)組成,而不飽和脂肪酸以油酸、亞油酸、亞麻酸為主,其比例為1∶0.7∶0.6[19]。花椒籽皮油中飽和脂肪酸占21%~23%,不飽和脂肪酸占77%~79%,其中多不飽和脂肪酸占20%左右;花椒籽仁油中飽和脂肪酸占10%左右,不飽和脂肪酸占90%左右,其中多不飽和脂肪酸(亞油酸及α-亞麻酸)高達60%[20]。花椒籽油可作生物柴油及制作皮革、油漆、醇酸樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、有機硅樹脂、肥皂、沐浴露等的原料[21-22]。花椒仁油富含α-亞麻酸等不飽和脂肪酸,具有調節血脂、改善血流變、防止脂質過氧化的作用[23],是高級保健食用油。
2.2.2 肥料及培育基質
花椒籽含有較高的蛋白質,可按一定比例摻入家畜飼料中,即降低了飼料成本,又利于家畜的生長[24],也可作為有機肥料原料[25];制取油脂后的花椒餅粕也可作為食用菌培育基質[26-28]。
3.1 花椒嫩芽的成分
花椒芽嫩芽中含有蛋白質、碳水化合物、纖維素、脂肪、胡蘿卜素、維生素B、維生素C、鈣、鐵、磷等礦質元素及谷氨酸、脯氨酸和絲氨酸等多種氨基酸[29]。
3.2 花椒嫩芽的開發利用
花椒的嫩芽和嫩葉具有豐富的營養和獨特的麻香味,古時被列入皇室貢品,稱為“一品椒蕊”。目前,花椒幼嫩莖葉作為高檔蔬菜,或以其為原料制成花椒芽菜辣醬、椒芽腌漬菜、花椒葉茶。花椒葉有止痛、殺蟲作用,可防治脘腹冷痛、吐瀉、蛔蟲病、腳氣,漆瘡,疥瘡等。用椒葉煎水洗浴,治腳氣和瘙癢[30]。
4.1 花椒根的成分
花椒屬植物的根化學成分有生物堿、香豆素類和木質素類成分[31-33]。
4.2 花椒根的利用
花椒根辛、熱、微毒。花椒根韌皮煎湯治療產婦手腳麻木;復方花椒根皮湯可治療膽道蛔蟲。
花椒耐干旱、瘠薄,是重要的生態樹種,對土壤結構及養分影響顯著,有改善生態環境和提高經濟的作用,立地條件越差,綜合效益越明顯[34]。可利用花椒枝莖有尖銳皮刺的特性將花椒樹密植于地邊做為綠籬。
我國是花椒的生產、消費大國,主要對花椒的成分、藥效及殺蟲抑菌等方面進行了研究,開發生產了干花椒、花椒粉、花椒芽菜辣醬以及花椒精油、花椒精油微膠囊、花椒油樹脂、花椒調味油、椒目仁油、花椒籽酸性有機顆粒肥料、椒葛軟膠囊、椒仁營養素軟膠囊等產品。目前,干花椒和花椒粉等初級產品在市場上所占比例較大,產品價值低;對花椒中有用活性成分深度開發的產品所占比例較小,但產品附加值高。充分利用現有的各種高科技手段進行花椒深加工及綜合開發,開發出高附加值的食用、藥用方面的深加工產品是我國花椒產品開發利用的發展方向。
[1]中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京:科學出版社,1997:20-52.
[2]曾京京.我國花椒的栽培起源和地理分布[J].中國農史,2000,19(4):68-75.
[3]史勁松,顧龔平,吳素玲,等.花椒資源與開發利用現狀調查[J].2003,19(4):6-8.
[4]王宇,巨勇,王釗.花椒屬植物中生物活性成分研近況[J].中草藥,2002,33(7):666-670.
[5]孫小文,段志興.花椒屬藥用植物研究進展[J].藥學學報,1996,31(3):231-240.
[6]鄭瑾,張麗娟.花椒藥用研究進展[J].遼寧中醫藥大學學報,2008,10(11):69-71.
[7]盧長慶,路雪雅.不同品種花椒粗提物抗菌、抗氧化作用比較研究[J].中國中藥雜志,1995,20(12):752.
[8]許青媛,于利森.花椒粗提物對實驗性血栓形成及凝血系統的影響[J].中草藥,1990,21(12):17.
[9]楊靖,曹寧.花椒揮發油的抗菌作用及對小鼠免疫機能的影響[J].濟寧醫學院學報,1993,16(4):26.
[10]許青嬡,楊浦昭,陳春梅.花椒粗提物對應激性心肌損傷的保護作用[J].中草藥,1993,24(5):277.
[11]馬建嚦,方定志.花椒揮發油對實驗性動脈粥樣硬化的影響[J].四川大學學報(醫學版),2005,36(5):696-699.
[12]袁方曙,郭淑玲.花椒揮發油乳霜劑治療蠕形螨病療效觀察[J].中國寄生蟲病防治雜志,2003,16(1):58-61.
[13]郭紅祥,袁超,郭愛芳,等.超臨界萃取花椒揮發油的殺蟲活性研究山.河南農業大學學報,2005,39(1):79-81,92.
[14]付陳梅,闞建全,陳宗道,等.花椒的成分研究及其應用[J].中國食品添加劑,2003(3):83-86.
[15]尉芹,馬希漢,李夢樓.花椒調味油的研秘[J].食品研究與開發,1995,16(4):24-25.
[16]苑艷麗,王志明,巨旺軍.花椒籽為原料生產食用花椒仁油[J].西部糧油科技,1999,24(6):17-18,20
[17]薛開法.花椒籽制油工藝技術[J].中國油脂,1999,24(4):12-13.
[18]JAIN N,SRIVASTAVA S K,AGGARWAL K K,et al Essential oil composition of Zanthoxylum alatum seeds from northern India[J].Flavour and Fragrance Journal,2001,16:408-410.
[19]李桂華,付黎敏,薛開法.花椒種籽化學成分分析研究[J].鄭州糧食學院學報,1994,15(4):24-26.
[20]馬傳國,畢艷蘭,林敏剛,等.花椒籽皮油和仁油化學成分分析[J].鄭州工程學院學報,2002,23(1):42-47.
[21]李孟樓,郭新榮,莊世宏.花椒種籽油生產有機涂料的工藝[J].陜西林業科技,2000(3):4-9.
[22]馬養民,牛振寧,楊廣智.花椒籽油酸洗緩蝕劑的緩蝕性能研究[J].工業水處理,2010,30(5):49-51.
[23]劉永英,王多寧,劉淵聲,等.花椒籽仁油對實驗性高脂血癥大鼠的防治作用[J].第四軍醫大學學報,2007,28(5):411-4l3.
[24]楊克.花椒籽在鯉魚飼料中的應用研究[D].楊凌:西北農林科技大學,2014.
[25]趙銀仙,薛亞鋒,艾竹葉,等.花椒籽酸性顆粒有機肥應用效果研究[J].陜西林業科技,2008(2):31-33.
[26]李峻志,李安利,吳亞召,等.花椒籽油粕成分分析及栽培滑菇的試驗[J].食用菌,2008(2):28-29.
[27]胡燕.花椒籽殘渣輔料對食用菌生長及生理指標的影響研究[D].重慶:重慶工商大學,2009.
[28]彭惠蓉,陳訓.花椒幼嫩莖葉營養成分研究[J].安徽農業科學,2009,37(32):15789-15791
[29]王貴華,吳銀明,李遠潭.花椒的藥用價值及栽培技術[J].四川農業科技,2010(9):40-41.
[30]任麗娟,謝鳳指.花椒根的生物堿研究[J].藥學學報,1981,16(9):672-677.
[31]崔天義,朱衛,李貞,等.巴山花椒根的化學成分研究[J].武漢植物學研究,1994,12(4):371-374.
[32]陶朝陽,陳萬生,張衛東,等.刺異葉花椒根中木脂素類成分[J].中草藥,2004,35(4):378-379.
[33]陶朝陽,陳萬生,張衛東,等.刺異葉花椒根中香豆素類成分[J].中國中藥雜志,2005,30(11):832-834.
[34]朱健,馮敏杰,趙玲愛,等.地埂花椒生態系統的結構及其功能研究[J].防護林科技,1999(4):23-25,35.
Utilization and Development Direction of Zanthoxylum
GUO Wei-zhen1,2,ZHAO Jing-xian1,2,LIU Li-xia3,BAO Xiu-lan4
(1.Hebei Engineering and Teehnology Center of Forest Improed Variety,Shijiazhuang 050061;2.Hebei Academy of Forestry Sciences,Shijiazhuang 050061;3.The Forestry and Animal Husbandry Bureau of Xinle,Hebei Xinle 050700;4.Forestry Bureau of Liangcheng Neimenggu,Liang cheng 013750)
The chemical ingredients and exploitation and utilization of Chinese prickly ash peel,pepper seeds and pepper buds were reviewed in this paper.Development and production of high additional value of edible and medicinal products deep processing of Chinese prickly ash being the main direction in the future is mentioned in this review.
Zanthoxylum;Composition;Development and utilization
S794.509.9
A
1002-3356(2016)01-0072-03
2015-12-29
河北省科技成果轉化項目“花椒系列產品開發及保質保鮮技術中試與示范”(14827126D)。
郭偉珍(1971-),農學學士,正高級工程師,主要從事林木良種選育與栽培工作。