花椒麻味物質提取、分離、純化及生理活性研究進展

邊甜甜+司昕蕾+曹瑞+牛江濤+李越峰

摘要：花椒藥食兩用，市場需求廣泛，近年來其麻味物質逐漸受到關注，但由于含量較低，且目前尚未建立麻味等級評價方法、缺乏標準品，對其進行物質基礎及生理活性研究十分必要。本文對近年來花椒麻味物質提取、分離純化及生理活性相關研究進行綜述，為花椒開發與利用提供參考。

關鍵詞：花椒；麻味物質；提取；分離；純化；生理活性；綜述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.12.036

中圖分類號：R284.2；R285.5 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5304（2017）12-0133-04

Research Progress in Extraction， Separation， Purification and Biological Activities of Sanshoolin Zamthoxyli Pericarpium BIAN Tian-tian， SI Xin-lei， CAO Rui， NIU Jiang-tao， LI Yue-feng （Key Laboratory of Standard and Quality of Chinese Medicine Research of Gansu， Gansu University of Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China）

Abstract： As medicine and food plants， the market demand of Zamthoxyli Pericarpium is extensive， and the sanshool in Zamthoxyli Pericarpium is getting attention gradually. However， because of the low content and not establishing rating evaluation method for sanshool and lack of standards， the research on substance basis and physiological activity is necessary. This article reviewed the extraction， separation， purification and biological activities of sanshoolin Zamthoxyli Pericarpium in recent years to provide development and utilization of Zamthoxyli Pericarpium.

Key words： Zamthoxyli Pericarpium； sanshool； extraction； separation； purification； biological activities； review

花椒屬于蕓香科植物，為青椒Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc.或花椒Zanthoxylum bungeanum Maxim.的干燥成熟果皮，其主要功效為溫中止痛、殺蟲止癢[1]。花椒是一種傳統藥物，但在日常生活中主要作為調味品，其藥用研究開發較少。

花椒中的麻味物質具有殺蟲、祛風除濕、鎮痛、麻醉、抑菌、興奮等作用[2]。以山椒素為代表的酰胺類物質是花椒麻味的主要來源，也是花椒的重要評價指標，其在花椒果皮及花椒葉中含量較高。目前，花椒麻味物質基礎相關研究尚未深入，近年來逐漸受到重視。但2015年版《中華人民共和國藥典》對于花椒的質量控制僅提及揮發油的含量，該指標無法全面反映花椒活性成分。花椒麻味物質與花椒的藥理作用

基金項目：國家自然科學基金（81460611）；國家教育部科學技術研究重點基金（212186）；甘肅省自然科學基金（1010RJZA212、145RJZA076）；甘肅省財政廳高校基本科研業務費專項基金（2013-2）；蘭州市科技局項目（2014-1-188）；甘肅省中醫藥管理局科研課題（GZK-2015-57）

通訊作者：李越峰，E-mail：lyfyxk@126.com

相似，故對其物質基礎及生理活性的研究對花椒的進一步開發利用有十分重要的意義，茲就近年該領域研究作一綜述。

1 提取、分離與純化研究

目前，從花椒果皮中已分離鑒定出25種酰胺類物質[3-11]，此類物質為水溶性但無揮發性的白色晶體，易溶于有機溶劑氯仿、乙酸乙酯，不易溶解于石油醚。此類結晶體不穩定，置于室溫可在短時間內變為黃綠色的膠粘狀物質。鑒于花椒麻味物質的穩定性較差，故其高純品極難制備。

目前，花椒麻味物質的主要提取方法包括有機溶劑萃取法、超臨界CO2萃取法、超聲提取法、溶劑浸提法、微波萃取法等，其中超臨界CO2萃取法相關研究較多。

劉雄等[12]研究認為，無水乙醚是提取花椒中的風味成分的最佳有機溶劑，且超臨界CO2提取法顯著優于有機溶劑提取法。邵杰等[13]用響應面法對花椒油樹脂的提取方法進行優化，結果表明，提取溫度80 ℃、超聲時間5 min、液固比12∶1、乙醇濃度56%、超聲輸出功率210 W為最佳的提取條件，此時花椒油樹脂的平均提取率為33.60%。薛小輝[14]分別用響應面法優化超臨界CO2提取法和超聲輔助溶劑萃取法提取的工藝條件，得出在最佳工藝條件下前者花椒麻味物質的萃取率為原料的2.2%，而后者的萃取率僅為原料的0.015 6%，可見響應面法優化超臨界CO2提取法提取效果較好。孫國峰等[15]通過正交試驗對花椒麻味物質CO2超臨界萃取的工藝進行考察，結果表明，對花椒麻味物質提取率的影響因素按重要性排序依次為：壓力>時間>溫度>CO2流量>乙醇夾帶劑用量。超臨界CO2萃取技術對花椒麻味物質的提取效果較好，與其他提取法比較，其提取物質含量高、雜質少、無溶劑殘留，但由于設備成本高，實現工業化生產存在困難。endprint

從花椒果皮中提取出的花椒麻味物質成分較復雜，含有較多雜質如揮發油、色素類，被稱為花椒油樹脂，因此必須經過一定的處理以除去雜質才能得到純度較高的花椒麻味物質。目前常采用硅膠柱層析、色譜法、重結晶等多種分離手段而使花椒麻味物質得到有效的分離純化。付苗苗[4]采取溶劑萃取法，利用酰胺類物質不溶于冷石油醚、在熱石油醚中可溶，而揮發油和色素等物質則可溶于冷石油醚中的特性，以加熱作為分離手段而得到純度較高的花椒麻味物質。薛小輝[14]采用超臨界CO2提取花椒中的麻味物質，而后將得到的粗提物經過D152樹脂脫色、硅膠柱層析、聚酰胺層析和LH-20凝膠層析進行分離，然后對其結構進行分析，確定得到的物質為羥基-α-山椒素或者羥基-β-山椒素，并篩選出了硅膠柱層析和聚酰胺層析的最佳洗脫劑。朱羽堯等[16]根據不飽和酰胺類成分在弱極性溶劑中的溶解度隨溫度變化而呈現較大差異的特性，采用溫差結晶法對超臨界CO2萃取得到的花椒油樹脂進行純化，此方法是首次使用簡單可行的二次提取和結晶等手段得到高純度的不飽和酰胺。此外，近年發展起來的高速逆流色譜法也應用于分離純化花椒的麻味成分[10，17]。

2 檢測及麻味強度研究

花椒中的麻味物質性質不穩定，且結構相似、種類多樣，這導致花椒麻味物質在樣品保存和鑒定檢測方面存在諸多困難。近年來，越來越多的現代分析測試技術應用到花椒麻味物質的檢測中，目前主要方法有高效液相色譜法、紫外分光光度法、氣相色譜法、薄層層析檢測、近紅外光譜檢測法、氣質聯用檢測法以及近期被發現的基于甲醛滴定快速檢測方法[18]，以高效液相色譜法最為常用。

花椒麻味物質的麻味強度研究通常以酰胺類物質的總量作為評價指標。Sugai E等[8，19]指出，花椒的麻味強度不僅與酰胺類物質的含量有關，還與其在人體內的感覺閾值存在聯系，得出不同種類的酰胺類物質的麻味強度有一定的差異，故不能只用酰胺類物質的總量來反映花椒的麻味強度。張璐璐等[20]研究也表明，花椒麻味強度除了與酰胺總含量相關，與其構成及結構也有密切聯系。趙志峰等[21]分析漢源花椒中麻味物質的化學成分，發現鮮、干花椒油中的麻味物質不僅各種化學成分在含量上有所差異，且在種類上也出現變化，導致2種花椒油的麻味強度不同。上述研究表明，對花椒麻味強度的評價不僅在于用定量的方法檢測其花椒酰胺的總量，更應深入研究其成分的構成，以得出更為精確的結果。

3 生理活性研究

花椒麻味物質具有抗氧化、殺蟲、麻醉、抗炎鎮痛、降血脂、除皺、抗癌、祛風除濕等多種作用，引起了廣大學者的關注，對其進行生理活性研究對花椒在藥用方面的開發利用能起到一定的推動作用。

3.1 抗氧化

Cho E J等[22]指出，可從花椒葉中提取出具有抗氧化作用的物質。游玉明等[23]研究表明，適量的花椒麻素具備一定的抗氧化能力，能有效降低HepG2細胞內的丙二醇含量，增加超氧化物歧化酶活力，但對于DPPH自由基、羥基自由基的清除作用較弱。

3.2 殺蟲

聶霄艷等[24]研究了一級、二級麻味素及青椒精油和紅椒精油在恒溫條件下對赤擬谷盜成蟲的觸殺、驅避和種群抑制作用，得出2種花椒麻味素對赤擬谷盜成蟲均有良好的驅避作用，且呈劑量效應，提示一級麻素在對種群抑制方面能夠起到較優的效果。

3.3 麻醉

花椒麻素具有一定的麻醉作用，而其作用也根據酰胺類物質的種類不同體現出不同的特性。如α-山椒素以其較強的麻刺感和灼燒感體現出其辛麻特色，此外它的優點還體現在保持的時間相對較長，γ-山椒素以灼燒感和清鮮感為主，而羥基-α-山椒素則因為會產生刺痛感和麻痹感而與以上2種有所區別。臨床上，花椒揮發油和乙醚提取物因其消炎鎮痛作用常被作為口腔治療的安撫劑，如拔牙時用此類物質來麻醉黏膜[25]。Bryant B P等[26]在舌面涂抹上從花椒果皮中提取得到的羥基-α-山椒素，30 s后產生麻刺感，持續10～20 min，表明其確實可產生局部麻醉的作用。更有研究指出，如果以局部麻醉作用作為評價指標，則20%花椒揮發油產生的作用與5%普魯卡因產生的作用相當。又有學者研究了花椒對嘴唇及舌頭的麻醉作用，得出其麻醉的具體原因是由于其起到了激活神經纖維的作用，此種神經纖維主要用于觸覺傳入，但具體作用神經尚未明確[27]。花椒麻味物質的局部麻醉作用有較大價值，可以將其作為外科小手術的麻醉劑使用，安全可靠。

3.4 抗炎鎮痛

研究表明，花椒麻素具有抗炎鎮痛的作用[28-29]，可用于治療炎癥疼痛如牙疼和類風濕關節炎。Tsunozaki M等[30]通過研究發現，花椒中的活性物質α-山椒素對細胞和分子有潛在的鎮痛作用，用花椒麻味素對炎癥大鼠進行治療可降低其機械靈敏度。通過實驗闡明其分子機制，結果表明，花椒麻味素可有效抑制Aδ機械痛覺感受器，此感受器用來調節急性疼痛和炎癥疼痛，除此之外，花椒麻味物質還可以通過封鎖感覺神經元上的電壓門鈉離子通道而抑制動作電位的激發，從而達到鎮痛目的。

3.5 調節血脂

任文瑾[31]研究花椒精調節體內脂質代謝的機理，通過高脂高膽固醇飼料增加大鼠體重、飼料效率及采食量，引起血脂和肝脂升高，造高脂血癥大鼠模型，結果表明，花椒中的揮發油、麻味素及花椒精均可用來調節血脂，其中花椒麻素調節血脂的效果優于其他2種，但是它會對腸道產生損害而使其應用受到了一定的限制。呂嬌[32]研究發現，花椒麻味素可通過調節大鼠體內膽固醇的代謝循環從而達到調節血脂的作用，進一步對花椒麻素降低血脂的量-效關系進行考察，得出了最佳的灌胃劑量。

3.6 其他

此外，研究表明花椒麻味物質還有止癢、除皺[33]、抗癌[34]、祛風除濕[35]等生理功能，但相關研究較少，具體作用機制有待進一步研究。

4 小結endprint

花椒中酰胺類物質具有溶于水且不易揮發的物理特性，因此其提取存在一定難度，且在提取工藝的選擇方面也存在諸多問題，常規方法不適用。一般經過粗提得到的花椒精油或花椒油樹脂中花椒麻味物質的含量較少，大多麻味成分因未提取出而留在殘余物中造成浪費。因此，探索可行、有效且麻味物質含量高的提取方法尤為重要。

花椒麻味物質具有多種生理活性，在醫藥領域有廣闊的應用前景，但目前對花椒價值的開發還多限于食用方面，在新藥的開發和利用方面仍不足，未充分發揮其優勢。鑒于花椒資源豐富，應對其進行更深入、全面的研究，結合其在食用、藥用方面的優勢開發出適合市場需求的花椒產品。花椒麻味物質因其在醫藥化工、農藥方面的潛在價值，具有較好的開發前景。

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（收稿日期：2017-02-06）

（修回日期：2017-02-22；編輯：向宇雁）endprint