花椒籽的研究及開發利用現狀

黃鵬 黃東杰

摘要? ? 花椒籽是我國特有的食用香辛料花椒的主要副產物，其富含多種營養物質和生物活性成分。本文主要對花椒籽的化學成分及其提取工藝和相關產品的開發應用現狀進行綜述，以期為花椒籽的研究利用提供參考。

關鍵詞? ? 花椒籽;化學成分;提取工藝;開發利用

中圖分類號? ? TS264.2? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2018）23-0231-02

花椒（Zanthexylum bungeanum Maxin）屬蕓香科植物，多年生灌木或小喬木，其品種超過200種，產地主要分布在亞洲的喜瑪拉雅山脈附近、東南亞半島及東亞地區。我國花椒種植面積最大，品種最為齊全，作為調味料食用廣泛[1]。花椒主要分為花椒皮和花椒籽，其中花椒果皮占總質量的40%，籽占總質量的60%。花椒籽是生產調味品花椒的主要副產物。花椒籽富含多種營養物質和生物活性成分，是當前研究的一大熱點。

1? ? 花椒籽的化學成分及其提取工藝研究

1.1? ? 花椒籽油

1.1.1? ? 油脂成分。花椒籽中油脂含量為27%～31%[2]，其中皮油6%、仁油20%～25%，低于菜籽及花生油脂含量而高于大豆及棉籽油脂含量，屬中等含油量油料。馬傳國等[3]分別對花椒籽皮油和仁油進行測定，發現皮油中亞麻酸含量很低，多數油脂中罕見的棕櫚油酸的含量卻在20%左右;仁油中不飽和酸含量在90%以上，主要為亞麻酸和亞油酸。王婭婭[4]通過GC-MS檢測到花椒籽油脂中脂肪酸成分主要為α-亞麻酸50.94%、亞油酸25.50%、棕櫚酸13.55%、棕櫚油酸5.77%、油酸2.90%、硬脂酸1.34%等。其中，不飽和脂肪酸高達85%以上，且多不飽和脂肪酸占總脂肪酸的76.44%。

1.1.2? ? 提取工藝。花椒籽油提取工藝的研究主要集中在不同的花椒籽品種、提取溶劑、提取方式對花椒籽油提取率的影響等方面。吳素玲等[5]針對不同品種的花椒籽（青花椒、紅花椒）中籽油的提取率進行了研究，結果表明，不同品種的花椒籽油提取率有明顯差異，紅花椒籽油得率是青花椒籽油得率的3～4倍;采用索氏提取法對不同的提取溶劑進行比較，發現不同溶劑的提取率存在顯著差異。

歐陽輝等[6]采用超臨界CO2萃取法，花椒籽油提取率可達19.65%;最佳工藝條件為萃取壓力37 MPa、萃取溫度45 ℃、萃取時間65 min。張軍華等[7]采用索氏提取法，以石油醚為提取劑，確定最佳提取工藝條件為提取溫度85 ℃、提取時間2 h、料液比1∶6;提取溫度對花椒籽油提取率的影響最大，其次是提取時間，影響最小的是料液比。徐文秀等[8]以脫蠟花椒籽為原料，采用超聲波輔助提取法，花椒籽油得率為27.25%;最佳提取工藝參數為液料比21.5∶1.0（mL/g）、提取時間25 min、提取溫度60 ℃、超聲功率350 W。

劉春葉等[9]分別采用索氏法和超聲波法提取工藝，并以石油醚為溶劑，確定索氏法提取的最佳工藝為料液比1∶13、提取溫度75 ℃、提取時間2.0 h;超聲波提取的最佳工藝條件為以石油醚為溶劑、料液比1∶13、提取時間90 min。

胡銀川等[2]對水提法和醇提法進行了比較，結果發現，醇提法花椒油含量高且成分簡單，水提法含量低且成分復雜，兩者成分差異大。最終確定最佳工藝條件為乙醇濃度95%、提取溫度50 ℃、提取時間5 h，最高提取率為12.33%。

王婭婭[4]采用水酶法提取花椒籽油，研究發現，影響花椒籽油出油率的因素由大到小依次為纖維素酶>酶解pH值? ? >酶解時間>中性蛋白酶;最佳提取工藝為纖維素酶添加量0.4%、蛋白酶添加量9%、酶解pH值5.0、酶解時間6 h。

1.2? ? 花椒籽蛋白

1.2.1? ? 利用價值與提取工藝。花椒籽富含蛋白質，含量約為18.7%，且氨基酸組成齊全，是一種優質、無毒的新型植物蛋白質資源，也是目前研究的一大熱點。特別是花椒籽蛋白經水解、酶解后所得的多肽物質具有多種功能性作用，是一種廉價的功能性物質，作為保健食品及功能性產品，具有廣闊的開發利用前景。張志清等[10]以鹽提法提取花椒籽中蛋白質，提取率為18.92%;最佳工藝條件為NaCl濃度0.79 mol/L、提取時間60 min、提取溫度35 ℃、料液比1∶17.5、pH值8.78。

1.2.2? ? 花椒籽蛋白降血壓肽的提取。吳紅洋[11]分別用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶和復合蛋白酶5種不同蛋白酶水解花椒籽蛋白，以酶解物對血管緊張素轉換酶（ACE）抑制率為指標，考察酶解時間、加酶量、酶解溫度和pH值等制備條件對酶解產物ACE抑制率的影響。結果表明，酶解法制備降血壓肽的最佳工藝參數為底物質量濃度3 g/100 mL、酶解時間4.9 h、加酶量10 200 U/g、酶解溫度37 ℃、pH值6.9，此條件下酶解產物的ACE抑制率為68.00%。張志清等[12]研究Alcalase蛋白酶水解花椒籽蛋白發現，當底物濃度為5%、溫度為55 ℃、pH值為8.5、加酶量為4%時，花椒籽水解液DPPH自由基清除率可以達到61.00%，水解度則達12.00%。

1.3? ? 花椒籽黑色素

天然黑色素具有保護神經、提高人體免疫力和清除自由基等多種保健功能，是一種天然抗氧化劑[13]。以花椒籽作為提取天然黑色素的原料是目前研究的一大熱點。董小華[14]以脫脂花椒籽為原料，采用超聲波提取方式，以花椒籽提取率、色素雜質含量、生物活性成分含量以及抗氧化能力和抑菌能力為指標，通過比較不同濃度乙醇提取溶劑對各項指標的影響、最終確定95%為乙醇最佳濃度，黑色素提取率為5.04%±0.90%。徐文秀等[15]采用溶液浸提法提取花椒籽中黑色素，最佳工藝為提取溫度60 ℃、提取時間4.5 h、料液比1∶35（g/mL）、提取次數1次，花椒籽黑色素提取液的吸光度達到最高值0.345，且影響花椒籽黑色素提取率的因素由大到小依次為提取溫度>料液比>提取時間。

楊秀芳等[16]對花椒籽種皮黑色素的提取工藝進行了優化，在NaOH濃度為1.3 mol/L、料液比為1∶20（g/mL）、提取溫度為90 ℃、提取時間為1 h的條件下，花椒籽種皮黑色素的提取率最高達8.63%。徐文秀等[17]用花椒籽黑色素提取液的吸光值來代替黑色素含量，確定黑色素提取最佳工藝為提取溫度66 ℃、提取時間4.5 h、料液比1∶33（g/mL），此條件下黑色素吸光值為0.305，3個因素對花椒籽黑色素得率的影響由大到小依次為溫度>料液比>時間。

1.4? ? 花椒籽膳食纖維

張志清等[18]采用酶解法確定花椒籽可溶性膳食纖維的最佳工藝條件為添加量2.0%、料液比1∶23、酶解溫度42 ℃、酶解時間13 h、酶解pH值4.33、胰蛋白酶添加量0.4%，此條件下花椒籽可溶性膳食纖維的平均提取率為9.19%、持水力為2.33 g/g、膨脹率為2.05 mL/g。宋? 燕等[19]采用酶-化學法確定了從花椒籽中提取不可溶性膳食纖維的最佳工藝條件為堿液質量分數3.17%、堿浸溫度49.93 ℃、堿浸時間40.86 min、胰蛋白酶用量0.40%，此工藝條件下不可溶性膳食纖維提取率為80.58%。

1.5? ? 花椒籽生物柴油

黃文捷[20]采用石油醚提取花椒籽油，石油醚在料液比1∶13、溫度60 ℃的條件下提取2次（每次2 h），花椒籽油的提取率達到91.52%。通過酯化降酸堿催化法制備生物柴油，1 000 g毛油在最佳工藝下可以得到934.62 g生物柴油。

2? ? 花椒籽的利用現狀

花椒在我國分布廣泛，其果實花椒籽產量大，但常作為廢料被拋棄。因此，開展花椒籽的研究，對花椒的綜合利用具有重要意義。

2.1? ? 花椒籽粉

付興周等[21]研究發現，在肉雞飼料中添加1.0%花椒籽粉可以明顯提高肉雞生產性能和免疫器官指數、改善肉品質。王? 杉等[22]選用1日齡普通肉雛雞150只，將其分成5個對照組，研究花椒籽對肉雛雞生長性能的影響。結果表明，花椒籽可以提高肉雛雞的生長性能，促進肝、腺、胃、十二指腸的發育，最佳添加量為1.0%。

2.2? ? 花椒籽油

花椒籽油是一種良好的功能保健食品，富含多種不飽和脂肪酸，主要為亞油酸及亞麻酸。王婭婭[4]在60只ICR雄性小鼠動物試驗的研究中發現，花椒籽油既可顯著降低小白鼠血清中的總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇的含量，又能提高高密度脂蛋白膽固醇含量。此外，花椒籽油還可以有效抑制小白鼠動脈硬化的發生。劉永英等[23]研究花椒籽仁油對試驗性高脂血癥大鼠脂質代謝的影響，結果表明，花椒籽仁油具有調節血脂、改善血流變、防止脂質過氧化的作用，其作用機制與其高含量的不飽和脂肪酸有關。

2.3? ? 花椒籽黑色素

花椒籽黑色素是一種具有開發潛力的天然色素資源。張? 偉等[24]通過研究測得黑色素含有苯環、烷烴C-H、羥基、羧基、氨基等官能團，是一種復雜大分子，其降解產物含有N-乙基異丙胺、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和丙氨酸丁氨酸硫醚，不含植物性黑色素的兒茶酚結構，是一種新的大分子黑色素。楊秀芳等[25]研究發現，花椒籽黑色素屬于酚類物質，耐光性差，耐熱良好，遇金屬離子易沉淀，遇蔗糖、淀粉、食鹽等無影響。花椒籽種皮黑色素具有較好的抗氧化活性，其中清除·OH能力與VC相當，其IC50為66.63 μg/mL;清除O2·能力比VC好，其IC50為36.55 μg/mL。董小華等[14]研究發現，花椒籽黑色素體外抗氧化能力與色素提取液質量濃度成正相關，質量濃度為1.0 mg/mL時，對脂質過氧化抑制率達65.68%;質量濃度為0.66、0.76 mg/mL時，花椒籽黑色素對DPPH·和·OH的清除率達50%，以上指標均低于VC;質量濃度為0.1 mg/mL時，對O2·的清除率達65.43%，遠高于VC。

2.4? ? 保鮮劑

董小華等[26]研究發現，在冷鮮肉的保鮮過程中添加花椒籽粗蛋白酶解液產物能有效抑制微生物的增長，延緩pH值、硫代巴比妥酸值的增加，減少汁液的流失，同時可以降低脂肪的氧化速率。保質期能比陰性對照組延長6 d。花椒籽粗蛋白酶解物是一種成本低廉、效果優良、具有開發價值的新型天然保鮮劑。由于黑色素對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑菌效果顯著，是一種具有開發潛力的生物保鮮劑。

2.5? ? 抗菌肽

抗菌肽是具有抗菌活性的多肽物質，抗菌肽具有廣譜抗菌活性，對細菌有很強的殺傷作用，此外，人們還發現，某些抗菌肽對部分病毒、真菌、寄生蟲和腫瘤細胞等有殺滅作用，甚至能提高免疫力、加速傷口愈合。抗菌肽是前景廣闊的天然防腐劑之一，它不僅能被人體內的酶系降解，還能最大程度地保持食品的營養價值。姜太玲[27]研究發現，由花椒籽提取的蛋白抗菌肽對大腸桿菌、沙門氏菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌均有抑制作用。花椒籽是花椒果皮生產中的主要副產物，含有豐富的蛋白質，是一種優質的蛋白質資源，利用現代生物技術對花椒籽蛋白深入研究可以有效提高花椒籽的經濟價值。

（下轉第236頁）

（上接第232頁）

2.6? ? 膳食纖維

花椒籽中富含膳食纖維。宋? 燕等[19]研究發現，花椒籽含有48.93%左右的不溶性膳食纖維，提取率高達80.58%。膳食纖維被公認為“第七大營養素”，具有預防肥胖癥、糖尿病、結腸癌，增強免疫、抑制有害菌等作用[28]。膳食纖維又可分為不溶性膳食纖維（IDF）和可溶性膳食纖維（SDF）。不溶性膳食纖維能增加飽腹感，并有助于腸道蠕動，可用于治療便秘、化解結石、減輕體重。可溶性膳食纖維是既可溶解于水又可吸水膨脹，還能被大腸中微生物水解的一類纖維。這類物質能刺激腸道蠕動，預防便秘、直腸癌、痔瘡及下肢靜脈曲張，還能預防動脈粥樣硬化和冠心病等心血管疾病的發生。由于產生飽腹感、改善耐糖性等特點，是肥胖病人、糖尿病人的可選食品。

2.7? ? 生物柴油

蘇印泉等[29]研究了花椒、水冬瓜、黃連木、苦楝、文冠果等幾種木本油料資源的現狀與制備生物柴油潛能，結果表明，5種樹木種子油有望作為生物柴油的生產原料，在最佳的加工工藝下花椒籽生物柴油和水冬瓜生物柴油的燃料性能均與0號柴油標準接近。

3? ? 結語

花椒是人們常見的調味料，被譽為“八大味之一”。花椒籽是生產調味品花椒的主要副產物，綜合開發利用花椒籽既可以解決資源浪費、環境污染的問題，也能實現可觀的經濟效益，帶動大批果農致富[8]。花椒籽應用范圍廣泛，無論食用、藥用還是工業應用都具有極高的價值，花椒籽粉還可以直接用作飼料的添加劑，花椒籽可用于提煉花椒籽油、制備生物柴油、深加工提取α-亞麻酸等，它是功能性多肽、天然保鮮劑。花椒籽黑色素、花椒籽蛋白及功能性多肽的研究及產品的開發相對較少，提取工藝、凈化工藝以及產品的加工工藝等尚待完善。花椒籽產業鏈目前仍屬于粗放式，技術含量低，加工簡單，附加值低。加強花椒籽的深入研究、提高花椒籽研究中高新技術的應用、加強對花椒籽高附加值產品的開發、提高花椒籽的利用率，對拓展花椒籽產品產業鏈具有重要意義。

4? ? 參考文獻

[1] 杜若愚，殷鐘意，呂靖，等.花椒籽開發利用研究進展[J].重慶工商大學學報（自然科學版），2008，25（1）：82-86.

[2] 胡銀川，李明元.花椒油醇提工藝優化及水提醇提成分分析比較[J].中國調味品，2010，35（7）：93-95.

[3] 馬傳國，畢艷花.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）：39-42.

[4] 王婭婭.花椒籽油的提取、分析檢測及降血脂功能研究[D].西安：陜西師范大學，2007.

[5] 吳素玲，張衛明，孫曉明，等.花椒籽油的提取和組分分析[J].中國野生植物資源，2015（6）：5-8.

[6] 歐陽輝，余佶，陳功錫，等.超臨界CO2萃取花椒籽油工藝的響應面優化[J].中國油脂，2009，34（10）：9-12.

[7] 張軍華，陳汀汀.花椒籽油提取工藝研究[J].中國糧油學報，2008，23（4）：154-156.

[8] 徐文秀，翟永亮.超聲波輔助提取花椒籽油的工藝研究[J].中國糧油學報，2013，28（4）：62-66.

[9] 劉春葉，張劍，苗延青，等.花椒籽油的提取及GC-MS分析[J].安徽農業科學，2012（6）：3594-3596.

[10] 張志清，宋燕，劉翔，等.響應面法優化提取花椒籽蛋白質工藝研究[J].核農學報，2013，27（7）：988-995.

[11] 吳紅洋.花椒籽蛋白降血壓肽的制備及性質研究[D].雅安：四川農業大學，2015.

[12] 張志清，宋燕，姜太玲，等.Alcalase蛋白酶水解花椒籽蛋白制備抗氧化肽的條件優化[J].食品工業科技，2014，35（11）：179-183.

[13] 王改利.花椒籽種皮黑色素的提取純化及性能研究[D].西安：陜西科技大學，2014.

[14] 董小華.花椒籽活性物質的提取、抗氧化和抑菌活性的研究[D].成都：四川農業大學，2016.

[15] 徐文秀，王鵬，王曉燕，等.正交法優化花椒籽黑色素提取工藝研究[J].食品研究與開發，2014（6）：49-52.

[16] 楊秀芳，王改利，馬養民，等.花椒籽種皮黑色素的提取純化工藝[J].貴州農業科學，2013，41（10）：149-153.

[17] 徐文秀，王曉燕，王鵬，等.花椒籽中黑色素提取工藝的優化研究[J].食品工業科技，2013，34（3）：265-268.

[18] 張志清，宋燕，鐘玉巧，等.花椒籽可溶性膳食纖維的提取工藝研究[J].中國油脂，2013，38（1）：76-80.

[19] 宋燕，羅松明，向建軍，等.響應面法優化花椒籽不可溶性膳食纖維提取工藝研究[J].中國油脂，2011，36（7）：62-67.

[20] 黃文捷.花椒籽油制備生物柴油的工藝研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2008.

[21] 付興周，路志芳，申海燕，等.花椒籽粉對肉雞生產性能、免疫器官指數及肉品質的影響[J].河南農業科學，2016，45（9）：120-124.

[22] 王杉，孫會松，熊翔，等.花椒籽對肉雛雞生長性能的影響[J].飼料工業，2013（23）：34-37.

[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）：411-413.

[24] 張偉，吳博.花椒籽黑色素化學結構的初步研究[J].中國測試，2017， 43（3）：49-52.

[25] 楊秀芳，王改利，馬養民，等.花椒籽種皮黑色素理化性質和抗氧化活性的研究[J].河南工業大學學報（自然科學版），2014，35（1）：82-86.

[26] 董小華，姜太玲，申光輝，等.花椒籽粗蛋白酶解物對冷鮮豬肉的保鮮應用初探[J].核農學報，2016，30（8）：1540-1547.

[27] 姜太玲.花椒籽蛋白抗菌肽的制備及其性質研究[D].雅安：四川農業大學，2015.

[28] 劉琳琳，吳茂玉，葛邦國，等.采用響應面法對酶法提取香蕉皮可溶性膳食纖維工藝的優化[J].農產品加工（學刊），2013，36（7）：62-67.

[29] 蘇印泉，楊芳霞，李香紅，等.中國西北地區主要油料樹種的資源現狀與制備生物柴油的研究（英文）[C]//吳創之.生物質脂源技術國際會議論文集.廣州：中國可再生能源協會，200：492-497.