花椒及花椒叶挥发性成分对比研究

2018-04-17孟佳敏邸江雪江汉美卢金清喻祥龙肖宇硕

中国调味品 2018年4期

孟佳敏，邸江雪，江汉美，卢金清，喻祥龙，肖宇硕

(湖北中医药大学湖北省药用植物研发中心，武汉　430065)

花椒为芸香科植物青椒(ZanthoxylumschinifoliumSieb.et Zucc.)或花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)的干燥成熟果皮，味辛，性温，有小毒，归脾、胃、肾经，具有温中止痛、杀虫止痒的功效，主治脘腹冷痛、呕吐泄泻、虫积腹痛；外治湿疹、阴痒[1]。现代药理研究表明花椒具有驱虫、抗癌、抑制血小板凝聚、抗氧化、抑菌、镇痛、止痒、局麻等药理作用，临床上可用于治疗胆道蛔虫病、鸡眼、顽癣、真菌性阴道炎、银屑病、回乳、牙痛、麻醉等疾病[2]。花椒中的主要有效成分为挥发油、生物碱、黄酮、酰胺、木脂素、香豆素和脂肪酸等，另有三萜、甾醇、烃类等物质，其中起主要生物作用的是挥发油、生物碱和酰胺[3，4]。

花椒资源丰富，是一种药食同源的植物，在我国有着悠久的使用历史，但对花椒的研究时间却不长。目前国内外对花椒的研究主要集中在果皮(即花椒)，而对花椒其他部位，例如花椒叶的研究不够充分。现代研究表明：花椒叶中含有丰富的膳食纤维、碳水化合物、蛋白质以及矿质元素等，有着广阔的研究和应用前景[5]，但一直以来花椒叶都没有被好好利用，而是被当作废物丢掉，造成了很大的资源和经济浪费。故本实验旨在通过花椒与花椒叶挥发性成分的对比分析，来指导花椒叶的使用，以期为花椒叶开辟消费市场，避免花椒叶的浪费。

1　仪器与材料

1.1　仪器

手动固相微萃取(SPME)进样装置德国 IKA公司；Agilent 6890/5973型气相-质谱-计算机联用仪美国Hewlett-Packard公司；顶空瓶(15 mL)；65 μm 聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯(PDMS/DVB)萃取纤维头美国 Supelco 公司；ALC-210.2 型电子天平(d=0.01 g)北京赛多利斯天平有限公司。

1.2　材料

花椒与花椒叶均产于山西运城，经湖北中医药大学生药教研室杨红兵老师鉴定分别为芸香科花椒属植物花椒的干燥成熟果皮和叶。

2　实验方法

2.1　顶空固相微萃取条件

SPME条件：经综合考察，确定顶空固相微萃取的最佳条件为称取花椒样品0.5 g，置于15 mL顶空瓶中，插入装有65 μm PDMS/DVB萃取纤维头的手动进样器，在150 ℃下平衡15 min后，再压缩手柄伸出萃取头萃取15 min，取出，立即插入气相色谱仪，进样口(温度230 ℃)解吸3 min，不分流进样。花椒叶实验条件同上。

2.2　GC-MS色谱与质谱条件

GC条件：色谱条件：HP-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)；升温程序：从50 ℃开始，以15 ℃/min升温至95 ℃，然后以3 ℃/min升温至110 ℃，再以4 ℃/min升温至170 ℃，最后以15 ℃/min升温至200 ℃；载气：高纯度He(99.999%)，柱流速：0.8 mL/min，进样口温度：230 ℃；

MS条件：EI源；离子源温度230 ℃，电离电压70 eV；四级杆温度150 ℃；质量扫描范围35～550 m/z。

2.3　重复性试验

分别称取花椒和花椒叶各6份，按照上述顶空固相微萃取最佳条件萃取两者的挥发性成分，并按上述色谱条件与质谱条件进行分析。结果表明花椒中各主要色谱峰的相对保留时间和相对峰面积的RSD值分别为3.16%，3.54%；花椒叶分别为3.32%，3.68%。结果表明该方法重复性较好，说明适合花椒和花椒叶挥发性成分的分析鉴定。

3　实验结果

按上述实验条件对花椒和花椒叶中挥发性成分进行分析，经MSD化学工作站数据处理并用面积归一化法从总离子流图中计算各组分相对百分含量，按各峰的质谱图经NIST08质谱数据库检索，并结合相对保留时间，确定各个组分。从花椒中检测出59个峰，鉴定出42种成分，占总挥发性成分的81.48%。其中相对含量最高的成分为丙酸松油酯，占总挥发性成分的8.31%，其次主要含有胡椒酮(5.80%)、α-松油醇(5.77%)、大根香叶烯(5.4%)、左旋-α-蒎烯(5.23%)等。从花椒叶中检测出48个峰，鉴定出36种成分，占总挥发性成分的91.38%。其中相对含量最高的成分为芳樟醇，占总挥发性成分的18.49%，其次主要含有戊酸芳樟醇酯(16.57%)、乙酸松油酯(14.10%)、石竹烯(6.81%)、松油醇(5.69%)等，具体结果见图1、图2及表1。

图2　HS-SPME-GC-MS分析花椒叶挥发性成分总离子流图Fig.2 The ion flow diagram of volatile components of pepper leaves by HS-SPME-GC-MS analysis

表1　HS-SPME-GC-MS分析花椒及花椒叶中挥发性成分Table 1 HS-SPME-GC-MS analysis of the volatile components of pepper and its leaves

续　表

4　讨论

4.1　花椒中挥发性成分的分析

本实验采用顶空固相微萃取-气质联用法，从花椒中共检测出59个峰，并鉴定出42种成分，主要为烯类(35.52%)、醇类(19.96%)、酯类(17.92%)和醛酮类(6.3%)。其中相对含量最高的为丙酸松油酯，占总挥发性成分的8.31%，其次主要含有胡椒酮(5.80%)、α-松油醇(5.77%)、大根香叶烯(5.4%)、左旋-α-蒎烯(5.23%)等。据相关文献报道，丙酸松油酯可由松油醇和丙酸酯化得来，是一种常见的香料[6]。胡椒酮具有松弛支气管平滑肌的作用，可用于平喘[7，8]，此外还有止咳、祛痰、抗菌的作用[9]；但同时，胡椒酮有一定的杀虫活性，是花椒的毒性成分[10]。α-松油醇具有止咳、解热、抑菌等作用[11]。大根香叶烯具有平喘作用，是治疗老年慢性支气管炎的有效成分之一[12]，同时大根香叶烯具有良好的抑菌作用[13]。左旋-α-蒎烯具有抗炎、镇咳、祛痰、杀菌、抑菌、提神、活血、醒脑等作用[14，15]，且是一种十分重要的化工原料，可用于合成香料、甜味剂、增塑剂[16]。

4.2　花椒叶挥发性成分的分析

本实验从花椒叶中检测出48个峰，并鉴定出36种成分，主要为酯类(33.72%)、醇类(27.81%)和烯类(22.39%)。其中相对含量最高的为芳樟醇，占总挥发性成分的18.49%，其次主要含有戊酸芳樟醇酯(16.57%)、乙酸松油酯(14.10%)、石竹烯(6.81%)、松油醇(5.69%)等。此外，本实验首次从花椒中发现崖柏烯，此前并无文献报道。研究表明，芳樟醇具有抑菌、镇痛、抗肿瘤等功效[17]。乙酸松油酯是一种通用型香料，它具有独特的薰衣草和佛手香气，在食用和日用香料中得到广泛的应用[18]。石竹烯及其氧化物作为一种双环倍半萜型的天然产物，是医药、食品、化妆品工业的重要原料，其具有显著的局部麻醉、抗炎、抗焦虑、抗抑郁、抗真菌、镇咳、祛痰等药理作用[19]。松油醇具有止咳、解热和抑菌作用[20]。

4.3　花椒及花椒叶挥发性成分的对比分析

花椒和花椒叶中含有18种共有成分，分别为3-崖柏烯、β-蒎烯、α-水芹烯、D2-蒈烯、罗勒烯、萜品烯、顺-β-松油醇、异松油烯、芳樟醇、波斯菊萜、(-)-4-萜品醇、乙酸睾丸素、乙酸橙花酯、石竹烯、大根香叶烯、D-杜松萜烯、氧化石竹烯和8-十七烯。其中大部分共有成分均具有药理活性且相对含量差异不大，如β-蒎烯具有杀菌抗菌作用，并对人体呼吸系统、心血管系统、中枢神经系统等有保健作用，可抗癌、利胆消炎、医疮止痒[21]；罗勒烯具有解热、解毒、活血止痛的作用[22]；异松油烯具有提神醒脑的作用[23]。这些共有成分表明花椒叶与花椒一样，均具有温中、止痛、杀虫、止痒、止咳平喘、解毒、镇静等作用，且花椒叶中无胡椒酮等毒性成分，验证了古籍中花椒有小毒、花椒叶无毒的记载，提示花椒叶同花椒一样可入药用，其功效与花椒相近，且更加安全，在某些方面可作为花椒的代替品使用。

参考文献：

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:159.

[2]赵国平,戴慎,陈仁寿,等.中药大辞典[M].上海:上海科学技术出版社,2013:1469-1471.

[3]肖崇厚,杨松松,洪筱坤,等.中药化学[M].上海:上海科学技术出版社,1999.

[4]袁丽娟,王四旺.花椒的化学成分及其药效学研究[J].现代生物医学进展,2010，10(3):552-554.

[5]纪珍珍.花椒叶主要成分分析和干燥特性研究[D].咸阳:西北农林科技大学,2015.

[6]牛丽影,郁萌,刘夫国,等.香橼精油的组成及香气活性成分的GC-MS-O分析[J].食品与发酵工业,2013(4):186-191.

[7]重庆医学院老慢支科研小组药理组.胡椒酮对组织胺与乙酰胆碱作用的影响[J].重庆医药,1975(5):25-27.

[8]重庆医学院老慢支科研小组药理组.胡椒酮平喘作用的进一步观察[J].重庆医药,1975(5):28-30.

[9]江苏新医学院.中药大词典[M].上海:上海科学技术出版社,1986．

[10]路纯明,卢奎,严以谨,等.花椒挥发油组分的分离鉴定及其对杂拟谷盗成虫毒力测定的初步研究[J].中国粮油学报,1995(2):15-21.

[11]张甜甜,孙立立,周倩,等.艾叶及其炮制品挥发油成分GC-MS研究[J].中成药,2011(1):87-92.