花椒挥发油提取、成分分析及药理作用研究概述

边甜甜，司昕蕾，曹瑞，牛江涛，李越峰甘肃中医药大学，甘肃省中药质量与标准研究重点实验室，甘肃 兰州 730000摘要：花椒化学成分多样且药理作用广泛，其挥发油成分具有较高的应用价值，开发前景良好。近年来，花椒挥发油相关研究已取得一定成果，并对花椒的综合评价起重要作用。本文对花椒挥发油提取、成分分析及药理作用方面的研究现状进行综述，归纳性质及整体利用价值，为花椒的有效利用提供参考。关键词：花椒；挥发油；提取；成分分析；药理作用；综述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2018.08.032

中图分类号：R284.2；R285.5 文献标识码：A 文章编号：1005-5304(2018)08-0129-04

Review of Extraction, Component Analysis and Pharmacological Effects of Volatile Oil in Zanthoxyli Pericarpium

BIAN Tian-tian, SI Xin-lei, CAO Rui, NIU Jiang-tao, LI Yue-feng

Gansu University of Chinese Medicine, Key Laboratory of Standard and Quality of Chinese Medicine Research of Gansu, Lanzhou 730000, China

Abstract: The chemical components of Zanthoxyli Pericarpium are diverse and its pharmacological effects is in wide range. Its volatile oil components have high application value and good development prospects. In recent years, research related to volatile oil of Zanthoxyli Pericarpium has made certain achievements, and has played an important role in the comprehensive evaluation of Zanthoxyli Pericarpium. This article reviewed the extraction, component analysis and pharmacological effects of volatile oil in Zanthoxyli Pericarpium, and concluded properties and overall utilization value, providing references for effective utilization of Zanthoxyli Pericarpium.

Keywords: Zanthoxyli Pericarpium; volatile oil; extraction; component analysis; pharmacological effects; review

花椒为芸香科植物青椒 Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc.或花椒 Zanthoxylum bungeanum Maxim.的干燥成熟果皮，其主要功效为温中止痛、杀虫止痒[1]，我国资源丰富、用途广泛，具有较好的研究前景。

花椒所含化学成分比较丰富，以挥发油、酰胺类和生物碱类研究较多。花椒的挥发油主要来自于花椒的果皮部分，作为评价花椒质量的一种重要的指标性成分，它不仅是花椒香气的主要来源，而且在药效方面也有很大的用途，使其成为花椒相关研究关注的重点。花椒挥发油中主要含有烯烃类、醇类、酮类、酯

基金项目：国家自然科学基金（81460611）；教育部科学技术

研究重点基金（212186）；甘肃省自然科学基金（1010RJZA212、

145RJZA076 ）；甘肃省财政厅高校基本科研业务费专项

（2013-2）；兰州市科技局项目（2014-1-188）；甘肃省中医药

管理局科研课题（GZK-2015-57）

通讯作者：李越峰，E-mail：lyfyxk@126.com

类和环氧类等多种结构类型小分子物质[2]，目前主要使用气相色谱-质谱（GC-MS）对其所含化学成分进行有效的分析综合。本文对花椒挥发油的提取方法、成分分析及生理活性相关研究进行梳理，为花椒有效成分的提取及在药用方面的开发提供依据。1 提取研究

1.1 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法被广泛应用于挥发性物质的提取，在花椒挥发油制备过程中也发挥着十分重要的作用。

彭永芳等[3]设计了正交试验来优化花椒挥发油的提取工艺。结果表明，用6倍量水在提取时间为7h 条件下对花椒采用蒸馏提取，并用50 mL乙醚对所得物进行萃取后花椒挥发油的平均得率为2.95%，有利于工

业生产。蒲凤琳等[4]将采自四川汉源的青花椒和红花椒分别采用水蒸气蒸馏法提取其中的挥发性成分，利用 GC-MS 对提取出的挥发油进行成分分析。得出 2种花椒的挥发性成分中含量最高的均为芳樟醇，且比

较发现青花椒中芳樟醇的含量略高。

1.2 超临界 CO2萃取法

采用超临界 CO2 萃取方法得到花椒中挥发油具有提取时间短、效率高的优点，但成本较高，不适于

大生产。陈振德等[5]对花椒挥发油超临界CO2萃取工艺及成分组成进行了研究，发现 40 ℃、压力为 32 MPa 时萃取1h得到的花椒挥发油质量较好，含量可达 4.24%。张慧[6]对超临界 CO2萃取法提取花椒风味物质（挥发油、花椒油树脂）进行研究，得到了较优的工艺条件，并在试验基础上尝试扩大规模，为花椒有效成分提取的新型工艺提供了一定的思路。孙可可

等[7]研究了加工温度和时间对超临界CO2萃取的花椒挥发油品质的影响，得出在加工温度较高和时间较长的条件下花椒挥发油的品质不甚理想，应控制在

120 ℃、60 min 内。超临界 CO2萃取法提取花椒中的挥发油及酰胺类物质均有良好的效果，对后期花椒有效成分的提取发挥着重要的作用，但仍应采取一定的方法来降低生产成本，从而进行大规模生产。

1.3 同时蒸馏萃取法同时蒸馏萃取法被广泛应用于植物易挥发性成分的提取，但往往由于操作温度过高而使得到的精油

香气有所失真。罗凯等[8]对影响同时蒸馏萃取法提取花椒挥发油的因素（原料粉碎粒度、辅助方式、溶剂种类、提取时间）进行了单因素考察。结果表明，最佳的粉碎粒度为40目、辅助方式为超声波5 min、提取溶剂为乙醚、提取时间为 3 h，在以上单因素控制的情况下挥发油的得率分别为 9.4%、12%、8.2%、

9.5%。此后又有人对水蒸气蒸馏、溶剂萃取、同时蒸馏萃取法3种方法提取得到的花椒挥发油进行了分析比较，发现同时蒸馏萃取法的提取率较高，可达

11.6%，较其他 2 种方法更为理想[9]。

1.4 其他花椒挥发油提取在花椒的研究中有着重要作用，

研究者不断尝试优化其提取方法。李丽丽等[10]以秦产的大红袍花椒作为原料采用常压微波法提取其挥发

油。袁敏等[11]对超声波法提取花椒挥发油的工艺进行了研究，将固液比、提取时间和温度作为主要的考察因素，发现对花椒挥发油提取率的影响排序为固液比＞提取温度＞提取时间，并得出当提取介质为95%乙醇、固液比为 1∶3.2（g/mL）、温度为 70 ℃时，

超声提取的花椒挥发油较佳。乐薇等[12]用石油醚热浸法提取大红袍花椒挥发油，采用正交试验优化其提取工艺，将所得挥发油的含量作为考察指标，得到了花椒挥发油的最佳提取工艺。此外，顶空固相微萃取法

亦被用来提取花椒中的挥发油[13]。综合效率、质量、成本等方面因素，上述花椒挥发油提取方法中，同时蒸馏萃取法方便高效，可考虑大规模应用。

2 成分分析研究花椒挥发油成分复杂且具有挥发性，近年来其成分分析研究多采用GC-MS技术，结果表明不同来源、不同产地、不同炒制程度、不同粉碎程度、不同贮藏条件的花椒在成分组成方面均存在差异。

刘飞等[14]用 GC-MS和自动质谱退卷积定性系统结合 Kováts保留指数对花椒和青椒进行了定性研究。

结果表明，4 批次花椒和青椒经过 GC-MS 分析，花椒有 62种化合物被定性，而青椒则只有32 种，花椒和青椒中均含有芳樟醇和柠檬烯，但含量有所差异。

陈光静等[15]利用 GC-MS 分析了8种不同产地的红花椒挥发油含量和组分的差异，发现不同样品的挥发油含量范围保持在 1.64～5.89 mL/100 g，但组分有所不同，相同组分含量亦不同，实验共鉴定出 21 种共有组分，主要为柠檬烯、月桂烯和桉树醇，此实验为不同产地来源花椒的研究提供了一定的思路。梅国荣

等[16]通过实验对不同炒制程度的 3 种花椒中所含挥发油进行了比较分析，发现3种样品含量较高的化合物为乙酸芳樟酯、芳樟醇、柠檬烯，且得出经过不同程度炒制的花椒所含挥发油化学组分无较大差异，但相对含量有所不同。另有学者将粉碎程度作为考察指标对花椒挥发油的含量进行研究，并利用 GC-MS 分析其化学组分的差异，发现粉碎后的花椒挥发油烯醇类物质损失较为严重，且粒度越细花椒挥发油的损失

越大[17]。张艺等[18]采用 GC-MS对处于不同贮藏条件下花椒中的挥发油进行了分析比较，发现在一定条件下贮藏的花椒挥发油损失较小，并对贮藏前后挥发油的组分进行鉴定共得到 31 种成分，其中共有组分为

24种，且得出当贮藏条件不同时其挥发油含量也存在较大差异。

因此，处于不同状态下的花椒挥发油在含量和成分组成上有差异，可根据其特点进行来源鉴定或在贮存、加工、开发利用方面综合其优势从而高效利用。3 药理作用研究花椒在医药产品的开发利用方面有较大潜力，这与其有效成分广泛的药理作用密切相关。花椒挥发油具有抗氧化、抗菌、杀虫、抗炎镇痛、局部麻醉等多种药理作用。

3.1 抗氧化

徐坤等[19]研究发现，花椒挥发油在一定程度上有

清除羟基自由基的作用，呈量效关系。进一步分析其作用机制，推断可能与其所含酚类、皂苷类、黄酮类、醛类、生物碱类等物质相关，这些物质能使具有高度氧化性的自由基还原，从而发挥其抗氧化作用。

3.2 抑菌

弭向辉[20]研究发现，花椒挥发油在抑菌方面具有良好的作用，且其组分的极性也与抑菌作用密不可分，极性相对较小的样品对真菌作用较好，而极

性相对较大的样品对细菌作用明显。干信等[21]对花椒挥发油的抑菌作用进行研究，发现其对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有较好抑制效果，且对青霉菌和黑曲霉菌作用较明显。此外，花椒挥发油对大肠杆

菌具有较强的抑制作用，且体内外均有效[22]，表明花椒挥发油具有改善肠功能和维持健康的作用。因此，花椒挥发油可用于抑菌类产品的开发，并可根据其组分极性大小分别作用于真菌或细菌。

3.3 抗肿瘤

臧林泉等[23]将提取得到的花椒挥发油进行抗人肺癌杀伤及诱导凋亡试验，研究花椒挥发油的抗肿瘤活性、杀伤肿瘤细胞的最小剂量，并探讨其抗肿瘤的具体机制。得出花椒挥发油浓度为4～16 mg/mL 时对人肺癌 A549细胞株有杀伤作用，而浓度为1 mg/mL时可诱导 A549 细胞凋亡的作用。韩胜男[24]研究花椒挥发油对 HeLa 细胞的抑制活性，并建立花椒挥发油化学组分与其抗肿瘤活性之间的组效关系模型，根据组效关系辨识出 9 种显著抗肿瘤活性成分，为新药的研发奠定了基础。花椒挥发油具有很强的体外抗肿瘤活性，且对人宫颈癌 HeLa 细胞、人肺癌 A549细胞和人红白血病 K562 细胞的生长均有显著的抑制

作用[25]。

3.4抗炎镇痛

袁娟丽[26]采用小鼠耳廓肿胀法、腹腔毛细血管通透性试验、滤纸性肉芽肿试验、热板法、扭体法来研究花椒挥发油的抗炎、镇痛作用，发现花椒挥发油对

于急、慢性炎症和急性疼痛有显著的作用。王朝晖[27]也进行了花椒镇痛作用相关研究，结果显示一定剂量的花椒挥发油可提高小鼠痛阈，从而达到镇痛的作用。花椒挥发油引起硫酸葡聚糖钠诱导的小鼠实验性结肠炎的影响实验结果表明，花椒挥发油通过调节核因子-κB 和 PPARγ通道抑制炎症，并可抑制结肠炎小鼠 NLRP3 活化作用[28]，为预防溃疡性结肠炎提供了新思路。

3.5 杀虫花椒因其杀虫作用，在我国传统贮存方法中应用 已久，相关研究报道较多。其挥发油成分在杀虫方面

具有良好活性，对蠕形螨[29]、杂拟谷盗成虫[30]、烟甲

虫成虫[31]等均有一定效果。

3.6 其他

此外，花椒挥发油还具有抗癌[32-33]、局部麻醉[34]、

治疗牛皮癣[35-36]、经皮促透[37-38]等作用。鉴于花椒挥发油以上的药理作用，可考虑其在抗氧化剂、抗菌剂、杀虫剂、局部麻醉药物等方面的开发。

4 展望我国花椒资源丰富，而挥发油作为花椒香气的主要来源，化学成分多样且药理作用广泛，拥有巨大的开发价值。科学技术的进步使花椒的应用更为多样化，不再仅限于调味品，其有效成分的提取和综合药效学研究具有较大的开发前景。利用其药理作用，可开发医药类产品，如杀虫剂、化妆品、保健品、局部麻醉剂和抗肿瘤药物等。

综上，对花椒挥发油的深入研究将有利于花椒新产品的开发和资源的充分利用，也可为相关产业带来巨大的经济效益。

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（收稿日期：2017-08-16）

（修回日期：2017-09-06；编辑：向宇雁）