花椒籽的研究及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

黃鵬 黃東杰

摘要? ? 花椒籽是我國(guó)特有的食用香辛料花椒的主要副產(chǎn)物，其富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性成分。本文主要對(duì)花椒籽的化學(xué)成分及其提取工藝和相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，以期為花椒籽的研究利用提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 花椒籽;化學(xué)成分;提取工藝;開(kāi)發(fā)利用

中圖分類(lèi)號(hào)? ? TS264.2? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?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(guò)200種，產(chǎn)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(qū)。我國(guó)花椒種植面積最大，品種最為齊全，作為調(diào)味料食用廣泛[1]?；ń分饕譃榛ń菲ず突ń纷眩渲谢ń饭ふ伎傎|(zhì)量的40%，籽占總質(zhì)量的60%。花椒籽是生產(chǎn)調(diào)味品花椒的主要副產(chǎn)物?；ń纷迅缓喾N營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性成分，是當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)。

1? ? 花椒籽的化學(xué)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(guó)等[3]分別對(duì)花椒籽皮油和仁油進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)皮油中亞麻酸含量很低，多數(shù)油脂中罕見(jiàn)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(guò)GC-MS檢測(cè)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(dá)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?；ń纷延吞崛」に嚨难芯恐饕性诓煌幕ń纷哑贩N、提取溶劑、提取方式對(duì)花椒籽油提取率的影響等方面。吳素玲等[5]針對(duì)不同品種的花椒籽（青花椒、紅花椒）中籽油的提取率進(jìn)行了研究，結(jié)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(duì)不同的提取溶劑進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不同溶劑的提取率存在顯著差異。

歐陽(yáng)輝等[6]采用超臨界CO2萃取法，花椒籽油提取率可達(dá)19.65%;最佳工藝條件為萃取壓力37 MPa、萃取溫度45 ℃、萃取時(shí)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(shí)間2 h、料液比1∶6;提取溫度對(duì)花椒籽油提取率的影響最大，其次是提取時(shí)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(shù)為液料比21.5∶1.0（mL/g）、提取時(shí)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(shí)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(shí)間90 min。

胡銀川等[2]對(duì)水提法和醇提法進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，醇提法花椒油含量高且成分簡(jiǎn)單，水提法含量低且成分復(fù)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(shí)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(fā)現(xiàn)，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(shí)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(shí)間6 h。

1.2? ? 花椒籽蛋白

1.2.1? ? 利用價(jià)值與提取工藝?；ń纷迅缓鞍踪|(zhì)，含量約為18.7%，且氨基酸組成齊全，是一種優(yōu)質(zhì)、無(wú)毒的新型植物蛋白質(zhì)資源，也是目前研究的一大熱點(diǎn)。特別是花椒籽蛋白經(jīng)水解、酶解后所得的多肽物質(zhì)具有多種功能性作用，是一種廉價(jià)的功能性物質(zhì)，作為保健食品及功能性產(chǎn)品，具有廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景。張志清等[10]以鹽提法提取花椒籽中蛋白質(zhì)，提取率為18.92%;最佳工藝條件為NaCl濃度0.79 mol/L、提取時(shí)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(fù)合蛋白酶5種不同蛋白酶水解花椒籽蛋白，以酶解物對(duì)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）抑制率為指標(biāo)，考察酶解時(shí)間、加酶量、酶解溫度和pH值等制備條件對(duì)酶解產(chǎn)物ACE抑制率的影響。結(jié)果表明，酶解法制備降血壓肽的最佳工藝參數(shù)為底物質(zhì)量濃度3 g/100 mL、酶解時(shí)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?%、溫度為55 ℃、pH值為8.5、加酶量為4%時(shí)，花椒籽水解液DPPH自由基清除率可以達(dá)到61.00%，水解度則達(dá)12.00%。

1.3? ? 花椒籽黑色素

天然黑色素具有保護(hù)神經(jīng)、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(diǎn)。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(zhì)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(biāo)，通過(guò)比較不同濃度乙醇提取溶劑對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)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(shí)間4.5 h、料液比1∶35（g/mL）、提取次數(shù)1次，花椒籽黑色素提取液的吸光度達(dá)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(shí)間。

楊秀芳等[16]對(duì)花椒籽種皮黑色素的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)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(shí)間為1 h的條件下，花椒籽種皮黑色素的提取率最高達(dá)8.63%。徐文秀等[17]用花椒籽黑色素提取液的吸光值來(lái)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(shí)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(gè)因素對(duì)花椒籽黑色素得率的影響由大到小依次為溫度>料液比>時(shí)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(shí)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(xué)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(zhì)量分?jǐn)?shù)3.17%、堿浸溫度49.93 ℃、堿浸時(shí)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(dá)到91.52%。通過(guò)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(xiàn)狀

花椒在我國(guó)分布廣泛，其果實(shí)花椒籽產(chǎn)量大，但常作為廢料被拋棄。因此，開(kāi)展花椒籽的研究，對(duì)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(fā)現(xiàn)，在肉雞飼料中添加1.0%花椒籽粉可以明顯提高肉雞生產(chǎn)性能和免疫器官指數(shù)、改善肉品質(zhì)。王? 杉等[22]選用1日齡普通肉雛雞150只，將其分成5個(gè)對(duì)照組，研究花椒籽對(duì)肉雛雞生長(zhǎng)性能的影響。結(jié)果表明，花椒籽可以提高肉雛雞的生長(zhǎng)性能，促進(jìn)肝、腺、胃、十二指腸的發(fā)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(dòng)物試驗(yàn)的研究中發(fā)現(xiàn)，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(dòng)脈硬化的發(fā)生。劉永英等[23]研究花椒籽仁油對(duì)試驗(yàn)性高脂血癥大鼠脂質(zhì)代謝的影響，結(jié)果表明，花椒籽仁油具有調(diào)節(jié)血脂、改善血流變、防止脂質(zhì)過(guò)氧化的作用，其作用機(jī)制與其高含量的不飽和脂肪酸有關(guān)。

2.3? ? 花椒籽黑色素

花椒籽黑色素是一種具有開(kāi)發(fā)潛力的天然色素資源。張? 偉等[24]通過(guò)研究測(cè)得黑色素含有苯環(huán)、烷烴C-H、羥基、羧基、氨基等官能團(tuán)，是一種復(fù)雜大分子，其降解產(chǎn)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(jié)構(gòu)，是一種新的大分子黑色素。楊秀芳等[25]研究發(fā)現(xiàn)，花椒籽黑色素屬于酚類(lèi)物質(zhì)，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(wú)影響?；ń纷逊N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(dāng)，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(fā)現(xiàn)，花椒籽黑色素體外抗氧化能力與色素提取液質(zhì)量濃度成正相關(guān)，質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時(shí)，對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化抑制率達(dá)65.68%;質(zhì)量濃度為0.66、0.76 mg/mL時(shí)，花椒籽黑色素對(duì)DPPH·和·OH的清除率達(dá)50%，以上指標(biāo)均低于VC;質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL時(shí)，對(duì)O2·的清除率達(dá)65.43%，遠(yuǎn)高于VC。

2.4? ? 保鮮劑

董小華等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在冷鮮肉的保鮮過(guò)程中添加花椒籽粗蛋白酶解液產(chǎn)物能有效抑制微生物的增長(zhǎng)，延緩pH值、硫代巴比妥酸值的增加，減少汁液的流失，同時(shí)可以降低脂肪的氧化速率。保質(zhì)期能比陰性對(duì)照組延長(zhǎng)6 d?；ń纷汛值鞍酌附馕锸且环N成本低廉、效果優(yōu)良、具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的新型天然保鮮劑。由于黑色素對(duì)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(kāi)發(fā)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(zhì)，抗菌肽具有廣譜抗菌活性，對(duì)細(xì)菌有很強(qiáng)的殺傷作用，此外，人們還發(fā)現(xiàn)，某些抗菌肽對(duì)部分病毒、真菌、寄生蟲(chóng)和腫瘤細(xì)胞等有殺滅作用，甚至能提高免疫力、加速傷口愈合?？咕氖乔熬皬V闊的天然防腐劑之一，它不僅能被人體內(nèi)的酶系降解，還能最大程度地保持食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。姜太玲[27]研究發(fā)現(xiàn)，由花椒籽提取的蛋白抗菌肽對(duì)大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌均有抑制作用?；ń纷咽腔ń饭どa(chǎn)中的主要副產(chǎn)物，含有豐富的蛋白質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)資源，利用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)花椒籽蛋白深入研究可以有效提高花椒籽的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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2.6? ? 膳食纖維

花椒籽中富含膳食纖維。宋? 燕等[19]研究發(fā)現(xiàn)，花椒籽含有48.93%左右的不溶性膳食纖維，提取率高達(dá)80.58%。膳食纖維被公認(rèn)為“第七大營(yíng)養(yǎng)素”，具有預(yù)防肥胖癥、糖尿病、結(jié)腸癌，增強(qiáng)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(dòng)，可用于治療便秘、化解結(jié)石、減輕體重?？扇苄陨攀忱w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(lèi)纖維。這類(lèi)物質(zhì)能刺激腸道蠕動(dòng)，預(yù)防便秘、直腸癌、痔瘡及下肢靜脈曲張，還能預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病等心血管疾病的發(fā)生。由于產(chǎn)生飽腹感、改善耐糖性等特點(diǎn)，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(xiàn)狀與制備生物柴油潛能，結(jié)果表明，5種樹(shù)木種子油有望作為生物柴油的生產(chǎn)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(hào)柴油標(biāo)準(zhǔn)接近。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

花椒是人們常見(jiàn)的調(diào)味料，被譽(yù)為“八大味之一”?；ń纷咽巧a(chǎn)調(diào)味品花椒的主要副產(chǎn)物，綜合開(kāi)發(fā)利用花椒籽既可以解決資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的問(wèn)題，也能實(shí)現(xiàn)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)大批果農(nóng)致富[8]?；ń纷褢?yīng)用范圍廣泛，無(wú)論食用、藥用還是工業(yè)應(yīng)用都具有極高的價(jià)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?；ń纷押谏亍⒒ń纷训鞍准肮δ苄远嚯牡难芯考爱a(chǎn)品的開(kāi)發(fā)相對(duì)較少，提取工藝、凈化工藝以及產(chǎn)品的加工工藝等尚待完善。花椒籽產(chǎn)業(yè)鏈目前仍屬于粗放式，技術(shù)含量低，加工簡(jiǎn)單，附加值低。加強(qiáng)花椒籽的深入研究、提高花椒籽研究中高新技術(shù)的應(yīng)用、加強(qiáng)對(duì)花椒籽高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、提高花椒籽的利用率，對(duì)拓展花椒籽產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈具有重要意義。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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