竹葉花椒研究進(jìn)展

王永平，牛君俠，銀 航，尹玉蓉

(1.陜西省林業(yè)教育培訓(xùn)站，西安 710000；2. 韓城市象山森林公園，陜西 韓城 715400；3. 韓城市花椒管理局，陜西 韓城 715400；4.寶雞市馬頭灘林業(yè)局，陜西 寶雞 721000)

竹葉花椒(Zanthoxylumarmatum)俗稱(chēng)“藤椒”、萬(wàn)花針、白總管、竹葉總管、山花椒等，枝條呈“藤蔓”狀，是蕓香科常綠小灌木，也是重要經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種，廣泛分布于我國(guó)山東以南、海南以北、西藏以東、臺(tái)灣以西的廣大區(qū)域，尤其以四川、貴州等地較多[1]，印度、巴基斯坦、尼泊爾等國(guó)也有分布。和花椒(Z.bungeanum)、青花椒(Z.schinifolium)一起構(gòu)成了花椒屬調(diào)味料“三巨頭”?；ń穼?Zanthoxylum)有250多種[2]，許多種類(lèi)如花椒、兩面針等作為調(diào)料、中藥材而聞名于世。

竹葉花椒作為調(diào)料以“青椒”(未成熟的果皮使用)形式出現(xiàn)，憑借著清香濃郁、麻味綿長(zhǎng)的特點(diǎn)受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[3]；近年來(lái)，更是隨著“幺麻子藤椒油”“康師傅藤椒牛肉面”等一系列產(chǎn)品的問(wèn)世，竹葉花椒已經(jīng)成為全國(guó)乃至世界民眾喜愛(ài)的名優(yōu)林產(chǎn)品。同時(shí)，竹葉花椒也作為香料、藥用植物在世界多國(guó)使用，如巴基斯坦稱(chēng)之為“Timur”“KababeTejal”等[2]。

當(dāng)前關(guān)于竹葉花椒的研究較多，本文就竹葉花椒多方面的有關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述和討論，以期為竹葉花椒今后的發(fā)展和提質(zhì)增效提供一些參考依據(jù)。

1 竹葉花椒的栽植區(qū)域

竹葉花椒主要分布在我國(guó)秦嶺以南的廣大西南區(qū)域，栽種面積廣泛，四川省年產(chǎn)可達(dá)幾十萬(wàn)公斤，主要用于食品調(diào)味料、香料，以及加工食品添加劑。冬季最低溫在0 ℃以上的暖濕區(qū)域是竹葉花椒的適生區(qū)，而秦嶺以北區(qū)域(如渭北平原)栽種竹葉花椒尚未成功。

2 竹葉花椒栽培技術(shù)

2.1 竹葉花椒的植物生理特性

竹葉花椒是一種喜陽(yáng)性樹(shù)種，較耐旱，但不耐澇；長(zhǎng)時(shí)間的積水或者極端低溫可能導(dǎo)致樹(shù)的死亡[4]。

竹葉花椒對(duì)土壤酸堿度的適應(yīng)性較寬泛，適宜的土壤pH值在6.5～8.0之間[4]，并影響土壤理化性狀。趙昌平、唐海龍等[5-6]研究指出，隨著栽植年限增加，竹葉花椒園的土壤粘化明顯，2～0.02 mm顆粒增加，土壤中微生物總量，N、P等含量增加，而土壤分散率、侵蝕系數(shù)等下降。

竹葉花椒和花椒屬其他植物類(lèi)似，呈現(xiàn)出性別分化嚴(yán)重不平衡、以無(wú)融合生殖為主的特征，雌雄異花。胡梅等[7]研究了花椒的花芽分化，指出竹葉花椒花芽是混合芽、裸芽，7-8月開(kāi)始分化，一共分為7個(gè)時(shí)期。葉萌等[8]指出，竹葉花椒以雌花為主，雖然近年來(lái)雄花數(shù)量有增加的趨勢(shì)，但是花粉是不育的；其生殖方式以雌花通過(guò)無(wú)融合生殖結(jié)實(shí)為主。

2.2 竹葉花椒栽培管理

2.2.1 育苗 竹葉花椒和花椒屬其他植物類(lèi)似，其種子不僅具有一層硬種皮，而且可能含有抑制發(fā)芽的物質(zhì)，因此需要經(jīng)過(guò)處理才能萌發(fā)。雷慶華等[9]指出，種子需用1%堿水或洗衣粉溶液浸泡兩天，在深秋或第二年早春播種。Purohit等[10]提出用50%稀硫酸處理竹葉花椒種子有助于其發(fā)芽。Datt等[11]提出用赤霉素、細(xì)胞分裂素等植物激素處理，可以提高竹葉花椒種子的發(fā)芽率。苗期需要選擇鈣質(zhì)多的土壤，播種時(shí)澆水必須澆透，定苗前后需要補(bǔ)充適當(dāng)?shù)姆柿Α?/p>

2.2.2 栽植 春季萌芽以前或者秋季雨后可以進(jìn)行定植，定植前一個(gè)月左右應(yīng)先施足底肥；由于竹葉花椒根系較淺，應(yīng)當(dāng)采用深挖、淺植的方式定植；樹(shù)形可以采用自然開(kāi)心形或者杯狀形等[4,9,12]。栽培后需要每年補(bǔ)充施肥，并且進(jìn)行修剪、病蟲(chóng)害防治等。

2.2.3 提質(zhì)增效 楊德富等[13]指出，可以通過(guò)補(bǔ)植、追肥、間種的方式進(jìn)行低產(chǎn)林改造。此外，也可以用竹葉花椒做砧木嫁接其他優(yōu)良品種，或者用其他抗性強(qiáng)的樹(shù)種做砧木嫁接竹葉花椒，以增加產(chǎn)量、提升品質(zhì)。

舒正悅等[14]研究了竹葉花椒的抗?jié)成?，指出合理施肥可以提高竹葉花椒的抗?jié)承?，其中田間持水量63%、N 275 kg·hm-2、P2O595 kg ·hm-2和K2O 275 kg ·hm-2是綜合效果最好的水肥條件。

2.3 竹葉花椒的病蟲(chóng)害防治

在生產(chǎn)實(shí)踐中，隨著栽植年限的增加，竹葉花椒病蟲(chóng)害問(wèn)題會(huì)越來(lái)越突出，病蟲(chóng)害防治常會(huì)成為豐產(chǎn)管理的中心任務(wù)之一。

2.3.1 主要病害 竹葉花椒的主要病害有銹病、流膠病、煙煤病、膏藥病、根腐病、褐斑病、干腐病等，其中銹病是危害最嚴(yán)重的病害；而流膠病、煙煤病則分別是由蛀干害蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)等蟲(chóng)害引起的繼發(fā)性病害[12,15]。鄭磊等[16]鑒定竹葉花椒銹病的病原菌為花椒鞘銹菌(Coleosporiumzanthoxyli)。毛毳等[17]發(fā)現(xiàn)，銹病的發(fā)病與溫度、濕度等環(huán)境條件關(guān)系密切，7-10月為高發(fā)期，較好的防治方法是采用15%粉銹寧、70%代森錳鋅對(duì)竹葉花椒全株進(jìn)行噴霧處理。

2.3.2 主要蟲(chóng)害 竹葉花椒的主要蟲(chóng)害有蚜蟲(chóng)、天牛、蝸牛、鳳蝶、紅蜘蛛、跗線螨等，其害蟲(chóng)類(lèi)型和防治方法與紅花椒類(lèi)似[15]。除了采用化學(xué)藥劑殺滅害蟲(chóng)以外，及時(shí)移除、燒毀病死枯枝，對(duì)于預(yù)防繼發(fā)性病害如煙煤病、流膠病等也是必要的。近年來(lái)也有其他一些蟲(chóng)害被發(fā)現(xiàn)，如桑擬輪蚧等在部分地區(qū)危害嚴(yán)重，可以采用吡蟲(chóng)啉、殺撲磷等防治，也可以采用天敵寄生蜂等進(jìn)行生物防治[18]。

3 竹葉花椒的遺傳育種學(xué)

3.1 竹葉花椒的系統(tǒng)發(fā)育

馮世靜[19]、宋琴芝[20]、鄧洪平等[21]分別用SRAP、SSR、RAPD等分子標(biāo)記研究了花椒屬植物的系統(tǒng)發(fā)育，認(rèn)為分子水平的證據(jù)實(shí)際上和傳統(tǒng)以有無(wú)萼片、花瓣之分劃分花椒亞屬、崖椒亞屬的形態(tài)學(xué)證據(jù)是一致的，即竹葉花椒與花椒的親緣關(guān)系更近，而青花椒與它們關(guān)系較遠(yuǎn)。

實(shí)際上，現(xiàn)在很多青花椒優(yōu)良品種其實(shí)是竹葉花椒品種，如九葉青、頂壇花椒、金陽(yáng)青花椒等。不過(guò)，九葉青的情況稍微復(fù)雜一些，研究表明，九葉青實(shí)際上是紅花椒、竹葉花椒經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期基因交流而滲入雜交形成的復(fù)合群體[21]。其他的竹葉花椒品系是否存在這種現(xiàn)象有待進(jìn)一步研究。

3.2 竹葉花椒的育種

對(duì)于竹葉花椒而言，育種的目標(biāo)包括增加產(chǎn)量、增加抗性、延長(zhǎng)掛果年限、適合采摘等優(yōu)良性狀(如無(wú)刺)等。雖然可用的育種方法很多，有選擇育種、化學(xué)誘變育種、太空育種、多倍體育種、分子育種等，但是目前實(shí)踐主要是選擇育種，以及初步應(yīng)用在九葉青上的化學(xué)誘變育種。

王景燕[22]等選育了豐產(chǎn)、抗寒、抗旱的竹葉花椒品種“漢源葡萄青椒”。呂玉奎等[23]選育了莖干近乎無(wú)刺的九葉青品種“榮昌無(wú)刺花椒”(Z.armatumDC.cv. )。頂壇花椒方面，除了屠玉麟等[24]選育的葉刺較小的變種，還有梁美等[25]選育的產(chǎn)量高、抗旱抗病蟲(chóng)能力強(qiáng)的“黔椒4號(hào)”(Z.planispinumvar.dintanensis‘Qianjiao 4’)。

雖然現(xiàn)在育種取得了一定成績(jī)，但是更多方法如細(xì)胞工程育種、分子育種等有待嘗試；同時(shí)，培育出更加耐寒、從而適合在北方栽種的竹葉花椒新品種是未來(lái)的發(fā)展方向。

4 竹葉花椒有效成分及其藥用價(jià)值

目前，國(guó)內(nèi)外竹葉花椒有效成分分析研究多有報(bào)道，諸多藥效成分被相繼發(fā)現(xiàn)，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)其食用、藥用價(jià)值奠定了基礎(chǔ)。目前已分離和鑒定的化合物大體包括酰胺、生物堿、木質(zhì)素、萜類(lèi)、甾體、黃酮等。

根據(jù)物質(zhì)溶解性的不同，用不同溶劑提取的組分中分離得到的化合物類(lèi)型有所差異。孫莉[26]從竹葉花椒氯仿部位分離得到7種化合物，包括紫丁香酸、L-細(xì)辛脂素、β-谷甾醇等。黃艷[27]從竹葉花椒乙酸乙酯部位分離得到5種化合物，包括Fargesin、Sesamin等。李航等[28]用乙醇浸取得到竹葉花椒脂溶性成分8個(gè)，包括香柑內(nèi)酯、傘形花內(nèi)酯、山柰酚、茵芋堿等。

竹葉花椒全身幾乎都有藥理活性，但是根據(jù)其含量不同起作用的主要成分不同，例如：果皮含有較多的揮發(fā)油，而根莖則含有很多生物堿、木質(zhì)素等。

4.1 竹葉花椒果皮的有效成分

4.1.1 竹葉花椒揮發(fā)油 竹葉花椒揮發(fā)油是其芳香氣味的主要來(lái)源。目前，檢測(cè)揮發(fā)油成分的標(biāo)準(zhǔn)方法是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)。值得一提的是，揮發(fā)油組成和含量會(huì)隨品種、產(chǎn)地的不同而不同。

劉發(fā)光等[29]發(fā)現(xiàn)韶關(guān)野生竹葉花椒揮發(fā)油主要成分是桉樹(shù)腦、檸檬烯、檜烯等小分子醇類(lèi)或萜類(lèi)物質(zhì)，且由青轉(zhuǎn)熟過(guò)程中，萜類(lèi)如檸檬烯含量增加，而醇類(lèi)如桉樹(shù)腦含量減少。祝磊等[30]發(fā)現(xiàn)洪雅藤椒(竹葉花椒)揮發(fā)油主要成分是芳樟醇、檸檬烯、檜烯等小分子醇類(lèi)或萜類(lèi)，且由青轉(zhuǎn)熟過(guò)程中揮發(fā)油含量降低，且檸檬烯增加而芳樟醇減少。由此可見(jiàn)，竹葉花椒由青轉(zhuǎn)熟過(guò)程中揮發(fā)油含量是下降的，而且總體規(guī)律呈現(xiàn)為醇類(lèi)含量下降而萜烯類(lèi)含量增加。

竹葉花椒揮發(fā)油成分與花椒屬其它種不同。樊丹青等[31]用GC-MS-AMDIS對(duì)比了花椒與竹葉花椒的揮發(fā)油，發(fā)現(xiàn)它們組成差異顯著：陜西花椒含量最高的是檸檬烯，四川花椒是芳樟醇，而竹葉花椒也是芳樟醇，但是竹葉花椒芳樟醇含量高于陜西花椒1倍多。盧俊宇等[32]用GC-MS-AMDIS對(duì)比了青花椒與竹葉花椒的揮發(fā)油，發(fā)現(xiàn)它們差異顯著：青花椒含量最高的是艾草醚。

不同產(chǎn)地竹葉花椒的揮發(fā)油成分不同。Shah[33]和Tiwary等[34]研究了印度竹葉花椒，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)油以芳樟醇、檸檬烯為主。Barkatullah等[35]研究了巴基斯坦的竹葉花椒，發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)油以芳樟醇、薄荷油等為主。Cicchetti等[36]研究了尼泊爾竹葉花椒，發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)油以芳樟醇、香茅醛為主。

4.1.2 酰胺酰胺類(lèi)物質(zhì) 花椒屬植物麻味的主要來(lái)源，也是花椒水提物的主要成分之一。Krishna P. Devkota等[37]從竹葉花椒中找到了10種酰胺類(lèi)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)和已知的花椒麻素結(jié)構(gòu)類(lèi)似，均為山椒素類(lèi)化合物(異丁基羥基酰胺)，它們應(yīng)該是竹葉花椒麻味的來(lái)源。

不過(guò)，Kalia等[38]和Kumar等[39]在竹葉花椒中找到了結(jié)構(gòu)和山椒素完全不同的酰胺，它們?cè)趦蓚?cè)均具有苯酚醚的結(jié)構(gòu)，可能具有不同的生理活性。

4.1.3 生物堿 生物堿是竹葉花椒各種藥理活性的重要來(lái)源之一，生藥學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等學(xué)科在這方面進(jìn)行了大量研究。目前認(rèn)為，竹葉花椒的生物堿主要蘊(yùn)含在根莖等部位，而果皮中種類(lèi)相對(duì)較少。Samad等[40]鑒定認(rèn)為竹葉花椒果皮中含有白蘚胺(白鮮堿)，以及咔唑結(jié)構(gòu)的新生物堿。

4.1.4 黃酮 徐林[41]研究發(fā)現(xiàn)，藤椒水提物有很好的抗氧化和抗菌活性，主要來(lái)自于黃酮類(lèi)組分蘆丁、槲皮素等。王春霞等[42]用微波輔助乙醇提取了藤椒油餅粕中的總黃酮，證明其抗氧化能力很強(qiáng)，可以與維生素C媲美。

4.1.5 其他物質(zhì) 徐林等[43]指出，花椒水提液還含有較多的多酚，有較強(qiáng)的清除自由基能力。

此外，竹葉花椒還被認(rèn)為含有香豆素、糖苷、甾醇類(lèi)化合物等。

4.2 竹葉花椒根莖的有效成分

大量研究指出，花椒根、莖富含生物堿、木質(zhì)素類(lèi)化合物，很多具有重要的藥理活性。此外，甾醇類(lèi)、糖苷類(lèi)化合物等也在根部有分布。

4.2.1 生物堿 《中華本草》記載，花椒根含有崖椒堿、木蘭花堿、竹葉椒堿等；根皮含有白鮮堿、茵芋堿、花椒根堿等[44]。

郭濤[45]、唐小鳳[46]等研究了竹葉椒的乙酸乙酯提取物，分別得到了7個(gè)、11個(gè)喹啉和異喹啉類(lèi)化合物。馮媛麗[47]從竹葉花椒莖皮中分離得到了2個(gè)新生物堿。

4.2.2 木質(zhì)素 花椒根、莖中富含苯丙素中的木質(zhì)素類(lèi)化合物，而且多數(shù)為典型的雙四氫呋喃型木質(zhì)素[48]。

馮媛麗[47]從莖皮中分離得到了armatum A, B等20個(gè)木質(zhì)素。胡昀[49]從恩施地區(qū)竹葉花椒中分離出了18個(gè)苯丙素類(lèi)化合物，包括松脂醇單甲醚、松脂素以及雙駢四氫呋喃型的biplanispine A等。郭濤等從竹葉椒根莖中分離了20個(gè)木質(zhì)素類(lèi)化合物，主要成分包括松脂醇二甲醚、horsfieldin、辛夷脂素等8種[50]。

4.3 竹葉花椒其他部位的有效成分

竹葉花椒種子也是重要的藥材之一。Singh等[51]提取了竹葉花椒種子精油，發(fā)現(xiàn)其主要成分是芳樟醇、檸檬烯等。Ahmad等[52]研究了竹葉花椒種子的脂肪酸，發(fā)現(xiàn)其主要成分有(4Z)-6-羥基十九碳烯酸、(4Z)-8-羥基十五碳烯酸、(4Z)-7-羥基-7-乙烯基十六碳烯酸、(4Z)-十六碳烯酸等，它們都是不飽和脂肪酸。Singh等[53]還研究了竹葉花椒種子水提物的成分，發(fā)現(xiàn)其中主要含有酚類(lèi)、黃酮類(lèi)、單寧類(lèi)等化合物。

4.4 竹葉花椒的藥理活性

竹葉花椒不僅是重要的中藥材、民族藥材，而且在印度、巴基斯坦、尼泊爾等國(guó)都作為藥材使用，其中已鑒定的化合物或者某些提取物(水提物、乙醇提取物、乙酸乙酯提取物等)分別被證明有抗腫瘤、鎮(zhèn)痛抗炎、降血糖、抗氧化、抗菌、抗乙酰膽堿酯酶(緩解阿爾茲海默癥)、保肝、治療消化系統(tǒng)及心血管功能紊亂等功效[54-56]。

5 竹葉花椒的加工與應(yīng)用

5.1 藤椒油

目前，竹葉花椒最主要的加工品是藤椒油。藤椒油深受?chē)?guó)內(nèi)廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，而且其鮮、香、麻的特征使其近年來(lái)市場(chǎng)份額越來(lái)越大，生產(chǎn)工藝及其相關(guān)技術(shù)也伴之不斷創(chuàng)新。

現(xiàn)在藤椒油生產(chǎn)方法有菜籽油浸提法、壓榨法、溶劑萃取法、超臨界CO2提取法等[57]，其中大部分企業(yè)都采用菜籽油浸提法。超聲波提取法、微波提取法等[58]新型提取方法也應(yīng)用于藤椒油制備。

為了保持竹葉花椒的麻味和香味，避免出現(xiàn)酸值與過(guò)氧化值提高等問(wèn)題，生產(chǎn)中采用液氮速凍、加熱菜籽油，用改進(jìn)的配方浸提等方法達(dá)到令人滿意的效果[59]。

5.2 藤椒精油

精油作為純粹來(lái)自于某種植物的油脂，由于其純度極高、不含其它油脂，在食品工業(yè)、化妝品工業(yè)、芳香療法等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。金紹黑提出了溶劑(環(huán)己烷、丙酮)提取、超臨界CO2提取藤椒精油的方法[60]，具體而言，將藤椒粉碎以后，用溶劑或超臨界CO2流體通入粉末，最后過(guò)濾得到產(chǎn)品；超臨界CO2得到的精油十分純凈，而溶劑提取的產(chǎn)品需要進(jìn)一步蒸餾回收溶劑。

5.3 其他應(yīng)用

精油藤椒油、藤椒精油本身可以進(jìn)行衍生。例如，利用藤椒油制作香腸、方便面等加工品。

竹葉花椒本身含有對(duì)于某些動(dòng)物的毒性成分，可以作為殺蟲(chóng)劑。張?jiān)频萚61]用竹葉花椒果實(shí)精油殺滅白紋伊蚊和致倦庫(kù)蚊。Hieu等[62]用胡椒木(山椒)和竹葉花椒果實(shí)精油防治了廄蠅(Stomoxyscalcitrans)。Cheng-FangWang等[63]提出用竹葉花椒精油防治倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)煙草甲(Lasiodermaserricorne)及赤擬谷盜(Triboliumcastaneum)。

印度研究者Ramanujam等[64]指出，竹葉花椒也可以作為殺魚(yú)劑，如殺死印度囊鰓鯰(Heteropneustesfossilis)，其機(jī)理是非競(jìng)爭(zhēng)性地抑制了魚(yú)類(lèi)的Mg2+-ATPase活性。

6 展望

竹葉花椒作為重要的藥食同源植物，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。但目前，竹葉花椒的相關(guān)研究還處于起步階段，未來(lái)的應(yīng)用和研究前景十分廣闊。

基礎(chǔ)研究方面，目前竹葉花椒育種研究十分有限，僅僅在選種上取得了可觀的成績(jī)；未來(lái)可以大力開(kāi)展細(xì)胞工程育種、倍性育種等研究，培育更多的優(yōu)良品種。有效成分鑒定方面，竹葉花椒果皮主要集中在揮發(fā)油上，而竹葉花椒根莖則集中在生物堿與木質(zhì)素上，因此，竹葉花椒果皮中的生物堿、木質(zhì)素、糖苷、香豆素、甾族化合物的具體成分及其生理活性有待進(jìn)一步研究。

工業(yè)應(yīng)用方面，目前竹葉花椒產(chǎn)品較為單一，集中在藤椒油和藤椒精油上，而且藤椒精油的產(chǎn)品還沒(méi)有形成規(guī)模。未來(lái)研究方向則是拓寬竹葉花椒的工業(yè)應(yīng)用，如開(kāi)發(fā)藤椒葉精油衍生品香皂、牙膏等，應(yīng)用藤椒油廢料制作足浴寶、鞋墊、殺蟲(chóng)劑等等。此外，竹葉花椒根、莖等部位的藥效是已知的，可以將其工業(yè)化，利用成方或者研發(fā)新方進(jìn)行藥用深加工開(kāi)發(fā)。

竹葉花椒和紅花椒相比，以其常綠、具有木質(zhì)化清新芳香味、抗性高等突出特色正在成為調(diào)味品領(lǐng)域的新秀，同時(shí)因?yàn)槠洳恍枰M(jìn)行復(fù)雜的田間管理等優(yōu)勢(shì)受到廣大椒農(nóng)的喜愛(ài)。但是，目前應(yīng)用范圍有限，品種相對(duì)單一，加工品較少，產(chǎn)業(yè)鏈條較短。因此，未來(lái)利用先進(jìn)的生物技術(shù)手段如細(xì)胞工程、基因工程等選育特色明顯的新品種是育種研究的方向；同時(shí)可以結(jié)合精油、乙醇提取液等現(xiàn)有技術(shù)開(kāi)發(fā)食品香精、醒腦劑、暈車(chē)藥等藥物或保健品，有助于竹葉花椒產(chǎn)業(yè)鏈條的進(jìn)一步延伸。