藤椒的活性成分与开发应用研究

2018-01-28 16:45陈艳饶朝龙李美凤孟晓蒋丽施
中国调味品 2018年3期
关键词:精油花椒活性

陈艳,饶朝龙,李美凤,孟晓,蒋丽施

(成都中医药大学 公共卫生学院,成都 611137)

藤椒,学名竹叶花椒(ZanthoxylumarmatumDC.),属于芸香科花椒属花椒亚属,色泽为绿色或黄绿色,是我国花椒种质资源中的特色品种,具有独特的麻香风味[1]。在四川分布广泛,以峨眉山藤椒、洪雅藤椒、清泉藤椒品质最佳。其主要成分为挥发油、生物碱、酰胺、木脂素、香豆素、脂肪酸和黄酮类等[2,3],不仅可作调味品,而且可以入药,已为《本草纲目》和《中国药典》所记载。《本草纲目》称花椒有“治咳嗽;治风寒湿痹,水肿泻痢;治阳衰溲数,足弱久痢”的功效。《中国药典》载花椒有“温中止痛,杀虫止痒”的作用[4,5]。

随着人们对生活质量的要求不断提高,对食物的口味需求也呈现多元化特性,人们对花椒的利用不再局限于红花椒和青花椒,因此,藤椒类加工产品具有较好的市场前景,也成为了学术界研究的热点。本文基于前人的研究分别阐述了藤椒的化学成分、药理作用和藤椒产品的加工现状,并对藤椒新产品的开发前景进行了分析和展望,以期拓展藤椒的消费应用场景,为企业的生产研发提供新思路。

1 藤椒化学成分

1.1 藤椒的营养成分

食用花椒中氨基酸组成齐全,蛋白质营养价值高,是优质的营养蛋白源;脂肪酸含量非常丰富,特别是不饱和脂肪酸含量极高[6,7]。藤椒中不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸的比重很高,其中油酸约占25%~50%,亚油酸约占20%~40%[8]。姜欢笑概括了茂县、汉源、凤县和韩城4个地区的藤椒营养成分,包括挥发油20.0~52.0 g/kg,水分98.1~110.3 g/kg,蛋白质85.0~130.6 g/kg,脂肪89.0~113.6 g/kg,灰分64.4~71.2 g/kg,钙6.54~13.12 g/kg,磷2.21~2.76 g/kg,铁165.5~541.8 mg/kg。

1.2 生物活性成分

1.2.1 挥发油

挥发油是藤椒重要的生物活性组分之一,也是藤椒产生香气和特殊风味的主要成分。刘建华等[9]研究发现其化学成分主要包括烯类、醇类、萜类、酯类、酚类、酮类及醛类,其中烯类物质含量最高,占比达21.76%。赵志峰等采用水蒸气蒸馏仪提取藤椒中的挥发油,测出其含量为8.4649 mL/100 g,并用GC-MS法测定藤椒挥发油中芳樟醇含量为52.17%,烯类物质包括柠檬烯、桧烯、月桂烯、大根香叶烯和石竹烯,含量为37.06%。

1.2.2 生物碱

藤椒的根、茎和果实中均含有生物碱类物质,主要以游离态和季铵盐形式存在[10]。资料表明藤椒根中含有茵芋碱、白鲜碱、木兰花碱、竹叶椒碱、崖椒碱和衡州乌药碱等[11]。陈玉等[12]从藤椒茎中分离得到了降白屈菜红碱、得卡瑞花椒碱和6-丙酮基-N-甲基-二氢得卡瑞花椒碱3种生物碱。李航等[13]在藤椒干果实中也发现有茵芋碱。

1.2.3 酰胺类化合物

酰胺类化合物是花椒呈麻味的主要成分,其中藤椒产生特殊麻味的主要成分为链状不饱和脂肪酸酰胺和连有芳环的酰胺[14]。目前已经确定化学结构的藤椒酰胺类化合物约14种,其中山椒素含量最高,分别为α-山椒素、β-山椒素、γ-山椒素、羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素等[15,16]。

1.2.4 木脂素

木脂素是一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物,目前研究得知花椒属植物木脂素有14个。胡昀对恩施地区藤椒的化学成分进行了研究,分析表明藤椒中含有大量的双四氢呋喃环木脂素,并首次发现了二聚双四氢呋喃环木脂素这一新颖结构。木脂素作为一种新型功能因子,具有抗氧化、抗癌、调节血浆胆固醇、保护肝脏、抗炎抗菌等作用,逐渐得到科学界的关注和重视[17]。

1.2.5 香豆素

香豆素是邻羟桂皮酸的内酯,具有芳香甜味。花椒属植物中香豆素有简单香豆素、吡喃香豆素和呋喃香豆素3种主要类型。花椒中发现的香豆素有香柑内酯、脱肠草素、7-羟基-甲氧基香豆素等[18]。

1.2.6 其他化合物

除上述物质外,藤椒中还含有少量其他成分,如甾醇、三萜、黄酮苷类、烃类[19]和山奈酚等。

2 藤椒药理作用

藤椒是一种药食同源的植物,在我国民间作为中药被广泛应用。已有研究发现,藤椒具有抗菌消炎、镇痛作用[20,21];抗氧化作用[22-24];保肝作用[25,26];驱蚊作用[27-29];解热活性[30];杀鱼活性[31];增强免疫力[32];解痉[33]等作用。进一步研究表明藤椒的药理作用与木脂素[34]、生物碱类、黄酮类和酚类物质的活性密切相关[35]。

3 藤椒产品加工现状

藤椒具有浓郁的麻香味,多直接食用或以调料入味,但同时存在风味物质易挥发、麻味分布不均等问题。近年来,人们已经开发出藤椒油、藤椒油树脂及藤椒精油等一系列产品,不仅色泽美观、口感独特、使用方便,且有效地保存了藤椒原有风味物质和活性成分。

3.1 藤椒油

藤椒果实中果皮含油量为8%~15%,种子含油率为25%~30%,由于其鲜果采摘后极难贮藏,在常温下易发生褐变和霉变,因此通常被加工成藤椒油使用。李东等采用正交试验法研究藤椒油最佳提取工艺参数为料液比1∶2,提取温度180 ℃,时间30 min,与传统工艺相比提高了藤椒油的品质。采用GC-MS和HPLC分析,不同条件下生产的藤椒油,其香味和麻味物质含量存在明显差异。同时,以藤椒和菜籽油为原料,采用微波法生产藤椒油,得出微波提取法相对于传统工艺,提取质量相同,但可大幅节约时间和原料[36]。目前市场上已有藤椒油品牌麻辣空间、幺麻子、九斗碗、豪吉、建华、牛市坡、黎红、万佛等,与花椒油相比,麻香更加浓郁,麻味更加绵长幽香。

3.2 藤椒油树脂

油树脂是用溶剂将香气成分和风味成分提取出来,再将溶剂挥干后所得到的粘稠油状物,主要成分有挥发性的精油、色素、活性成分和非挥发性的油脂等。蒋燕等[37]分别使用水浴、微波和超声波辅助溶剂提取法3种方法对冷榨藤椒油油树脂进行提取,通过比较提取率与风味物质的破坏程度,结果表明超声波辅助溶剂提取法效果最佳,明显缩短了提取时间,与另外2种方法相比具有低温、高效及对有效活性物质破坏性小等优点;同时采用正交试验优化了超声波辅助提取的最佳工艺条件。

3.3 藤椒精油

藤椒精油作为高级调味香精,主要用于食品中增加其所特有的香气和麻味,但直接使用时容易挥发,因此可以将藤椒精油进行微胶囊化,以达到风味的质量和强度稳定,而且精油利用率较高。金绍黑[38]以藤椒果壳粉末为原料,使用超临界二氧化碳流体提取法和溶剂提取法2种方法提取藤椒精油,发现所得产品总量和组成有较大差异,且超临界流体提取法具有产品质量好、提取得率高、无溶剂残留等优点。

4 藤椒产品开发前景

从目前市场可以看出藤椒仅被用作调味品及提炼藤椒油相关产品,和其他调味料相比,藤椒的整体知名度相对较低,这要归因于藤椒产品的市场化开发程度不高。下面针对藤椒加工品种单一,对其深加工方向进行展望。

4.1 开发新型产品

开发藤椒复合调味料。在调味品行业中,复合调味料是我国目前发展最快的一大类产品,其具有品种多样、食用方便、风味突出等优点,因此,开发烹调专用型藤椒复合调味料市场前景十分广阔。目前市场上藤椒复合调味制品较少,仅有的统一巧面馆藤椒牛肉味方便面酱包中藤椒风味突出,已深受广大消费者的青睐。可以预知,开发藤椒水煮鱼复合调味料、藤椒火锅底料、藤椒麻辣酱油、藤椒调和油等专供烹调菜肴使用的复合调味料,必定会占有巨大的市场份额。同时,如果研制出一种像青芥辣的膏状形式的藤椒酱,将大大促进藤椒的需求,也可以使藤椒复合调味料应用更为方便。

研制藤椒休闲食品。例如藤椒鱼味薯片、藤椒泡凤爪、藤椒鸡翅、藤椒豆腐干、藤椒抄手、藤椒水饺和藤椒牛肉包子等即食休闲产品。针对四川市场的藤椒兔将具有巨大的市场潜力,将藤椒与四川特产缠丝兔相结合,以川蜀特色的“椒麻”风味融合缠丝兔的腊香嫩肉制作工艺,其微麻鲜香、椒香四溢的风味深得“爱冒险,爱尝鲜”的年轻人喜爱。

提取藤椒色素。藤椒色泽艳丽,可以通过研究不同的提取方法提取出优质的藤椒色素,作为天然食用色素广泛应用于食品加工中,改善食品的色泽。

4.2 拓展衍生产品

藤椒不仅具有食用价值,还具有药用价值,其果实、根、茎、叶均可入药。因此,提取和精制藤椒根、茎、叶和果实中的有效活性成分,并将其加工成各类产品有待进一步的系统研究,例如开发以藤椒为原料的天然防腐剂、医药用品和日化产品来提高藤椒的经济附加值。

天然防腐剂。周婷等[39]研究表明:藤椒油和溶剂浸出油具有抑菌作用且抑菌稳定性高,可应用于天然防腐工业,充当防腐剂使用。

医药用品。藤椒特有的芳香气味对微生物和昆虫具有较好的杀灭效果,可作为药材,用于疾病的治疗。另外,也可以将藤椒精油混合花椒精油制成花椒醑、花椒注射液等,并应用于临床。

日化产品。徐林等[40]研究发现藤椒水提液中多酚含量较为丰富,每1 mL含有多酚2.442 mg。水提液的还原能力、自由基清除率均随其质量浓度的增加而增强,具有一定的抗氧化活性。因此,可以将藤椒加工成藤椒香水、藤椒沐浴露、藤椒美肤祛痘乳等系列产品。

综上,藤椒在调味品行业已得到广泛应用,但在其他领域开发面不广、应用度不高。充分利用藤椒的理化特性和药用价值,开发以藤椒为主要成分的新产品具有研究的可行性。从市场需求层面来看,藤椒复合调味料、藤椒味的休闲食品、藤椒色素、藤椒防腐剂、藤椒医药保健品、藤椒美容产品都是值得拓展的消费渠道。因此,藤椒类新产品的研发能延展藤椒产业链,提高藤椒的经济价值和社会应用价值。

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