程玉波,魏浩華,曾欽朦,羅紅,王港*
1. 晴隆縣林業(yè)局(黔西南州 561400);2. 江西馬頭山國家級自然保護區(qū)管理局(撫州 335300);3. 貴州省林業(yè)科學(xué)研究院(貴陽 550000)
花椒屬蕓香科(Rutaceae)花椒屬(Zanthoxylum)的植物花椒(Zanthoxylum bungeanum)或青椒(Zanthoxylum schinifolium)的干燥成熟果皮[1],其對氣候的適應(yīng)性強、耐干旱、根系發(fā)達,因此它具有良好的生態(tài)價值,花椒主要分布在亞洲、美洲、非洲等熱帶及亞熱帶地區(qū)[2]。中國不僅是花椒原產(chǎn)國,而且還是主產(chǎn)國之一,在2 000多年前我國就有把花椒作為防腐劑和香物[4]的記錄。據(jù)中國植物志記載,中國有約45種花椒,13種變種,主要分布在長江以南及西南的地區(qū)[5]。貴州省是花椒的重要產(chǎn)區(qū)之一,成為當(dāng)?shù)卮迕竦慕?jīng)濟來源。近年來,花椒被列為貴州省農(nóng)村產(chǎn)業(yè)革命12個農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè),并在德江和貞豐等縣已經(jīng)形成規(guī)?;陌l(fā)展,且貴州貞豐縣有著“中國花椒之鄉(xiāng)”的美譽[6]?;ń肥恰八幨惩础敝参?,具有巨大的藥用價值,在治療麻疹病[7]、瘧疾[8]和糖尿病[9]等疾病中效果較好,并且還可用于解熱、鎮(zhèn)痛、抑菌等[10-11]。
現(xiàn)有研究報道中,花椒主要的化學(xué)成分有酰胺類物質(zhì)[12]、揮發(fā)油[13]、黃銅類化合物[14]、生物堿[15]、萜類[16]、多酚[17]、維生素E及人體必需的8種氨基酸等成分[18]。酰胺類物質(zhì)主要存在于花椒的果皮中,主要成分包括羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素或酰胺化合物的異構(gòu)體[19-20],它是花椒麻味的主要來源,可作為花椒內(nèi)部質(zhì)量的指標(biāo),研究者已從中分離出30多種酰胺類物質(zhì)[21-22],其部分化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖1。研究發(fā)現(xiàn)α-山椒素與γ-山椒素會產(chǎn)生灼燒感,β-山椒素產(chǎn)生麻木感,羥基-α-山椒素產(chǎn)生刺痛感等[23]。酰胺類物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)和種類與花椒的產(chǎn)地、品種等因素有關(guān)[24]。
近年來,大部分對花椒麻味物質(zhì)的研究主要集中在甘肅、四川、陜西、重慶等全國聞名的種植基地所產(chǎn)的花椒,而貴州花椒雖然種植面積不斷擴大,本土花椒也受廣大人民的喜愛,但對其的研究報道較少,缺乏支撐數(shù)據(jù),導(dǎo)致貴州花椒的市場競爭力較弱,品牌效應(yīng)較差。試驗采用HPLC法對貴州不同品種花椒麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)進行測定,分析貴州不同品種花椒的品質(zhì),并進行對比分析,旨為貴州花椒的品質(zhì)鑒定提供科學(xué)數(shù)據(jù),也為貴州花椒產(chǎn)業(yè)的開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。
貴州貞豐頂壇花椒、云南昭通青花椒、重慶江津九葉青花椒(見表1)。經(jīng)自然晾干后去籽,備用。
羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素及羥基-γ-山椒素對照品(純度≥98.00%,成都曼思特生物科技公司);去離子水(美國MILLIPORE公司);甲醇、乙腈(成都杰銳科技有限公司);超聲清潔器(KH-50B,昆山超聲儀器有限公司);高速萬能粉碎機(FW-100,北京中興偉業(yè)儀器有限公司)。
1.2.1 植物提取
采用超聲波提取方法可提高提取率,能夠在花椒中提取更多的有效成分[25]。將花椒樣品用高速萬能粉碎機(FW-100)進行粉碎,且過0.250 mm(60目)篩,混合均勻進行稱量(約5 g);每個樣品倒入250 mL帶塞子的錐形燒瓶中加入50 mL甲醇;使用超聲清潔器(KH-50B),將錐形燒瓶放入其中,在30 ℃下進行超聲處理30 min;冷卻至室溫加入甲醇并充分振搖,進行過濾(0.22 μm膜)。
稱取羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素對照品,將其溶解于甲醇中至質(zhì)量濃度為2 mg/mL;先過濾(0.22 μm膜),再將溶液注入高效液相色譜(HPLC)中。
1.2.2 HPLC色譜條件
色譜柱為Agilent Eclipse XDB-C18(4.6 mm×150 mm,5 μm);以乙腈-去離子水為流動相梯度洗脫(A:乙腈,B:去離子水)。梯度程序:35% A,0 min;35%~40% A,5~10 min;45%~65% A,25~50 min;90%~35% A,55~60 min。洗脫流速0.8 mL/min,柱溫35 ℃,檢測波長268 nm,進樣量2 μL,時間60 min。
1.2.3 質(zhì)量分數(shù)測定
取不同品種的羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素對照品溶液,采用HPLC檢測外標(biāo)法,按照1.2.2中色譜條件進樣,并測定出響應(yīng)值(3個峰面積的總和),每個樣品平行測定3次,根據(jù)標(biāo)準曲線得出回歸方程,并計算出各花椒麻味物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。
通過HPLC法檢測花椒麻味物質(zhì)的溶液,得到色譜圖(圖2)。圖2A是羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素對照品溶液的色譜圖,分別在38.030,26.360及27.566 min出峰,分離度在1.21~ 11.67 min;圖2B是不同花椒品種麻味物質(zhì)溶液的色譜圖,不同花椒品種色譜峰的分離度與色譜柱分離度高,均達到基線分離。說明采用HPLC法對花椒麻味物質(zhì)分離效果好,峰無分叉,也無拖尾,結(jié)果可靠。
圖2 HPLC色譜圖
精密吸取100 μg/mL的花椒麻味物質(zhì)對照品溶液,用甲醇進行稀釋至質(zhì)量濃度分別為0.01,0.05,0.10,0.20和1.00 μg/mL,按照1.2.2的色譜條件依次進樣,測定羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素對照品溶液的響應(yīng)值,即3個峰的面積總和,每個樣品平行測3次,以其質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo),以峰面積為橫坐標(biāo)作圖,繪制標(biāo)準曲線(圖3),進行線性回歸,得到回歸方程(表2)。不難發(fā)現(xiàn),各回歸方程的相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.995,說明不同花椒品種的麻味物質(zhì)線性關(guān)系良好。
表2 回歸方程
圖3 標(biāo)準曲線
吸取對照品溶液(10 μL),按1.2.2的色譜條件,連續(xù)進樣,共6次,測定羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素及羥基-γ-山椒素的峰面積,并計算其RSD,分別為1.13%,1.17%及1.06%,說明HPLC色譜系統(tǒng)的精密度良好。
稱取花椒樣品6份(每份稱取0.5 g),根據(jù)1.2.1的方法進行制備,進樣10 μL,按照1.2.2的色譜條件測定各麻味物質(zhì)的峰面積,記錄數(shù)據(jù),計算羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素及羥基-γ-山椒素的峰面積的SRSD分別為1.06%,1.24%和1.26%。說明HPLC法的重復(fù)性良好。
稱取花椒粉末1 g(精確0.001 g),根據(jù)1.2.1的方法提取花椒麻味物質(zhì),制備標(biāo)準品溶液,吸取溶液(10 μL),按照1.2.2的色譜條件分別于0,2,4,8,16和24 h進樣,評估其穩(wěn)定性,并記錄峰面積,計算出羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素及羥基-γ-山椒素峰面積的SRSD分別為1.35%,1.28%和1.46%,說明對照品溶液在24 h內(nèi)的穩(wěn)定性較好。
精密稱取花椒粉末6份(每份0.25 g),分別加入適量對照品溶液,根據(jù)1.2.1的方法制備樣品,計算出不同花椒品種羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素及羥基-γ-山椒素的平均加標(biāo)回收率范圍在97.96%~平共處101.58%,SRSD值分別為1.77%,1.41%和1.59%,說明HPLC法的準確性較好。
不同花椒品種麻味物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)見圖4。結(jié)果表明,不同花椒品種麻味物質(zhì)總質(zhì)量分數(shù)從大到小依次為頂壇花椒-貞豐>頂壇花椒-德江>九葉青花椒-德江>青花椒-德江,分別為52.566,49.771,47.612和47.021 mg/g。羥基-α-山椒素質(zhì)量分數(shù)最高,頂壇花椒-貞豐的質(zhì)量分數(shù)最高,達到45.377±2.069 mg/g,羥基-β-山椒素質(zhì)量分數(shù)的范圍在3.875~7.733 mg/g,羥基-γ-山椒素質(zhì)量分數(shù)的范圍在3.236~3.432 mg/g,羥基-α-山椒素是羥基-β-山椒素的5~10倍,羥基-γ-山椒素的10倍以上,說明羥基-α-山椒素是花椒麻味物質(zhì)中的主要成分,頂壇花椒中的質(zhì)量分數(shù)高于其他品種花椒。
圖4 花椒麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)
采用HPLC法對貴州不同品種花椒麻味物質(zhì)(羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素及羥基-γ-山椒素)進行檢測。結(jié)果表明,花椒麻味物質(zhì)的線性關(guān)系良好,R2≥0.995,分離效果較好,精密度、重復(fù)性、穩(wěn)定性以及加標(biāo)回收率的SRSD<1.8,符合方法學(xué)考察的要求。從云南昭通、重慶江津及貴州貞豐引種在貴州德江進行種植,結(jié)果表明,云南昭通青花椒羥基-α-山椒素質(zhì)量分數(shù)為38.262±1.214 mg/g,高于熊汝琴等[26]研究的昭通產(chǎn)青花椒的麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)(12.429 mg/g);重慶江津的九葉青花椒羥基-α-山椒素質(zhì)量分數(shù)為36.447±1.944 mg/g,高于原產(chǎn)地九葉青花椒的羥基-α-山椒素質(zhì)量分數(shù)(13.365 mg/g)的2倍以上[27];引種到貴州德江不同花椒品種的麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)均高于原產(chǎn)地,說明貴州德江的生態(tài)環(huán)境適合種植云南青和九葉青花椒。
楊清山等[28]研究的四川金陽青花椒麻味物質(zhì)總質(zhì)量分數(shù)(羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-γ-山椒素)在25.54~32.30 mg/g;李般程等[29]研究的青花椒中,四川金陽青花椒麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)在29~31 mg/g,云南昭通青花椒麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)在26~31 mg/g,重慶江津青花椒麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)在24~27 mg/g。貴州本地頂壇花椒也是青花椒的一種,其3種麻味物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)均高于云南青和九葉青花椒,貴州貞豐的頂壇花椒麻味物質(zhì)總質(zhì)量分數(shù)最高,達52.566 mg/g,貴州德江的頂壇花椒麻味物質(zhì)總質(zhì)量分數(shù)為49.771 mg/g,均高于楊青山與李般程的研究結(jié)果,說明貴州本地的頂壇花椒麻味物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)高于一些知名的青花椒,為貴州本地特色產(chǎn)業(yè)的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù),也為貴州頂壇花椒的品質(zhì)評價提供理論基礎(chǔ)。