花椒的研究现状及探讨范文

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《贵州林业科技杂志》2016年第3期

摘要:

本文就花椒的育种现状、有效成分、食用和药用价值、生态效益及分子生物学在花椒上的应用等方面进行论述，并对目前存在的问题进行了讨论。

关键词:

花椒;研究现状;问题

花椒属芸香科常绿或落叶植物，为乔木、小乔木或木质藤本［1］，原产我国，是重要的调味品、香料及木本油料树种之一，是一种药食两用树种［2］。花椒的茎和枝具皮刺，茎皮具有芳香味;叶互生，奇数羽状复叶，叶轴有刺突，小叶对生，具有透明油点;花小，青黄色，雌雄异株，顶端伞状圆锥花序或簇生;蓇葖果，红色，毛囊开裂，具粗大腺点，沿背腹缝线开裂;种子球形或半球形，黑色，光亮，具胚乳。花椒作为重要的经济树种，在我国栽培历史悠久，早在公元前11至10世纪的周代，林鸿荣《椒史初探》中就有我国人民利用花椒的纪实。明朝时期我国的花椒就已经远销朝鲜、日本、新加坡、马来西亚等国家，享誉海内外。中国花椒属有39个种14个变种［3］，分布范围广，北至辽东半岛，南至海南岛、台湾、西藏地区也有分布。花椒具有较高经济价值和生态保护功能，近年来随着退耕还林工程的实施和市场需求的拉动，我国花椒种植面积迅速扩大。

1花椒的研究现状

1.1花椒生理学研究

在花椒生理方面，李安定(2007)等以盆栽顶坛花椒幼苗为对象，在不同水分梯度条件下用CO2气体分析仪进行林木生理指标观测，研究了顶坛花椒1年生苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效益与土壤含水量的关系，探索出了喀斯特地区顶坛花椒的最佳土壤含水量范围［4］。彭惠蓉(2009)等通过幼苗形态观察及根、茎、叶生长过程观测，研究了顶坛花椒种苗苗期生长规律，并将苗期划分为3个生长时期［5］。马英姿(2007)等为了筛选蚬壳花椒组培苗增殖的最优培养方案，对影响组培苗增殖的因素进行了试验，探索出了蚬壳花椒的最适增殖培养基［6］。彭熙(2007)等以贵州省花江喀斯特峡谷花椒林地土壤水分全年的动态变化特征为研究对象，分析了土壤含水量与土壤结构、植被间的关系以及不同土壤层次水分动态变化规律，划分出了土壤水分垂直变动带;研究结果表明不同的土层有不同的水分动态变化规律［7］。在耐冷性方面，毕君(2009)等为探讨花椒属不同品系的早期耐低温能力，采用低温发芽与芽苗期低温培养的方法，研究了低温对花椒发芽率、芽苗鲜质量及其物质代谢的影响，试验结果表明花椒各品系芽期和苗期耐冷性具有较好的一致性［8］。

1.2花椒育种研究

在花椒育种方面，育种工作者采取了一系列措施对花椒的生长进行调控。赵晓光(2010)以当年采收的花椒种子为试验材料，用不同浓度的碱水、沙场低温和GA3激素处理，提高花椒种子的发芽率、发芽势和发芽指数［9］。杨大圣(2015)和屈红丽(2015)分别从育苗技术、苗木管理、整地造林、整形管理、水肥管理、病虫害防治及采收管理等方面对花椒丰产技术进行了讨论［10～11］，为花椒的栽培提供了技术指导。在良种选育方面，王永发(2003)、原双进(2006)等选育出一批具有遗传稳定、树势强、丰产、易采摘、风味独特等特点的花椒良种，如大红袍王、狮子头、南强1号和无刺椒等［12～13］。

1.3花椒有效成分的研究

近年来，众多学者对花椒的化学成分做了大量的研究，取得了诸多成果。经测定:花椒的化学成分主要有挥发油、生物碱、酰胺、香豆素、黄酮等，其它成分还有三萜、甾醇、烃类、木脂素以及脂肪酸等［14］，由于产地的气候、雨量、日照和土质等自然因素的影响，花椒化学组成及含量有较大差异［15］。花椒作为一种调味品，其化学成分的萃取及鉴定方面已有大量研究。牟淑杰(2010)等采用超临界CO2法，通过单因素试验和正交试验设计，研究了提取过程中花椒粉粒度、萃取压力、时间和温度等因素的最佳工艺参数［16］。魏永生(2011)等利用顶空固相微萃取气相色谱－质谱联用技术(GC－MS)对大红袍花椒挥发性成分的研究表明:其主要挥发性成分为β－月桂烯(21.41%)、苎烯(17.06%)、β－水芹烯(10.60%)、γ－松油醇(萜品醇)(9.50%)、桧烯(8.32%)、β－罗勒烯(8.00%)、胺叶油素(7.09%)、罗勒烯(3.82%)、α－蒎烯(3.59%)、香橙烯(1.15%)、α－乙酸松油酯(1.08%)等萜烯类以及醇类或酯类化合物［17］。应用GC/GC－MS对Zan-thoxylumschinifolium叶水蒸馏提取物的分析表明:新鲜叶中精油的主要成分是芳樟醇(12.94%)、姜黄素(8.95%)、柠檬烯(6.45%)和甘香烯(5.43%)［18］。马英姿(2010)等首次从蚬壳花椒中性亲脂性成分中分离得到了6个化合物:正三十烷、正十六烷醇、熊果酸、异虎耳草素、佛手内酯和β－谷甾醇［19］。此外，研究者对花椒籽的化学成分也做了大量研究。经试验分析证实，花椒种籽油主要成分为棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸，其中，油酸、亚油酸、亚麻酸的混合含量高达57.549%～87.907%;花椒籽油含有丰富的Ca、Mg、Fe、Zn及含量较高的Sr、Mn等人体必需的矿物元素［20］。马养民(2010)等采用GC－MS分析花椒籽油脂肪酸组分，鉴定出l2种脂肪酸，并用峰面积归一化法测定各种组分的相对含量:棕榈酸(20.14%)、油酸(29.72%)、亚油酸(29.65%)和α－亚麻酸(17.91%);花椒籽油不饱和脂肪酸含量高达78.4%，其中多不饱和脂肪酸占总脂肪酸47.8%［21］。寇明钰(2006)以碱溶酸析法提取花椒籽蛋白质，结果表明重庆青花椒籽中蛋白质含量较低(7.18%)，而纤维素含量最高，为62.85%［21］。

1.4花椒的功能价值研究

1.4.1花椒的食用价值

花椒是调味佳品，因其含有川椒素、植物甾醇等成分，而具有特殊的麻辣郁香味，是人们喜爱的调味品之一，也是副食加工业的主要佐料，能除腥气、消毒杀菌，是腌制各种酱菜、腊肉、香肠不可或缺的配料。四川花椒被广泛用于中国、日本、韩国、尼泊尔等的菜系中［23～25］。椒柄、椒叶、树皮也具有麻味，可做加工调和的副料，也可做腌菜。《齐民要术》中记载:“其叶及青摘取，可以为菹;乾而未之，亦足充事”。

1.4.2花椒的药用价值

花椒树全身是宝，除具有多种营养物质外，还有独特的药用价值。《本草纲目》中记载:“花椒，其味辛而麻，其气温而热。入肺散寒，治咳嗽;入脾除湿，治风寒湿痹，水肿泻痢，入右肾补火，治阳衰，溲数、足弱、久痢诸症。”花椒是中国传统的中药材，其果实可用于治疗腹痛、感冒、呕吐、腹泻和湿疹［3］。ZanthoxylumalatumRoxb.是一种药用灌木，在巴基斯坦俗称“Timber”，其种籽的粉末具有极佳的香料价值，可以作为芳香补药和开胃药，还可用于治疗发烧、消化不良、霍乱等;其果实、树枝和刺可用作驱风剂和开胃药，可用于治疗牙痛，巴基斯坦人将其干果皮与盐、薄荷和茴香混合，用于治疗消化不良和头痛［26］;其根可用作退热药、消化药和补药;其茎皮可用作治疗胃肠气胀、疝痛、消化不良、耳痛、牙痛和蛇咬伤;Zanthoxylumrhoifolium茎皮的醇和己酸提取物具有镇痛的作用［27］，该花椒的药用价值在印度得到广泛的应用［28］。此外，花椒具有防虫防腐的功能，对害虫有麻痹、驱逐、预防的效果［29］，在保存粮食、衣物时，可用花椒研细，用纱布包好，放在粮食表面或堆入粮、衣物中，具有防虫蛀的作用。此外，花椒还具有抗氧化、保肝、抗疟原虫、细胞毒素、抗恶性细胞增生、抗病毒、抗痉挛和抗真菌的功能［30～36］。

1.4.3花椒的生态价值

花椒具有防风固坝和保持水土的作用。花椒主根较浅，侧根发达，一般分布在50cm土层内，形成错综复杂的根系网络，使其具有耐旱、防风固土和改善生态的功能。李苇洁(2010)等的研究表明，顶坛花椒林生态系统在维系和促进当地社会经济发展及改善喀斯特峡谷生态环境中发挥了重要作用［37］。此外，花椒还具有观赏价值。花椒枝条苍劲，小叶翠绿，枝刺锐利，树形可造形，是优良的园林绿化树种。

1.5分子生物学在花椒上的研究现状

目前，运用分子生物学对花椒的研究相对较少。汉素珍(2011)构建了适宜花椒ISSR－PCR反应的最佳体系［38］。邓洪平(2008)等以九叶青花椒为研究材料，采用RAPD分子标记技术及聚类分析等方法，证明了九叶青花椒具有相对独立且稳定的形态特征，并认为定义其为变种是科学可行的［39］。李庆芝(2009)等采用RAPD分子标记方法分析11个花椒品种的遗传多样性，以及遗传多样性与环境因素的相关性，结果显示不同地域种植的同一品种材料遗传距离较大，说明了花椒的遗传多样性与地域分布有关［40］。郑海星(2011)等利用30条RAPD引物对21份花椒种质资源的DNA进行了扩增，从分子水平上反映出了花椒种质资源复杂的遗传背景［41］。尽管花椒的果实在外部形态，物理特性上与混淆品差异较小，但在cpDNAtrnL－F间隔区序列上却存在着显著而稳定的差异，该序列在属以下的分类阶元中同源性极高，可达100%［42］，此外，王福(2015)等利用ITS2序列二级结构作DNA条形码辅助分析手段可准确有效地鉴别花椒及其混伪品［43］。

2目前存在的问题及讨论

2.1存在问题

除东北、内蒙古等地外，我国大部分地区都有花椒分布。常见的栽培品种习惯上称为大红袍、小红袍、大花椒、白沙椒、枸椒、六月椒、八月椒等，其分类依据各不相同，叫法颇多，存在品种杂乱、同名异物等问题，给生产和销售带来不便［44］。与其它果树相比，我国花椒科研起步晚、力量分散，在许多领域的研究不够深入，花椒的良种选育及产业化栽培技术，花椒有效成分的新型提取技术，分子生物学等方面，需进一步深入研究。

2.2讨论

1)当前急需对花椒的品种进行规范化命名，开展大范围的花椒种质资源调查，同时进行选优工作，建立种质资源基因库，在此基础上开展杂交育种、转基因育种等遗传育种新技术研究，培育具有穗粒数多、果粒大、高精油、高抗性(抗病虫、抗干旱、抗低温)、药用价值高、无刺的花椒新品种。同时也可以开展专用目的品种的培育工作，如日本的一些品种，因无刺且株形紧凑，适合椒芽菜生产，培育专用目的的花椒品种，也是花椒育种的一大趋势。

2)我国花椒产品的开发落后，特别是医药、农药、化工等领域的研发相对滞后，也是制约花椒生产化的关键环节。农业发展要与医药、化工领域科研人员进行多学科、多层次合作，大力开展花椒新产品的研发工作，为花椒生产寻求新出路。

3)在良种选育方面，当前应做好不同品种的生态区划分及其规范化栽培技术，重点仍然是提高品质和产量。研究花椒防冻害技术，争取在高效防冻产品上取得突破，此外，加强花椒良种选育，筛选出一批性状稳定、结实量大、刺少、抗逆性强的品种，有助于花椒的推广种植。

4)对花椒树不同树型的冠层结构和生理特征开展研究，以期通过树体内在特征和环境条件相结合的研究来分析解决花椒高落花率和高落果率问题。

5)目前，花椒的采摘主要靠人工采摘。人工采摘费用的快速增加，导致椒农纯收入降低，加上采椒季节用工量大，导致花椒采收劳动力短缺，采收更加困难。因此，选育无刺品种、研究花椒机械化采摘技术和开发花椒机械采摘产品亟待解决。

6)此外，分子生物学技术在花椒研究上的应用较少，在今后的研究中需要加大分子技术的研究，理论与实践相结合，为花椒的辅助育种和高产提供理论依据。

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作者:朱亚艳 冯世静 徐嘉娟 侯娜 魏安智 单位:贵州省林业科学研究院 西北农林科技大学