《食品科學》：四川省農業科學院岳寧博士等：我國主產地花椒特征品質差異與鑒別模型構建

“小花椒”種出“大產業”，作為我國原產地的食藥兩用特色優勢天然香辛料，已成為我國西部地區重要的經濟作物。目前我國花椒優勢產地品種包括甘肅紅花椒、四川漢源貢椒、陜西韓城紅花椒、茂汶紅花椒、南路花椒、云南青花椒、四川青花椒和四川藤椒等。其中，甘肅武都紅花椒、四川金陽青花椒等優質花椒產品獲國家地理標志保護。受海拔、氣候、土壤等產地環境因子影響，不同產地間花椒品質存在差異。然而，伴隨品牌化發展，相近品質的花椒會產生顯著價格差異，導致市場摻假現象頻發。

當前花椒原料鑒別技術主要分為兩類：一類是基于物理品相的近紅外/高光譜技術，該技術雖具備快速無損優勢，但僅能反映外觀特征，無法揭示花椒原料風味本質差異；另一類是聚焦花椒原料風味物質的分析方法，如電子鼻機器學習、氣相色譜-質譜、指紋圖譜建立等。總之，目前基于風味物質的花椒產地溯源鑒別方法雖能捕捉揮發性成分，卻面臨“儀器成本高”或“過程復雜”的難題。

四川天味食品集團股份有限公司的王彥云、王傳明，四川省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所的岳寧*等分析我國甘肅、四川、云南、陜西和重慶典型產地共106 批次干紅花椒和青花椒揮發油、總麻素、4 種主要山椒素以及21種花椒主要香氣活性組分等風味品質指標含量差異，并通過識別花椒特異性組分建立花椒鑒別模型并進行驗證。該方法克服了市場對傳統“專家感官品鑒”的過度依賴性，可基于儀器分析實現對不同產地和品種花椒的快速客觀鑒定，為建立花椒鑒定及溯源技術體系提供參考。

1 我國主產地紅花椒和青花椒風味品質整體差異

1

本研究采集了我國甘肅、四川、云南、陜西和重慶典型產地共106 批次干花椒樣品，其中紅花椒84 批次，青花椒22 批次，測定了總麻素、4 種主要山椒素、揮發油以及21 種花椒主要香氣組分指標，如圖1所示。

如圖1a所示，紅花椒（（38.34±0.82）mg/g）和青花椒（（24.34±0.67）mg/g）總麻素含量基本滿足T/CFNA 6101—2020《花椒》中規定的麻素含量要求（紅花椒≥25 mg/g、青花椒≥15 mg/g），且紅花椒樣品總麻素含量極顯著高于青花椒（

P

＜0.001），這與秦延豪等的研究結果一致。研究表明，花椒麻素是花椒呈麻味的主要成分，其組成成分為山椒素等酰胺類物質，山椒素又包括羥基-

-山椒素、羥基-

-山椒素、羥基-

-山椒素和羥基-

-山椒素等多種成分。從山椒素含量占比分析（圖1b），羥基-

-山椒素是紅花椒和青花椒的主要山椒素種類，且紅花椒含量顯著低于青花椒（

P

＜0.05），占比分別為（83.61±0.42）%和（91.92±1.02）%，并分別高于其他山椒素含量的8 倍和13 倍以上。這與Feng Xiya和趙楷文等研究結果一致，Feng Xiya等發現紅花椒中羥基-

-山椒素含量為其他山椒素的7～34 倍。與之類似，趙楷文等發現青花椒中羥基-

-山椒素含量顯著高于其他山椒素含量。兩種花椒中羥基-

-山椒素含量占比無顯著差異，紅花椒羥基-

-山椒素含量占比（（9.16±0.56）%）極顯著高于青花椒（（0.22±0.10）%），與Feng Xiya等的研究結果類似，紅花椒羥基-

-山椒素含量約為青花椒2～5 倍，紅花椒較于青花椒麻度更高。揮發油含量是評價花椒品質的重要指標之一，如圖1c所示，青花椒揮發油含量（（10.96±0.22）mL/100 g）滿足DB 5306/T7—2019《魯甸縣青花椒質量等級標準》等標準中規定特級青花椒的揮發油含量（≥8.0 mL/100 g），紅花椒揮發油含量（（6.43±0.20）mL/100 g）滿足LY/T 1652—2005《花椒質量等級》等標準中規定特級花椒的揮發油含量（≥4.0 mL/100 g）。青花椒揮發油含量極顯著高于紅花椒（

P

＜0.001），這與余曉琴和梁亞男等研究結果一致。花椒香氣組分占比結果顯示（圖1d），

D

-檸檬烯、檜烯、月桂烯和芳樟醇4 個組分總量分別占紅花椒和青花椒香氣組分總量的90%和80%以上。

D

-檸檬烯等萜烯類物質被報道是花椒中主要的香氣活性組分。

基于上述總麻素、山椒素、揮發油和香氣組分指標含量的整體差異，運用PCA方法，青花椒和紅花椒可進行明顯區分（圖1e）。進一步運用多重未配對t檢驗分析青花椒和紅花椒間顯著差異物質（

P

＜0.05，差異倍數（FC）＞2或＜0.5），結果顯示，羥基-

-山椒素和羥基-

-山椒素是青花椒和紅花椒麻味顯著差異的主要貢獻物質（圖1f）。青花椒和紅花椒的感官香氣差異主要體現在木質香味和果香。其中，紅花椒香氣具有特異的木質與柚子皮香氣，青花椒香氣具有清新木香、橘子皮香氣。結合多重未配對t檢驗分析結果（圖1g），

D

-檸檬烯（柑橘、薄荷）、

-蒎烯（松木、木頭）、檜烯（木材、胡椒、松節油）和左旋-

-檜烯（松木）等9 種物質可認為是兩種花椒香氣果香和木香顯著差異的主要貢獻物質。此外，基于本研究青花椒和紅花椒的21 個香氣組分含量情況，可將青花椒和紅花椒明顯分別聚類（圖1h），表明青花椒和紅花椒僅基于本研究的21 個香氣組分含量結果，即可實現較好的區分。然而，如圖1h所示，紅花椒樣品明顯被分別聚為兩類，表明基于本研究的21 個香氣組分結果，紅花椒樣品間存在顯著差異，需進一步分析差異來源。

2 不同產地紅花椒品質差異

2

為研究紅花椒樣品產地間品質差異情況，研究分析了甘肅、四川和陜西3 個產地紅花椒樣品的總麻素、山椒素、揮發油和香氣組分含量差異情況。

圖2展示了3 個紅花椒主產地共84 批次紅花椒品質差異，其中甘肅58 批次、四川23 批次、陜西3 批次。結果顯示，甘肅（（39.12±0.79）mg/g）和四川（（38.22±2.00）mg/g）紅花椒總麻素含量顯著高于陜西紅花椒（（24.04±0.10）mg/g）（

P

＜0.05），甘肅和四川紅花椒總麻素無顯著差異（圖2a），甘肅略高于四川，這與余曉琴等的研究結果一致。3 個產地紅花椒羥基-

-山椒素含量無顯著差異，四川紅花椒羥基-

-山椒素含量分別約為甘肅和陜西的2 倍和10 倍（圖2b）。與總麻素類似，甘肅（（7.03±0.14）mL/100 g）和四川（（5.86±0.32）mL/100 g）紅花椒揮發油含量顯著高于陜西紅花椒（（3.95±0.17）mL/100 g）（

P

＜0.05），甘肅和四川紅花椒揮發油無顯著差異（圖2c）。如圖2d所示，21 個香氣組分在3 個產地紅花椒樣品中均檢出，

D

-檸檬烯、檜烯、月桂烯和桉葉油醇等香氣組分含量在產地間存在明顯差異。

基于上述總麻素、山椒素、揮發油和香氣組分指標含量結果，運用PCA方法研究紅花椒3 個產地的品質差異情況。結果顯示，甘肅和四川紅花椒可明顯區分（圖2e）。然而，進一步分析區縣間紅花椒品質差異結果顯示（圖2f），甘肅省內甘谷、武都、麥積和秦安紅花椒無法明顯區分，四川省內漢源和鹽源紅花椒無法明顯區分。基于本研究21 個香氣組分差異，可將甘肅和四川紅花椒明顯聚類（圖2g），但區縣間無法明顯區分。因此，簡單基于麻味物質、揮發油和香氣組分含量可實現花椒省間鑒別，但無法實現進一步區縣間產地歸類。

3 不同產地青花椒品質差異

3

與紅花椒類似，為研究青花椒樣品產地間品質差異情況，研究分析了四川、云南和重慶3 個產地紅花椒樣品的總麻素、山椒素、揮發油和香氣組分含量差異情況。

圖3為3 個主產地共22 批次青花椒品質指標結果，其中四川9 批次、云南10 批次、重慶3 批次。結果顯示，3 個產地青花椒總麻素和揮發油含量均無顯著差異（圖3a、b）。與紅花椒類似，四川、云南和重慶3 個產地山椒素中羥基-

-山椒素含量占比最高（圖3c）。青花椒檢出13 個香氣組分，

D

-檸檬烯、檜烯、月桂烯和芳樟醇含量較高，且地區間無顯著差異（圖3c）。區縣青花椒品質整體差異分析結果顯示（圖3d），簡單基于本研究中總麻素、山椒素、揮發油和香氣組分含量的整體情況，重慶江津青花椒與其他地區可明顯區分，四川和云南區縣間青花椒無法明顯區分，產地間也無明顯區分聚類（圖3e），與趙楷文等的研究結果類似。

總體上，不同產地紅花椒和青花椒品質差異分析結果表明，基于本研究中總麻素、山椒素、揮發油和香氣組分含量的整體情況可實現青花椒和紅花椒兩個不同種類花椒的明顯區分、不同省產紅花椒的明顯區分，無法實現紅花椒的進一步區縣鑒別及青花椒的產地區分，后續研究可結合代謝組學等多組學技術探尋更多特征指標，以實現該方面的技術突破。

4 花椒產地鑒定模型構建與驗證

4

4.1 花椒產地鑒定模型構建

前述品質指標數量多，在實際應用中不具精準便利性。為準確量化青花椒和紅花椒、省間紅花椒特征性指標差異，基于1節和2節中差異指標分析結果，選擇青花椒和紅花椒、省間紅花椒共有的差異指標：6 種特異性香氣組分（檜烯、月桂烯、

D

-檸檬烯、桉葉油醇、

-蒎烯和左旋-

-蒎烯）的峰面積占比進行整合計算，建立特異性鑒別指標。綜合青花椒和紅花椒、不同省產紅花椒間6 種特異性香氣組分的峰面積占比差異情況，經過多次調整計算公式，最終建立青花椒和紅花椒、不同省產紅花椒鑒別指標4 個（表2），計算公式分別如下：

如表2所示，根據花椒品質差異，進一步設定5 個產地判定原則，具體描述如下：

1）當

A

1 ＜1、-0.3＜

A

2 ＜0.3、

A

3 ＞45、1＜

A

4 ＜6時，花椒產地為甘肅（甘肅武都紅花椒）；

2）當

A

1 ＞1、-0.3＜

A

2 ＜0.3、

A

3 ＞45、

A

4 ＜8時，花椒產地為陜西韓城（陜西韓城紅花椒）；

3）當

A

1 ＜1、-0.3＜

A

2 ＜0.3、

A

3 ＞45、

A

4 ＜0.5時，花椒產地為四川（茂汶紅花椒）；

4）當

A

1 ＞1、

A

2 ＞0.4、

A

3 ＞45時，花椒產地為四川（四川紅花椒）；

5）當

A

3 ＜35時，花椒產地為四川和重慶（青花椒）。

4.2 花椒產地鑒定模型驗證

為驗證鑒定模型的準確性，另選取28 個花椒樣品（非表1中樣品）進行驗證，由一人將28 個花椒樣品進行盲樣編號，測定人員和模型判定人員提前均未知樣品歸屬。1 名測定人員利用3.2節中方法，測定盲樣特征性香氣組分峰面積占比，具體結果見表3。1 名判定人員按照4.1節中描述規則進行花椒屬地判定，具體結果見表4。結果表明，基于本研究所建模型可準確鑒別未知花椒樣品的省級歸屬，準確率達100%（表4）。基于該模型，天味食品集團股份有限公司已成功進行了花椒原料的摻假鑒別，為保證復合調味品質量提供了有力技術手段。

結 論

5

本研究分析了我國甘肅、四川、云南、陜西和重慶典型產地共106 批次干紅花椒和青花椒風味品質指標含量差異。結果表明，紅花椒較于青花椒麻度更高，青花椒揮發油含量顯著高于紅花椒。基于本研究風味指標可將青花椒和紅花椒、來自不同省的花椒樣品進行明顯區分。因此，本研究進一步選定了6 個產地和品種間特異性差異香氣組分，分別為檜烯、月桂烯、

D

-檸檬烯、桉葉油醇、

-蒎烯和左旋-

-蒎烯。基于6 個花椒特異性組分建立了包含4 個指標的花椒產地鑒別模型，并利用28 個盲樣驗證，準確率達100%。該模型已成功應用于公司花椒原料產地鑒別，可為建立花椒鑒定及溯源技術體系提供參考。然而，基于本模型，僅可實現不同省份間花椒樣品的區分，仍無法實現紅（青）花椒的區縣鑒別和品種細分，后續研究可結合代謝組學等多組學技術探尋更多特征指標，以實現該方面的技術突破。

引文格式：

王彥云, 王傳明, 嚴春俊, 等. 我國主產地花椒特征品質差異與鑒別模型構建[J]. 食品科學, 2025, 46(21): 284-292. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250506-016.

WANG Yanyun, WANG Chuanming, YAN Chunjun, et al.

Zanthoxylum bungeanum

and

Zanthoxylum schinifolium

from major production regions in China: characteristic quality differences and discrimination model[J]. Food Science, 2025, 46(21): 284-292. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250506-016.

實習編輯：甘冬娜；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為匯聚全球智慧共探產業變革方向，搭建跨學科、跨國界的協同創新平臺，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學、 重慶市農業科學院、 重慶市農產品加工業技術創新聯盟、重慶工商大學、重慶三峽學院、西華大學、成都大學、四川旅游學院、西昌學院、北京聯合大學協辦的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

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