花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）和竹叶花椒（Zanthoxylum armatum DC.）均属于芸香科花椒属植物,是在我国种植和食用最为广泛的两个种,采收时果实一般分别呈红色和绿色,分别俗称花椒和青花椒（本文分别将二者称为红花椒和青花椒）。花椒果皮因其独特的辛麻味被广泛用作调味品。近年来花椒的种植规模增长迅速,而目前对花椒的基础研究,尤其是风味形成的物质基础和品质影响因素方面的研究非常薄弱,一定程度的制约了花椒在种植、加工、流通、管理等领域的长足发展。本文对来自主产区的24批青花椒（四川、贵州、重庆、云南）和的10批红花椒（四川、甘肃、陕西）果皮中影响风味和品质的主要化学成分进行系统研究,并对花椒品质的气候影响因素进行探究,以期为花椒的品质保障提供依据。主要结果如下:1.利用层析技术结合光谱分析技术对花椒中的麻味物质进行分离、纯化和结构鉴定,并分别建立来自主产区的24批青花椒和10批红花椒的基于麻味物质的HPLC指纹图谱。结果表明,纯化得到的麻味物质分别为羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素;青花椒中确定了7个共有指纹峰,红花椒中确定了11个共有指纹峰,其中羟基-α-、羟基-β-和羟基-γ-山椒素的总含量占总共有指纹峰的93%。以上指纹图谱的建立为基于麻味物质的花椒的品质评价提供了依据。不同产地青花椒和红花椒中含量最高的麻味物质是羟基-α-山椒素,相对含量达61.65%-94.41%,平均含量分别为75.98±1.69、88.89±1.51 mg/g,是最重要的代表性山椒素。红花椒中羟基-γ-山椒素（19.61±0.07 mg/g）的含量高于羟基-β-山椒素（9.88±0.16 mg/g）,而青花椒中则是羟基-β-山椒素（7.28±0.09 mg/g）含量高于羟基-γ-山椒素（3.35±0.12 mg/g）。总体来说,红花椒中总山椒素的含量显著（P<0.05）高于青花椒,说明在一般情况下红花椒比青花椒产生的麻感更强。2.利用响应面法对水蒸气蒸馏法提取挥发油的条件进行优化,采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分别对不同产地青花椒和红花椒挥发油中的挥发性成分进行检测,并对挥发油的体外抗氧化活性（总还原力及羟自由基、ABTS自由基、DPPH自由基清除率）进行检测。结果表明,挥发油的最优提取条件是提取时间2 h、浸泡时间75 min、液料比10:1 m L/g、粉碎粒度60目。在最优条件下提取得到不同产地青花椒中挥发油的平均含量（9.73±0.65 m L/100g）显著高于不同产地红花椒（5.35±0.36 m L/100g）。不同产地24批青花椒和10批红花椒挥发油中分别检出化合物145和126种,含量相对较高的化合物类别是醇类（平均50%以上）和萜烯类（平均15%以上）,含量相对较高的单个化合物是芳樟醇（青花椒55.62%,红花椒23.13%）和d-柠檬烯（青花椒16.73%,红花椒24.71%）,说明两种花椒在主要挥发性成分的类别和相对含量上具有一定的一致性。青花椒挥发油的主体风味物质是芳樟醇、癸醛、d-柠檬烯、乙酸香叶酯、1-石竹烯、α-胡椒烯、异丁酸甲酯、月桂醛和异丁酸香叶酯,整体呈现辛香、油脂香和果香;红花椒挥发油的主体风味物质是芳樟醇、乙酸香叶酯、d-柠檬烯、β-蒎烯、柠檬烯、α-胡椒烯、胡椒烯、1-石竹烯、α-松油醇、（R）-（+）-香茅醛、萜品油烯、L-α-松油醇,主要呈现辛香、花香、柑橘和薄荷香气。青、红花椒的挥发性成分差异明显,乙酸香叶酯、反式-β-罗勒烯、别罗勒烯、乙酸橙花酯、芳樟醇、α-金合欢烯、罗勒烯等是对区分青花椒和红花椒风味具有较大贡献的挥发性组分。抗氧化分析结果表明青花椒挥发油的体外抗氧化活性总体上高于红花椒。3.对其他化学成分的分析结果表明,不同产地24批青花椒样品中蛋白质（11.79±0.98 g/100g）、氨基酸（9.00±0.06 g/100g）、必需氨基酸（2.48±0.01 g/100g）、呈味氨基酸（8.48±0.01 g/100g）和药用氨基酸（5.25±0.02 g/100g）的平均含量均分别高于10批红花椒样品中蛋白质（9.70±0.23 g/100g）、氨基酸（6.43±0.02g/100g）、必需氨基酸（1.59±0.03 g/100g）、呈味氨基酸（6.06±0.03 g/100g）和药用氨基酸（3.24±0.01 g/100g）的平均含量。两种花椒中,天门冬氨酸、组氨酸和脯氨酸的含量均最高,甜味氨基酸在呈味氨基酸中具有最高的比例。花椒果皮的第一限制性氨基酸是蛋氨酸+胱氨酸,青花椒的营养价值整体上高于红花椒。青花椒中黄酮的含量（60.00±2.98 mg/g）低于红花椒中黄酮的含量（68.41±0.95 mg/g）（P>0.05）,而多酚含量（53.40±2.44 mg/g）高于红花椒中多酚含量（51.80±1.21mg/g）（P>0.05）。4.建立基于化学成分的青花椒和红花椒的判别模型,并对不同产地花椒依据品质指标进行分级。结果表明,相较于因子分析和Fisher判别分析,利用正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）方法所建立的模型对不同种花椒的判断准确率最高（96.77%）,总山椒素、羟基-γ-山椒素、羟基-α-山椒素和黄酮含量是两种花椒的关键差异变量。以影响花椒品质的所有10个主要品质指标为变量,对不同产地的花椒进行综合得分排序,结果表明青花椒样品中来自广安市岳池县、雅安市雨城区、重庆市江津区的样品及红花椒中来自凉山州盐源县、雅安市汉源县、陇南市武都区的样品综合排序较靠前,这些样品具有较高的营养和药用价值。进一步以影响花椒辛麻风味的麻味物质和挥发油含量为评价指标对花椒品质进行分析,结果表明青花椒样品中来自成都市金堂县、昭通市炎山乡、雅安市天全县和凉山州金阳县的样品,及红花椒样品中来自阿坝州茂县、雅安市汉源县和陇南市武都区两水镇的样品具有较高的品质。在实际应用中应根据具体情况选择适当的品质评价方法。5.花椒果皮品质指标与气候因子间的偏最小二乘回归分析结果表明,气候因子风速、日照时数、温度和降水量对花椒品质的影响最大。基于花椒的分布信息和气候变量,根据Max Ent（Maximum Entropy modeling）模型的模拟结果显示,青花椒在中国主要分布于秦岭-淮河以南的亚热带气候区,1月份平均最高温度、最干季度平均温度、2月平均温度、3月平均温度、7月平均降水量、4月平均最低温度是影响青花椒分布和生长的关键气候变量;红花椒在中国主要分布于亚热带和中东部暖温带地区,影响红花椒分布和生长的关键变量2月平均最高温度、3月平均最高温度、12月平均最高温度、11月平均最高温度和3月平均温度。气候因素对花椒的品质和适生范围影响的研究结果为花椒的品质保障和合理生产提供了科学依据。