基于弱極性溶劑萃取的白蘭花開(kāi)花過(guò)程7個(gè)階段風(fēng)味物質(zhì)的成分分析

胡榮鎖等

摘 要 利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)經(jīng)弱極性溶劑二氯甲烷萃取白蘭花開(kāi)花過(guò)程7個(gè)不同階段的花被片中的風(fēng)味物質(zhì)，并使用保留指數(shù)和NIST譜庫(kù)對(duì)化合物進(jìn)行定性驗(yàn)證。結(jié)果表明：共檢出化合物54種，以醇類(lèi)和烷類(lèi)為主，相同化合物27種，醇類(lèi)化合物含量占總含量的84.72%～70.30%；所檢化合物中含量最高的為芳樟醇，其含量為82.09%～61.82%，在開(kāi)花階段的含量呈逐漸降低趨勢(shì)；除芳樟醇外，化合物數(shù)量和含量在開(kāi)花階段呈正態(tài)分布，含量變化趨勢(shì)主要為減少-增加-減少和增加-減少2種。

關(guān)鍵詞 白蘭花；開(kāi)花階段；風(fēng)味物質(zhì)；成分分析；GC-MS

中圖分類(lèi)號(hào) Q949.747.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Magnolia Flavor Components Analysis of Seven

Stages on Blossom Process Base on

the Weak Polar Solvent Extraction

HU Rongsuo， LU Shaofang， XU Fei， LIU Hong， GU Fenglin*

Spice and Beverage Research Institute， CATAS/National Center of Important Tropical

Crops Engineering and Technology Research， Wanning， Hainan 571533，China

Abstract A weak polar solvent（dichloromethane） was applied to extract magnolia flavor components of seven stages on blossom process， and the extraction was detected with GC-MS， thereafter qualitatively confirmed with the retention index and NIST spectra library. Experimental results showed that 54 kinds of compounds were detected with alcohols and alkanes as the main components. The highest level compound was linalool， and its content was between 82.09% and 61.82%， gradually reducing from flowering stage. Besides linalool， compounds number and content were in a normal distribution at flowering stage. The principal variation tendency of compound levels was two， in the form of reducing-increasing-reducing and increasing-reducing， respectively. The magnolia tatol variation trendency was consistent with alcohols， because of alcohols was the highest concentration， accounting for 80% of the content.

Key words Magnolia flower；Blossom stage；Flavor；Component analysis；GC-MS

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.09.026

白蘭花（Michelia alba）又名黃桷蘭、白緬桂、白蘭、把蘭等，為木蘭科含笑屬植物。白蘭的花性溫，味苦辛，具止咳、化濁之功。其揮發(fā)油成分（葉蒸餾水溶液）對(duì)慢性支氣管炎有較好的療效，有效率達(dá)81.9%[1-2]。白蘭花是中國(guó)熏制花茶的重要原料，可用于提取香精。國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后對(duì)白蘭花揮發(fā)油成分進(jìn)行了研究[3-8]，主要是利用各種溶劑萃取和固相微萃取，并采用GC-MS分析白蘭花揮發(fā)油，同時(shí)研究了白蘭花的藥理作用[9]。

郭素枝等[10-11]已針對(duì)白蘭花的開(kāi)花過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)略的研究，將其開(kāi)花過(guò)程分為5個(gè)階段，并利用固相微萃取進(jìn)行風(fēng)味分析。本研究將白蘭花的開(kāi)花過(guò)程分為7個(gè)主要階段，研究不同開(kāi)花階段的風(fēng)味物質(zhì)，探明白蘭花各階段化合物的風(fēng)味組成和含量，以確定不同階段的花香構(gòu)成及香型，為白蘭花的采摘時(shí)期、白蘭花中芳樟醇提取和白蘭花的綜合利用提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 白蘭花采摘自中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所基地，3 a樹(shù)齡白蘭花樹(shù)，采摘時(shí)間為上午8： 00。將白蘭花的開(kāi)花過(guò)程分為7個(gè)不同階段： （1）苞片包裹著花被片，苞片和花被片均呈綠色； （2）苞片包裹著花被片，苞片黃色，花被片略帶黃白色，靠近花柄處略帶綠色； （3）苞片剛脫落，花被片黃白色，尚未開(kāi)放；（4）花被片略微張開(kāi)；（5）花被片完全張開(kāi)；（6）花被片完全張開(kāi)，花被片柄處略褐變；（7）花被片用手碰即脫落[10-11]。

1.1.2 試劑與儀器 二氯甲烷、無(wú)水硫酸鈉等均為AR級(jí)，購(gòu)自阿拉丁公司。正構(gòu)烷烴為C7-C30，購(gòu)自Sigma公司。7890A GC-5975C MS氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)，購(gòu)自美國(guó)Agilent公司；HS-100型自動(dòng)進(jìn)樣器，購(gòu)自瑞士CTC公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品前處理 使用二氯甲烷對(duì)白蘭花開(kāi)花期7個(gè)不同階段的花被片浸提萃取。用4 g花被片加50 mL溶劑浸提12 h，以保證浸提充分完全，浸提結(jié)束后添加無(wú)水硫酸鈉除去水分。使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在30 ℃、40 r/min條件下濃縮白蘭花浸提液。收集濃縮液，并使用二氯甲烷沖洗濃縮瓶，最后定容到5 mL。

1.2.2 GC/MS檢測(cè) GC/MS的檢測(cè)條件：進(jìn)樣口溫度為250 ℃；柱初始溫為40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升溫至200 ℃，然后以4 ℃/min程序升溫到250 ℃。DB-5MS（30.0 m×250.0 μm×0.25 μm），載氣為氦氣；流量為1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量為1 μL。

質(zhì)譜條件：離子源為EI源，四級(jí)桿溫度為150 ℃，離子源溫度為230 ℃，掃描范圍：35～350 amu；色譜庫(kù)：NIST08；積分開(kāi)始時(shí)間為5.000 min，以避免溶劑峰[1，7，12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 化合物的鑒別分析

本研究借鑒郭素枝等[10-11]的方法，將白蘭花開(kāi)花期的區(qū)分由5個(gè)增加到7個(gè)，利用二氯甲烷分別萃取各階段花被片的風(fēng)味物質(zhì)，并使用DB-5MS色譜柱檢測(cè)，得到的總離子流程圖見(jiàn)圖1。

對(duì)化合物的鑒定采用與NIST 08質(zhì)譜庫(kù)對(duì)比，結(jié)合人工檢索，確定其化學(xué)組成；同時(shí)利用保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)化合物進(jìn)行定性驗(yàn)證分析。在對(duì)白蘭花化合物進(jìn)行鑒定的同時(shí)，還參考國(guó)內(nèi)外白蘭花研究成果，對(duì)化合物進(jìn)行定性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)仍然有數(shù)種化合物存在較大的差異，如cis-Linalool oxide和trans-Linalool oxide，此2種物質(zhì)在谷風(fēng)林等[13]、黃相中等[12]和郭素枝等[10]解析出的結(jié)果順序正好相反。而此2種物質(zhì)也查詢(xún)不到參考保留指數(shù)。根據(jù)曹慧等[14]的研究，自然界中以反式芳樟醇氧化物為主，因此采用谷風(fēng)林、黃相中等的檢索順序。

使用峰面積歸一化法確定白蘭花化合物的含量，7個(gè)不同開(kāi)花階段化合物的組成和含量見(jiàn)表1，7個(gè)不同開(kāi)花階段峰面積分布見(jiàn)圖2。由表1可知，檢測(cè)出的化合物有54種，可分為12類(lèi)化合物，其中烷類(lèi)15種，醇類(lèi)12種，酯類(lèi)8種，醛類(lèi)5種，烯烴3種，酚類(lèi)3種，呋喃類(lèi)2種，酮類(lèi)2種，酸類(lèi)1種，醚類(lèi)1種，內(nèi)酯1種，吲哚化合物1種。含量最高的為芳樟醇，為61.82%～82.09%。在開(kāi)花過(guò)程中，芳樟醇始終處于含量降低狀態(tài)。除芳樟醇外，其它化合物的含量在第3階段以前呈上升趨勢(shì)，其后下降；而化合物數(shù)量在第3階段以前也呈上升趨勢(shì)，其后趨于平穩(wěn)。因此，建議白蘭花采摘選擇在第3階段，即苞片剛脫落，花被片黃白色，尚未開(kāi)放。

由圖2可知，白蘭花在開(kāi)花過(guò)程中化合物的含量并非呈正態(tài)分布，而是在白蘭花全開(kāi)前（即1～3階段）其風(fēng)味物質(zhì)含量逐漸降低； 而白蘭花全開(kāi)時(shí)期（即4階段）的風(fēng)味物質(zhì)含量最高，以后（即4～7階段）的風(fēng)味物質(zhì)含量逐漸降低。因此，建議白蘭花采摘選擇在第3階段，即苞片剛脫落，花被片黃白色，尚未開(kāi)放。使用及時(shí)也可選擇在第4階段采摘，即花被片略微張開(kāi)。因?yàn)榘滋m花一旦開(kāi)放，其風(fēng)味物質(zhì)的含量將急劇降低。

綜上所述，本研究結(jié)果與郭素枝等[9]具有一定的類(lèi)似性，但郭素枝等[9]使用的是PDMS萃取頭檢測(cè)，檢測(cè)化合物以萜烯類(lèi)物質(zhì)為主；而本研究是以二氯甲烷固液萃取，檢測(cè)主要物質(zhì)為醇類(lèi)和烴類(lèi)物質(zhì)。

2.2 化合物的組成分析

白蘭花在開(kāi)花的7個(gè)不同階段化合物會(huì)發(fā)生變化，其組成和變化見(jiàn)表2；各階段化合物的數(shù)量變化見(jiàn)圖3。由表2可知，在白蘭花開(kāi)花過(guò)程中，烷類(lèi)、醇類(lèi)、烯烴、酮類(lèi)和吲哚化合物種類(lèi)增加；酯類(lèi)和醛類(lèi)化合在1～4階段增加，4～7階段減少；酚類(lèi)、酸類(lèi)和內(nèi)酯化合物種類(lèi)穩(wěn)定不變，醚類(lèi)化合物減少，而呋喃類(lèi)化合物呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)。

由圖3可知，白蘭花在開(kāi)花過(guò)程中各階段化合物數(shù)量的變化趨勢(shì)，在花被片張開(kāi)前（即1～4階段），化合物的種類(lèi)逐漸增多；在白蘭花花被片張開(kāi)后（即5～7階段），化合物種類(lèi)基本不變。而化合物數(shù)量在第3階段以前也呈上升趨勢(shì)，其后趨于平穩(wěn)。白蘭花開(kāi)花階段共檢出化合物54種，共有化合物27種，而各階段化合物最多是48種，因此，可知化合物種類(lèi)在開(kāi)花過(guò)程中呈動(dòng)態(tài)變化。

2.3 開(kāi)花過(guò)程化合物的變化趨勢(shì)分析

開(kāi)花階段檢測(cè)出的化合物可分為12類(lèi)化合物，各類(lèi)化合物在開(kāi)花階段的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖4。含量最高的為醇類(lèi)物質(zhì)，占總含量的84.72%～70.30%，醇類(lèi)物質(zhì)以芳樟醇為主，其次是烴類(lèi)和烷類(lèi)。

從圖4可以看出，其變化趨勢(shì)可分為5大類(lèi)，分別為減少-增加、增加-減少、減少、減少-增加-減少和減少-增加-減少-增加，其中以含量減少-增加-減少和增加-減少為主，各為4類(lèi)化合物。其減少-增加-減少趨勢(shì)化合物為：Alcohols、Lactone、Phenols、Hydrocarbons；增加-減少趨勢(shì)的化合物為：Aldehydes、Ketones、Esters、Bases。

3 討論與結(jié)論

3.1 芳樟醇含量減少與香氣形成的關(guān)系

芳樟醇是含量最大的化合物，占總含量的61.82%～82.09%。在花開(kāi)過(guò)程中芳樟醇含量始終處于降低狀態(tài)，自花苞片到花被片脫落，其含量減少約50%。本研究與Xia等[15]的研究有相似的結(jié)果，但Xia的研究是花芽的嫩芽，中芽和發(fā)白的芽，在生長(zhǎng)過(guò)程中含量逐漸降低，本研究可算是Xia等[15]的芳樟醇研究的延續(xù)。

根據(jù)開(kāi)花過(guò)程與花香的一般規(guī)律，隨著花苞的逐步綻開(kāi)（第1～3階段時(shí)），香氣逐漸加強(qiáng)，即化合物的含量逐漸增大，在第4階段達(dá)到最高，此后逐漸降低。而本實(shí)驗(yàn)第1～3階段化合物含量顯著降低（據(jù)圖2可知），對(duì)比化合物組成可知，其含量差異主要是由于芳樟醇的減少造成，其它化合物的含量變化符合常規(guī)的變化規(guī)律。

由郭素枝等[11]的研究結(jié)果可知，在第4階段之前風(fēng)味散失少，芳樟醇的含量變化應(yīng)以物質(zhì)轉(zhuǎn)化為主，其物質(zhì)代謝機(jī)理目前尚未見(jiàn)報(bào)道。對(duì)比本研究中該階段形成的化合物，未發(fā)現(xiàn)芳樟醇可能分解或合成的物質(zhì)，但郭素枝等[10]的研究結(jié)果表明，有大量的萜烯類(lèi)物質(zhì)生成，推測(cè)芳樟醇可轉(zhuǎn)化成萜烯類(lèi)化合物。而萜烯化合物具有天然芳香氣味，因此，芳樟醇的減少對(duì)香氣的形成具有一定的促進(jìn)作用。

3.2 化合物含量及組成與開(kāi)花過(guò)程的關(guān)系

除芳樟醇外，其它化合物的含量和組成變化符合常規(guī)的變化規(guī)律。在1～2階段含量增加，應(yīng)該是隨著花期進(jìn)行化合物積累造成的；而2～3階段含量略微降低，應(yīng)該是形成易揮發(fā)的小分子物質(zhì)或萜烯類(lèi)物質(zhì)，其后隨著開(kāi)花的進(jìn)行，香氣釋放使用化合物含量降低。借鑒黃相中等[12]、郭素枝等[10]、谷風(fēng)林等[13]的研究結(jié)果可知，白蘭花中存在萜烯等其它化合物，但由于本實(shí)驗(yàn)使用的是弱極性溶劑萃取和DB-5MS色譜柱檢測(cè)，因此僅能反應(yīng)出弱極性化合物與開(kāi)花過(guò)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系。若要全面的反應(yīng)化合物含量及組成與開(kāi)花過(guò)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需完成非極性溶劑（正己烷）、極性溶劑（甲醇）和強(qiáng)極性溶劑（水）萃取風(fēng)味物質(zhì)的研究。

根據(jù)白蘭花風(fēng)味物質(zhì)的含量可知，采摘選擇在第3階段，若使用及時(shí)，也可選擇在第4階段。芳樟醇為白蘭花中主要的化合物，在第1階段為總含量的80.09%，隨著開(kāi)花過(guò)程的進(jìn)行，化合物含量逐漸降低，因此芳樟醇的提取應(yīng)選擇在第1階段。

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