不同桂花品種香氣成分的差異分析1)

楊秀蓮 施婷婷 文愛林 王良桂

(南京林業(yè)大學(xué)，南京，210037)

桂花是中國(guó)傳統(tǒng)名花之一，花香清甜濃郁，被古人譽(yù)為“清可絕塵，濃能溢遠(yuǎn)”的仙香，有2500多年的栽培歷史［1］。同時(shí)，桂花還具有很高的食用、藥用和觀賞價(jià)值［2］。近些年，國(guó)內(nèi)外關(guān)于桂花的研究主要集中在種質(zhì)資源的調(diào)查收集與系統(tǒng)分類［3－5］、花瓣的營(yíng)養(yǎng)成分［6］與藥理作用［7－8］、繁殖與栽培［9－11］以及桂花花香［12－13］等方面，但桂花品種繁多，關(guān)于不同桂花品種香氣成分的比較還較少。金荷仙等［14］分析了杭州滿隴桂雨公園4個(gè)桂花品種的香氣成分。曹慧等［15］根據(jù)不同桂花品種樣本之間差異顯著，同一桂花品種樣本的相似度較高，提出了利用色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)法和主成分投影分析法對(duì)不同桂花品種樣本進(jìn)行歸類和鑒別。孫寶軍等［16］對(duì)桂花4個(gè)品種群的8個(gè)品種盛花期的香氣成分進(jìn)行了鑒定。文中試圖通過分析比較4個(gè)品種群8個(gè)桂花品種香氣成分的差異，篩選出香氣花香品質(zhì)優(yōu)良的品種，為桂花花香成分進(jìn)一步的研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

2009年9月底，在南京林業(yè)大學(xué)校園內(nèi)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致且健康的桂花采集花朵，四季桂品種群有四季桂(Osmanthus fragrans‘Siji Gui’)和日香桂(Osmanthus fragrans‘Rixiang Gui’)2 個(gè)品種;丹桂品種群有雄黃丹桂(Osmanthus fragrans‘Xionghuang’)和鄂橙丹桂(Osmanthus fragrans‘E Cheng’)2個(gè)品種;銀桂品種群有長(zhǎng)梗白(Osmanthus fragrans‘Changgeng Bai’)和晚銀桂(Osmanthus fragrans‘Wan Yingui’)2個(gè)品種;金桂品種群有波葉金桂(Osmanthus fragrans‘Boye Jingui’)和速生金桂(Osmanthus fragrans‘Susheng Jingui’)2 個(gè)品種。

試驗(yàn)儀器:手動(dòng)固相微萃取進(jìn)樣器(美國(guó)SUPELCO 公司)，65 μm PDMS/DVB 萃取頭(美國(guó) SUPELCO公司)，氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀Trace DSQ(美國(guó) Thermo Electro－Finnigan)，4 mL頂空取樣瓶(美國(guó)SUPELCO公司)、水浴鍋。

桂花芳香成分采集方法:于桂花花朵開放的第1天，在上午露水褪盡后，每品種采集25朵花放入4 mL采樣瓶?jī)?nèi)，密封后插入65 μm PDMS/DVB纖維頭，于50℃下頂空萃取30 min。萃取完成后，取出纖維頭，插入GC－MS進(jìn)樣口，解析5 min后，進(jìn)樣分析。

GC－MS分析條件:氣相色譜條件為TR－5MS毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升溫為起始溫度40℃保持2 min，以 2℃·min－1升至60℃，再以5℃·min－1升至100℃，再以10℃·min－1升至250℃，保持5 min;載氣為高純度氦氣(He)，氦氣流速為1 mL·min－1，分流比為 10∶1;進(jìn)樣口溫度250℃。

質(zhì)譜條件:質(zhì)譜接口溫度為250℃;電離方式EI，離子電離能量70 eV;質(zhì)量掃描范圍50～450 amu。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同桂花品種芳香成分種類的比較

將不同品種群不同桂花品種芳香成分的總離子流色譜圖(圖1)信息經(jīng)計(jì)算機(jī)譜庫(kù)檢索及資料分析，且扣除空氣本底雜質(zhì)，得到其揮發(fā)物主要成分種類，并根據(jù)總離子流色譜峰的峰面積歸一化法計(jì)算各香味組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(表1)。

圖1 不同桂花品種香氣成分的GC－MS總離子流色譜圖

由表1可見，4個(gè)品種群的8個(gè)桂花品種共檢測(cè)出52種花香化合物，可分為萜類、酯類、醛類、醇類、烷烴類、酮類和芳香烴類7類化合物。不同桂花品種群間花香成分差異明顯，四季桂品種群香氣成分中，萜類化合物種類最多(17種)，酯類(5種)次之，醛類、醇類、烷烴類、酮類較少，沒有檢測(cè)到芳香烴類化合物的釋放;丹桂品種群花香成分中萜類化合物種類最多(15種)，酯類(7種)和醛類(5種)次之，醇類、酮類、芳香烴類較少，沒有檢測(cè)到烷烴類化合物的釋放;銀桂品種群花香成分中也是萜類種類最多(18種)，酯類(7種)和醛類(6種)次之，醇類、酮類較少，而烷烴類與芳香烴類化合物沒有檢測(cè)到;金桂品種群的花香成分中依舊是萜類種類最多(17種)，酯類(5種)、醛類(5種)和醇類(4種)次之，芳香烴類與酮類較少，未檢測(cè)出烷烴類化合物的釋放。同時(shí)，這些成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也存在較大差異，其中萜類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異不大，銀桂品種群最高，丹桂品種群相對(duì)較低;醛類化合物以金桂品種群‘波葉金桂’的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，銀桂品種群的‘晚銀桂’質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，前者是后者的3.76倍;酯類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)以四季桂和丹桂品種群較金桂與銀桂品種群高;醇類化合物以銀桂品種群‘長(zhǎng)梗白’的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，四季桂品種群中‘四季桂’的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，兩者差異非常顯著，前者是后者的14.68倍。而同一品種群內(nèi)不同品種間香氣成分的差異較小，如金桂品種群‘波葉金桂’和‘速生金桂’品種中檢測(cè)到花香成分種類都為28種，主要香氣成分的種類一致，僅這些成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和微量成分的種類存在差異。

表1 不同桂花品種芳香成分及質(zhì)量分?jǐn)?shù) %

2.2 桂花品種主要芳香成分分析

比較8個(gè)桂花品種的花香成分，從表1可以得知，芳樟醇、芳樟醇氧化物、β－紫羅蘭酮、二氫－β－紫羅蘭酮、正己醛，以及葉醛等為其共有的主要成分。進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行比較分析(圖2)可知，芳樟醇、β－紫羅蘭酮和二氫－β－紫羅蘭酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，是香味中最主要的組成成分。芳樟醇在金桂品種群‘波葉金桂’和‘速生金桂’以及‘雄黃丹桂’‘晚銀桂’中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，分別達(dá) 27.58%、41.20%、35.89%和29.50%;而四季桂品種群的兩個(gè)品種中芳樟醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為1.25%和2.45%，二氫－β－紫羅蘭酮在‘四季桂’品種中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為30.55%。其他主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也都有明顯的差異，如α－紫羅蘭酮、葉醛、γ－癸內(nèi)酯在4個(gè)品種群的8個(gè)桂花品種中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異都比較大，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的10倍左右;金桂品種群‘波葉金桂’‘速生金桂’和丹桂品種群‘雄黃丹桂’的反式－羅勒烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高，而其他品種中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都不足1%;‘鄂橙丹桂’和‘波葉金桂’的正己醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，分別為11.4%和18.08%，其他品種的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不大，都在5%左右;γ－2－己烯內(nèi)酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不是很大，都在1%左右;而順－3－己烯醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)卻有很大差異，‘四季桂’和‘長(zhǎng)梗白’的順－3－己烯醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在5%以上，在‘晚銀桂’中卻沒有檢測(cè)到順－3－己烯醛的存在;銀桂品種群2個(gè)品種中順式－葉醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，分別為11.46%和6.21%，而在丹桂品種群和金桂品種群中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，在四季桂品種群中都檢測(cè)不到;芳樟醇氧化物普遍質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，沒有很大的差異。

圖2 不同桂花品種主要香氣成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)比圖

3 結(jié)束語

花香是觀賞植物的重要品質(zhì)指標(biāo)之一，主要由烴類、烯類、醇類、酮類、醛類、醚類、酯類及芳香族化合物等組成［17］。在本次檢測(cè)的8個(gè)桂花品種花香成分中，共檢測(cè)到52種化合物，分為萜類、酯類、醛類、烷烴類、酮類和芳香烴類7大類。結(jié)果表明，在同一桂花品種群內(nèi)花香成分種類相差不大，主體香味成分一致，但成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或一些微量成分存在一定差異。然而，不同品種群桂花的香氣成分差異明顯，四季桂品種群中檢測(cè)到了烷烴類物質(zhì)的存在，而在其他3個(gè)品種群內(nèi)均未檢測(cè)到;在丹桂品種群和金桂品種群內(nèi)檢測(cè)到的芳香烴類化合物也未從四季桂品種群和銀桂品種群中檢測(cè)到。同時(shí)，這些成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也存在較大差異，這些差異使得不同桂花品種群的香味各有不同。這與金荷仙［14］等認(rèn)為不同桂花品種群的品種之間釋放的揮發(fā)物在組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)上都存在差異的觀點(diǎn)一致。孫寶軍等［16］也發(fā)現(xiàn)4個(gè)品種群的桂花香氣成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯不同，同時(shí)，認(rèn)為4個(gè)品種群的桂花香氣成分并不存在根本性的差異，與本試驗(yàn)認(rèn)為4個(gè)品種群桂花的香味有一定的相似性、主體香味成分大部分一致的觀點(diǎn)相似。順－3－己烯醛、正己醛、葉醛、己醇、γ－2－己烯內(nèi)酯、反式－芳樟醇氧化物(呋喃型)、順式－芳樟醇氧化物(呋喃型)、芳樟醇、反式－芳樟醇氧化物(吡喃型)、順式－芳樟醇氧化物(吡喃型)、α－紫羅蘭酮、二氫－β－紫羅蘭酮、γ－癸內(nèi)酯和 β－紫羅蘭酮等物質(zhì)在多數(shù)桂花中都具有較高的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此，可確定為桂花香味的主要成分。其中，萜類化合物是最主要成分，在8個(gè)不同桂花品種香氣成分中其質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在60%以上，最高達(dá)到了80.35%。這表明萜類化合物與桂花花香關(guān)系密切，關(guān)于香氣濃郁的芳香植物研究表明［18－20］，花香濃淡與揮發(fā)性的萜類化合物密切相關(guān)。

［1］陳洪國(guó)，汪華.我國(guó)桂花種資資源的研究和利用及咸寧桂花發(fā)展現(xiàn)狀［J］.咸寧學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，24(3):116－122.

［2］高杰.淺談桂花在城市園林綠化中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代園林，2012，(5):32－35.

［3］向其柏.中國(guó)桂花品種圖志［M］.杭州:浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

［4］趙桂琴，王敬，馮忠武.園林綠化樹種桂花品種分類研究綜述［J］.四川林業(yè)科技，2013，34(1):105－106，40.

［5］向民，段一凡，向其柏.彩葉桂品種群的建立［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2014(1):封二－封三.

［6］楊秀蓮，趙飛，王良桂.25個(gè)桂花品種花瓣?duì)I養(yǎng)成分分析［J］.福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，34(1):5－10.

［7］Lee D G，Lee S M，Bang M H，et al.Lignans from the flowers of Osmanthus fragrans var.aurantiacus and their I nhibition effect on NO production［J］.Archives of Pharmacal Research，2011，34(12):2029－2035.

［8］周秋霞，岳淑梅.基于文獻(xiàn)的桂花化學(xué)成分及藥理作用研究現(xiàn)狀分析［J］.河南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2013，32(2):139－142.

［9］時(shí)朝，王亞芝，劉國(guó)杰，等.北方地區(qū)桂花嫁接繁殖技術(shù)研究［J］.北方園藝，2013(3):70－72.

［10］何禮軍，孫連連，楊園園.桂花種子發(fā)育與發(fā)芽研究綜述［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41(11):4870，4948.

［11］李林，韓遠(yuǎn)記，袁王俊，等.桂花組織培養(yǎng)快繁體系的建立［J］.河南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，43(6):667－671.

［12］唐麗，唐芳，段經(jīng)華，等.金桂芳樟醇合成酶基因的克隆與序列分析［J］.林業(yè)科學(xué)，2009，45(5):11－19.

［13］楊宇婷，武曉紅，田璞玉.桂花(晚銀桂、貴妃紅和窈窕淑女)揮發(fā)性成分分析［J］.河南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2010，29(1):13－16，20.

［14］金荷仙，鄭華，金幼菊，等.杭州滿隴桂雨公園4個(gè)桂花品種香氣組分的研究［J］.林業(yè)科學(xué)研究，2006，19(5):612－615.

［15］曹慧，李祖光，沈德隆.桂花品種香氣成分的GC/MS指紋圖譜研究［J］.園藝學(xué)報(bào)，2009，36(3):391－398.

［16］孫寶軍，李黎，韓遠(yuǎn)記.上海桂林公園桂花芳香成分的HSSPME－GC－MS分析［J］.福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，32(1):39－42.

［17］李瑩瑩.花香揮發(fā)物的主要成分及其影響因素［J］.北方園藝，2012(6):184－187.

［18］王潔，楊志玲，楊旭，等.不同花期厚樸雌雄蕊和花瓣香氣組成成分的分析和比較［J］.植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20(4):42－48.

［19］張輝秀，胡增輝，冷平生，等.不同品種百合花揮發(fā)性成分定性與定量分析［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 2013，46(4):790－799.

［20］魏丹，李祖光，徐心怡，等.HS－SPME－GC－MS聯(lián)用分析 3種蘭花鮮花的香氣成分［J］.食品科學(xué)，2013，34(16):234－237.