雙瓣茉莉5個(gè)花期揮發(fā)性成分GC—MS分析

張芊 郜祥雄 王平

摘 要 采用氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)福州雙瓣茉莉花小花蕾期、大花蕾期、花開12 h開花期、花開24 h開花期和花敗期5個(gè)時(shí)期揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定，并用峰面積歸一化法分析各組分含量。結(jié)果表明，開花期是揮發(fā)性物質(zhì)集中釋放期，花敗期含量急劇下降，小花蕾和大花蕾時(shí)期僅少量釋放，這符合茉莉花為氣質(zhì)花的特性。萜類和酯類揮發(fā)性物質(zhì)是雙瓣茉莉花香主要成分，萜類揮發(fā)性物質(zhì)在盛開時(shí)大量釋放，酯類揮發(fā)性物質(zhì)通常在花開12 h開花期釋放量最高。5個(gè)不同時(shí)期共鑒定出43種揮發(fā)性成分，揮發(fā)性物質(zhì)種類和絕大部分揮發(fā)性物質(zhì)含量均是在開花期最高，其中含量較高的乙酸芳樟酯、α-金合歡烯、乙酸苯甲酯、苯甲醇、γ-依蘭油烯、乙酸甲酯、反式-法呢醇和β-羅勒烯等是雙瓣茉莉揮發(fā)性物質(zhì)的主要成分。結(jié)果將為茉莉花精油的提取及茉莉花制茶的采摘時(shí)期提供依據(jù)，為開展雙瓣茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)代謝途徑的分子調(diào)控機(jī)理研究奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 雙瓣茉莉花；揮發(fā)性物質(zhì)；氣質(zhì)聯(lián)用儀

中圖分類號(hào) S685.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

茉莉花[Jasminum sambac（L.） Aiton]屬于木犀科素馨屬，原產(chǎn)于印度和巴基斯坦，中國(guó)通過引種，各地都有種植，福建是主產(chǎn)地之一[1-2]。茉莉可為花茶[2]，根可入藥[3]，香氣可提取精油[4]。茉莉花為“氣質(zhì)花”，不開不香，其香氣隨著花朵的開放逐漸釋放出來[5]。前人對(duì)茉莉花花香成分的鑒定，均局限于多個(gè)品種之間[6]，不同地區(qū)間茉莉花香揮發(fā)性成分的提取及比較分析[4]，或?qū)κ秤密岳驌]發(fā)性成分的研究[7]等。對(duì)于雙瓣茉莉不同花期之間的揮發(fā)性成分差異以及歸類分析鮮有報(bào)道。本文采用GC-MS法對(duì)福建農(nóng)林大學(xué)雙瓣茉莉花5個(gè)不同花期之間的花瓣揮發(fā)性物質(zhì)變化進(jìn)行鑒定、歸類和分析，從大類上對(duì)揮發(fā)性成分變化規(guī)律進(jìn)行分析，旨在為今后開展雙瓣茉莉花制茶、提取精油采樣時(shí)期提供支持，為茉莉花香代謝途徑的分子調(diào)控機(jī)理研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料選自福建農(nóng)林大學(xué)種植8 a的雙瓣茉莉[Jasminum sambac（L.）Aiton]，進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。2014年6月現(xiàn)采伸冠期吐苞2 d小花蕾、露白期吐苞4 d大花蕾、盛花期花開12 h鮮花、盛花期花開24 h鮮花和凋零花5個(gè)不同時(shí)期花瓣鮮樣各0.7 g，放入干凈的頂空瓶，加蓋密封后置于GC-MS 60 ℃培養(yǎng)箱中，解析0.1 min，干吹5 min，出口分流進(jìn)行色譜分析。

1.2 方法

氣質(zhì)聯(lián)用儀為美國(guó)PerkinElmer公司Clarus SQ 8T型。

GC-MS條件：色譜柱為Elite-FFAP色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：起始溫度50 ℃保持2 min，以8 ℃/min升至130 ℃，再以2 ℃/min升至150 ℃保持2 min，再以3 ℃/min升至240 ℃保持2 min至分析完成；載氣為高純度He（99.999%）。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（EI）離子源；捕集阱溫度60 ℃解析0.1 min，質(zhì)量掃描范圍：45～550 amu。

1.3 數(shù)據(jù)處理

峰面積采用峰面積歸一化法進(jìn)行定性的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，即可定性的表示物質(zhì)含量。某一時(shí)期或某物質(zhì)的峰面積比例=某一時(shí)期或某物質(zhì)的峰面積/5個(gè)時(shí)期總峰面積×100%。某大類物質(zhì)種類比例=某大類物質(zhì)中所包含的揮發(fā)性物質(zhì)種類數(shù)/5個(gè)時(shí)期共鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)總種類數(shù)×100%。重復(fù)3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 雙瓣茉莉5個(gè)時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS總離子色譜圖

雙瓣茉莉花5個(gè)不同時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS總離子色譜圖顯示（圖1），雙瓣茉莉花不同階段花香的揮發(fā)性物質(zhì)峰面積差異明顯。最大峰面積時(shí)期是花開12 h，占5個(gè)時(shí)期總峰面積的68.79%，其次為花開24 h，占25.04%，后面依次為大花蕾時(shí)期2.88%，花敗期2.71%，小花蕾時(shí)期峰面積最小，占0.58%（表1）?；ㄩ_12 h峰面積分別是花開24 h、大花蕾時(shí)期、花敗期、小花蕾時(shí)期的2.75、23.86、25.40和117.94倍。這些結(jié)果表明，雙瓣茉莉花的揮發(fā)性成分主要在開花期釋放，而且開花初期是揮發(fā)性物質(zhì)釋放量最大時(shí)期。

2.2 雙瓣茉莉5個(gè)不同時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)的化學(xué)成分種類和含量變化

雙瓣茉莉5個(gè)不同時(shí)期中， 花開12 h和24 h開花期揮發(fā)性物質(zhì)種類相同，都是39種，其他3個(gè)時(shí)期化學(xué)成分種類明顯減少，分別為大花蕾時(shí)期19種，花敗期8種，小花蕾時(shí)期8種（表1）。說明開花期也是茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)釋放種類最多時(shí)期。

除了揮發(fā)性物質(zhì)種類差異大外，不同時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)峰面積也有很大變化。開花期39種物質(zhì)中，大部分物質(zhì)釋放量在花開12 h到達(dá)頂峰，隨后呈遞減趨勢(shì)。在花開12 h，乙酸芳樟酯峰面積最高，占5個(gè)時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)總峰面積的29.23%，之后分別為α-金合歡烯、乙酸苯甲酯、苯甲醇、γ-依蘭油烯、乙酸甲酯、β-羅勒烯和反式氧化芳樟醇，分別占12.22%、8.85%、6.91%、1.94%、1.60%、1.11%和0.90%；花開24h時(shí)α-金合歡烯、乙酸芳樟酯、γ-依蘭油烯、反式-法呢醇、反式氧化芳樟醇、β-香葉烯、檸檬烯分別占12.42%、3.69%、2.00%、1.35%、0.63%、0.61%、0.39%；大花蕾時(shí)期從大到小排列依次是乙酸芳樟酯（1.10%）>β-蒎烯（0.57%）>α-金合歡烯（0.36%）>γ-依蘭油烯（0.34%）>甲酸薄荷醇酯（0.21%）；花敗期峰面積甲酸薄荷醇酯最大，占0.90%，其次是正十六烷（0.56%）、α-金合歡烯（0.56%）、乙酸芳樟酯（0.32%）、β-沒紅藥烯（0.16%）、石竹烯（0.10%）和反式-法呢醇（0.09%）。小花蕾時(shí)期甲酸薄荷醇酯0.21%，其次是苯甲醇、正十六烷、α-金合歡烯、鄰苯二甲酸二乙酯和吲哚，分別為0.10%、0.09%、0.05%、0.04%和0.04%。這些揮發(fā)性物質(zhì)含量所占比例表明，乙酸芳樟酯、α-金合歡烯、乙酸苯甲酯、苯甲醇、γ-依蘭油烯、乙酸甲酯、反式-法呢醇和β-羅勒烯是雙瓣茉莉揮發(fā)性物質(zhì)的主要成分。

2.3 雙瓣茉莉5個(gè)不同時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)種類及所占比例

雙瓣茉莉花5個(gè)不同時(shí)期共鑒定出43種揮發(fā)性化合物，分為6大類：萜類、酯類、烷烴類、醇類、醛類和吲哚類。6大類中，萜類物質(zhì)21種，占總的揮發(fā)性化合物種類比例最高，達(dá)48.84%，包括單萜化合物6種，半萜化合物1種，倍半萜化合物13種，倍半萜氧化物1種。其次是酯類化合物10種，烷烴類化合物6種，醇類化合物4種，最少的醛類化合物和吲哚化合物各1種，僅占2.32%（圖2）。說明萜類和酯類是雙瓣茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)釋放的主要種類。

2.4 雙瓣茉莉5個(gè)不同時(shí)期6大類揮發(fā)性物質(zhì)峰面積

雙瓣茉莉5個(gè)不同時(shí)期6大類揮發(fā)性物質(zhì)峰面積分析表明，萜類化合物在5個(gè)不同時(shí)期都有存在，主要出現(xiàn)在花開12 h和24 h時(shí)期，峰面積分別為25 806 291和27 227 461，占5個(gè)時(shí)期總峰面積的18.34%和19.35%，與大花蕾時(shí)期和花敗期相比，相差十幾倍；酯類在花開12 h最高，達(dá)到58 157 461，占總峰面積的41.32%，其次是花開24 h時(shí)期，占4.60%，后者只有前者的十分之一；醇類釋放高峰期也在花開12 h，但峰值相對(duì)萜類和酯類要小很多，為11 860 337，占8.43%，花敗期沒有檢測(cè)到醇類揮發(fā)性物質(zhì)。烷烴類在5個(gè)不同時(shí)期都有釋放，峰值相對(duì)更小，占0.56%；吲哚類峰面積最小，花開12 h最大峰值260 686，僅占0.19%（圖3）。

3 討論與結(jié)論

有學(xué)者對(duì)福州小花茉莉和單瓣茉莉花進(jìn)行了研究，大部分揮發(fā)性物質(zhì)在剛采摘的待開放花蕾期釋放量很少，到存放11 h開花期酯類、醇類漸齊全，存放13h開花期含量較高，27 h后，花朵進(jìn)入枯萎期，各物質(zhì)含量急劇下降[8-13]，表明茉莉花開花期是花香類物質(zhì)揮發(fā)期，花敗期和大花蕾時(shí)期僅少量釋放。這與本試驗(yàn)的雙瓣茉莉香氣釋放時(shí)期相符，驗(yàn)證了茉莉花“不開不香”的特質(zhì)。

本研究共鑒定出福建雙瓣茉莉花5個(gè)不同時(shí)期揮發(fā)性物質(zhì)組分43種，開花期成分最多，達(dá)39種，大花蕾時(shí)期19種，小花蕾期和花敗期成分最少，僅有8種。從5個(gè)時(shí)期鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)組分差異中可以看出，有些揮發(fā)性物質(zhì)只有在小花蕾期出現(xiàn)，如甲酸薄荷醇酯、苯甲醇和正十六烷。而在大花蕾時(shí)期出現(xiàn)的20種揮發(fā)性物質(zhì)組分，在開花期幾乎都有檢測(cè)出來。表明雙瓣茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)從大花蕾時(shí)期開始合成，開花時(shí)大量釋放。這可能是因?yàn)檐岳蚧ㄔ诨ɡ倨跁r(shí)，香氣以香氣前體物質(zhì)形式存在，待開放時(shí)，香氣前體物質(zhì)在酶的作用下?lián)]發(fā)出來[14-15]。這一結(jié)論在Moon等[16]、Watanabe等[17]的研究中得到了證實(shí)，他們?cè)谘芯寇岳蚧ㄖ邢銡獾奶擒涨绑w和釋放酶的動(dòng)態(tài)變化中指出，花開后的1～12 h是苯甲醇，芳樟醇，鄰氨基苯甲酸甲酯等物質(zhì)的釋放期，至花開24 h后略有降低?；〝∑谙銡忉尫帕康募眲p少，可能是隨著花的衰敗，酶的活性快速下降所致。

其他研究同樣發(fā)現(xiàn)茉莉花各階段揮發(fā)性物質(zhì)組成成分差異較大，不同品種以及使用不同萃取方法所分離出來的種類不完全相同。Lin等[7]對(duì)廣西食用茉莉揮發(fā)性組分進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)α-金合歡烯、（Z）-3-己烯-苯甲酸鹽、鄰氨基苯甲酸甲酯和吲哚芳樟醇是其主要物質(zhì)。福建單瓣茉莉鮮花的主要香氣成分為β-蓽澄茄烯、α-金合歡烯、醋酸芐酯、芳樟醇和乙酸-4-己烯-1-醇酯[15]。埃及茉莉精油檢測(cè)出乙酸芐酯、E-E-α-法呢烯、Z-3-苯甲酸己烯酯、苯甲醇、芳樟醇和鄰氨基苯甲酸甲酯為其花香主要成分[18]。廣西橫縣茉莉花的香氣成分為反式-金合歡烯、芳樟醇、乙酸芐酯和順式-苯甲酸-3-己烯酯[19]。張麗霞等[4]則認(rèn)為具有茉莉型香氣特征的主要組分有乙酸苯甲酯、茉莉酮和茉莉內(nèi)酯。然而本研究發(fā)現(xiàn)，大花蕾期絕大多數(shù)被檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)釋放均延續(xù)到開花期，且含量升高幅度較大。雙瓣茉莉花開放過程中，乙酸芳樟酯、α-金合歡烯、乙酸苯甲酯、苯甲醇、γ-依蘭油烯、乙酸甲酯、反式-法呢醇和β-羅勒烯等物質(zhì)是其揮發(fā)性物質(zhì)的主要成分。其中α-金合歡烯在5個(gè)不同時(shí)期都有大量釋放，乙酸芳樟酯在后4個(gè)時(shí)期有較高釋放，說明α-金合歡烯和乙酸芳樟酯是雙瓣茉莉花香氣中很重要的成分。這些結(jié)果的不同可能是由于不同品種、不同區(qū)域、不同栽培條件、采樣時(shí)期和提取方法造成的。劉建軍[20]等認(rèn)為晴天和雨水對(duì)重慶雙瓣茉莉揮發(fā)性物質(zhì)組成差異不大，但會(huì)導(dǎo)致含量變化。郭友嘉[8]發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)氣候改變精油提取率。說明茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)的釋放同時(shí)受到外界環(huán)境的影響。

高麗萍等[21]在研究茉莉花香氣形成機(jī)理時(shí)指出，在茉莉開花過程中乙酸苯甲酯是首先釋放的特征香氣。而本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)α-金合歡烯在小花蕾時(shí)期已能被檢測(cè)出，其峰面積為71 763，到了大花蕾時(shí)期，峰面積明顯增大至504 065，隨著花的開放釋放量上升，花開24 h達(dá)最大值17 473 672。由此推測(cè)，α-金合歡烯可能是雙瓣茉莉首先釋放的特征香氣。水楊酸甲酯僅在大花蕾時(shí)期被檢測(cè)到，前人發(fā)現(xiàn)茉莉花香所含水楊酸甲酯的含量也較低[22]，說明水楊酸甲酯并非雙瓣茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)的主要組成物質(zhì)。

雙瓣茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)主要種類是萜類和酯類物質(zhì)，其次是醇類、烷烴類。萜類化合物的種類和釋放量遵循小花蕾期到開花期逐漸增多，開花期最盛，然后減少至花謝。萜類中，倍半萜化合物占有主導(dǎo)地位。酯類揮發(fā)的最佳時(shí)期是在花開12 h之前，醛類揮發(fā)僅存在于開花期。

這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)將為茉莉花精油的提取及茉莉花制茶的采摘時(shí)期提供依據(jù)，為開展雙瓣茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)代謝途徑的分子調(diào)控機(jī)理研究提供支持。

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