NaCl脅迫對玫瑰精油芳香成分及含量的影響

摘要：以紫枝玫瑰（Rosa rugosa ‘Zi zhi’）為試驗材料，采用同時蒸餾萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術，研究了不同濃度NaCl脅迫處理對玫瑰精油香氣成分及含量的影響。結(jié)果表明，無脅迫的清水處理（0 mmol/L）共檢出31種香氣成分，25 mmol/L 和50 mmol/L處理分別檢出35和42種香氣成分，而100 mmol/L處理香氣成分僅為20種；50 mmol/L處理醇類、醛類、酯類、酚類、萜烯類和烷烴類化合物總量均低于25 mmol/L處理，只有酸類化合物總量略有增加。總體上，雖然輕度和中度NaCl脅迫會降低玫瑰精油中各香氣成分的含量，但其種類更加豐富，精油品質(zhì)并未受到影響。

關鍵詞：玫瑰（Rosa rugosa Thunb.）精油；NaCl脅迫；芳香成分；含量

中圖分類號：S685.12 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）13-3364-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.13.023

土壤鹽堿化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和破壞生態(tài)環(huán)境的一個重要因素，在世界范圍內(nèi)廣泛存在。據(jù)統(tǒng)計，全世界鹽堿地面積大約為9.54億hm2；中國鹽堿地面積大約為3 460萬hm2，鹽堿化耕地760萬hm2，約占總耕地面積的20%[1]。隨著工業(yè)的發(fā)展，耕地面積不斷減少，鹽堿地作為一個可以開發(fā)利用的土地后備資源而受到重視，開發(fā)和利用鹽堿地具有現(xiàn)實而深遠的生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益。

玫瑰（Rosa rugosa Thunb.）是薔薇科薔薇屬落葉灌木，品種繁多，花香宜人，既是園林綠化的優(yōu)良樹種，也是珍貴的中藥材和香料工業(yè)、食品工業(yè)的重要原料，由其鮮花提取的玫瑰精油價格昂貴，用途廣泛，素有“液體黃金”之美稱[2]。若能在廣袤的鹽堿地上種植高附加值的玫瑰，將極大促進中國鹽堿地的開發(fā)利用，有效促進鹽堿地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進高效生態(tài)農(nóng)業(yè)及特色旅游業(yè)的發(fā)展。

玫瑰野生種天然分布于中國吉林圖們江河口、遼寧南部海岸及山東東部沿海海岸[3]，其特殊的生存環(huán)境造就其耐鹽性。但由于長期對觀賞性狀的定向選擇和甜土地栽培的長期適應性進化，玫瑰栽培品種的耐鹽性有所下降。因此，評價玫瑰栽培品種對鹽堿地的適應性，并進一步研究鹽脅迫對玫瑰精油含量及其化學組分的影響具有重要的現(xiàn)實意義。本研究以玫瑰主栽品種紫枝玫瑰為試驗材料，研究不同程度NaCl脅迫對其精油芳香成分及含量的影響，旨在為玫瑰在鹽堿地區(qū)的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為三年生紫枝玫瑰，于2013年12月盆栽定植，營養(yǎng)土及盆器大小均一致。試驗采用澆灌NaCl溶液的方法進行鹽脅迫處理。NaCl濃度分別設為25、50、100 mmol/L（分別命名為T25、T50和T100），以澆清水處理的為對照（T0）。每處理10盆，盆底配接水盤，避雨栽培。于2014年3月底開始澆鹽水，視土壤干旱及含鹽量情況每5～7 d澆一次。5月初盛花期采摘剛剛盛開的鮮花提取精油并檢測分析。

1.2 方法

1.2.1 玫瑰精油的提取與保存 玫瑰精油提取采用同時蒸餾萃取法。80 g玫瑰花瓣與蒸餾水按質(zhì)量比4∶1放入燒瓶，接入到同時蒸餾萃取裝置的右端，恒溫油浴加熱，溫度為120 ℃。左端接入裝有50 mL二氯甲烷的燒瓶，恒溫水浴加熱，溫度為60 ℃。蒸餾萃取4 h后，取下裝有二氯甲烷的燒瓶，加入無水硫酸鈉進行干燥，密閉過夜，過濾，濾液60 ℃水浴下用Vigreux精餾柱（韋氏分餾柱）濃縮至2 mL，再用氮氣吹掃至恒重，得到精油產(chǎn)物。將得到的玫瑰精油置于玻璃瓶放入冰箱中避光保藏，以備GC-MS分析用。

1.2.2 精油成分的定性定量分析 在提取得到的玫瑰精油中加入一定量二氯甲烷回溶，使其終濃度為20 mg/mL，并加入3-壬酮為內(nèi)標，使其終濃度為1 μL/mL，取1 μL混合物直接打入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Trace DSQ II，美國Thermo公司），進行香氣成分定性定量分析。色譜條件及定性定量方法按照文獻[4]進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl脅迫對玫瑰精油各香氣成分及其含量的影響

試驗得到不同濃度NaCl脅迫下紫枝玫瑰精油中芳香組分的總離子圖，各組分質(zhì)譜經(jīng)計算機譜庫（NIST/WILEY）檢索及資料分析，檢出的主要芳香成分及相對含量見表1。

從表1可以看出，T0、T25、T50和T100處理玫瑰植株后提取的玫瑰精油中分別鑒定出31、35、42和20種香氣成分，隨著NaCl脅迫程度的增加，檢測出的精油化學成分呈先增加后減少的趨勢，T50處理檢出成分最多，而T100處理檢出的成分急劇下降，較T50處理減少了22種。檢出的主要成分有醇類、醛類、酮類、酯類、酸類、酚類、萜烯類和烷烴類，4個處理下共有的香氣成分為芳樟醇、α-松油醇、香茅醇、香葉醇、苯甲醇、苯乙醇、橙花醇、庚醛、（Z）-檸檬醛、（E）-檸檬醛、乙酸苯乙酯、乙酸香葉酯、棕櫚酸、丁香酚、順式-羅勒烯、α-法呢烯和二十烷。

清水處理下（T0）共檢出芳香成分31種，醇類化合物含量最高，達111.54 μg/g，是主要的香氣成分。含量最高的芳香成分是苯乙醇，為65.53 μg/g。香茅醇和香葉醇的含量也較高，含量分別為29.03 μg/g和8.43 μg/g。萜烯類化合物總含量僅次于醇類，達20.68 μg/g。乙酸橙花酯、α-松油烯、γ-松油烯、樟烯在其他各處理下均未檢測到，含量均較低。

25 mmol/L NaCl處理（T25）共檢測出35種芳香成分，其中有13種成分在清水處理下未檢測到，金合歡醇、2-己烯醛、香茅酸、3-蒈烯在其他各處理均未檢測到。醇類化合物是主要香氣成分，總含量為72.39 μg/g。其他成分含量較多的有苯乙醇、香茅醇和香葉醇，含量分別為58.75、9.39、1.35 μg/g，棕櫚酸和二十烷的含量也較高，分別為2.36 μg/g和8.18 μg/g。

50 mmol/L NaCl處理共檢測出芳香成分42種，醇類化合物是主要香氣成分，總含量為27 μg/g。含量最多的是苯乙醇，達15.48 μg/g，含量較多的有香茅醇、香葉醇、油酸和二十烷，分別為4.53、3.55、3.45、3.30 μg/g。正壬醇、糠醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-壬烯、甲酸苯乙酯、油酸、硬脂酸是50 mmol/L NaCl處理的特有成分，在其他各處理中均未檢測到。

100 mmol/L NaCl處理共檢測出芳香成分20種，主要為醇類化合物，總含量為37.42 μg/g，其中苯乙醇的含量最高，達29.93 μg/g，其次為香茅醇，其含量為5.14 μg/g，這兩種成分是該處理的主要香氣成分，其他成分含量均較低。

2.2 不同濃度NaCl脅迫下玫瑰精油香氣成分種類及其總量的變化

2.2.1 醇類化合物的變化 從表2可以看出，醇類化合物是各處理下玫瑰精油的主要芳香成分。伴隨著NaCl濃度的加大，醇類化合物含量先減少后增加，清水處理下醇類化合物的含量為111.54 μg/g，25 mmol/L NaCl處理為72.39 μg/g，50 mmol/L NaCl處理為27.00 μg/g，100 mmol/L NaCl處理為37.42 μg/g。

檢測出的醇類化合物主要包括苯乙醇、香茅醇、香葉醇和橙花醇。與對照相比，苯乙醇在25 mmol/L NaCl處理含量略有下降，當NaCl濃度增加至50 mmol/L時，含量迅速降至15.48 μg/g，當 NaCl濃度繼續(xù)增加至100 mmol/L時，苯乙醇含量反而上升到29.93 μg/g。另一種玫瑰精油的主要成分香茅醇呈現(xiàn)同樣的變化規(guī)律，但其在25 mmol/L NaCl處理下即迅速下降至9.39 μg/g，當NaCl濃度增加至100 mmol/L時，其含量較50 mmol/L處理上升了13.47%。NaCl脅迫處理下，香葉醇和橙花醇的含量也較對照明顯降低，25 mmol/L NaCl處理，橙花醇含量較對照降低了70%，香葉醇含量降低了84%， 50 mmol/L NaCl處理二者的含量較25 mmol/L處理略有上升，但當NaCl濃度升至100 mmol/L時，二者的含量又下降。

2.2.2 酯類化合物的變化 酯類化合物是玫瑰精油的另一類重要芳香成分。從表1可以看出，紫枝玫瑰鮮花精油中酯類化合物主要包括乙酸香茅酯、乙酸苯乙酯、乙酸香葉酯等，但其含量不高。不同程度的NaCl脅迫均降低玫瑰精油中酯類化合物的含量，且酯類化合物總量隨脅迫程度增加而降低。

2.2.3 萜烯類化合物的變化 紫枝玫瑰花精油中含有大量的萜烯類化合物，清水處理檢出的主萜烯類化合物總量達20.68 μg/g。25 mmol/L NaCl濃度處理下，萜烯類化合物含量迅速下降，只有2.29 μg/g，此后隨著NaCl濃度的加大，含量繼續(xù)下降，50 mmol/L NaCl處理時，萜烯類化合物降至1.16 μg/g，100 mmol/L NaCl處理時含量降到0.20 μg/g。

D-檸檬烯、β-水芹烯、反式-羅勒烯、萜品油烯、β-月桂烯、順式-羅勒烯均在清水處理中含量最高，此后迅速下降；10-二十一（碳）烯在25 mmol/L NaCl處理中含量最高；α-松油烯、γ-松油烯只在清水處理中檢測到，3-蒈烯只在25 mmol/L NaCl處理中檢測到。

2.2.4 其他化合物含量的變化 除醇類、酯類、萜烯類化合物外，玫瑰精油中還檢測出醛類、酮類、酸類、酚類、烷烴類化合物。與清水處理相比，T25處理醛類化合物總量增加1倍多，此后隨著NaCl處理濃度的增加而持續(xù)下降。酮類化合物只在T50處理中檢測到6-甲基-5-庚烯-2-酮1種物質(zhì)，且含量很低；酸類化合物在清水處理中含量較低，為0.43 μg/g，隨著NaCl濃度的加大呈先升高后降低的趨勢，T50處理下含量最高，為4.75 μg/g；酚類化合物只檢出丁香酚1種成分，其含量隨著NaCl脅迫程度的增加呈持續(xù)下降的趨勢；烷烴類化合物檢測出二十烷、十六烷和十五烷3種，其中十六烷只在清水處理中檢出，且含量較低，十五烷只在清水處理與T50處理下檢出，且含量較低，二十烷含量隨鹽濃度的加大呈下降趨勢，清水處理下含量最高，為13.68 μg/g。

3 小結(jié)與討論

目前中國耕地資源已得到比較充分的挖掘，常規(guī)耕地生產(chǎn)力水平進一步提升面臨瓶頸，而鹽堿地的高效利用將對提升中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力產(chǎn)生重要影響。根據(jù)土壤中所含鹽分和堿分的多少，可將鹽堿地劃分為輕度（含鹽堿0.1%～0.25%）、中度（含鹽堿0.25%～0.45%）和重度（含鹽堿0.45%～0.8%）三大類[5]。研究表明，適度的鹽處理能提高蘋果果實的糖酸含量，長期適度的鹽脅迫能提高巨峰葡萄果實的著色、糖酸含量和果實硬度，高鹽降低了以上指標但增加了果實重量，不過香氣對鹽比較敏感。適度的鹽處理能提高番茄果實的硬度、耐壓力和產(chǎn)量，改善果實品質(zhì)，包括可溶性總糖、還原糖、維生素C和氨基酸含量等；對草莓進行長時間的鹽處理，在維持其干物質(zhì)含量、總糖和甜度的基礎上，顯著提高了其抗壞血酸、花青素和各種氨基酸的含量；鹽脅迫還能提高柑橘的糖酸含量，優(yōu)化其風味[6]。

本研究表明，NaCl脅迫會對玫瑰精油芳香成分的種類與含量產(chǎn)生明顯影響。無鹽脅迫的清水處理共檢出31種香氣成分，而25 mmol/L和50 mmol/L NaCl處理下則分別檢出35和42種香氣成分，至100 mmol/L NaCl處理時香氣成分的種類明顯降低，僅有20種，說明輕度或中度鹽脅迫有利于豐富玫瑰精油中的香氣成分；50 mmol/L處理下醇類、醛類、酯類、酚類、萜烯類和烷烴類化合物的總量均低于25 mmol/L處理，只有酸類化合物總量略有增加。總體上看，輕度和中度NaCl脅迫盡管豐富了玫瑰精油香氣成分，但各芳香成分的含量降低。

值得注意的是，100 mmol/L重度NaCl脅迫下，醛類、酮類、酯類、酸類、酚類、萜烯類和烷烴類化合物含量均比50 mmol/L處理降低，而醇類化合物的總量卻明顯升高。醇類化合物只有苯乙醇和香茅醇的含量增加，其他醇類物質(zhì)的含量均較50 mmol/L處理下低，即重度NaCl脅迫下玫瑰精油中醇類化合物總量的增加主要歸于苯乙醇和香茅醇含量的增加。田間形態(tài)觀察表明，100 mmol/L處理的玫瑰植株取樣時已表現(xiàn)出鹽害癥狀，但其花朵和果實數(shù)量明顯較25 mmol/L和50 mmol/L處理多，這可能是由于植物體自身的保護性反應，原本正常生長的玫瑰植株在開始重度鹽脅迫處理后，植株感知到外部惡劣的生長條件，出于植物種族延續(xù)的天性，植株會強化生殖生長，并大量釋放苯乙醇等香氣成分，以吸引蜜蜂等昆蟲授粉，這可能是導致其含量增加的原因之一。另外的原因可能是由于重度NaCl脅迫下花朵衰老程度加劇，從而導致醇類物質(zhì)含量增加。具體原因有待進一步分析。

總之，雖然輕度和中度NaCl脅迫會降低玫瑰精油中各香氣成分的含量，但其種類更加豐富，精油品質(zhì)并未受到影響，因此均衡產(chǎn)量和品質(zhì)，尤其是從加強對鹽堿地合理利用的角度看，認為在進行針對性評測的基礎上，在輕度或中度鹽堿地種植玫瑰，發(fā)展玫瑰產(chǎn)業(yè)可以推廣與應用。

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