玫瑰香味玫紅百合和橙香味紫紅花滇百合的花香成分研究

鄭冉冉，吳景芝，谷志佳，袁文斌，吳紅芝*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，昆明650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，昆明650201）

花香是植物最重要的觀賞品質(zhì)之一，被譽(yù)為“花卉的靈魂”[1]?；ㄏ氵€具有重要的商業(yè)價(jià)值和吸引力，可以有效刺激消費(fèi)，激起消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望。SEXTON 等[2]研究表明，香豌豆花的香味比形狀更容易得到消費(fèi)者的青睞。近年來(lái)，眾多學(xué)者對(duì)梅花[3]、桂花[4]、蠟梅[5]、蘭花[6]、百合[7]、玫瑰[8]、玉簪[9]等植物花香展開(kāi)了廣泛的探索和研究，發(fā)現(xiàn)花香成分是由一系列低分子質(zhì)量、低沸點(diǎn)、低極性的揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatile organic compound,VOC）組成的混合物。目前，已鑒定出1 700多種VOC，主要包括萜類(lèi)、苯型烴類(lèi)與苯丙素類(lèi)、脂肪酸及其衍生物和一些含氮含硫化合物等[10-12]。

百合（Lilium spp.）作為深受人們喜愛(ài)的世界著名鮮切花，栽培種系豐富；但目前其栽培種存在的主要問(wèn)題是，亞洲百合栽培種系的花幾乎沒(méi)有香味，而東方百合（oriental hybrids,O）、東方百合和喇叭百合的雜交栽培種系（oriental×trumpet hybrids,OT）及麝香百合栽培種系（longiflorum hybrids, L）大多花香過(guò)于濃郁，特別是在較為封閉的環(huán)境中，其濃郁的花香使人頭暈?zāi)垦＃殉蔀橛绊懭藗冑?gòu)買(mǎi)百合的限制因素之一[13]。因此，改良現(xiàn)有栽培百合品種的花香特性，培育清香型百合新品種以豐富百合市場(chǎng)及滿(mǎn)足人們的社會(huì)需求已成為當(dāng)下百合育種的研究熱點(diǎn)。張輝秀等[14]對(duì)香味濃淡不同的百合品種花香成分進(jìn)行分析，初步確定β-羅勒烯和芳樟醇為百合花關(guān)鍵致香成分；回瑞華等[15]用蒸餾-萃取法測(cè)定百合花香成分，共檢測(cè)到鄰苯二甲酸二異丁酯、十二酸、十四烯酸、2-十四醇、鄰苯二甲酸二丁酯等19種物質(zhì)；DU等[16]依據(jù)主要香氣成分，首次將41個(gè)百合栽培品種分成6種香型，即淡香型、清涼香型、果香型、麝香型、水果甜香型和百合花香型；JOHNSON 等[17]對(duì)4 個(gè)濃香型百合品種（OT）和1 個(gè)淡香型百合品種（O）的花香成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，有3個(gè)品種的花香成分以單萜烯烴、單萜烯醇和醛為主，2個(gè)品種的花香成分以單萜烯醇和醛及苯丙酸為主，其中淡香型百合品種花香物質(zhì)總釋放量約為濃香型百合的1/5。雖然已有不少關(guān)于百合花香類(lèi)型和花香成分的研究報(bào)道，但目前關(guān)于具有玫瑰香味、橙香味等宜人香型百合及其花香成分的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，本研究以清香且香味獨(dú)特的玫瑰香味的玫紅百合、橙香味的紫紅花滇百合為材料，以濃香型野生百合紫花百合及栽培百合‘西伯利亞’（‘Siberia’, O）和‘羅賓娜’（‘Robina’, OT）為對(duì)照，采用頂空固相微萃取（headspace-solid-phase microextraction, HS-SPME）和氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）聯(lián)用技術(shù)探索這2種清香型百合與濃香型百合花香成分的差異及其關(guān)鍵致香成分，以期為培育清香型百合新品種奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

清香型野生百合玫紅百合和紫紅花滇百合采自云南省昆明市小哨村，濃香型野生百合紫花百合（香味刺鼻）采自云南省迪慶藏族自治州，濃香型栽培百合品種‘Robina’和‘Siberia’（香味不刺鼻）購(gòu)自昆明斗南花卉市場(chǎng)。

65 μm PDMS/DVB 型固相微萃取纖維頭（美國(guó)SUPELCO 公司）；HP6890GC/5973MS 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent Technologies公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

在2019 年7 月，選擇晴朗的天氣，采集盛花期長(zhǎng)勢(shì)良好的百合植株的花朵，立刻放入采樣袋中，密封，備用。每次取1朵花，平行重復(fù)3次。

先將固相微萃取纖維頭在氣相色譜儀的進(jìn)樣口中250 ℃老化20 min，載氣流量為0.9 mL/min，不分流。然后，將型號(hào)為65 μm PDMS/DVB的固相微萃取纖維頭通過(guò)聚四氟乙烯隔墊插入到采樣瓶中，推至花朵上方約1 cm 處，吸附50 min 后，取出纖維頭并插入GC進(jìn)樣口，解析5 min。

GC 條件：HP-5MS 石英毛細(xì)管柱（30 mm×0.25 mm×0.25 mm）；起始柱溫40 ℃，程序升溫按3 ℃/min至80 ℃，再5 ℃/min至280 ℃，保持20 min；柱流量1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；柱前壓100 kPa；分流比2∶1；載氣為高純氦氣。

MS條件：采用電子轟擊（electron impact,EI）離子源，電子能量70 eV，傳輸線溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，掃描范圍35～500 amu。

感官評(píng)價(jià)參照翟營(yíng)營(yíng)等[18]的方法，略有改進(jìn)，具體如下：共3 組成員，每組10 人，男女各半；小組成員近距離嗅聞供試的5 種百合的花香（在測(cè)試之前小組成員不使用、食用和穿戴具有香味和刺激性味道的產(chǎn)品）后，分別對(duì)其花香濃郁程度打分（滿(mǎn)分10分），其中，0分表示不香，1～5分表示怡人清香，6～8 分表示濃香，9～10 分表示濃香引起人的不適，總分為3組得分的平均值（取整）。

表1 百合花香濃郁程度感官評(píng)分表Table 1 Sensory score table of lily fragrance intensity

采用Wiley7n.l 和NIST98.L 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)計(jì)算機(jī)檢索并結(jié)合人工譜圖及查閱相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)供試百合的揮發(fā)性物質(zhì)成分進(jìn)行定性分析，采用峰面積歸一法對(duì)其進(jìn)行定量分析。

2 結(jié)果與分析

將不同香型百合花香成分總離子流圖（圖1～圖5）與Wiley7n.l和NIST98.L標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)比對(duì)，同時(shí)，采用保留指數(shù)定性的方法并輔助質(zhì)譜檢索，確定揮發(fā)性物質(zhì)的主要成分。

2.1 不同香型百合的花香成分種類(lèi)分析

如表2 所示，供試的5 種百合共被檢測(cè)到95 種揮發(fā)性物質(zhì)，可分為7大類(lèi)，即烷烴類(lèi)10種、芳香族類(lèi)11種、萜烯類(lèi)48種、醇類(lèi)5種、醛類(lèi)3種、酮類(lèi)2種、酯類(lèi)16種。清香型百合中，玫紅百合共被檢測(cè)鑒定出33 種花香物質(zhì)，其中萜烯類(lèi)（17 種）最多，烷烴類(lèi)（8種）、酯類(lèi)（6種）次之，醇類(lèi)和酮類(lèi)未被檢測(cè)到；紫紅花滇百合共被檢測(cè)鑒定出26種花香物質(zhì)，其中萜烯類(lèi)（14種）最多，烷烴類(lèi)（4種）、醛類(lèi)（3種）次之，未檢測(cè)到酮類(lèi)。濃香型百合中，紫花百合共被檢測(cè)鑒定出30 種花香物質(zhì)，其中萜烯類(lèi)（21 種）最多，醇類(lèi)（3 種）、芳香族類(lèi)和烷烴類(lèi)（各2 種）次之，酯類(lèi)未被檢測(cè)到；‘Siberia’共被檢測(cè)鑒定出27種花香物質(zhì)，其中萜烯類(lèi)（13 種）最多，酯類(lèi)（8 種）、芳香族類(lèi)（5 種）次之，醇類(lèi)、醛類(lèi)和酮類(lèi)均未被檢測(cè)到；‘Robina’共被檢測(cè)鑒定出34種花香物質(zhì)，其中萜烯類(lèi)（15種）最多，其次是酯類(lèi)（9種）和芳香族類(lèi)（5種）。

圖1 玫紅百合揮發(fā)性香氣成分的GC-MS總離子流圖Fig.1 GC-MS total ion current diagram of volatile scent components in L.amoenum

圖2 紫紅花滇百合揮發(fā)性香氣成分的GC-MS總離子流圖Fig.2 GC-MS total ion current diagram of volatile scent components in L.bakerianum var.rubrum

從表2還可以看出：2種清香型百合有9種共有成分，分別為烷烴類(lèi)4 種（十五烷、十六烷、十七烷、2，6，10，14-四甲基十五烷），萜烯類(lèi)3 種（dl-檸檬烯、芳樟醇、α-金合歡烯），醛類(lèi)1 種（壬醛），酯類(lèi)1種（苯甲酸甲酯），二者都含有揮發(fā)量最高的單物質(zhì)芳樟醇。2種清香型百合的萜烯類(lèi)和烷烴類(lèi)化合物種類(lèi)數(shù)相近，但玫紅百合酯類(lèi)多，紫紅花滇百合醛類(lèi)多。3 個(gè)濃香型百合中，紫花百合與‘Siberia’含有芳樟醇和α-萜品烯2 種共有成分，而前者與‘Robina’除均含芳樟醇外，還有4 種共有萜烯類(lèi)物質(zhì)（α-蒎烯、β-月桂烯、dl-檸檬烯、檜烯），這4 種萜烯類(lèi)物質(zhì)占紫花百合萜烯類(lèi)物質(zhì)揮發(fā)總量的59.93%，卻僅占‘Robina’萜烯類(lèi)物質(zhì)揮發(fā)總量的7.77%。2個(gè)濃香型栽培百合‘Siberia’和‘Robina’有13 種共有成分，分別為萜烯類(lèi)6 種（β-蒎烯、反式-β-羅勒烯、順式-β-羅勒烯、芳樟醇、別羅勒烯、α-金合歡烯），芳香族類(lèi)3 種（丁香油酚、異丁香酚、對(duì)烯丙基苯酚），酯類(lèi)物質(zhì)4 種（苯甲酸甲酯、水楊酸甲酯、異戊酸芐酯、水楊酸芐酯）；二者花香香氣成分種類(lèi)差異較小。

2.2 不同香型百合花香成分相對(duì)含量分析

圖3 紫花百合揮發(fā)性香氣成分的GC-MS總離子流圖Fig.3 GC-MS total ion current diagram of volatile scent components in L.souliei

圖4 ‘Siberia’揮發(fā)性香氣成分的GC-MS總離子流圖Fig.4 GC-MS total ion current diagram of volatile scent components in‘Siberia’

如表3 所示，不同香型百合各類(lèi)花香成分含量差異顯著。5 種不同香型百合的主要花香成分中，萜烯類(lèi)化合物是相對(duì)含量最高的一類(lèi)物質(zhì)，為53.95%～90.73%，其中芳樟醇為其共有成分，相對(duì)含量為6.92%～48.53%。清香型百合中，玫紅百合花香成分中萜烯類(lèi)物質(zhì)總相對(duì)含量最高，達(dá)53.95%，其次為烷烴類(lèi)（17.15%）和酯類(lèi)（16.66%）；紫紅花滇百合花香成分中萜烯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高，達(dá)90.73%，遠(yuǎn)高于其他物質(zhì)含量。濃香型百合中，紫花百合花香成分中萜烯類(lèi)物質(zhì)總相對(duì)含量最高，達(dá)86.50%，遠(yuǎn)高于其他物質(zhì)含量；‘Robina’花香成分中萜烯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高，達(dá)58.67%，酯類(lèi)（26.37%）和芳香族類(lèi)（11.23%）其次；‘Siberia’花香成分中萜烯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高，達(dá)65.03%，酯類(lèi)（27.60%）和芳香族類(lèi)（7.00%）其次。

由表2 和表3 可以看出：清香型玫紅百合的花香成分以萜烯類(lèi)和酯類(lèi)為主，萜烯類(lèi)主要有芳樟醇（15.42%）、桉油精（7.54%）、α-金合歡烯（7.05%）、4-萜烯醇（4.70%）、γ-萜品烯（3.84%）等，酯類(lèi)主要有乙酸葉醇酯（9.93%）等；紫紅花滇百合的花香成分以萜烯類(lèi)為主，主要為芳樟醇（46.38%）、順式-β-羅勒烯（33.08%）、β-月桂烯（4.75%）等。濃香型紫花百合的花香成分以萜烯類(lèi)和醛類(lèi)為主，萜烯類(lèi)主要有dl-檸檬烯（45.31%）、芳樟醇（13.57%）、α-萜品烯（3.92%）、香芹酮（3.57%）、β-月桂烯（3.32%）等，醛類(lèi)主要有苯乙醛（4.01%）；‘Robina’的花香成分以萜烯類(lèi)、酯類(lèi)、芳香族類(lèi)為主，萜烯類(lèi)主要有順式-β-羅勒烯（33.43%）、桉油精（11.93%）、芳樟醇（6.92%）等，酯類(lèi)主要有苯甲酸甲酯（10.27%）、水楊酸甲酯（8.21%）、水楊酸芐酯（3.65%）等，芳香族類(lèi)主要有異丁香酚（7.67%）等；‘Siberia’花香成分以萜烯類(lèi)、酯類(lèi)、芳香族類(lèi)為主，萜烯類(lèi)主要有芳樟醇（48.53%）、順式-β-羅勒烯（13.99%）等，酯類(lèi)主要有苯甲酸甲酯（23.24%）、水楊酸甲酯（2.91%）等，芳香族類(lèi)主要有異丁香酚（6.12%）等。

圖5 ‘Robina’揮發(fā)性香氣成分的GC-MS總離子流圖Fig.5 GC-MS total ion current diagram of volatile scent components in‘Robina’

2.3 不同香型百合中α-金合歡烯和β-月桂烯含量比較分析

α-金合歡烯具有清新花香并伴有香脂香氣，主要存在于甜橙油、玫瑰油、依蘭依蘭油和橘子油等精油中，是玫瑰油香氣成分中的主要物質(zhì)[19]。α-金合歡烯在玫紅百合、紫紅花滇百合、‘Robina’和‘Siberia’這4類(lèi)百合花香成分中均被檢測(cè)到，但在不同百合中其相對(duì)含量差異明顯。由表2 可知，α-金合歡烯在玫紅百合中相對(duì)含量最高，達(dá)7.05%，而在其他3類(lèi)百合中相對(duì)含量極低，且均未超過(guò)1%。因此，推測(cè)玫紅百合的玫瑰香味可能來(lái)自α-金合歡烯。

β-月桂烯也稱(chēng)為香葉烯，具有清淡的香脂香氣和柑橘甜香，主要存在于甜橙油、檸檬油中[20]。在紫紅花滇百合、紫花百合、‘Robina’這3類(lèi)百合花香成分中均被檢測(cè)到，且在紫紅花滇百合中相對(duì)含量最高，而在玫紅百合和‘Siberia’花香成分中未被檢測(cè)到（表2）。因此，推測(cè)紫紅花滇百合的橙香味可能與β-月桂烯有關(guān)。

表2 5種百合揮發(fā)性香氣成分及相對(duì)釋放量Table 2 Volatile scent components and their relative release amounts from five types of lilies %

表2（續(xù)）Continuation of Table 2%

表2（續(xù)）Continuation of Table 2%

表2（續(xù)）Continuation of Table 2%

表3 5種百合揮發(fā)性香氣成分種類(lèi)及其相對(duì)釋放量Table 3 Categories of volatile scent components and their relative release amounts from five types of lilies %

3 討論與結(jié)論

本研究中，清香型百合即玫瑰香味玫紅百合、橙香味紫紅花滇百合花香濃淡適宜、香味獨(dú)特。羅婧[19]研究表明，α-金合歡烯普遍存在于從甜橙、玫瑰、依蘭依蘭和橘子上提取的天然精油中，陳秋鵬等[21]在新疆大馬士革玫瑰精油中檢測(cè)到金合歡烯，丁成斌等[22]在毛葉薔薇花精油的關(guān)鍵致香成分中也發(fā)現(xiàn)了金合歡烯，員夢(mèng)夢(mèng)[23]、徐艷等[24]的研究都表明α-金合歡烯是玫瑰的關(guān)鍵致香成分之一。因此，推測(cè)玫紅百合的玫瑰香味可能與α-金合歡烯有關(guān)。本研究表明，紫紅花滇百合花香物質(zhì)主要成分為芳樟醇、順式-β-羅勒烯、β-月桂烯等，花香味為橙香；李源棟等[20]和董麗等[25]研究發(fā)現(xiàn)，檸檬烯、月桂烯等為甜橙油關(guān)鍵致香成分。本研究結(jié)果與此大致相同。因此，推測(cè)紫紅花滇百合獨(dú)特的橙香味可能與β-月桂烯有關(guān)。

本研究從濃香型百合‘Siberia’中檢測(cè)到其主要花香成分為芳樟醇、順式-β-羅勒烯，這與張輝秀等[7]和范燕萍等[26]的研究結(jié)果基本一致；但本研究還發(fā)現(xiàn)，‘Siberia’花香成分中苯甲酸甲酯等酯類(lèi)物質(zhì)含量也較高，這可能是由于動(dòng)態(tài)頂空吸附技術(shù)在洗脫時(shí)需用大量溶劑，導(dǎo)致帶入或損失了某些組分[27]。濃香型栽培百合‘Siberia’和‘Robina’花香物質(zhì)主要成分相同但揮發(fā)量不同，說(shuō)明物質(zhì)揮發(fā)量的差異會(huì)導(dǎo)致二者香味不同。此外，濃香型‘Siberia’‘Robina’和清香型紫紅花滇百合主要香氣成分中均含有芳樟醇和順式-β-羅勒烯，但‘Siberia’‘Robina’花香成分中苯甲酸甲酯、水楊酸甲酯等酯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量遠(yuǎn)高于紫紅花滇百合。黃海濤等[28]研究發(fā)現(xiàn)，濃郁花香型綠茶的主要香氣成分中含有酯類(lèi)物質(zhì)，而其在清香型綠茶香氣成分中未被檢測(cè)到。因此，推測(cè)苯甲酸甲酯、水楊酸甲酯等酯類(lèi)物質(zhì)是導(dǎo)致‘Siberia’‘Robina’這2個(gè)栽培百合花香濃郁的原因。本研究表明，紫花百合的主要香氣成分為dl-檸檬烯（45.31%）、芳樟醇（13.57%）、苯乙醛（4.01%）、α-萜品烯（3.92%）等，未檢測(cè)到順式-β-羅勒烯和酯類(lèi)物質(zhì)。因此，推測(cè)其香味濃烈刺鼻是由于缺乏這2 類(lèi)物質(zhì)對(duì)香氣的中和。

花香作為評(píng)價(jià)百合品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，因香氣成分及釋放量差異，使得不同百合香味濃淡及特點(diǎn)不同，且近年來(lái)也越來(lái)越受到人們的重視。但是，目前關(guān)于百合花香特點(diǎn)，花香揮發(fā)性物質(zhì)的釋放規(guī)律、機(jī)制及不同香氣成分嗅覺(jué)閾值還不清晰，在今后的研究中可結(jié)合不同香氣成分嗅覺(jué)閾值對(duì)百合花香特點(diǎn)及花香濃淡進(jìn)行深入的探討并統(tǒng)一定義，從而為百合的花香育種提供理論依據(jù)。

本研究結(jié)果表明：5 種百合的花香物質(zhì)均以萜烯類(lèi)為主，其中芳樟醇是5 種百合共有的主要花香成分，苯甲酸甲酯、水楊酸甲酯等酯類(lèi)在‘Siberia’和‘Robina’香氣成分中相對(duì)含量較高。玫紅百合的玫瑰花香味可能與其香氣成分中的α-金合歡烯有關(guān)，紫紅花滇百合的橙香味可能與其香氣成分中的β-月桂烯有關(guān)。