3個(gè)桂花品種花瓣游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣成分*

袁金梅 羅 靖 朱琳琳 席 婉 曾旭梅 熊康舜 王彩云 鄭日如

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430070； 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華中都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430070)

香氣物質(zhì)是植物中廣泛存在的次生代謝物，也是構(gòu)成植物產(chǎn)品風(fēng)味的關(guān)鍵因素(Dundarevaetal., 2013)， 在植物體內(nèi)合成后存在3種形態(tài)，即釋放于空氣中的揮發(fā)態(tài)、貯存于植物內(nèi)的游離態(tài)和糖苷態(tài)、其中糖苷態(tài)香氣物質(zhì)是指香氣物質(zhì)在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下通過(guò)糖苷鍵與糖類結(jié)合形成的無(wú)香味大分子化合物(Songetal., 2018; Wuetal., 2018)。游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)可在植物產(chǎn)品的加工過(guò)程中通過(guò)加熱、酶解或酸解等方法釋放以提升風(fēng)味，因此被認(rèn)為是重要的香氣前驅(qū)體(Shojietal., 2015)。如葡萄(Vitisvinefera)中有高達(dá)80%的萜類香氣物質(zhì)被糖基化(Friederickeetal., 2014a)，這些物質(zhì)在葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中可通過(guò)酶或酸的水解釋放，形成葡萄酒中麝香型香味(Cabritaetal., 2006; Parkeretal., 2018)。在茶葉中也存在類似的現(xiàn)象，茶樹(shù)(Camelliasinensis)新鮮葉片中所含的糖苷態(tài)芳樟醇、香葉醇和2-苯乙醇等在加工后釋放出來(lái)，成為烏龍茶和黑茶典型花香香型的主要來(lái)源(Shijoetal., 2015)。在香花植物中，已有梔子(Gardeniajasminoides)(董尚勝等， 2000)、玫瑰(Rosarugosa)(姚衛(wèi)蓉等， 2007)、茉莉(Jasminumsambac)(黃新安等， 2009)和水仙(Narcissustazettavar.chinensis)(鐘嫻， 2014)等的糖苷類香氣化合物分離和鑒定。

桂花(Osmanthusfragrans)是中國(guó)傳統(tǒng)十大名花之一，被列為重要的天然保健植物和特產(chǎn)經(jīng)濟(jì)植物(向其柏， 2008)?；ㄏ闶枪鸹ㄗ钪匾钠焚|(zhì)之一，香氣物質(zhì)(劉玉蓮)的種類和變化規(guī)律一直是研究的熱點(diǎn)(Heetal., 2017； Fuetal., 2017； Hanetal., 2019)。前期研究表明，桂花鮮花中包含六大類揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)，其中萜類、C6化合物和酮類相對(duì)含量較高(Fuetal., 2019)。進(jìn)一步通過(guò)氣相色譜嗅聞技術(shù)(gas chromatography-olfactometry，GC-O)進(jìn)行了特征香氣物質(zhì)鑒定，結(jié)果表明桂花中存在17種香氣活性成分，除γ-萜品烯、丁酸葉醇酯和丁酸己酯外，其余14種均為單萜類化合物，包括紫羅酮、芳樟醇、羅勒烯及其衍生物(田懷香等， 2014； 鄒晶晶等， 2017； Caietal., 2014)。在桂花鮮花中加入β-D-葡萄糖苷酶(β-D-glucosidase)后，花瓣可釋放出大量香氣物質(zhì)(楊志萍等， 2005)。桂花中積累的游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)可能成為具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的香氣資源庫(kù)，但其種類及其變化規(guī)律尚不明晰。桂花根據(jù)花色分為丹桂、金桂和銀桂品種群，其揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)具有顯著差別(鄒晶晶等， 2017)。本研究選取了3個(gè)典型且常見(jiàn)的品種‘晚銀桂’、‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’進(jìn)行游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)的檢測(cè)，旨在明確不同品種游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)的變化規(guī)律，為桂花的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)長(zhǎng)勢(shì)良好的典型品種‘晚銀桂’、‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’為材料，2019年9月在陰天上午9： 00—10： 00分別采取花瓣未展(S1)、花瓣半展開(kāi)(S2)、花瓣完全展開(kāi)(S3)和花瓣枯萎(S4)4個(gè)時(shí)期的花瓣迅速置于液氮速凍并在-80 ℃冰箱貯存?zhèn)溆?。每次稱取2 g花瓣進(jìn)行香氣提取，每組樣品進(jìn)行3個(gè)重復(fù)。

1.2 試劑及儀器

試劑及儀器β-D-葡萄糖苷酶、環(huán)己酮色譜純購(gòu)置于美國(guó)Sigma公司、C8-C20正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)置于美國(guó)Fluka公司，戊烷、乙醚、甲醇等色譜純?cè)噭┵?gòu)置于美國(guó)Mreda公司，AmberliteXAD-2樹(shù)脂柱購(gòu)置于美國(guó)Supelco公司。檢測(cè)儀器為T(mén)hermo DSQⅡ單四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Thermo Fisher Scientific公司，美國(guó))。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 游離態(tài)香氣物質(zhì)提取 2 g花瓣采用液氮研磨后加入戊烷/乙醚(1∶1)在16 ℃下提取30 min，重復(fù)提取1次后將混合提取液用氮?dú)獯蹈蓛x濃縮至2 mL。加入內(nèi)標(biāo)環(huán)己酮946 μg，并用無(wú)水硫酸鈉干燥，最后用尼龍膜過(guò)濾轉(zhuǎn)移至萃取瓶。

1.3.2 糖苷態(tài)香氣物質(zhì)提取 2 g花瓣采用液氮研磨后加入蒸餾水，4 ℃低溫離心15 min。取上清液過(guò)濾后以3 mL·min-1的流速經(jīng)過(guò)Amberlite XAD-2離子交換樹(shù)脂吸附柱(15 mm×25 mm)，然后用40 mL去離子水過(guò)柱以去除糖、酸物質(zhì)，用40 mL戊烷/乙醚(1∶1)去除游離態(tài)香氣物質(zhì)，接著用20 mL甲醇洗脫吸附柱上的糖苷態(tài)物質(zhì)，洗脫液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至干燥。用2 mL 200 mmol·L-1檸檬酸和200 mmol·L-1磷酸氫二鈉緩沖液(pH5.0)溶解，再用1 mL戊烷/乙醚(1∶1)3次萃取以去除殘留的游離態(tài)香氣物質(zhì)，水相備用。在2 mL水溶液中加入300 μL β-D-葡萄糖苷酶(≥6 U·mg-1)，10 μL環(huán)己酮作為內(nèi)標(biāo)(濃度為9.46 mg·mL，溶于甲醇)，再覆蓋1 mL MTBE，將反應(yīng)液放入萃取瓶中。在40 ℃水浴中保溫水解36 h，之后用1 mL MTBE 3次萃取酶解液，無(wú)水硫酸鈉干燥，氮吹濃縮至0.5 mL，供GC-MS分析。

1.3.3 GC-MS檢測(cè) 按照劉偲(2015)設(shè)置條件進(jìn)行，GC-MS檢測(cè)所得質(zhì)譜圖與NIST譜庫(kù)比對(duì)，同時(shí)根據(jù)科瓦茨保留指數(shù)(Kovats’ Retention Indices，RI)和文獻(xiàn)進(jìn)一步確認(rèn)香氣種類。保留指數(shù)由相同升溫程序下正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)樣品(C8-C20)計(jì)算得到。游離態(tài)香氣與糖苷態(tài)香氣物質(zhì)采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。香氣物質(zhì)的定量分析采用內(nèi)標(biāo)法，香氣各組分的含量(μg·g-1)=各組分的峰面積/內(nèi)標(biāo)物的峰面積×內(nèi)標(biāo)物含量(μg)/樣品量(g)×f(f為各組分對(duì)內(nèi)標(biāo)物的校正因子，f=1)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

每個(gè)樣品進(jìn)行3個(gè)生物學(xué)重復(fù)試驗(yàn)，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤，同時(shí)采用SPSS軟件的單因素方差分析(one-wayANOVA)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 3個(gè)品種花瓣完全展開(kāi)期(S3)游離態(tài)和糖苷態(tài)萜類香氣物質(zhì)比較

萜類化合物是桂花最為重要的特征香氣物質(zhì)，是決定桂花香味濃郁度和香型的決定性因素。這類物質(zhì)不僅廣泛存在于揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)中，還以游離態(tài)和糖苷態(tài)形式大量貯存于植物組織內(nèi)。3個(gè)品種的游離態(tài)和糖苷態(tài)萜類香氣物質(zhì)包括單萜、單萜醇、單萜酮和單萜氧化物四大類。游離態(tài)和糖苷態(tài)中均存在的香氣物質(zhì)包括芳樟醇、芳樟醇氧化物、二氫-β-紫羅酮和4-羥基-β-紫羅酮等，說(shuō)明部分游離態(tài)香氣物質(zhì)可直接轉(zhuǎn)化為糖苷態(tài)香氣物質(zhì)。同時(shí)，游離態(tài)和糖苷態(tài)成分也有明顯差別，游離態(tài)中特有單萜類物質(zhì)D-檸檬烯、順式-β-羅勒烯，單萜酮α-紫羅酮和香葉基丙酮，單萜醇2,6-二甲基-1,7-辛二烯-2,6-二醇和2,6-二甲基-1,7-辛二烯-3,6-二醇； 而糖苷態(tài)特有大分子單萜衍生物，包括8-羥基芳樟醇、3-氧代-α-紫羅醇、二氫-3-氧代-β-紫羅醇、2,4,4-三甲基-3-(3-氧代丁基)環(huán)己烯-2酮。由此可見(jiàn)，單萜類物質(zhì)經(jīng)過(guò)氧化、羥基化等反應(yīng)后更易發(fā)生糖苷態(tài)轉(zhuǎn)化。

3個(gè)桂花品種花瓣完全展開(kāi)期(S3)的游離態(tài)萜類香氣物質(zhì)的成分相近，但其含量差異顯著(表1)。其中‘潢川金桂’的游離態(tài)萜類香氣物質(zhì)最高，達(dá)到254.03 μg·g-1FW，是含量最低的‘橙紅丹桂’的3.8倍。在游離態(tài)物質(zhì)中單萜含量最低，單萜醇和單萜氧化物含量相近，單萜酮的含量較高?！磴y桂’和‘潢川金桂’的游離態(tài)萜類物質(zhì)種類基本一致，與‘橙紅丹桂’差異最大的為單萜酮?！磴y桂’和‘潢川金桂’具有4種游離態(tài)單萜酮，包括香葉基丙酮、α-紫羅酮、二氫-β-紫羅酮和反式-β-紫羅酮，總含量分別達(dá)到135.51和104.19 μg·g-1FW； ‘橙紅丹桂’僅有1種游離態(tài)單萜酮反式-β-紫羅酮，含量?jī)H為13.08 μg·g-1FW。3個(gè)品種的游離態(tài)單萜氧化物均為芳樟醇氧化物，其中含量最豐富的為8-羥基芳樟醇。

表1 桂花‘晚銀桂’、‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’花瓣完全展開(kāi)期(S3)游離態(tài)萜類香氣物質(zhì)種類與含量①Tab.1 The volatile components categories and their contents in the full-blossoming period(S3)of Osmanthus fragrans ‘Wan Yingui’, ‘Huangchuan Jingui’ and ‘Chenghong Dangui’

由表2可知，糖苷態(tài)萜類香氣物質(zhì)僅有單萜醇、單萜酮和單萜氧化物三類，與游離態(tài)相比缺少了單萜類物質(zhì)。3個(gè)品種的游離態(tài)萜類香氣成分基本一致但含量差異顯著。糖苷態(tài)萜類香氣物質(zhì)含量最高的為‘晚銀桂’，可達(dá)378.1 μg·g-1FW，是含量最低的‘橙紅丹桂’的2.19倍。在‘晚銀桂’和‘潢川金桂’中含量最高的物質(zhì)為單萜酮，最低的物質(zhì)為單萜氧化物； 而在‘橙紅丹桂’中正相反。與游離態(tài)物質(zhì)規(guī)律相似，‘晚銀桂’和‘潢川金桂’中均富含紫羅酮及其衍生物，顯著高于‘橙紅丹桂’，其中‘晚銀桂’中的糖苷態(tài)4-羥基-β-紫羅酮高達(dá)186.43 μg·g-1FW?！燃t丹桂’中糖苷態(tài)芳樟醇及其衍生物含量為99.78 μg·g-1FW，而‘晚銀桂’和‘潢川金桂’僅有15.56和15.25 μg·g-1FW。由此可見(jiàn)，在‘潢川金桂’和‘晚銀桂’中的非揮發(fā)態(tài)類胡蘿卜素裂解產(chǎn)物紫羅酮及其衍生物顯著高于‘橙紅丹桂’； 相反，‘橙紅丹桂’中的非揮發(fā)態(tài)芳樟醇及其衍生物顯著高于‘潢川金桂’和‘晚銀桂’。這與揮發(fā)態(tài)規(guī)律相似，類胡蘿卜素是否發(fā)生裂解是導(dǎo)致品種間香氣差異的重要因素。

表2 桂花‘晚銀桂’、‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’花瓣完全展開(kāi)期(S3)糖苷態(tài)萜類香氣物質(zhì)種類及含量Tab.2 The glycosylated volatile categories and their contents in the full-blossoming period(S3) of O. fragrans ‘Wan Yingui’, ‘Huangchuan Jingui’,and‘ChenghongDangui’

2.2 3個(gè)桂花品種花瓣開(kāi)放過(guò)程中游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)變化規(guī)律

3個(gè)品種的游離態(tài)物質(zhì)包括單萜、單萜醇、單萜酮、單萜氧化物、芳香族類化合物、酯類、烷烴類和其他香氣物質(zhì)等8類(圖1A，C，E)； 糖苷態(tài)物質(zhì)包括單萜醇、單萜酮、單萜氧化物、芳香族類化合物、酯類和其他香氣物質(zhì)等，缺少單萜和烷烴類物質(zhì)(圖1B，D，F(xiàn))。從含量來(lái)看，3個(gè)品種的糖苷態(tài)香氣物質(zhì)含量顯著高于游離態(tài)香氣物質(zhì)?！磴y桂’‘潢川金桂’‘橙紅丹桂’的花瓣完全展開(kāi)期(S3)糖苷態(tài)香氣物質(zhì)含量分別達(dá)到683.75、698.78、582.47 μg·g-1，高于相應(yīng)的游離態(tài)香氣物質(zhì)50.68%、60.81%、94.27%。3個(gè)品種的游離態(tài)香氣物質(zhì)含量均先升高后降低，在花瓣半展開(kāi)期(S2)或完全展開(kāi)期(S3)達(dá)到最大值(圖1A，C，E)； 3個(gè)品種的糖苷態(tài)香氣物質(zhì)含量則逐步升高，在花瓣枯萎期(S4)積累量達(dá)到最大值?！磴y桂’中的游離態(tài)香氣物質(zhì)最為豐富，‘潢川金桂’中糖苷態(tài)香氣物質(zhì)最為豐富(圖1)。

圖1 3個(gè)桂花品種不同花期游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)變化規(guī)律Fig. 1 Variation of free and glycosylated aroma compounds in three O. fragrans cultivars at different blossoming periods‘晚銀桂’游離態(tài)(A)和糖苷態(tài)(B)香氣物質(zhì)，‘潢川金桂’游離態(tài)(C)和糖苷態(tài)(D)香氣物質(zhì)，‘橙紅丹桂’游離態(tài)(E)和糖苷態(tài)(F)香氣物質(zhì)。S1: 花瓣未展期； S2： 半展期； S3： 完全展開(kāi)期； S4： 枯萎期。不同小寫(xiě)字母表示同類香氣物質(zhì)在不同花期的差異顯著性(P<0.05)。每個(gè)樣品3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。Free(A) and glycosylated(B) aroma compounds in ‘Wan Yingui’, free(C) and glycosylated(D) aroma compounds in ‘Huangchuan Jingui’, free(E) and glycosylated(F) aroma compounds in ‘Chenghong Dangui’. S1： The flowers of not blossoming period; S2: Initial blossoming period; S3: Full blossoming period; S4: Late blossoming period. Different small letters indicate significant difference at 0.05 level between the same type of aroma compounds from different blossoming periods. Each sample contains three biological repeats.

在游離態(tài)香氣物質(zhì)中，3個(gè)品種的單萜及其衍生物比例均明顯高于其他香氣物質(zhì)，如‘晚銀桂’中的單萜類物質(zhì)在花瓣完全展開(kāi)期(S3)占所有香氣物質(zhì)的42.66%，而酯類和芳香族化合物僅為24.85%和12.99%(圖1A)。除了單萜類物質(zhì)以外，游離態(tài)中含有豐富的酯類香氣物質(zhì)，尤其是桂花特征香氣物質(zhì)γ-癸內(nèi)酯，在‘晚銀桂’‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’花瓣完全展開(kāi)期(S3)含量分別達(dá)到54.68、75.1和73.15 μg·g-1FW，而在糖苷態(tài)物質(zhì)中則僅能檢測(cè)到微量酯類香氣物質(zhì)。

在糖苷態(tài)香氣物質(zhì)中，3個(gè)品種的香氣組分有顯著差異(圖1B，D，F(xiàn))。其中‘晚銀桂’的單萜及其衍生物占花瓣枯萎期(S4)所有香氣的比值高達(dá)53.6%，而‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’僅有35.61%和35.88%。在‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’中，比例最高的香氣物質(zhì)為芳香族類化合物，該類物質(zhì)具有典型的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易分解且毒性較強(qiáng)。芳香族類化合物主要包括4-羥基-苯乙醇、苯氧基-2-(1,1-二甲基乙基)-3-甲基、2,4-雙(1,1,-乙基)-苯酚等，含量最高的4-羥基苯乙醇在‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’的花瓣完全展開(kāi)期(S3)中可高達(dá)341.35、255.85 μg·g-1FW。

3 討論

3.1 桂花游離態(tài)、糖苷態(tài)香氣物質(zhì)與揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)的關(guān)系

香味物質(zhì)合成后會(huì)以揮發(fā)態(tài)的形式釋放或以游離態(tài)和糖苷態(tài)的形式貯藏(Songetal., 2018)。揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)可以有效吸引昆蟲(chóng)授粉(Mollyetal., 2016)，但是部分香氣物質(zhì)對(duì)植物本身有一定的毒性(Raguso， 2016; Songetal., 2018)，因此也可以無(wú)害的糖苷態(tài)形式貯存起來(lái)，對(duì)病菌和食草動(dòng)物等起到間接防御作用(Junkeretal., 2011)。

本研究對(duì)7個(gè)桂花品種進(jìn)行揮發(fā)態(tài)、游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)的檢測(cè)表明，游離態(tài)香氣物質(zhì)與揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)成分基本一致，但是在糖苷態(tài)中檢測(cè)到4-羥基苯乙醇、順式8-羥基芳樟醇等20種特有香氣物質(zhì)，并且這些物質(zhì)在其他桂花香氣研究中鮮有報(bào)道(曹慧等， 2009； 侯丹， 2015； Xinetal., 2013； Fuetal., 2019)。糖苷態(tài)香氣物質(zhì)中大量單萜類物質(zhì)在細(xì)胞色素P450這類末端加氧酶的作用下發(fā)生氧化、環(huán)化、羥化等反應(yīng)，形成一系列大分子衍生物，如各類芳樟醇氧化物、4-羥基-β-紫羅酮、3-氧代-α-紫羅醇、二氫-3-氧代-β-紫羅醇等(Boachonetal., 2015)。雖然萜類衍生物的揮發(fā)性減弱，但是易在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下與糖基結(jié)合形成糖苷態(tài)化合物。

3類香氣物質(zhì)在花瓣開(kāi)放過(guò)程中呈現(xiàn)緊密的關(guān)聯(lián)。揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)從花瓣半展開(kāi)期(S2)至完全展開(kāi)期(S3)顯著增加，在花瓣枯萎期(S4)明顯下降(Zengetal., 2015; Zhengetal., 2017)； 這與游離態(tài)香氣物質(zhì)變化規(guī)律相似，但糖苷態(tài)香氣物質(zhì)呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在花瓣枯萎期(S4)達(dá)到峰值(表1，表2，圖1)。以芳樟醇及其衍生物為例，‘橙紅丹桂’中含量較高的糖苷態(tài)香氣物質(zhì)順式-8-羥基芳樟醇和反式-8-羥基芳樟醇在開(kāi)花末期的糖苷化比例高達(dá)92.08%和89.54%(Zengetal., 2016)。在葡萄、柑橘(Citrus)、番茄(Solanumlycopersicum)等的研究中也發(fā)現(xiàn)果實(shí)成熟前香氣物質(zhì)主要以揮發(fā)態(tài)形式釋放，果實(shí)成熟后大量香氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖苷態(tài)形式積累(Simonaetal., 2009; D’Onofrioetal., 2017)。另外，對(duì)桂花香氣的晝夜節(jié)律研究表明，揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)從上午開(kāi)始顯著升高，至中午12:00釋放量達(dá)到峰值，之后持續(xù)下降； 而游離態(tài)則會(huì)持續(xù)增加至18:00，隨后下降； 糖苷態(tài)香氣物質(zhì)則持續(xù)增長(zhǎng)至夜間(Zhengetal., 2017)。在大馬士革玫瑰(Rosadamascena)中也有類似現(xiàn)象，2-苯基乙醇的釋放主要受到糖苷態(tài)轉(zhuǎn)化的影響(Piconeetal., 2004)。在中華獼猴桃(Actinidiachinensis)花中芳樟醇的含量也明顯受到糖苷化8-羥基芳樟醇的調(diào)控(Greenetal.， 2012)。將芳樟醇合酶基因在矮牽牛(Petuniahybrida)花中或番茄果實(shí)中超表達(dá)后，除了顯著增加揮發(fā)態(tài)芳樟醇外，還明顯提高了糖苷態(tài)8-羥基芳樟醇的含量(Lewinsohnetal., 2001； Luckeretal.,2001)。以上現(xiàn)象說(shuō)明，3種形態(tài)香氣物質(zhì)存在相互轉(zhuǎn)化和相互影響的關(guān)系。

在植物的次生代謝中糖基化現(xiàn)象非常普遍，糖基轉(zhuǎn)移酶可將活性糖基與香氣、色素等大量配基相結(jié)合，從而改變這些小分子化合物的生物化學(xué)性質(zhì)(B?nischetal., 2014)。早在1980年研究者就已明確糖基化反應(yīng)能顯著改變花朵和果實(shí)香味(Williamsetal.， 1980)，但直到近期才在基因組、轉(zhuǎn)錄組和代謝組研究的基礎(chǔ)上在葡萄(Friederickeetal., 2014a； 2014b)、桃(Prunuspersica)(Wuetal., 2018)、美味獼猴桃(Actinidiadeliciosa)(Yar-Khingetal., 2014)、茶葉(Shojietal., 2015; Songetal., 2018)、桂花(Zhengetal.， 2019)等植物中鑒定到部分作用于香氣物質(zhì)的糖基轉(zhuǎn)移酶。在桂花中挖掘特異催化萜類香氣物質(zhì)的糖基轉(zhuǎn)移酶基因并明確其基因功能和酶學(xué)特性，將是深入解析糖基化反應(yīng)內(nèi)在分子機(jī)制的關(guān)鍵，也是進(jìn)行花香品質(zhì)調(diào)控的重要前提。

3.2 3個(gè)桂花品種香氣物質(zhì)的差異

3個(gè)品種游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)的種類相似，但是含量存在較大差異?？傮w來(lái)說(shuō)，‘晚銀桂’和‘潢川金桂’的游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)含量要明顯高于‘橙紅丹桂’?！磴y桂’中的單萜及其衍生物含量最高，而‘潢川金桂’和‘橙紅丹桂’則富含大量酯類物質(zhì)。單萜及其衍生物是重要的香氣活性物質(zhì)，其組分決定了植物組織的香型和香味濃郁度(Caietal.,2014； Wangetal., 2009)。‘晚銀桂’和‘潢川金桂’的揮發(fā)態(tài)、游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)中均富含反式-β-紫羅酮、α-紫羅酮、二氫-β-紫羅酮等類胡蘿卜素裂解產(chǎn)物，呈現(xiàn)紫羅香、木香和果香特質(zhì)； 而‘橙紅丹桂’的揮發(fā)態(tài)、游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)主要以反式芳樟醇氧化物(呋喃型)、順式芳樟醇氧化物(呋喃型)、8-羥基芳樟醇、反式-β-羅勒烯、芳樟醇等單萜和單萜氧化物為主，呈現(xiàn)花香、青草香等特質(zhì)(Caietal., 2014)。從合成路徑上來(lái)看，紫羅酮及其衍生物主要是通過(guò)類胡蘿卜素裂解酶OfCCD1、OfCCD4裂解類胡蘿卜素而產(chǎn)生(Baldermannetal., 2010)； 芳樟醇、羅勒烯及其衍生物等則是由香葉基焦磷酸(Geranyl diphosphate，GPP)經(jīng)萜烯合成酶催化產(chǎn)生(Dundarevaetal., 2013； Zengetal., 2016)。兩者的反應(yīng)底物均來(lái)源于2-甲基赤蘚糖醇-4-磷酸(2C-methyl-D-erythritol 4-phosphate，MEP)途徑，可能是由于不同品種在MEP分支途徑上的不同流量分配導(dǎo)致了香氣差異。

3.3 桂花游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值

與揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)相比，游離態(tài)和糖苷態(tài)物質(zhì)貯存在植物組織內(nèi)，容易在加工過(guò)程中釋放出來(lái)，成為產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)(Parkeretal., 2018)。有機(jī)溶劑萃取法是進(jìn)行香味物質(zhì)提取的常規(guī)步驟。通過(guò)多種有機(jī)溶劑的萃取比較研究，筆者發(fā)現(xiàn)戊烷和乙醚可有效提取桂花中的香氣活性物質(zhì)單萜及其衍生物(劉偲， 2015)。另外，采用β-葡萄糖苷酶或復(fù)合酶AR-2000水解法可有效釋放貯存在花瓣中的香氣物質(zhì)(楊志萍等， 2005； Yar-Khingetal., 2014)。

在游離態(tài)香氣物質(zhì)中，3個(gè)品種均含有豐富的酯類物質(zhì)γ-癸內(nèi)酯，它能呈現(xiàn)強(qiáng)烈的果香味。同時(shí)，3個(gè)品種的游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣中含有大量單萜及其衍生物，這些特征香氣物質(zhì)不僅是鮮花的主要香氣成分，也是桂花產(chǎn)品中的重要香氣活性物質(zhì)，其種類和含量對(duì)香型和香味濃郁度均起到重要作用(Wangetal., 2009； Xinetal., 2013)。其中紫羅酮及其衍生物呈現(xiàn)紫羅香、木香和果香特質(zhì)，芳樟醇氧化物、反式-β-羅勒烯等則呈現(xiàn)花香、青草香等特質(zhì)(Caietal., 2014)。香葉基丙酮?jiǎng)t是具有木蘭香氣的名貴香料，廣泛應(yīng)用于日化、食品和醫(yī)藥行業(yè)(孫美環(huán)等， 2013)。與揮發(fā)態(tài)和游離態(tài)香氣相比，4-羥基苯乙醇是桂花糖苷態(tài)中含量最高的組分，屬于芳香族醇類物質(zhì)，具有抗菌、消炎、抗病毒等作用(李軍等， 2008)。綜上所述，桂花除了揮發(fā)態(tài)香氣物質(zhì)以外，在游離態(tài)和糖苷態(tài)中均含有極富應(yīng)用潛力的香氣物質(zhì)，通過(guò)酶解和萃取的方法對(duì)其進(jìn)行提取和釋放可以有效提升花卉產(chǎn)品的香味品質(zhì)。

4 結(jié)論

本研究解析了游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣的提取和檢測(cè)方法，表明有機(jī)溶劑戊烷和乙醚可以有效提取萜類香氣物質(zhì)，β-D-葡萄糖苷酶可以有效裂解糖苷鍵，促進(jìn)糖苷態(tài)香氣物質(zhì)的釋放。香氣鑒定表明，3個(gè)品種的桂花中均含有豐富的萜類及其衍生物、芳香族化合物、酯類等非揮發(fā)態(tài)香氣活性物質(zhì)，其中在揮發(fā)態(tài)香氣中未檢測(cè)到的香葉基丙酮和4-羥基苯乙醇在非揮發(fā)態(tài)中大量存在，且均是有利用價(jià)值的香氣物質(zhì)。因此，游離態(tài)和糖苷態(tài)香氣物質(zhì)可以在各種桂花加工品中加以應(yīng)用，提升香味品質(zhì)。