金釵石斛花香氣日變化規(guī)律

顏沛沛, 葉 煒, 江金蘭, 王培育

(三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，福建 三明 365000)

金釵石斛(DendrobiumnobileLindl.)為蘭科石斛屬多年生附生草本植物[1]，是我國(guó)傳統(tǒng)名貴藥材，具有滋陰清熱、明目生津、潤(rùn)肺養(yǎng)胃等功效[2]。金釵石斛花色艷麗、花姿優(yōu)美、花氣清香，具有較高的觀賞價(jià)值；其花味輕清，善疏達(dá)，可作茶飲[3]。香氣是評(píng)價(jià)植物品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。不同的植物香氣包含的化學(xué)成分不同，這些成分具有抗炎、抗氧化[4]、抗菌驅(qū)蟲(chóng)[5]、抗癌[6]、鎮(zhèn)靜解郁等作用，已廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域[7]。有關(guān)石斛屬植物香氣成分的分析已見(jiàn)報(bào)道，主要為烯萜類(lèi)、醛類(lèi)、酯類(lèi)等物質(zhì)，如報(bào)春石斛花的主要香氣成分是醋酸辛酯[8]；細(xì)葉石斛和翅梗石斛花的主要香氣成分是羅勒烯[9]；美花石斛花主要香氣成分是乙酸-2-乙基己酯[10]。近年來(lái)，無(wú)度挖采使野生石斛資源幾近枯竭，提高石斛資源利用率，擴(kuò)大其藥用部位是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。因此，本試驗(yàn)采用靜態(tài)頂空氣相色譜—質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)，分別檢測(cè)金釵石斛花盛開(kāi)期一天內(nèi)6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的香氣成分，探討金釵石斛花香氣釋放的日變化規(guī)律，以期為花的采摘和開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

金釵石斛花采自三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院藥用所石斛大棚。試驗(yàn)儀器包括Agilent 5977B-7890B氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀及Agilent 7697A進(jìn)樣器(美國(guó)Agilent Technologies公司)。

1.2 方法

試驗(yàn)時(shí)間為2021 年5月21日，選擇當(dāng)天的6:00、9:00、12:00、15:00、18:00、21:00共6個(gè)時(shí)間點(diǎn)采摘新鮮完整的花朵，放入頂空瓶，檢測(cè)其香氣成分。檢測(cè)方法參考文獻(xiàn)[5]，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)重復(fù)3次。通過(guò)NIST14譜庫(kù)檢索和人工解析圖譜進(jìn)行定性分析；根據(jù)離子流峰面積歸一法計(jì)算香氣成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 金釵石斛花不同時(shí)間點(diǎn)香氣峰面積分析

金釵石斛花香氣成分總離子流色譜圖見(jiàn)圖1。不同時(shí)間點(diǎn)金釵石斛花香氣成分總峰面積差異明顯，表明其香氣釋放量呈動(dòng)態(tài)變化?？偡迕娣e排序依次為：9:00(48.68%)>6:00(19.23%)>21:00(17.40%)>18:00(10.36%)>12:00(3.05%)>15:00(1.28%)。香氣成分總峰面積在6:00～9:00間不斷升高，9:00時(shí)達(dá)到最高， 9:00～15:00開(kāi)始下降，15:00時(shí)最低，15:00～21:00又逐漸回升?？梢?jiàn)，金釵石斛花近50%的香氣在12:00之前釋放，12:00時(shí)香氣釋放量急劇降低，在15:00時(shí)達(dá)到最低。因此，金釵石斛花香氣最濃郁的時(shí)間在早上9:00左右，是金釵石斛花最佳觀賞、采摘時(shí)間。

圖1 金釵石斛花不同時(shí)間點(diǎn)香氣成分總離子流色譜圖Figure 1 Total ion chromatogram of volatile components from D.nobile at different time points

2.2 金釵石斛花不同時(shí)間點(diǎn)香氣化學(xué)成分分析

從金釵石斛花6個(gè)時(shí)間點(diǎn)樣品中共檢測(cè)出104種香氣成分，不同時(shí)間點(diǎn)樣品香氣成分組成及含量不同，表明其一天中釋放的香氣成分也呈動(dòng)態(tài)變化。金釵石斛花不同時(shí)間點(diǎn)主要香氣成分見(jiàn)表1。(1)6:00。共檢測(cè)出15種香氣成分，其中醛類(lèi)2種(74.34%)、烯類(lèi)10種(22.38%)、烷類(lèi)3種(3.28%)；相對(duì)含量大于5%的香氣成分包括己醛(60.01%)、戊醛(14.33%)、α-派烯(9.71%)。(2)9:00。共檢測(cè)出36種香氣成分，其中醛類(lèi)3種(45.07%)、烯類(lèi)15種(42.27%)、烷類(lèi)3種(0.90%)；相對(duì)含量大于5%的香氣成分包括己醛(42.61%)、1H-3a,7-甲基芴,八氫-1,9,9-三甲基-4-亞甲基-,(1α,3aα,7α,8aβ)-(8.03%)、(1R,3As,8aS)-1,4,4,6-四甲基-1,2,3,3a,4,5,7,8-八氫環(huán)戊[c]戊烯(7.87%)、α-愈瘡木烯(5.17%)。(3)12:00。共檢測(cè)出52種香氣成分，其中醛類(lèi)6種(52.97%)、烯類(lèi)29種(36.80%)、醇類(lèi)5種(4.63%)；相對(duì)含量大于5%的香氣成分包括己醛(48.13%)、綠葉烯(6.59%)、(1R,3As,8aS)-1,4,4,6-四甲基-1,2,3,3a,4,5,7,8-八氫環(huán)戊[c]戊烯(5.19%)。(4)15:00。共檢測(cè)出45種香氣成分，其中烯類(lèi)23種(44.30%)、醛類(lèi)2種(40.22%)、醇類(lèi)7種(3.90%)；相對(duì)含量大于5%的香氣成分包括己醛(39.70%)、(1s)-2,6,6-三甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯(10.92%)、綠葉烯(6.69%)、2-甲基-1-丁醇(6.20%)、(1R,3As,8aS)-1,4,4,6-四甲基-1,2,3,3a,4,5,7,8-八氫環(huán)戊[c]戊烯(5.31%)。(5)18:00。共檢測(cè)出14種香氣成分，其中醛類(lèi)1種(38.12%)、烯類(lèi)11種(51.35%)、醇類(lèi)1種(7.16%)；相對(duì)含量大于5%的香氣成分包括己醛(38.12%)、(1s)-2,6,6-三甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯(22.47%)、綠葉烯(9.12%)、2-甲基-1-丁醇(7.16%)、(1R，3As，8aS)-1,4,4,6-四甲基-1,2,3,3a,4,5,7,8-八氫環(huán)戊[c]戊烯(6.82%)。(6)21:00。共檢測(cè)出43種香氣成分，其中醛類(lèi)3種(39.84%)、烯類(lèi)22種(43.52%)、酯類(lèi)5種(3.45%)；相對(duì)含量大于5%的香氣成分包括己醛(39.22%)、(1s)-2,6,6-三甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯(19.53%)、2-甲基-1-丁醇(8.04%)。6個(gè)時(shí)間點(diǎn)都檢測(cè)出的化合物包括：己醛、γ-萜品烯、茶螺烷、雙環(huán)[3.1.0]己-2-烯，2-甲基-5-(1-甲基乙基)-、(1R,3As,8aS)-1,4,4,6-四甲基-1,2,3,3a,4,5,7,8-八氫環(huán)戊[c]戊烯。

表1 金釵石斛花不同時(shí)間點(diǎn)主要香氣成分Table 1 Volatile components with relative content in D.nobile Lindl. at different time points

綜合來(lái)看，各時(shí)間點(diǎn)釋放的香氣成分中種類(lèi)最多的是化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的烯類(lèi)，主要包括α-蒎烯、D-檸檬烯、綠葉烯、2,6,6-三甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯等；含量最高的是醛類(lèi)，主要是己醛。 因此，己醛是金釵石斛花香氣成分中的主要揮發(fā)性物質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

本研究表明，金釵石斛花香氣釋放量日變化呈先升高后降低再升高趨勢(shì)。這與已報(bào)道的其他花香氣的釋放規(guī)律不同，如報(bào)春石斛花香氣釋放量呈先下降后升高趨勢(shì)，6:00時(shí)釋放量最高，后逐漸降低，18:00時(shí)最低，21:00則又升高[5]；鼓槌石斛花香氣總釋放量日變化呈先上升后下降的趨勢(shì)，14:00時(shí)達(dá)到最大值[11]；山桃花香氣的總體釋放趨勢(shì)與金釵石斛相似，均是先升高后降低再升高，但山桃花香氣在15:00時(shí)達(dá)到最高，而金釵石斛花香氣在15:00時(shí)最低[12]。植物香氣釋放規(guī)律多與其自身晝夜節(jié)律及環(huán)境因素有關(guān)，金釵石斛花香氣釋放在9:00左右達(dá)到最高，可能是由于該時(shí)間溫度和光照最佳，隨著溫度持續(xù)升高及光照持續(xù)加強(qiáng)，其氣孔逐漸關(guān)閉，香氣釋放隨之減少，直到15:00達(dá)到最低水平，15:00之后氣溫和光照逐漸減弱，又達(dá)到適合香氣釋放的環(huán)境條件，釋放量開(kāi)始增加。因此，金釵石斛花香氣釋放在9:00～15:00急劇減少可能與光照強(qiáng)度和溫度有關(guān)，而15:00后開(kāi)始升高，則可能是因?yàn)闅饪字饾u打開(kāi)后釋放量增加。

目前，有關(guān)金釵石斛花香氣成分的檢測(cè)結(jié)果存在明顯差異。鄭家歡等[13]采用水蒸氣蒸餾法提取金釵石斛花揮發(fā)油成分，鑒定其主要揮發(fā)性成分為反式-2-庚烯醛(12.89%)、α-雪松醇(8.71%)、芳樟醇(7.60%)等，而這幾種成分本研究均未檢測(cè)出；宋小蒙等[14]利用頂空固相微萃取法檢測(cè)表明，金釵石斛花的主要揮發(fā)性成分為檸檬烯(25.87%)；水蒸氣蒸餾法提取的主要揮發(fā)性成分為亞油酸(36.92%)，而本研究6:00時(shí)未檢測(cè)出檸檬烯，9:00時(shí)檸檬烯含量最高(為4.59%)。說(shuō)明植物香氣成分的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在檢測(cè)過(guò)程中易受到檢測(cè)方法、提取方法、采樣時(shí)間等因素的影響。且不同傳粉昆蟲(chóng)對(duì)花香具有不同的偏好[15]，這也可能是不同地區(qū)金釵石斛花香氣成分不同的原因。

金釵石斛花香氣中的多種成分用途廣泛。百分含量最高的己醛是許多植物的主要揮發(fā)性物質(zhì)，可抑制植物病菌、保持果蔬貯藏品質(zhì)[16]，也可用于食用香料以及橡膠、樹(shù)脂、殺蟲(chóng)劑的有機(jī)合成，是美國(guó)食品和藥物管理局[17]及我國(guó)《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[18]批準(zhǔn)使用的食品添加劑。α-蒎烯具有殺蟲(chóng)、抑菌、抗炎等功效，且對(duì)體外培養(yǎng)的HepG2、C6與SGC-7901腫瘤細(xì)胞均有較強(qiáng)的抑制作用[19]。D-檸檬烯可通過(guò)PPARQt、LxRD信號(hào)通路調(diào)節(jié)由高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的糖脂代謝紊亂[20]，還具有免疫調(diào)節(jié)作用，可以緩解高脂飲食引起的脂肪肝[21-22]。此外，D-檸檬烯是具有天然殺蟲(chóng)活性的單萜化合物，在本研究中除6:00外所有時(shí)間點(diǎn)均檢測(cè)出，因此其釋放規(guī)律或與昆蟲(chóng)的活動(dòng)有關(guān)[23]。α-萜品烯可在土荊芥中通過(guò)誘導(dǎo)氧化起化感作用[24]，γ-萜品烯在體內(nèi)外均表現(xiàn)出一定的抗氧化作用[25]。綜合來(lái)看，金釵石斛花具有廣闊的利用前景，探討金釵石斛花香氣釋放規(guī)律可為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供參考。