干制對(duì)玫瑰花芳香品質(zhì)的影響研究

郝瑞杰，程福慧，楊姝婷

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，山西 太谷 030801)

玫瑰(Rosarugosa)是著名觀賞花木，因花色艷麗、花型秀美、花香馥郁而廣受喜愛(ài)[1]。我國(guó)玫瑰品種資源豐富，其中‘豐花’玫瑰抗性強(qiáng)、香氣品質(zhì)好，在我國(guó)北方栽培廣泛；‘苦水’玫瑰來(lái)源于自然雜交，適應(yīng)性強(qiáng)，是甘肅省永登縣主栽的品種[2]。玫瑰花富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有抗氧化活性、免疫調(diào)節(jié)、行氣解郁等功能[3]，是應(yīng)用廣泛的藥食同源材料[4]。

隨著玫瑰花市場(chǎng)需求不斷增加，我國(guó)玫瑰種植面積不斷增大，但是玫瑰鮮花不易保存，為滿足更大時(shí)空范圍的需求，將玫瑰花干制是普遍采用的方法[5]。目前鮮花可采用冷凍[6]、熱風(fēng)[7]和微波[8]等多種方法脫水干燥，但各干燥過(guò)程都會(huì)造成鮮花的部分營(yíng)養(yǎng)成分損失[9]，如李鳳英等[10]發(fā)現(xiàn)干制影響了鮮花中多酚、黃酮等物質(zhì)的含量，也有研究表明干制對(duì)芳香成分有顯著影響[11]。

芳香成分是評(píng)價(jià)芳香原料的關(guān)鍵指標(biāo)[12]，玫瑰花中所含芳香成分是其作為中藥材和保健品的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，干制玫瑰花中芳香成分含量的高低，直接影響著玫瑰花的品質(zhì)。對(duì)玫瑰鮮花和玫瑰精油芳香成分已有大量研究，已明確其芳香成分主要有香茅醇、香葉醇、乙酸香茅酯和橙花醇等[13]，但關(guān)于干制對(duì)玫瑰香氣品質(zhì)影響的研究仍然鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)以不同時(shí)期‘豐花’玫瑰與‘苦水’玫瑰的花朵為材料，通過(guò)烘箱干燥獲取干花，利用GC-MS協(xié)助分析玫瑰花朵干制后芳香成分的保留與變化情況，以期為玫瑰干制技術(shù)體系的完善提供試驗(yàn)依據(jù)，并為玫瑰干制產(chǎn)品的合理利用及玫瑰產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所采用的植物材料為‘豐花’玫瑰與‘苦水’玫瑰，均栽植于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn)站，植株露地栽培、長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)病蟲(chóng)害。

試驗(yàn)工具及試劑包括剪刀、鑷子、塑封袋、一次性手套、低溫儲(chǔ)藏箱、2 mL進(jìn)樣瓶、移液槍、離心管、乙酸乙酯和苯甲酸乙酯標(biāo)樣。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 花朵烘干 隨機(jī)選取生長(zhǎng)健壯的玫瑰植株采樣，摘取小花蕾期、大花蕾期、半開(kāi)期和盛花期4個(gè)時(shí)期的玫瑰花朵。將采集的各個(gè)時(shí)期新鮮玫瑰花朵分別置于烘箱中，50 ℃烘制，定時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行稱重檢測(cè)，烘干至質(zhì)量恒重后備用。

1.2.2 揮發(fā)成分提取 稱取0.400 g不同時(shí)期的玫瑰干花研磨至粉末，分別加入2 mL乙酸乙酯并在25 ℃下150 r/min振蕩萃取12 h。將樣品在4 ℃下12 000 r/min離心10 min后用針管提取上清液，并通過(guò)0.45 μm微孔過(guò)濾轉(zhuǎn)移至新離心管中。各取1 000 μL樣品溶液于進(jìn)樣瓶中，分別加入不同稀釋倍數(shù)的苯甲酸乙酯標(biāo)品溶液20 μL以備分析。每個(gè)處理設(shè)置6次重復(fù)。

1.2.3 GC-MS分析 樣品采用Thermo公司生產(chǎn)的Trace ISQ型號(hào)GC-MS儀器進(jìn)行分析。色譜柱為DB-5MS，載氣為He；進(jìn)樣體積1 μL，不分流。升溫程序：40 ℃保持2 min，隨后以4 ℃/min升溫至180 ℃并保持3 min；最后以20 ℃/min升溫至240 ℃。EI源能量70 eV，掃描范圍29～500 amu。

1.3 數(shù)據(jù)處理

揮發(fā)成分鑒定由NIST譜庫(kù)檢索結(jié)合人工解析圖譜進(jìn)行，相對(duì)含量分析采用峰面積歸一法處理，揮發(fā)成分定量采用內(nèi)標(biāo)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 干制過(guò)程花朵質(zhì)量變化

圖1表示盛花期和半開(kāi)期‘豐花’玫瑰與‘苦水’在干制過(guò)程中的質(zhì)量變化情況。從圖1可知，在0.5～5.5 h‘豐花’玫瑰半開(kāi)期和盛花期花朵都表現(xiàn)為質(zhì)量快速減少，之后隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)干花質(zhì)量趨于穩(wěn)定。比較盛花期花朵與半開(kāi)期花朵質(zhì)量，在0 h時(shí)，盛花期花朵明顯大于半開(kāi)期，而在5.5 h后盛花期花朵與半開(kāi)期花朵質(zhì)量幾乎一致，這說(shuō)明相對(duì)于半開(kāi)期花朵，盛花期花朵含水量更大。對(duì)于‘苦水’玫瑰，干燥過(guò)程花朵質(zhì)量變化基本與‘豐花’玫瑰一致，但‘苦水’玫瑰在干制0～1.5 h花朵失水更快。

由圖2可知，大蕾期和小蕾期玫瑰花朵在干燥過(guò)程中質(zhì)量的變化情況。隨著干燥的進(jìn)行，‘豐花’玫瑰大蕾與小蕾的質(zhì)量逐漸減少，在0～5 h內(nèi)大蕾、小蕾質(zhì)量均快速減少，5～24 h內(nèi)花蕾質(zhì)量變化減緩，24 h后質(zhì)量趨于穩(wěn)定?！S花’玫瑰在0 h時(shí)大蕾質(zhì)量明顯大于小蕾，干制完成后二者質(zhì)量幾乎相同，這說(shuō)明2個(gè)時(shí)期花蕾干物質(zhì)積累量比較一致。蕾期‘苦水’玫瑰干燥過(guò)程質(zhì)量變化趨勢(shì)與‘豐花’玫瑰一致，但‘苦水’玫瑰12 h后質(zhì)量已經(jīng)趨于穩(wěn)定，且干制后大、小蕾質(zhì)量相差較大。

2.2 不同時(shí)期玫瑰花朵干制后揮發(fā)成分變化

由表1可知，‘豐花’玫瑰與‘苦水’玫瑰不同時(shí)期花朵干制后共檢測(cè)出21種揮發(fā)成分，苯乙醇是‘豐花’玫瑰相對(duì)含量最高的成分，在大蕾期達(dá)到了50.75%，而‘苦水’玫瑰中含量最高的是在小蕾期檢測(cè)到的苯甲醇。(2Z,6E)-法尼醇、肉豆蔻醛等5種化合物屬于獨(dú)特成分，在各處理中只能零星少量檢測(cè)到，其中(2Z,6E)-法尼醇相對(duì)含量最高也僅有8.39%。品種間比較，‘豐花’各時(shí)期共檢測(cè)到17種成分，而‘苦水’在各時(shí)期共檢測(cè)到15種成分，2品種揮發(fā)物組成差異明顯，共有的化合物僅有12種。比較2個(gè)品種不同時(shí)期揮發(fā)成分也展示了明顯的規(guī)律，‘豐花’玫瑰不同時(shí)期分別檢測(cè)出8、12、9、3種揮發(fā)成分，而‘苦水’玫瑰分別檢測(cè)出6、8、11、9種揮發(fā)成分?！S花’玫瑰盛花期揮發(fā)成分極少，僅有3種，而大蕾期與半開(kāi)期之間共有成分多達(dá)7種。研究發(fā)現(xiàn)不同時(shí)期揮發(fā)成分‘苦水’玫瑰存在與‘豐花’玫瑰類似的規(guī)律，即從小蕾期至盛花期揮發(fā)成分逐步變化，且各相鄰階段之間共有成分較多。

表1 不同時(shí)期玫瑰花朵干制后揮發(fā)成分變化

2.3 不同時(shí)期玫瑰花朵干制后揮發(fā)物類型變化

各類揮發(fā)成分在不同時(shí)期干制玫瑰中展現(xiàn)出多種變化趨勢(shì)?！嗨倒逯絮ヮ愇镔|(zhì)在各時(shí)期的相對(duì)含量比較穩(wěn)定，其中半開(kāi)期酯類物質(zhì)含量最高達(dá)26.94%，‘豐花’玫瑰酯類物質(zhì)含量最高時(shí)期也在半開(kāi)期，而在盛花期急劇減少(圖3A)。醇類物質(zhì)的相對(duì)含量在‘豐花’大花蕾期最高達(dá)64.40%，其化合物也有3種，對(duì)于‘苦水’玫瑰，醇類物質(zhì)在各個(gè)時(shí)期相對(duì)含量變化規(guī)律與‘豐花’一致，但‘苦水’玫瑰在盛花期仍然能檢測(cè)到醇類物質(zhì)(圖3B)。2品種在小蕾期均能檢測(cè)到較高含量的酚類物質(zhì)，不同的是半開(kāi)期‘苦水’玫瑰酚類物質(zhì)相對(duì)含量?jī)H有5.69%，可檢測(cè)到的酚類物質(zhì)數(shù)目也只有1種(圖3C)。玫瑰醇類、酯類、酚類物質(zhì)中多包含特征性的芳香成分(表1)，各個(gè)時(shí)期比較發(fā)現(xiàn)蕾期醇類、酚類物質(zhì)較為豐富，半開(kāi)期酯類物質(zhì)含量較多，而在盛花期，各類物質(zhì)都顯著減少(圖3)。

2.4 不同時(shí)期玫瑰花朵干制后主要芳香成分的含量變化

為進(jìn)一步探索玫瑰干制后揮發(fā)成分的變化情況，研究進(jìn)一步對(duì)關(guān)鍵化合物進(jìn)行了定量分析。由圖4可知，‘豐花’玫瑰、‘苦水’玫瑰各時(shí)期花朵干制后關(guān)鍵揮發(fā)成分表現(xiàn)出了不同的保留規(guī)律?！S花’玫瑰大蕾期可檢測(cè)到大量揮發(fā)成分(圖4A)，其中苯乙醇含量最高，達(dá)到了712.07 μg·g-1，D-香茅醇的含量也達(dá)到了139.90 μg·g-1，半開(kāi)期‘豐花’玫瑰的關(guān)鍵揮發(fā)成分含量急劇降低，苯乙醇的含量?jī)H有29.36 μg·g-1。與‘豐花’玫瑰玫瑰相比，‘苦水’玫瑰大蕾期揮發(fā)成分保留較少(圖4B)，其中D-香茅醇僅有56.08 μg·g-1，但在半開(kāi)期與盛花期‘苦水’玫瑰仍可檢測(cè)到D-香茅醇、乙酸香茅酯等，盛花期乙酸香茅酯含量可達(dá)11.31 μg·g-1。

3 結(jié)論與討論

干制是通過(guò)減少農(nóng)產(chǎn)品含水量以利于貯藏的加工方式[14]，干制過(guò)程不可避免會(huì)造成原材料營(yíng)養(yǎng)成分、功能成分的破壞，為提高干制產(chǎn)品的品質(zhì)，系統(tǒng)地優(yōu)化干制工藝必不可少。已有研究表明過(guò)高的干燥溫度、過(guò)長(zhǎng)的干燥時(shí)間都會(huì)直接影響干制品質(zhì)[15]，石維善等[16]研究菠蘿蜜干制過(guò)程發(fā)現(xiàn)，干燥溫度與物料體積對(duì)干燥速率有顯著性影響，田宴巾等[17]優(yōu)化胡蘿卜干制指標(biāo)時(shí)也發(fā)現(xiàn)不同切片厚度顯著影響了干制后胡蘿卜片的形狀。‘豐花’玫瑰鮮花體積與重量都大于‘苦水’玫瑰，本研究也證實(shí)‘苦水’玫瑰表現(xiàn)出了干燥速度更快的特點(diǎn)。與花期比較，2種玫瑰品種蕾期烘干至質(zhì)量恒定需要時(shí)間更長(zhǎng)，這說(shuō)明開(kāi)放狀態(tài)的花朵更容易散失水分，其花瓣也由于失水過(guò)快而造成扭曲[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，干制后大蕾與初開(kāi)期、盛花期花朵干花質(zhì)量相近，而與小蕾期干花質(zhì)量差異較大，這說(shuō)明花朵各時(shí)期花朵干物質(zhì)積累與含水量有各自特征，生產(chǎn)上適時(shí)采收才能有效保障產(chǎn)量。

植物芳香成分多為易揮發(fā)的小分子化合物[19]，植物開(kāi)花時(shí)，在常溫下也能向空氣中大量揮發(fā)[20]。本研究前期發(fā)現(xiàn)，‘豐花’玫瑰盛花期可檢測(cè)到59種揮發(fā)成分[21]，并通過(guò)乙酸乙酯萃取定量分析了22種主要揮發(fā)成分的含量[22]。本研究花朵干制后，‘豐花’玫瑰半開(kāi)期僅檢測(cè)到9種成分，分子量較小的醇類、酯類揮發(fā)物基本損失殆盡。生產(chǎn)中干制玫瑰通過(guò)冷凝回收技術(shù)可以獲得“玫瑰花細(xì)胞液”等增值產(chǎn)品[23]，且這些產(chǎn)品多表現(xiàn)清香的嗅覺(jué)特征，與本研究結(jié)果一致，2個(gè)品種玫瑰干制后損失的也多是具有清香特征的小分子揮發(fā)物。‘豐花’玫瑰盛花期花朵主要特征香氣成分為分子量相對(duì)大的苯乙醇、香茅醇等[22]，本研究‘豐花’玫瑰與‘苦水’玫瑰部分時(shí)期花朵干制后還可檢測(cè)到一定量苯乙醇、苯甲醇和香茅醇等成分存在，這與干制玫瑰仍然具有玫瑰風(fēng)味的事實(shí)是一致的。

干制過(guò)程不僅會(huì)引起揮發(fā)成分散失，也會(huì)由于高分子化合物分解而產(chǎn)生新的揮發(fā)物[24]。閆忠心等[25]利用多種方法干制紅棗，判定干制后紅棗香氣品質(zhì)顯著提升，但也有研究發(fā)現(xiàn)干制棗果時(shí)不適合的加工方式也會(huì)產(chǎn)生糊味物質(zhì)而影響品質(zhì)[26]。本研究玫瑰2品種干制后可檢測(cè)到少量鮮花中未出現(xiàn)的醛、酮類物質(zhì)，這可能進(jìn)一步關(guān)系到了玫瑰干制產(chǎn)品的品質(zhì)。李佳等[27]干制哈密瓜片時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著干制溫度升高香氣成分增多，本研究材料以不同開(kāi)花時(shí)期花朵為主，缺乏果實(shí)材料中的豐富貯藏物質(zhì)，試驗(yàn)中僅采用50 ℃溫度烘制，但不同時(shí)期花朵已經(jīng)表現(xiàn)出明顯區(qū)別，大蕾雖然保留了較多的芳香成分，但盛花期花朵芳香物質(zhì)十分缺乏，因此玫瑰干制時(shí)選擇合適材料，并盡可能保留原有芳香物質(zhì)應(yīng)是技術(shù)優(yōu)化的核心問(wèn)題。

玫瑰花是著名的藥用、茶用材料，干制是其廣泛采用的加工方式。鮮花干制后小分子揮發(fā)成分損失巨大，但由于鮮花揮發(fā)成分的固有差異，干制后‘豐花’玫瑰、‘苦水’玫瑰仍各自保留部分苯甲醇、苯乙醇等特征芳香成分。因?yàn)殚_(kāi)放狀態(tài)、發(fā)育階段等差異，不同時(shí)期的花朵材料干制過(guò)程失水規(guī)律不同，且干制后芳香特征區(qū)別明顯。本研究的實(shí)施進(jìn)一步明確了花朵干制過(guò)程中水分、芳香物質(zhì)的變化規(guī)律，為優(yōu)化玫瑰干制技術(shù)體系，提供差異化產(chǎn)品，促進(jìn)玫瑰產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供了試驗(yàn)支持。