靜態頂空進樣氣質聯用法測定玫瑰花香成分

員夢夢,李保印,周秀梅

(河南科技學院園藝園林學院,河南新鄉 453003)

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員夢夢,李保印,周秀梅

(河南科技學院園藝園林學院,河南新鄉 453003)

采用靜態頂空和氣相色譜-質譜聯用技術,對比分析“苦水玫瑰”、“豐花玫瑰”和“紫枝玫瑰”鮮花香氣成分。結果表明:3種玫瑰樣品鮮花中主要香氣成分在種類和相對含量上具有相似性,都以醇類為主,含量較多的香氣成分是苯乙醇、香茅醇;“豐花玫瑰”鮮花的香氣成分種類最多(69種),其次為“苦水玫瑰”(67種),“紫枝玫瑰”最少(44種);“豐花玫瑰”芳香成分總相對含量最高(98.8%),其次為“紫枝玫瑰”(97.7%),“苦水玫瑰”最少(97.4%);“豐花玫瑰”、“苦水玫瑰”的鮮花主要成分為醇類和酯類,香氣類型定為醇酯香型,而“紫枝玫瑰”的主要成分是醇類與烴類,香氣類型定為醇烴香型。本研究為玫瑰鮮花香型分類及精油成分的進一步開發利用奠定基礎。

頂空進樣-氣質聯用,玫瑰,芳香成分,醇類

玫瑰(Rosarugosa)是薔薇科(Rosaceae)薔薇屬落葉灌木,是最古老并占有相當地位的天然香料植物之一,由其鮮花提煉的精油是世界名貴精油之一,有“液體黃金”之美譽[1]。“苦水玫瑰”(R.Setate×R.Rugosa)是中國玫瑰和鈍齒薔薇的雜交種,在甘肅永登苦水地區有大面積的種植[2]。“紫枝玫瑰”(Rosarugosa‘Zi Zhi’)是由平陰“錦衣玉蕊”玫瑰和山刺玫的雜交后代選育而來[3]。“紫枝玫瑰”又稱“四季玫瑰”,長花期多次開花使其具有較高的觀賞價值,花大、重瓣、紫紅色,具有濃郁、純正的平陰玫瑰香氣[4]。由山東省平陰縣玫瑰研究所培育的“豐花玫瑰”(Rosarugosa‘Feng Hua’)是以單瓣紅玫瑰為母本,重瓣紅玫瑰為父本雜交培育而成的玫瑰新品種,具有花大、重瓣率高、豐產、抗病、香氣好、出油率高等優良性狀[4]。

目前玫瑰及其他芳香植物的自然香氣收集分析主要以頂空分析、固相微萃取等與氣相色譜-質譜聯用法結合為主[5-6]。目前玫瑰精油提取的主要原料是干花,文獻報道的精油成分有所不同[7-8]。“苦水玫瑰”和“紫枝玫瑰”鮮花的香氣成分已有人研究[9-10],對新品種“豐花玫瑰”的研究主要集中在出油率及引種栽培等的研究上[11],而“豐花玫瑰”鮮花香氣成分以及與“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”的香氣成分對比尚沒有人研究。為了研究玫瑰鮮花的香氣成分以及香型分類,本文采用頂空進樣-氣質聯用法測定“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”和“豐花玫瑰”的香氣成分,旨在為玫瑰花的香型分類以及玫瑰的進一步開發利用研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

玫瑰 于2015年5月11日采集河南蘭玫生物科技有限公司的“四季玫瑰”、“苦水玫瑰”、“豐花玫瑰”三個玫瑰樣品的盛花期鮮花瓣作為實驗材料。采集完后即裝入頂空瓶中,封口,準備進行下一步香氣成分分析。

Trace DSQ氣相色譜-質譜聯用儀 美國Thermo Fisher公司;TR-35MS苯基聚硅氧烷毛細管色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)美國Thermo Fisher公司;TriPlus HS頂空自動進樣器 美國Thermo Fisher公司;20 mL廣口平底頂空進樣瓶,22.5×75.5 mm鋁蓋 北京迪馬科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 靜態頂空方法 準確稱取約2 g玫瑰樣品放入頂空樣品瓶中,封口。利用自動頂空進樣器提取香氣成分進樣,對3個玫瑰樣品揮發性成分進行GC-MS分析。

1.2.2 氣相色譜和質譜條件 氣相色譜條件:利用Thermo公司的Trace DSQ氣相色譜質譜聯用儀分析氣樣。樣品加熱溫度40 ℃,預熱并平衡30 min,取樣針溫度60 ℃,傳輸線溫度60 ℃,捕集阱抽取揮發性成分1 μL。載氣為 He,流速1.2 mL·min-1。程序升溫,進樣口溫度200 ℃。程序為起始溫度45 ℃,保持3 min,然后以6 ℃·min-1升溫至 100 ℃,保持1 min,再以15 ℃·min-1升溫至160 ℃,保持1 min;再以6 ℃·min-1升溫至190 ℃,保持1 min;再以15 ℃·min-1升溫至250 ℃,保持3 min。

質譜條件:離子源為電子轟擊電離源(EI),離子化電壓70 eV,離子傳輸管溫度:250 ℃,離子源溫度:220 ℃,質譜掃描范圍為45～500 amu。

1.3 數據處理

芳香成分經氣相色譜分離,不同組分形成其各自的色譜峰。利用數據庫軟件GC/MS工作站軟件Thermo Xcalibur 2.2版本自帶NIST標準庫檢索各組分質譜,再結合文獻進行人工譜圖解析,確認香味物質的各個化學成分,運用峰面積歸一化法,求得各成分相對含量。

2 結果與分析

實驗得到的三個玫瑰樣品鮮花香氣成分及其相對含量見表1,三個樣品各類化合物的總相對含量見表2。由表1、表2可知,三種玫瑰樣品具體香氣成分種類和相對含量存在差異,“豐花玫瑰”共檢測出69種化合物,“苦水玫瑰”共檢測出67種化合物,“紫枝玫瑰”共檢測出44種化合物。這些化合物由醇類、萜烯類、酯類、醛類、酮類、酚類、酸類、烴類化合物組成。“豐花玫瑰”、“苦水玫瑰”及“紫枝玫瑰”鮮花中均以醇類為主要芳香成分,相對含量分別為62.56%、43.83%、77.35%。“豐花玫瑰”的主要香氣成分有香茅醇、苯乙醇、2-甲基-1-十六醇,相對含量分別為31.14%、15.31%和8.48%。“苦水玫瑰”的主要香氣成分有香茅醇、乙酸香茅酯、2-十八烷氧基乙醇,相對含量分別為20.79%、20.54%和8.76%。“紫枝玫瑰”的主要香氣成分有苯乙醇、香茅醇、柏木烯醇,相對含量分別為36.12%、23.23%與6.69%。

表1 三種玫瑰樣品花香成分及其相對含量

續表

續表

注:“/”表示未檢出。

表2 三個玫瑰樣品花香成分中各種化合物的相對含量

本文對“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”鮮花的主要香氣成分的研究與前人基本一致。薛敦淵[9]等采用高分子多孔小球Paropark Q為吸附劑,抽氣吸附法收集“苦水玫瑰”鮮花香氣成分,鑒定出63個化合物,主要成分為香茅醇和乙酸香茅酯,相對含量分別為30.8%和18.1%。本研究利用頂空進樣-氣質聯用法分析“苦水玫瑰”香氣成分,共鑒定出67中化合物,主要成分也為香茅醇(相對含量為20.79%)和乙酸香茅酯(相對含量為20.54%)。虞伊林等[5]采用熱解吸結合氣質聯用色譜的方法研究發現,在上海崇明地區生長的“紫枝玫瑰”的主要成分為苯乙醇和香茅醇。徐艷等[1]采用靜態頂空和氣相色譜-質譜聯用技術究發現,產自山東農業大學林學院玫瑰種質資源苗圃“紫枝玫瑰”的主要成分為苯乙醇和香茅醇,與本研究一致。相對含量及具體種類由于收集香氣方法不同、栽培地及栽培條件不同而存在一定的差異。

從表2可以看出,三個玫瑰樣品鮮花具體香氣成分種類和相對含量均存在差異。“豐花玫瑰”鮮花的香氣成分種類最多,其次為“苦水玫瑰”,“紫枝玫瑰”最少。說明“豐花玫瑰”鮮花的香氣組分最復雜,“苦水玫瑰”次之,“紫枝玫瑰”最簡單。“豐花玫瑰”、“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”的芳香成總相對含量分別為98.8%、97.4%、97.7%。“苦水玫瑰”的芳香成分總相對含量少于新品種“豐花玫瑰”和“紫枝玫瑰”,“豐花玫瑰”芳香成分總相對含量最高。

本研究發現“豐花玫瑰”鮮花的芳香成分總相對含量高于“紫枝玫瑰”,李錦馨[12]等研究發現,“豐花玫瑰”的出油率高于“紫枝玫瑰”,也驗證了本研究對“豐花玫瑰”以及“紫枝玫瑰”鮮花的芳香成分研究的準確性。

香氣成分種類和相對含量的差異影響著香氣特征,“豐花玫瑰”、“苦水玫瑰”的鮮花主要成分為醇類、酯類,而“紫枝玫瑰”是醇類、烴類。按照不同種類組分在香氣成分中占的比例來看,推測“豐花玫瑰”和“苦水玫瑰”可以分類為醇酯香型,“紫枝玫瑰”可以分類為醇烴香型。

3 結論

采用靜態頂空進樣—氣質聯用技術分析檢測3種玫瑰鮮花的香氣成分,三種玫瑰樣品具體香氣成分種類和相對含量存在差異。“豐花玫瑰”共檢測出69種化合物,“苦水玫瑰”共檢測出67種化合物,“紫枝玫瑰”共檢測出44種化合物。“豐花玫瑰”、“苦水玫瑰”及“紫枝玫瑰”鮮花中均以醇類為主要芳香成分,相對含量分別為62.56%、43.83%、77.35%。“豐花玫瑰”的主要香氣成分有香茅醇、苯乙醇、2-甲基-1-十六醇。“苦水玫瑰”的主要香氣成分有香茅醇、乙酸香茅酯、2-十八烷氧基乙醇。“紫枝玫瑰”的主要香氣成分有苯乙醇、香茅醇、柏木烯醇。豐花玫瑰和苦水玫瑰可以分類為醇酯香型,紫枝玫瑰可以分類為醇烴香型。本研究為玫瑰進一步開發利用提供了理論依據。

[1]徐艷,豐震,趙蘭勇,等.玫瑰葉片和鮮花芳香成分的測定[J].北方園藝,2012(9):26-31.

[2]周學森,蔣玉梅,畢陽,等.苦水玫瑰精油提取及其成分的GC/MS分析[J].食品工業科技,2009(11):226-229.

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[5]虞伊林,王秋云,姚雷.玫瑰自然香氣成分及含量變化分析[J].上海交通大學學報:農業科學版,2012,29(2):80-94.

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[7]李明,彭艷麗,韓莉,等.不同品種玫瑰花揮發油化學成分的GC-MS分析[J].中成藥,2008,30(5):726-730.

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Determination of aromatic components of flower inRosarugosaThunb. by the static headspace and gaschromatography-mass spectrometry technology

YUN Meng-meng,LI Bao-yin,ZHOU Xiu-mei*

(School of Horticulture and Landscape Architecture,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang,He’nan 453003,China)

The aromatic components of fresh flowers ofR.Setate×R.Rugosa,R.Rugosa‘Feng Hua’,R.Rugosa‘Zi Zhi’ were determined by the static headspace and gas chromatography-mass spectrometry technology. The results showed that:the kinds,which were mainly alcohols,and relative contents,in which phenethyl alcohol and Citronellol were the top two,of the main aromatic components in three rose samples were similar.R.Rugosa‘Feng Hua’ had the most of aromatic component species with 69 kinds,andR.Setate×R.Rugosawas the second with 67 kinds,andR.Rugosa‘Zi Zhi’ was the third with 44 kinds. The total relative content of aromatic components ofR.Rugosa‘Feng Hua’ was the highest with 98.8%,andR.Rugosa‘Zi Zhi’ was the second with 97.7%,andR.Setate×R.Rugosawas the third with 97.4%. The main aromatic components ofR.Setate×R.RugosaandR.Rugosa‘Feng Hua’ was the alcohols and esters,so their flavor type can be classified as alcohol ester andR.rugosa‘Zi Zhi’ was alcohols and hydrocarbons,so its flavor type can be classified as alcohol hydrocarbon scent. This study will lay the foundation.for flavor type classification and the further development and utilization of essential oil components ofR.Rugosa.

headspace sampling-gc;Rosarugosa;aromatic ingredients;alcohols

2016-03-23

員夢夢(1992-)，女，在讀碩士研究生，主要從事芳香植物資源與應用方面的研究，E-mail：ymm11206190@163.com。

*通訊作者:周秀梅(1966-)，女，博士，副教授，主要從事芳香植物資源與應用方面的研究，E-mail：zxm@hist.edu.cn。

2016年河南省科技特派員項目(207020215022)。

TS

A

1002-0306(2016)20-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.20.000