貴州春蘭花朵與花苞的揮發性成分及含量

晉宇軒， 杜致輝， 楊 瀾， 許紅娟， 陳之林

(貴州省農業科學院 園藝研究所，貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】春蘭(Cymbidiumgoeringii)是蘭科(Orchidaceae)蘭屬(Cymbidium)多年生地生類草本植物，又稱朵朵香、撲地蘭和蘭草等[1]，原產于中國，廣泛分布于我國亞熱帶地區的18個省(市)[2]，主要生長于濕潤或多石山坡、林緣、灌叢草坡和林中空地等。其是我國蘭屬植物中分布最廣、資源最豐富、選育品種最多的種類之一[3]，栽培與觀賞歷史悠久。春蘭的花期多在1-3月，開花時其香味清新，具有解郁提神作用，因此其觀賞價值和經濟價值較高[4]。貴州省地貌復雜，氣候多樣，為蘭科植物的生長繁衍提供了有利條件，孕育了豐富的野生資源，是我國蘭科植物的分布中心之一，尤其是貴州春蘭以品質好、色彩艷、花香幽和變異多而著稱[5]。花香是觀賞植物最重要的觀賞性狀之一，來源于植物體內具有揮發性的化合物，不僅參與植物體內各種次生代謝，還有利于抵御外來生物入侵及各種生物和非生物脅迫[6]。探明貴州春蘭揮發性物質的主要花香成分，對貴州春蘭起源的鑒定及其花香特征的進一步研究和應用具有重要意義。【前人研究進展】國內外已有關于春蘭花朵揮發性成分的研究報道，OMATA等[7]報道，在春蘭栽培品種 Songmei中檢測出揮發性成分52種，主要成分為橙花叔醇(63.9%)、茉莉酸甲酯(4.3%)和戊烷(2.5%)等。魏丹等[8]研究表明，浙江春蘭鮮花活體的香氣成分主要為萜烯類和烷烴類，主要花香物質為α-芹子烯、十二烷和5-丁基-56(5H)-亞胺基-2,4(1H,3H)-嘧啶二酮。彭紅明[9]研究發現，河南產春蘭花朵在50℃溫度下萃取得到的揮發性成分主要為萜烯類和烷烴類，含量較高的為(Z,E)-α-金合歡烯、棕櫚酸、甲氧基苯基肟、杜松烯和雪松烯等。陳君梅等[10]研究發現，秦嶺南麓地區春蘭的主要揮發性成分為3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯、(E)-2-辛烯醛和2-壬烯醛，主要香味成分為順式-à-香柑油烯、(E)-香葉基丙酮、金合歡醇和橙花叔醇，其香味成分含量較低，表現為無香或淡香。周雅蓮[11]報道，江西產春蘭的揮發性成分以醇類化合物為主，苯甲醇和橙花叔醇相對含量較高。方永杰等[12]對貴州春蘭花香氣成分進行鑒定，共鑒定出14種香氣成分，主要為烷烴類、醇類、醛類、酮酯類和烯類，橙花叔醇、β-金合歡烯、1,9-癸二炔、(E,E)-α-金合歡烯為主要成分。【研究切入點】目前，鮮見關于貴州春蘭花朵花苞的揮發性成分的研究報道。為此，以貴州春蘭盛花期的花朵花苞為研究對象，采用頂空固相微萃取法(Solid-Phase Microextraction,SPME)結合GC-MS方法，分析其揮發性成分的組成及含量差異。【擬解決的關鍵問題】探明貴州不同產地春蘭花朵花苞的特征香氣成分，為春蘭花香的進一步研究與應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 春蘭 貴州春蘭是從貴州收集的原生種，由貴州省農業科學院園藝研究所花卉科研室收集保育，具有典型的蘭花幽香氣味。取材于春季盛花期，選取狀態良好的健壯無病蟲害植株的花朵與花苞。

1.1.2 儀器 6890N-5975B氣相色譜-質譜聯用儀，Agilent公司生產；固相微萃取針(100 μL PDMS 萃取纖維頭)，美國SUPELCO公司生產。

1.2 方法

采用頂空固相微萃法(SPME)以及氣相-質譜(GC-MS)聯用技術檢測貴州春蘭盛花期花朵與花苞的揮發性成分。稱取適量樣品置于頂空瓶中密封，置于80℃水浴中平衡30 min，用固相微萃取針萃取30 min，待萃取結束后，萃取針在進樣口解吸5 min；色譜柱為HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，分流比為不分流，載氣流速1.0 mL/min，進樣口溫度250℃；升溫程序：起始溫度45℃，保持4 min，以6℃/min的速率升至130℃，保持6 min，再以10℃/min的速率升至230℃，保持8 min；質譜條件：EI能量源，離子源溫度為230℃，四級桿溫度為180℃，掃描方式為Full Scan；采集到的質譜圖利用NIST譜庫進行檢索，鑒定樣品中的揮發性成分，并利用面積歸一化法分析各成分的相對含量。

1.3 數據處理

采用Excel 2010對數據進行處理與分析。

2 結果與分析

2.1 花苞的主要香氣成分及含量

從表1可知，貴州春蘭的花苞共檢測到揮發性成分43種，含量為0.28%～24.11%，其中，3-Ethyl-2-methyl-1,3-hexadiene、丙位壬內酯/椰子醛、N-Benzyl-N-ethyl-p-isopropylbenzamide、反-2-十二烯醛和反,反-2,4-癸二烯醛的相對含量較高，分別為24.11%、14.13%、12.14%、7.29%和5.69%；6-十四烷酮的含量最低，為0.28%。43種揮發性成分可分為烴類(5種)、酯類(7種)、其他(5種)、醛類(8種)、酮類(6種)、萜烯類(3種)、醇類(5種)、酸類(2種)和酚類(2種)共計9類，各類成分的含量為1.85%～27.63%，其中，烴類含量最高，為27.63%；酯類其次，為20.48%；酚類最低，為1.85%。含量較高的香氣成分有丙位壬內酯/椰子醛、反,反-2,4-癸二烯醛和苯甲醇，帶有不同的果香。花香的主要成分是萜烯類物質，包括反-2,4-癸二烯醛、(E)-2-庚烯醛和2-十一烯醛3種，其含量較低，分別為5.69%、0.95%和0.73%。

表1 貴州春蘭花苞的主要香氣成分及相對含量

2.2 花朵的主要香氣成分及含量

從表2可知，貴州春蘭的花朵共檢測到揮發性成分47種，含量為0.48%～13.68%，其中，橙花叔醇、(2-甲基-2-丙烯-1-基)琥珀酸酐和愈創奧的相對含量較高，分別為13.68%、10.68%和8.64%；反,反-2,4-壬二烯醛和庚酸的含量最低，為0.48%。47種揮發性成分可分為萜烯類(14種)、酯類(7種)、烴類(5種)、其他(7種)、醇類(5種)、醛類(4種)、酸類(2種)、酮類(2種)和酚類(1種)共計9類，各類成分的含量為0.58%～35.04%，其中，萜烯類的含量最高，為35.04%；酯類其次，為19.33%；酚類最低，為0.58%。花香的主要成分是萜烯類物質，其中橙花叔醇、7,7-Dimethyl-2-methylene-Bicyclo[2.2.1]heptane、反-2-辛烯醛、里哪醇和香葉基丙酮含量相對較高，分別為13.68%、5.86%、3.08%、1.93%和1.87%。

表2 貴州春蘭花朵的主要香氣成分及相對含量

2.3 花苞與花朵揮發性成分的差異

經對比分析發現，貴州春蘭花苞與花朵共有的揮發性成分有5類10種。其中，酯類3種，分別為丙位壬內酯/椰子醛、二氫獼猴桃內酯和丁位癸內酯；醛類3種，分別為正己醛、反,反-2,4-壬二烯醛和2,4-癸二烯醛；烴類2種，分別為3-Ethyl-2-methyl-1,3-hexadiene和愈創奧；酚類1種，即3,5-二羥基戊苯；酸類1種，即棕櫚酸。在花朵中愈創奧含量明顯升高，而3-Ethyl-2-methyl-1,3-hexadiene和丙位壬內酯/椰子醛明顯降低。在花朵與花苞揮發性成分的種類變化中，萜烯類物質的變化最大，醛類和酮類其次，酯類、烴類、酸類和醇類的變化最小；在揮發性成分相對含量的變化中，萜烯類物質的變化最大，烴類、酯類和酮類其次，酸類物質最小。萜烯類物質中橙花叔醇的相對含量最高，具有玫瑰及蘋果香氣，推測其為春蘭的主要花香成分。

3 討論

研究結果表明，貴州春蘭的花苞中共檢測到揮發性成分43種，含量為0.28%～24.11%，其中，3-Ethyl-2-methyl-1,3-hexadiene的含量最高，為24.11%；6-十四烷酮的含量最低，為0.28%；43種揮發性成分可分為烴類、酯類和醛類等9類，各類成分的含量為1.85%～27.63%，其中，烴類含量最高，為27.63%；酚類最低，為1.85%。花朵中共檢測到揮發性成分47種，含量為0.48%～13.68%，其中，橙花叔醇的含量最高，為13.68%；反,反-2,4-壬二烯醛的含量最低，為0.48%；47種揮發性成分可分為萜烯類、酯類和烴類等9類，各類成分的含量為0.58%～35.04%，其中，萜烯類的含量較高，為35.04%；酚類最低，為0.58%。花朵與花苞的揮發性成分差異明顯，有10種共有成分，其中含量相差較大的有愈創奧、3-Ethyl-2-methylhexa-1,3-diene和丙位壬內酯/椰子醛3種；萜烯類物質在花朵中的種類和含量均明顯高于花苞，為貴州春蘭揮發性成分和花香成分的主要物質，橙花叔醇為主要花香成分。

花香由許多低分子量揮發性成分組成，按組成成分可分為烷烴類、烯類、醇類、酮類、醛類、醚類、酯類及芳香族化合物等，按生物合成途徑又可分為萜烯類、苯丙酸類/苯環型化合物和脂肪族化合物等3大類[13-14]。其中萜烯類化合物是花香成分的第一大類物質，雜交蘭、野茉莉和蠟梅[15-17]等多種植物花朵揮發性成分與貴州春蘭的揮發性成分類別相同。貴州春蘭的主要花香揮發性成分是橙花叔醇，與春蘭栽培品種Songmei和江西產春蘭的主要揮發性成分相近，而與河南、浙江和秦嶺等地的野生春蘭花揮發性成分顯著不同，可為其起源和親緣關系判定提供參考。

倍半萜化合物有多種植物生理學和生態學功能，可參與植物間的信號傳遞，還可在植物逆境誘導中啟動防御功能和抗逆性。倍半萜中橙花叔醇具有相似于玫瑰和蘋果的微弱花香，是名貴香料之一，也可用作食品添加劑和醫藥中間體[18]，是多種烏龍茶和秦嶺地區蕙蘭花朵，以及多個草莓品種果實[10,19-21]等的主要香味成分。橙花叔醇可抑制多種植物病原菌的生長及侵染，從而抵御病原菌的傷害[22]，還可激活茶樹早期防御信號以對茶小綠葉蟬蟲害發揮高效誘抗功能[23]；2020年安徽農業大學首次發現橙花叔醇還可調控茶樹的抗寒性[24-25]，可為花香成分的未來研究提供新的方向。

4 結論

貴州春蘭的花苞和花朵中分別檢測到揮發性成分43種和47種，均可分為9類；花朵與花苞具有共有揮發性成分10種，萜烯類物質在花朵中的種類和含量均明顯高于花苞，為貴州春蘭揮發性成分和花香成分的主要物質，橙花叔醇為主要花香成分。