玫瑰芳香物質(zhì)儲(chǔ)藏部位與動(dòng)態(tài)釋放過(guò)程研究

侯 佳， 尹 娟， 王利平

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院園藝園林技術(shù)系，內(nèi)蒙古呼和浩特 014109)

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玫瑰芳香物質(zhì)儲(chǔ)藏部位與動(dòng)態(tài)釋放過(guò)程研究

侯 佳， 尹 娟， 王利平

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院園藝園林技術(shù)系，內(nèi)蒙古呼和浩特 014109)

[目的]了解玫瑰芳香物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化與釋放規(guī)律。[方法]根據(jù)玫瑰花苞的大小和花朵開(kāi)度將其劃分為5個(gè)時(shí)期，利用比色法對(duì)玫瑰的主要芳香成分萜類物質(zhì)進(jìn)行連續(xù)定量分析，觀察玫瑰的釋香結(jié)構(gòu)在開(kāi)放過(guò)程中的變化。[結(jié)果]玫瑰花瓣中油細(xì)胞是芳香物質(zhì)的主要儲(chǔ)藏場(chǎng)所；玫瑰提取物香氣成分與玫瑰花瓣的芳香物質(zhì)均隨花朵的開(kāi)放下降趨勢(shì)放緩，玫瑰提取物初開(kāi)放期、開(kāi)放期和衰敗期芳香物質(zhì)含量明顯高于玫瑰花瓣。[結(jié)論]通過(guò)比色法對(duì)玫瑰開(kāi)放期香氣成分含量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行定量分析是可行的，研究可為以玫瑰為依托開(kāi)發(fā)精油、花水、花茶產(chǎn)業(yè)鏈等提供理論依據(jù)和借鑒。

玫瑰；芳香物質(zhì)；精油；積累；釋放；含量

玫瑰(RoserugosaThumb.) 為薔薇科薔薇屬的多年生常綠或落葉灌木,品種繁多,有重瓣玫瑰、大馬士革玫瑰、百葉玫瑰、香水月季、墨紅、白玫瑰、木香花等[1]。玫瑰花精油又稱玫瑰油,是鮮花油之冠,具有優(yōu)雅、柔和、純正、豐滿、細(xì)膩、香甜的香氣[2]。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者利用GC-MS方法對(duì)甘肅苦水玫瑰油、北京妙峰山玫瑰油和新疆玫瑰油等品種[3- 9]主產(chǎn)玫瑰油進(jìn)行分析鑒定，歸納分析其中化合物種類如下：萜類化合物、醇和酯類化合物、醛類化合物、酮類化合物、醚類化合物、脂肪烴類化合物、羧酸類化合物、酚類化合物等。但是對(duì)于玫瑰芳香物質(zhì)的合成及儲(chǔ)存部位、開(kāi)花時(shí)釋放香氣的動(dòng)態(tài)過(guò)程則報(bào)道不多。因此，該文利用比色法對(duì)玫瑰的主要芳香成分萜類物質(zhì)進(jìn)行連續(xù)定量分析，掌握玫瑰的釋香結(jié)構(gòu)及其數(shù)量變化，了解玫瑰芳香物質(zhì)的動(dòng)態(tài)積累和釋放規(guī)律，旨在為以玫瑰為依托開(kāi)發(fā)精油、花水、花茶產(chǎn)業(yè)鏈等提供理論依據(jù)和借鑒。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)采用的四季玫瑰(Rosarugosacv．‘Purple branch’)鮮花材料采自內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院內(nèi)。2015年5月20、22日、6月5、10日，選擇晴朗天氣的6：00～8：00，分別采集5種開(kāi)放程度的鮮花作為試驗(yàn)材料。根據(jù)玫瑰花苞的大小和花朵的開(kāi)度將其劃分為5個(gè)時(shí)期(圖1)。小花蕾期：花苞較小，包在萼片內(nèi)，未開(kāi)放；大花蕾期：花苞略大，花瓣逐漸突出萼片；初開(kāi)花期：外圍2～3層花瓣已松散，萼片也松散；開(kāi)花期：花苞完全綻放，花瓣開(kāi)始開(kāi)放；衰敗期：花苞完全開(kāi)放，花瓣萎蔫、衰敗。儀器主要使用上分722型分光光度計(jì)、奧林巴斯體視鏡SZ51，試劑香蘭素、蘇丹Ⅳ等購(gòu)于Sigma公司。

注：由左至右依次為小花蕾期、大花蕾期、初開(kāi)花期、開(kāi)花期、衰敗期。Note: From left to right is small bud stage,big bud stage,early flowering stage,flowering stage and decline stage.圖1　玫瑰的5個(gè)開(kāi)放時(shí)期Fig.1　The five opening periods of rose

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1樣品處理。①去花托,只保留花瓣。每個(gè)時(shí)期取1 g花瓣，重復(fù)3次。加入5 mL蒸餾水，將待測(cè)樣品研碎，取樣品液于試管中。②稱量10 g玫瑰花瓣放入蒸餾提取器內(nèi)，加入1 000 mL去離子水,加熱至沸騰后保持微沸5 h ,停止加熱,冷卻后取出上層揮發(fā)油備用。

1.2.2比色法。樣品加入香蘭素乙醇溶液(0．02 g/mL)10 mL，用手快速振蕩混合均勻，分2次加入濃硫酸(98%)1 mL，靜置片刻，溶液變?yōu)榈t色。靜置2 min后，用1 cm比色杯測(cè)其光吸收值。對(duì)照(CK)不加硫酸，3次重復(fù)。在一定波長(zhǎng)下測(cè)定樣品溶液的吸光度值。

1.2.3油細(xì)胞觀察。摘取5個(gè)時(shí)期的第3～5層花瓣，置于體式顯微鏡下觀察，記錄每個(gè)視野內(nèi)玫瑰花瓣中內(nèi)含物飽滿的油細(xì)胞個(gè)數(shù)，每個(gè)時(shí)期重復(fù)觀察3次。

2　結(jié)果與分析

2.1玫瑰香氣成分動(dòng)態(tài)變化

2.1.1波長(zhǎng)的選擇。用大花蕾期花瓣樣品在不同波長(zhǎng)(400～700 nm)下測(cè)其吸光度，發(fā)現(xiàn)在500～550 nm吸光度值最高(圖2)。在波長(zhǎng)515～550 nm測(cè)其吸光度，在535 nm處有最大吸光度值(圖3)。因此選定波長(zhǎng)535 nm為定量，測(cè)定玫瑰不同開(kāi)放期香氣成分動(dòng)態(tài)變化的入射波長(zhǎng)。

圖2　400～700 nm波長(zhǎng)的吸光度測(cè)定結(jié)果Fig.2　The absorbance value detection result of 400-700 nm wavelength

圖3　515～550 nm波長(zhǎng)的吸光度測(cè)定結(jié)果Fig.3　The absorbance value detection result of 515-550 nm wavelength

2.1.2花瓣中香氣成分的動(dòng)態(tài)變化。測(cè)量玫瑰花瓣5個(gè)時(shí)期的吸光度，重復(fù)3次(圖4)。小花蕾期香氣成分含量最高，隨著花朵的開(kāi)放，花瓣中的香氣成分含量逐漸遞減。該趨勢(shì)在花蕾期不明顯，開(kāi)放期后下降明顯，初開(kāi)放期、開(kāi)放期和衰敗期花瓣中香氣物質(zhì)的含量與小花蕾期相比分別為80.42%、59.44%、43.74%。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)葉片中也含有微量的萜類物質(zhì)。

2.1.3花瓣提取物香氣成分的動(dòng)態(tài)變化。測(cè)量玫瑰花瓣5個(gè)時(shí)期提取物的吸光度，重復(fù)3次(圖5)。其變化趨勢(shì)與玫瑰花瓣相似，但下降趨勢(shì)趨緩，初開(kāi)放期、開(kāi)放期和衰敗期花瓣中香氣物質(zhì)的含量與小花蕾期相比分別為84.13%、71.12%、63.58%。

圖4　花瓣及葉片測(cè)定結(jié)果Fig.4　The detection result of petal and leaf

圖5　花瓣提取物測(cè)定結(jié)果Fig.5　The detection result of petall extract

2.2玫瑰香氣成分儲(chǔ)藏部位的動(dòng)態(tài)變化玫瑰花瓣輕薄透亮，在體視鏡下能清楚地觀察到精油飽滿的油細(xì)胞。但精油揮發(fā)后，折光率下降、細(xì)胞萎縮，在體視鏡下難以辨清。5個(gè)時(shí)期的玫瑰花瓣組織中精油飽滿的油細(xì)胞在體視鏡視野內(nèi)的個(gè)數(shù)見(jiàn)圖6。觀察發(fā)現(xiàn)5個(gè)時(shí)期的變化趨勢(shì)與比色法結(jié)果相似，隨著花朵的開(kāi)放呈明顯的下降趨勢(shì)。初開(kāi)放期、開(kāi)放期和衰敗期花瓣中飽滿油細(xì)胞的數(shù)量與小花蕾期相比分別為61.54%、23.07%、7.69%，且下降趨勢(shì)更加顯著。

圖6　不同開(kāi)放期玫瑰花瓣組織飽滿油細(xì)胞個(gè)數(shù)Fig.6　The number of full oil cell in petal tissue in different periods

3　討論與結(jié)論

3.1玫瑰香氣物質(zhì)的儲(chǔ)藏場(chǎng)所植物的根、莖、葉、花、果、種子等都有可能產(chǎn)生芳香物質(zhì)，這些香氣物質(zhì)的具體合成場(chǎng)所因植物而異。大部分香氣濃烈的植物都含有分泌結(jié)構(gòu)，包括外部分泌結(jié)構(gòu)和內(nèi)部分泌結(jié)構(gòu)。花朵中花瓣的表皮細(xì)胞是花香物質(zhì)產(chǎn)生和釋放的位點(diǎn)，與香氣合成有關(guān)的基因會(huì)在表皮細(xì)胞表達(dá)[10]?；ò曛袃?nèi)部分泌結(jié)構(gòu)是分泌細(xì)胞，其常成為特化細(xì)胞，含有各種芳香物質(zhì)，又稱為油細(xì)胞。玫瑰花瓣中油細(xì)胞數(shù)量豐富，內(nèi)含豐富的芳香物質(zhì)，是玫瑰芳香物質(zhì)的主要儲(chǔ)藏場(chǎng)所。隨著花朵的開(kāi)放，芳香物質(zhì)從油細(xì)胞中釋放，初開(kāi)放期、開(kāi)放期和衰敗期花瓣中油細(xì)胞的釋放率分別為38.46%、76.93%、92.31%。

Glenn等[11]發(fā)現(xiàn)薄荷香氣成分的前體在葉片細(xì)胞中合成，再經(jīng)腺毛中分泌細(xì)胞的白色體進(jìn)一步加工，最后在分泌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中完成后續(xù)加工過(guò)程。在該研究中經(jīng)比色法檢測(cè)，葉片中含有微量萜類物質(zhì)，可以支持上述觀點(diǎn)，但仍需進(jìn)一步試驗(yàn)證實(shí)。

3.2玫瑰開(kāi)放過(guò)程中香氣物質(zhì)的釋放規(guī)律對(duì)花瓣及其提取物的定量分析都表明玫瑰的小花蕾期、花蕾期和初開(kāi)放期是萜類物質(zhì)含量較豐富的時(shí)期。但這3個(gè)時(shí)期的玫瑰花瓣細(xì)胞尚未完全成熟，芳香物質(zhì)尚未完成后續(xù)加工，還沒(méi)有形成典型的玫瑰香氣。而開(kāi)放期和衰敗期雖然芳香物質(zhì)的含量下降明顯，但芳香物質(zhì)發(fā)育成熟，很多學(xué)者檢測(cè)香氣成分時(shí)主要選擇這兩個(gè)時(shí)期[3-9]。

玫瑰提取物香氣成分的變化趨勢(shì)與玫瑰花瓣相似，但隨著花朵的開(kāi)放下降趨勢(shì)趨緩，其初開(kāi)放期、開(kāi)放期和衰敗期芳香物質(zhì)的含量明顯高于玫瑰花瓣。這是因?yàn)檫@三個(gè)時(shí)期玫瑰花瓣中的芳香成分逐漸從油細(xì)胞中釋放，在測(cè)定的過(guò)程中容易揮發(fā)。而通過(guò)蒸餾提取玫瑰芳香成分能夠有效降低檢測(cè)過(guò)程中芳香成分的損耗。

3.3比色法確定玫瑰香氣成分動(dòng)態(tài)變化萜類化合物是玫瑰芳香物質(zhì)的主要組成成分。四季玫瑰開(kāi)放期香氣成分中含有萜烯類化合物11種，含量27.32%，其他萜類化合物5種，含量24.09%，萜類物質(zhì)是該品種芳香物質(zhì)的主要組成成分，且種類和含量初開(kāi)放期和開(kāi)放期沒(méi)有明顯差異[9]。在薄層層析分離中，加入硫酸的香蘭素乙醇溶液作為萜類物質(zhì)的顯色液[12]。利用玫瑰的主要香氣成分萜類化合物的這一顯色特性，通過(guò)比色法對(duì)玫瑰開(kāi)放期香氣成分含量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行定量分析是可行的，該方法簡(jiǎn)單可行，可用于生產(chǎn)中玫瑰花瓣采摘時(shí)期的確定和芳香物質(zhì)的監(jiān)控。

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Study on Aromatic Subsances Storage Position and Dynamic Release Process of Rose

HOU Jia,YIN Juan, WANG Li-ping

(Department of Horticulture and Landscape Architecture,Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot,Inner Mongolia 014019)

[Objective] The aim was to understand the dynamic change and release law of aromatic substances in rose.[Method] There were 5 periods according to bud size of rose and opening degree.Continuous quantitative analysis was conducted on main aromatic components terpenoid substances of rose by colorimetric method.[Result] The results showed that rose oil cell is the main storage site of aromatic substances; the aroma components of rose extract and the aroma compounds of rose petals are decreased with the opening of flowers; aromatic substance content in early opening period,opening period and decay period is obviously higher than that of rose petal.[Conclusion] It is feasible to make a quantitative analysis on the dynamic change of aroma components in the open period of rose by the method of colorimetry.The study can provide a theoretical basis and reference for development of rose essential oil,rose water,rose tea industry chain.

Rose; Aromatic substances; Essential oil; Accumulation; Release; Content

侯佳(1981- )，女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，講師，碩士，從事花卉栽培生理研究。

2016-06-22

S 685.12

A

0517-6611(2016)22-122-03