鼓槌石斛花揮發(fā)性成分及其釋放規(guī)律分析

收稿日期：2023-06-21

基金項目：福建省星火計劃項目（2021S0018）；三明市科技專項（2020-N-6）

作者簡介：吳世環(huán)（1989-），男，助理農(nóng)藝師，主要從事果蔬栽培技術(shù)推廣工作，E-mail：woshiyanpeipei@126.com

DOI：10.20023/j.cnki.2095-5774.2023.05.002

摘要要：【目的】檢測鼓槌石斛花不同時間點的揮發(fā)性成分，分析其成分的差異及釋放規(guī)律，為鼓槌石斛花的利用提供研究基礎(chǔ)?！痉椒ā坎捎渺o態(tài)頂空-氣相色譜-質(zhì)譜（HS-GC-MS）聯(lián)用技術(shù)，檢測并分析一天內(nèi)6個時間點（600、900、1200、1500、1800、21：00）鼓槌石斛花的揮發(fā)性成分。【結(jié)果】不同時間點揮發(fā)性成分釋放量占一天量排序為：900（37.15%）>1200（29.51%）>600（17.48%）>1500（10.10%）>1800（3.30%）>2100（2.47%）。從鼓槌石斛花中共檢測出44種匹配度90以上的揮發(fā)性成分，其中6個時間點先后有24、27、27、20、22、21種，分別占各時間點的97.58%、98.34%、97.60%、98.59%、95.42%、92.25%。6個時間點共有的成分有10種：己醛、γ-萜品烯、乙酸辛酯、萜品油烯、檜烯、D-檸檬烯、（-）-α-蒎烯、（E）-β-羅勒烯、（-）-β-蒎烯、雙環(huán)［3.1.0］己-2-烯，4-亞甲基-1-（1-甲基乙基），這10種成分分別占6個時間點的40.36%、88.81%、64.54%、74.15%、68.79%、61.37%?！窘Y(jié)論】鼓槌石斛花一天內(nèi)在9：00揮發(fā)性成分釋放量最大，主要揮發(fā)性成分是烯烴類，具有代表性的成分有3個：（-）-α-蒎烯、（E）-β-羅勒烯和γ-萜品烯。

關(guān)鍵詞：鼓槌石斛；揮發(fā)性成分；氣相色譜-質(zhì)譜

中圖分類號：S682.31? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-5774（2023）05-0328-06

Analysis of Volatile Components and Their Release Patterns in

Dendrobium chrysotoxum Lindl. Flowers

Wu Shihuan

（Sanming Economic Crop Technology Promotion Station，Sanming，F(xiàn)ujian 365000，China）

Abstract：【Objective】To detect the volatile components of Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers at different time points，analyze the differences and release patterns of their components in order to provide a research basis for the utilization of Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers.【Method】Static headspace gas chromatography-mass spectrometry （HS-GC-MS） was used to detect and analyze the volatile components of Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers. at 6 time points within a day （600，900，1200，1500，1800，and 2100）.【Result】The ranking of time points from the highest release content to the lowest of volatile components in a day was：900 （37.15%）>1200 （29.51%）>600 （17.48%）>1500 （10.10%）>1800 （3.30%）>2100 （2.47%）. 44 volatile substances with a matching degree of over 90 were detected at 6 time points within a day，of which 24 were at 600，27 were at 900，27 were at 1200，20 were at 1500，22 were at 1800，and 21 were at 2100，accounting for 97.58%，98.34%，97.6%，98.59%，95.42%，and 92.25% of the 6 time points，respectively. There are 10 common components at 6 time points：hexanal，γ-terpinene，octyl acetate，terpinolene，sabinene，D-limonene，（-）- α- pinene，（E）-β-ocimene，（-）- β- pinene bicycleo （3.1.0） hexan and，4-Methylene-1-（1-methylethyl）. These 10 components accounted for 40.36%，88.81%，64.54%，74.15%，68.79%，and 61.37% of the 6 time points，respectively.【Conclusion】Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers has the highest release content of volatile components at 9：00 am in one day，with the main components was alkenes，and three representative components are：（-）- α- pinene，（E）-β-ocimene，and γ- terpinene.

Key words：Dendrobium chrysotoxum Lindl.；Volatile component；GC-MS

鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxum Lindl）為蘭科石斛屬草本植物，因其莖呈粗紡錘形而得名，與金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl）、霍山石斛（Dendrobium huoshanense C Z Tang et S. J Cheng）、流蘇石斛（Dendrobium fimbriatum Hook.）同被收錄在《中國藥典》石斛名錄下［1］，是我國傳統(tǒng)名貴中藥材，具有益胃生津、滋陰清熱等功能，現(xiàn)代藥理學(xué)也證實鼓槌石斛具有抗腫瘤［2］、抑制糖尿病性視網(wǎng)膜病［3］、抗凝［4］、抗衰老［5］等作用。

鼓槌石斛是集食、藥、觀賞于一體的石斛品種［6］，具有極高的應(yīng)用推廣價值，但其生長環(huán)境具有強地域性，應(yīng)用范圍并不普及，而且鼓槌石斛花非石斛傳統(tǒng)藥用部位，因此現(xiàn)代科學(xué)對鼓槌石斛花研究較少。但其花朵秀麗、花型奇特、色澤金黃、香氣怡人，具有極強的觀賞性，其花量大［7］、適口性好，且不似霍山石斛花量少、金釵石斛花味苦而多被食用或作茶飲，具有很高的食用價值，云南農(nóng)貿(mào)市場每到花期會將鼓槌石斛花作為蔬菜零售，是極具地方特色的美食。香氣是評價植物品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，隨著對鼓槌石斛的關(guān)注增加，對其香氣成分研究也逐漸增多，夏科等采用固相微萃?。⊿PME）法結(jié)合GC-MS對7種石斛花的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)（Z）-β-羅勒烯是鼓槌石斛花中含量最高的揮發(fā)性成分［8］。黃昕蕾等采用同樣方法測定鼓槌石斛花揮發(fā)性成分及其釋放量變化，發(fā)現(xiàn)香氣成分種類和釋放量皆呈先上升后下降的趨勢，在1400時達(dá)到最高［9］。曲繼旭等將干燥鼓槌石斛花粉碎后通過頂空-氣相色譜-質(zhì)譜（HS-GC-MS）檢測，發(fā)現(xiàn)乙醛是含量最高的成分［10］。張冬英等用正己烷提取干燥鼓槌石斛花精油后通過GC-MS進(jìn)行檢測，鑒定結(jié)果主要為單萜類、脂肪烴及其衍生物，含量最高的成分是正二十三烷［11］。本研究采用頂空-氣相色譜-質(zhì)譜（HS-GC-MS）聯(lián)用技術(shù)，對盛開期鼓槌石斛鮮花一天內(nèi)不同時間點揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測，分析本地鼓槌石斛花揮發(fā)性成分的特異性，討論其在一天中的揮發(fā)性成分釋放規(guī)律，研究其香氣組成，為香型觀賞石斛的育種提供參考，也為擴大鼓槌石斛藥用部位提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

鼓槌石斛于2023年4月15日采自福建省三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院藥用所石斛大棚。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，均為美國Agilent Technologies公司生產(chǎn)。

1.2 方法

分別在600、900、1200、1500、1800、2100時摘取盛花期新鮮鼓槌石斛花1朵，完整放入頂空瓶，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測其揮

發(fā)性成分，重復(fù)3次。頂空條件：40℃平衡10 min；

進(jìn)樣量1 μL。氣相條件：色譜柱為 Agilent 19091S-

433UI：A001色譜柱（30 m ×250 μm × 0.25 μm）；

升溫程序：起始溫度40℃保持3min，以8℃/min升至170℃，再以30℃/min升至240℃保持1 min至分析完成；進(jìn)樣口溫度250℃；載氣為高純He（99.999%），流速0.8 mL/min。質(zhì)譜條件：電子方式EI；電子能量70 eV；離子源溫度：250℃；四級桿溫度：150℃。質(zhì)量掃描范圍：45～550 m/z?；瘜W(xué)成分鑒定：通過NIST14譜庫檢索結(jié)合人工解析圖譜對檢測到的化學(xué)成分進(jìn)行定性分析；根據(jù)離子流峰面積歸一法計算鼓槌石斛花揮發(fā)性成分的相對含量。

2結(jié)果與分析

2.1 不同時間點揮發(fā)性成分峰面積分析

鼓槌石斛花不同時間點揮發(fā)性成分總量有顯著差異，總離子流色譜圖見圖1，各時間點揮發(fā)性成分釋放量占一天總釋放量的值為：900（37.15%）>1200（29.51%）>600（17.48%）>1500（10.10%）>1800（3.30%）>2100（2.47%），表明其一天中的揮發(fā)性成分是動態(tài)變化的，揮發(fā)性成分總峰面積于600～900升高，在900時達(dá)到最高，900

～2100下降，2100時最低。由此可見，鼓槌石斛花一天的揮發(fā)性成分釋放量，有84.14%在上午釋放，1200之后急劇降低，直至2100時達(dá)到最低。因此鼓槌石斛花香氣最濃郁的時間在早上900左右，是最佳觀賞、采摘時間。

2.2 不同時間點揮發(fā)性成分分析

從6個時間點鼓槌石斛花樣品中共檢測出123種揮發(fā)性成分，數(shù)據(jù)庫匹配度90以上的有44種，如表1，其中600有24種，900有27種，1200

有27種，1500有20種，1800有22種，2100

有21種，分別占各時間點總含量的97.58%、98.34%、97.6%、98.59%、95.42%、92.25%，均為各個時間點的主要揮發(fā)性成分。這些揮發(fā)性成分主要是烯烴，以及少量烷烴、芳香烴、醛、酯、酮等。

每個時間點釋放量含量在5%以上的成分主要是α-蒎烯、β-蒎烯、β-羅勒烯、D-檸檬烯、α-萜品烯、γ-萜品烯，分別占各個時間點總含量的74.73 %、76.01 %、76.08 %、73.93 %、72.10 %、76.89 %?？梢娺@些含量在5%以上的成分構(gòu)成了鼓槌石斛花揮發(fā)性的主要成分，其中（-）-α-蒎烯和（E）-β-羅勒烯是影響各個時間點峰面積的主要化合物，（-）-α-蒎烯在600、900、

1200、1500是鼓槌石斛花含量最高的揮發(fā)性成分，1800則是（E）-β-羅勒烯，2100是γ-萜品烯。因此，可以認(rèn)為這兩種化合物是鼓槌石斛花的主要特征性揮發(fā)性成分。

在所有的揮發(fā)性成分中，6個時間點共有的成分有10種：己醛、γ-萜品烯、乙酸辛酯、萜品油烯、檜烯、D-檸檬烯、（-）-α-蒎烯、（E）-β-羅勒烯、（-）-β-蒎烯、雙環(huán)［3.1.0］己-2-烯，4-亞甲基-1-（1-甲基乙基），這10種成分分別占6個時間點的40.36%、88.81%、64.54%、74.15%、68.79%、61.37%。這10個成分中，（-）-α-蒎烯的釋放趨勢與總峰面積相同，600～900升高，900時達(dá)到最高，900～2100下降；而（E）-β-羅勒烯則釋放趨勢不明顯，百分含量均在17%以上。此外己醛和γ-萜品烯的釋放趨勢相同，1200之前差異較小，1500之后與峰面積相反，逐漸升高，2100達(dá)到最高。

綜上所述，鼓槌石斛花在900揮發(fā)性成分釋放量最大，最適合觀賞采摘，1200之后開始降低；揮發(fā)性成分主要是烯烴類；具有代表性的3個揮發(fā)性成分為（-）-α-蒎烯、（E）-β-羅勒烯和γ-萜品烯。

3討論與結(jié)論

本研究表明，一天中鼓槌石斛花揮發(fā)性成分釋放量于600～900升高，在900時達(dá)到最高，

900～2100下降，2100時最低。這與植物晝夜節(jié)律基本相符，植物生理活動隨光照逐漸加強時，鼓槌石斛花揮發(fā)性成分釋放逐漸增加，光照達(dá)到最強時，植物為避免強光、高溫脅迫，降低生理活動、減少物質(zhì)揮發(fā)。而黃昕蕾等［9］對鼓槌石斛的研究表明其在1400揮發(fā)性成分釋放量最高，這或許是因為北京溫度低，因此揮發(fā)性成分在1400釋放量最高，這表明同一品種石斛在不同生長環(huán)境表現(xiàn)出不同的物質(zhì)釋放規(guī)律，對其開發(fā)和利用也應(yīng)因地制宜。

夏科等［8］的檢測結(jié)果表明（Z）-β-羅勒烯是鼓槌石斛花中含量最高的成分，其次是（+）-α-蒎烯；黃昕蕾等［9］檢測到鼓槌石斛花的主要香氣成分為乙酸辛酯、β-羅勒烯、α-蒎烯和苯乙醛，其中（E）-β-羅勒烯在14：00時釋放量最大，α-蒎烯在1100時釋放量最大；而本試驗中，（-）-α-蒎烯在600、900、1200、1500是鼓槌石斛花中含量最高的揮發(fā)性成分，1800是（E）-β-羅勒烯，結(jié)果有所差異但均相似，或與植物生長環(huán)境不同有關(guān)。

曲繼旭等［10］將鼓槌石斛花干燥后檢測的揮發(fā)性成分與新鮮檢測的成分差異顯著，如偶氮甲烷（11.16%）、甲基醚（3.73%）、頭孢噻肟（3.59%）等，此3種也均未在本試驗中檢出。張冬英等［11］用正己烷提取的干燥鼓槌石斛花精油檢測到的成分二十三烷（7.88%）、二十一烷（4.28%）、正十六烷酸（5.17%）等，本試驗也均未檢出。可見新鮮花朵的揮發(fā)性成分與干燥后花朵的完全不同，對揮發(fā)性成分的提取與利用也應(yīng)根據(jù)需求選擇適宜的獲取方法。

（-）-α-蒎烯、（E）-β-羅勒烯和γ-萜品烯均為植物中常見的揮發(fā)性成分，是多種植物的賦香成分，在植物體內(nèi)均具有抗蟲、抑菌、化感等作用，是植物重要的防御機制［12-15］，在食品、化工、化妝品等行業(yè)則是重要的天然原料。此外（-）-α-蒎烯還被證明具有抗腫瘤［17］、抗炎［14］、抗阿爾茲海默癥等作用［16］。因此，鼓槌石斛花是極具開發(fā)潛力的植物，本試驗對其揮發(fā)性成分及釋放規(guī)律的考察則為其深入研究提供了良好的基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：許? ? 玲）