不同天氣含笑花花被片揮發(fā)性物質(zhì)差異性比較

段新平 李隆達(dá) 沈燊 豐鋒 李國鵬

收稿日期：2024-01-06

基金項(xiàng)目： 廣東海洋大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（S202210566034）；廣東省一流專業(yè)（園藝）

作者簡介：*為通訊作者，李國鵬（1982-），男，講師，博士，主要從事園藝植物品質(zhì)研究工作，E-mail：gdszlgp@163.com。

段新平（2001-），男，在讀碩士研究生，主要從事園林植物研究，E-mail：2426846129@qq.com

摘要：【目的】為進(jìn)一步探究含笑花在不同天氣情況下?lián)]發(fā)性物質(zhì)差異。【方法】以含笑花為試驗(yàn)材料，利用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，測定含笑花花被片在晴天和陰天的揮發(fā)性物質(zhì)，并進(jìn)行香氣強(qiáng)度（OAV）分析?！窘Y(jié)果】在含笑花花被片中共檢測到45種揮發(fā)性物質(zhì)，以倍半萜類化合物（18種）和酯類化合物（11種）為主，其中在晴天和陰天時(shí)分別檢測到37和33種揮發(fā)性物質(zhì)，且在晴天的含量（106.07 μg/kg）顯著高于陰天（53.50 μg/kg）；共有19種揮發(fā)性物質(zhì)是主要成分，其中β-欖香烯的含量在晴天和陰天時(shí)均最高（35.52和26.62 μg/kg），乙酸異丁酯、2-甲基丙酸乙酯、己酸乙酯和己酸異丁酯等4種成分的含量在晴天時(shí)明顯高于陰天，異丁醇、3，7（11）-蛇床二烯酮、γ-芹子烯、乙酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯等5種成分在陰天未檢測到。OAV分析表明，含笑花花被片的特征香氣成分有6種，其中乙酸異丁酯和2-甲基丙酸乙酯在晴天時(shí)的OAV分別高達(dá)646.00和69.60，且明顯高于陰天，而陰天時(shí)β-欖香烯的OAV最大?！窘Y(jié)論】含笑花在晴天和陰天時(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)種類、含量和OAV都存在明顯差異，其中β-欖香烯、乙酸異丁酯和2-甲基丙酸乙酯等化合物含量的差異是造成兩種天氣含笑花花香不同的主要原因。

關(guān)鍵詞：含笑花；揮發(fā)性物質(zhì)；頂空固相微萃?。粴庀嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用

中圖分類號(hào)：S685.99? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-5774（2024）01-0037-08

Comparison of Volatile Compounds in Michelia figo Tepals under

Different Weather Conditions

Duan Xinping，Li Longda，Shen Shen，F(xiàn)eng Feng，Li Guopeng*

（College of Coastal Agriculture Sciences，Guangdong Ocean University，Zhanjiang，Guangdong 524088，China）

Abstract： 【Objective】 In order to further explore the differences in volatile components of Michelia figo under different weather conditions. 【Method】 In this study，we used Michelia figo as the experimental material，headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry was used to determine the difference of volatile substances on sunny and cloudy days，and the aroma intensity （ OAV ） was analyzed. 【Result】 A total of 45 volatile compounds were detected in the tepals of Michelia figo，mainly including sesquiterpenes （18 types） and esters （11 types）. Among them，37 and 33 volatile compounds were detected on sunny and cloudy days，respectively，and the volatile content on sunny days （106.07 μg/kg） was significantly higher than that on cloudy days （53.50 μg/kg）. There were 19 main components in these volatiles，and the content of β-elemene was the highest on sunny and cloudy days （35.52 and 26.62 μg/kg，respectively）. The contents of isobutyl acetate，ethyl isobutyrate，ethyl hexanoate and isobutyl caproate on sunny days were significantly higher than those on cloudy days. Isobutanol，Isobutanol，Selina-3，7（11）-diene， γ-Carotene，ethyl acetate，and Ethyl-2-Methylbutyrate were detected on cloudy days. OAV analysis showed that there were six characteristic aroma components in the tepals of Michelia figo. The OAV of isobutyl acetate and ethyl isobutyrate on sunny days were as high as 646.00 and 69.60，respectively，which were significantly higher than those on cloudy days，while the OAV of β-elemene was highest on cloudy days.【Conclusion】 There were significant differences in the number，content and aroma intensity of volatile components in Michelia figo on sunny and cloudy days. Differences in the content of compounds such asβ-elemene， isobutyl acetate，and ethyl isobutyrate were the main reasons for the difference in the floral aroma of the two types of weather.

Key word：Michelia figo；Volatile substances；Headspace solid phase microextraction；GC-MS

含笑花是木蘭科（Magnoliaceae Juss.）含笑屬（Michelia L.）常綠小喬木或灌木。含笑屬在全世界有80多種植物，主要分布在中國、印度、斯里蘭卡、馬來群島、中南半島和日本南部等亞洲的熱帶、亞熱帶及溫帶地區(qū)［1，2］。我國有40多種含笑屬植物，是種質(zhì)資源最豐富的國家之一，主要分布在西南部和東部地區(qū)［3］，花期通常在3-5月，花型精致，花被片多為6枚，多數(shù)花具有濃郁的花香［4-5］。含笑花不僅具有很高的觀賞價(jià)值，還有一定的藥用價(jià)值，如具有祛瘀生新、止咳、利尿、調(diào)經(jīng)功效［6-9］，其揮發(fā)性提取物具有保鮮、抗菌和抗氧化、調(diào)節(jié)身心健康等作用［10-12］。

對(duì)含笑屬植物揮發(fā)性物質(zhì)的研究可追溯到1986年［13］，隨后國內(nèi)外陸續(xù)對(duì)不同含笑屬植物的葉片及花被片的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了提取和鑒定［14-23］，其中Jacobssom等和洪鑫等分別在1995年和1998年分離得到5個(gè)倍半萜內(nèi)酯和一個(gè)倍半萜醇。含笑花的香氣來源主要集中在花被片中，而花香氣的釋放受光照、溫度、濕度等氣候因素影響，有學(xué)者研究溫度、濕度、光照、土壤、CO2及O3對(duì)桂花、茉莉花等植物的香氣物質(zhì)成分和含量影響，表明桂花在黑暗條件下萜烯類物質(zhì)釋放比例降低，而導(dǎo)致清香、甜香氣息不足；茉莉花在40℃高溫時(shí)的香氣成分釋放量較30～35℃時(shí)低［24-26］，但尚未有對(duì)含笑花花被片揮發(fā)性物質(zhì)的研究。探究不同天氣情況下含笑花香氣特征成分和含量的變化，對(duì)改良含笑花的觀賞性狀以及提高商業(yè)應(yīng)用價(jià)值具有重要意義?；诖?，本研究以含笑花在不同天氣情況下的花被片作為試驗(yàn)材料，利用頂空固相微萃取技術(shù)（HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）儀對(duì)含笑花花被片的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性分析和定量分析，并比較含笑花在不同天氣情況下花被片揮發(fā)性物質(zhì)種類及其含量差異，以期為含笑花的栽培及利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為廣東省湛江市廣東海洋大學(xué)湖光校區(qū)內(nèi)含笑花（Michelia figo），分別在2022年4月8日（陰天，空氣濕度為94%）和4月11日（晴天，空氣濕度為73%）上午取樣。選擇適齡無病蟲害的6棵樹上不同方向隨機(jī)摘取盛花期的花被片，液氮冷凍后至-80℃超低溫冰箱備用。

1.2 揮發(fā)性物質(zhì)鑒定與分析

采用島津QP-2010-Plus氣質(zhì)聯(lián)用儀，色譜柱為安捷倫Rtx-5MS毛細(xì)管柱（30 m × 0.5 ?m ×

0.32 mm）。升溫程序如下：起始溫度50℃，保留1 min，以5℃/min升溫到260℃，保留10 min。進(jìn)樣口與連接口溫度分別為250℃和280℃，解吸附5 min。載氣為高濃度He（99.99%），150分流進(jìn)樣，流速為1 mL/min。質(zhì)譜條件：連接口溫度280℃，電離方式EI，離子源溫度為230℃，四級(jí)桿溫度150℃；電子能量70 eV，質(zhì)譜掃描范圍為30～500 m/z ，Scan模式全程掃描。

定性分析，以各組分質(zhì)譜經(jīng) NIST/WILEY 檢索及資料分析，再結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖分析以確定各化學(xué)成分。定量分析，采用2-辛醇作為內(nèi)標(biāo)，計(jì)算揮發(fā)性物質(zhì)絕對(duì)含量（μg/g）＝各揮發(fā)性物質(zhì)的峰面積/內(nèi)標(biāo)2-辛醇的峰面積×樣品量（g），以含量≥1 μg/kg的揮發(fā)性化合物定義為主要揮發(fā)性成分［27-28］。香氣強(qiáng)度（Odor Activity Value，OAV）分析，根據(jù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)得到的揮發(fā)性物質(zhì)的香氣閾值，再按OAV＝C/A 計(jì)算，其中C是揮發(fā)性物質(zhì)含量，A是揮發(fā)性物質(zhì)的香氣閾值；OAV越大對(duì)樣品香氣的貢獻(xiàn)越大，OAV≥1的化合物則為特征香氣成分［28-31］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用Origin 2018繪圖，每個(gè)樣品重復(fù)3次，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同天氣情況下含笑花花被片揮發(fā)性物質(zhì)種類分析

從含笑花花被片中共檢測出45種揮發(fā)性物質(zhì)，其中包括18種倍半萜類、11種酯類、7種倍半萜衍生物、3種醛類、2種醇類、2種烯烴類、1種酸類和1種酮類（圖1）。含笑花的揮發(fā)性物質(zhì)因天氣情況不同而不同，晴天時(shí)檢測到37種，而陰天33種。倍半萜衍生物和酯類物質(zhì)在不同天氣情況下的組成相差較大，晴天時(shí)分別檢測到6種和11種，而在陰天時(shí)有7種和5種。

圖1? ? 不同天氣含笑花揮發(fā)性物質(zhì)種類與數(shù)量

2.2 不同天氣情況下含笑花花被片揮發(fā)性物質(zhì)含量分析

含笑花花被片在不同天氣情況下的含量亦不同，晴天時(shí)為106.07 μg/kg，而陰天時(shí)僅53.50 μg/kg；

揮發(fā)性物質(zhì)以倍半萜類化合物為主，其在晴天和陰天時(shí)的含量分別是64.93 μg/kg（占總量的61.21%）和46.84 μg/kg（占總量的87.55%）；其次是酯類物質(zhì)，晴天時(shí)含量為31.86 μg/kg（占30.04%），陰天時(shí)僅為0.22 μg/kg（占0.41%），晴天時(shí)的含量是陰天的144倍（表1）。

進(jìn)一步篩選關(guān)鍵的含笑花花被片香氣成分，發(fā)現(xiàn)絕對(duì)含量≥1 μg/kg的主要揮發(fā)性成分共有19種，在晴天和陰天時(shí)分別檢測到16種和10種；其中β-欖香烯、γ-欖香烯、β-古巴烯、1，5，9，9-四甲基-1，4，7-環(huán)十一碳三烯、α-蓽澄茄油烯、δ-欖香烯和古巴烯等7種化合物在晴天和陰天均被檢測到，其中β-欖香烯的含量在晴天和陰天時(shí)均最高，分別達(dá)35.52和26.62 μg/kg；而乙酸異丁酯、2-甲基丙酸乙酯、己酸乙酯和己酸異丁酯等4種成分的含量在晴天時(shí)較高，其在陰天含量極低；此外異丁醇、3，7（11）-蛇床二烯酮、γ-芹子烯、乙酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯等5種成分僅在晴天時(shí)檢測到，γ-摩勒烯和芳樟醇等2種成分僅在陰天時(shí)檢測到（表1）。

2.3 含笑花花被片揮發(fā)性物質(zhì)的香氣強(qiáng)度分析

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)得到11種揮發(fā)物物質(zhì)的香氣閾值，其中β-欖香烯、乙酸異丁酯、2-甲基丙酸乙酯、γ-芹子烯、己酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯等6種化合物在晴天時(shí)的OAV≥1，為特征香氣成分；而陰天時(shí)僅有β-欖香烯和乙酸異丁酯為特征香氣成分。這些特征香氣成分中，乙酸異丁酯和2-甲基丙酸乙酯在晴天時(shí)的貢獻(xiàn)率較大，其OAV分別達(dá)到646.00和69.60，明顯高于陰天；而陰天時(shí)β-欖香烯的貢獻(xiàn)率最大，OAV為3.10（表2）。

3 討論

含笑花作為一種常見的園林綠化植物廣泛分布在我國西南部和東部地區(qū)，其花因富含有芳香油，具有一定的殺菌作用［37］。本研究利用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用（HS-SPME/GC-MS）技術(shù)比較了含笑花在晴天和陰天等不同天氣情況下的花被片揮發(fā)性物質(zhì)差異，結(jié)果表明，晴天和陰天時(shí)分別檢測到37種和33種揮發(fā)性物質(zhì)，分別有16種和10種主要成分，均以倍半萜類化合物為主，這與熊江等［14］、杜金風(fēng)等［20］和錢昌明等［38］的研究結(jié)果類似。含笑花花被片揮發(fā)性物質(zhì)含量豐富，β-欖香烯、γ-欖香烯、乙酸異丁酯和2-甲基丙酸乙酯等4種化合物是含笑花主要的特征香氣成分，其賦予含笑花以濃郁的香氣，這與典靈輝等［15］、鄭懷舟等［16］和黃儒珠等［17］的研究結(jié)果類似。

含笑花香氣的組成受品種、環(huán)境等因素的影響，如石碌含笑關(guān)鍵香氣是β-紅沒藥［38］、重慶含笑是τ-欖香烯［39］、樂山含笑是十四氫化芘［40］、多脈含笑是大根香葉烯D［41］。含笑花揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量亦會(huì)受多外界條件的影響，它們是互相關(guān)聯(lián)、互相制約地產(chǎn)生綜合影響［42］，本研究發(fā)現(xiàn)晴天情況下的含笑花香氣的種類及含量均較陰天要多，尤其是β-欖香烯、乙酸異丁酯和2-甲基丙酸乙酯等特征香氣成分在晴天時(shí)的含量明顯高于陰天，它們?cè)趦煞N天氣情況下對(duì)香氣的貢獻(xiàn)率也存在差異，這可能是造成兩種天氣花香不同的主要原因；此外，另有9種主要香氣成分（如γ-欖香烯等）雖暫時(shí)沒有查到相關(guān)閾值數(shù)據(jù)，但在含量方面是主要成分，所以可能也是關(guān)鍵香氣物質(zhì)或具有重要修飾作用，這將在后續(xù)的研究中補(bǔ)充完善?？傊?，本研究比較了晴天和陰天的含笑花花被片揮發(fā)性物質(zhì)的種類與含量，對(duì)深入研究含笑花的栽培及利用提供了理論依據(jù)，并且對(duì)含笑花的栽培管理有著一定的導(dǎo)向作用。

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（責(zé)任編輯：黃雄峰）