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细叶石斛和翅梗石斛花朵赋香成分的GC-MS分析

王元成 曾艺芸 李振坚 刘月新 马秀红 孙振元

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细叶石斛和翅梗石斛花朵赋香成分的GC-MS分析

    通讯作者: 李振坚, zhenjianli@163.com
  • 中图分类号: S682.31

Aroma Constituents in Flower of Dendrobium hancockii and D. trigonopus Based on SPME-GC-MS Analysis

    Corresponding author: Zhen-jian LI, zhenjianli@163.com ;
  • CLC number: S682.31

  • 摘要: 目的 本研究明确2种浓香型石斛花朵的香气成分及其含量,探明其香气组成,以期为石斛花的保健开发提供参考。 方法 采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,分析了2种浓香型石斛花朵的挥发性成分。 结果 发现细叶石斛花含挥发性成分52个,翅梗石斛花含挥发性成分35个,主要成分皆为烯烃类。 结论 首次测定了翅梗石斛新鲜花朵的挥发性成分,其特征香气成分为罗勒烯、β-石竹烯和d-柠檬烯。细叶石斛花的特征香气成分为罗勒烯、β-石竹烯、芳樟醇。
  • 图 1  2种浓香型石斛开花状

    Figure 1.  Morphological characteristics in florescence of two fragrant Dendrobium species

    图 2  2种浓香型石斛花挥发成分的总离子流图

    Figure 2.  Ion chromatogram of volatile constituents in two Dendrobium species flower

    表 1  细叶石斛和翅梗石斛花的挥发性成分

    Table 1.  Volatile constituents in D. hancockii and D. trigonopus flower

    序号
    No.
    保留时间
    Retain time/min
    化合物
    Constituents
    相对百分含量
    Relative content/%
    细叶石斛翅梗石斛
    13.612正戊醇 Pentanol0.04
    23.793异戊酸甲酯 Methyl isovalerate0.10
    34.610六甲基环三硅氧烷 Hexamethylcyclotrisiloxane0.290.64
    45.909惕各酸甲酯 Methyl tiglate0.37
    56.025正己醇 Hexanol0.06
    66.6702-庚酮 2-Heptanone0.15
    76.863甲氧基苯基肟 2-Oxime-2-methoxy-phenyl0.22
    87.092庚醛 Heptanal0.04
    97.885己酸甲酯 Methyl hexoate0.04
    108.008α-侧柏烯 2-Methyl-5-(1-methylethyl)-bicyclo[0.3.0]hex-2-ene0.57
    118.287α-蒎烯 α-Pinene0.06
    129.688正庚醇 Heptan-1-ol0.09
    139.819桧烯 Sabinene0.51
    1410.004β-蒎烯 β-Pinene0.25
    1510.2766-甲基-5-庚烯-2-酮 6-Methylhept-5-en-2-one0.05
    1610.3243-辛酮 3-Octanone0.150.18
    1710.386八甲基环四硅氧烷 Octamethylcyclotetrasiloxane0.321.79
    1810.536月桂烯 β-Myrcene2.332.92
    1911.153(-)-β-蒎烯 (-)-β-Pinene0.08
    2011.273异戊酸异丁酯 Isobutyl isovalerate0.05
    2111.504对二氯苯 1,4-Dichlorobenzene0.04
    2212.240d-柠檬烯 (+)-Limonene2.264.82
    2312.346桉叶油醇 Cineole0.18
    2412.591(E)-B-罗勒烯 (E)-3,7-Dimethylocta-1,3,6-triene2.79
    2512.595(3E)-3,7-二甲基辛-1,3,6-三烯 1,3,6-Octatriene,3,7-dimethyl-,(3E)-1.34
    2613.316罗勒烯 (Z)-β-Ocimene27.6043.67
    2713.5253-异丙烯基-5,5-二甲基-环戊烯 3-Isopropenyl-5,5-dimethylcyclopentene0.11
    2813.606γ-松油烯 γ-Terpinene0.030.42
    2914.144正辛醇 1-Octanol0.360.04
    3014.6842-乙基-1,6-二噁螺[4.4]-壬烷 2-Ethyl-1,6-dioxaspiro[4.4]-nonane0.05
    3114.776萜品油烯 Terpinolene0.12
    3215.111苯甲酸甲酯 Methyl benzoate0.69
    3315.393紫苏烯 Perillene2.000.31
    3415.600芳樟醇 Linalool6.73
    3515.797异戊酸异戊酯 Isoamyl isovalerate0.42
    3616.1103-亚甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基环己烷2-Ethenyl-1,1-dimethyl-3-methylenecyclohexane1.46
    3716.257(-)-α-侧柏酮 (-)-α-Thujone0.02
    3816.453对薄荷-1,3,8-三烯 1,3,8-p-Menthatriene0.03
    3916.829(3E,5E)-2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯(3E,5E)-2,6-Dimethyl-1,3,5,7-octatetraene0.51
    4017.304别罗勒烯 Allo-ocimene0.39
    4117.3342,6-二甲基-2,4,6-辛三烯 2,6-Dimethyl-2,4,6-octatriene0.19
    4217.420环五聚二甲基硅氧烷 Decamethylcyclopentasiloxane1.744.08
    4317.490烟酮 3,5,5-Trimethylcyclohexane-1,2-dione0.10
    4417.768甲基-2-烯基-3-甲基丁酸酯 3-Methylbut-2-enyl 3-methylbutanoate0.55
    4519.1214-萜烯醇 4-Terpineol0.18
    4619.592水杨酸甲酯 Methyl salicylate0.430.02
    4719.805α-松油醇 α-Terpineo0.04
    4820.296(-)-马鞭草烯酮 (-)-Verbenone0.09
    4920.4662,6-二甲基-3(E),5(E),7-辛三烯-2-醇E,E-2,6-Dimethyl-3,5,7-octatriene-2-ol0.03
    5021.190橙花醇 Nerol0.13
    5121.789顺式-柠檬醛 Neral0.14
    5223.141(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛 Geranial0.56
    5325.101十二甲基环六硅氧烷 Dodecamethylcyclohexasiloxane2.511.39
    5425.628惕各酸叶醇酯 (Z)-3-Hexenyl tiglate0.33
    5525.590甲基(2E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸酯Methyl (2E)-3,7-dimethyl-2,6-octadienoate3.01
    5626.790甲苯-2,4-二异氰酸酯 Toluene 2,4-diisocyanate0.37
    5728.508β-榄香烯 (5S,7R,10S)-(-)-1-methyl-1-vinyl-2,4-diisopropenyl-cyclohexane 0.87
    5828.8645-甲基-1,3-二氢苯并咪唑-2-酮 5-Methylbenzoimidazol-2(3H)-one0.10
    5929.118石竹烯 (4Z)-4,11,11-trimethyl-8-methylidenebicyclo[7.2.0]undec-4-ene0.14
    6029.3211,3,5-三甲氧基苯 1,3,5-Trimethoxybenzene0.07
    6129.850β-石竹烯 β-Caryophyllene22.414.35
    6230.565香树烯 (-)-allo-Aromadendrene0.34
    6330.9652-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯双环[5.2.0]壬烷2-Methylene-4,8,8-trimethyl-4-vinylbicyclo[5.2.0]nonane0.10
    6431.186α-石竹烯 α-Caryophyllene0.980.21
    6532.136十四甲基环七硅氧烷 Tetradecamethyl cycloheptasiloxane0.15
    6633.230α-法呢烯 Farnesene0.16
    6735.517橙花叔醇 Nerolidol0.06
    6835.824顺式-3-己烯醇苯甲酸酯 cis-3-Hexenyl benzoate0.20
    6936.176石竹素 Caryophyllene oxide0.560.25
    7043.735苯甲酸正辛酯 Octyl benzoate1.20
    7146.227邻苯二甲酸二异丁酯Bis(2-methylpropyl) 3,4,5,6-tetradeuteriobenzene-1,2-dicarboxylate0.23
    7250.245酞酸丁酯 Dibutyl phthalate0.10
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    表 2  细叶石斛和翅梗石斛花朵香气化合物分类

    Table 2.  Classification to the scent compositions of D. hancockii and D. trigonopus flowers

    化合物类型
    Component type
    总组分Component number相对含量Relative content/%含量在1%以上的成分No. (≥1%)
    细叶石斛翅梗石斛细叶石斛翅梗石斛细叶石斛翅梗石斛
    烯烃类221063.2870.0465
    醇类757.530.411
    烷烃类664.999.5124
    酯类883.854.5511
    醛类210.700.04
    酮类530.510.33
    其他类220.110.47
    合计523580.9785.361010
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-06
  • 录用日期:  2020-03-30
  • 网络出版日期:  2020-04-17
  • 刊出日期:  2020-05-01

细叶石斛和翅梗石斛花朵赋香成分的GC-MS分析

    通讯作者: 李振坚, zhenjianli@163.com
  • 1. 中国林业科学研究院林业研究所,国家林业和草原局林木培育重点实验室,北京 100091
  • 2. 北京市天竺苗圃,北京 100621

摘要:  目的 本研究明确2种浓香型石斛花朵的香气成分及其含量,探明其香气组成,以期为石斛花的保健开发提供参考。 方法 采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,分析了2种浓香型石斛花朵的挥发性成分。 结果 发现细叶石斛花含挥发性成分52个,翅梗石斛花含挥发性成分35个,主要成分皆为烯烃类。 结论 首次测定了翅梗石斛新鲜花朵的挥发性成分,其特征香气成分为罗勒烯、β-石竹烯和d-柠檬烯。细叶石斛花的特征香气成分为罗勒烯、β-石竹烯、芳樟醇。

English Abstract

  • 石斛(Dendrobium Sw.)为兰科多年生附生植物,是世界重要的濒危植物,也是我国中药的宝贵资源。石斛花多含有具食用、药用价值的多种生物活性物质,常用来泡茶和美容,具有滋阴补虚和生津解郁的保健功效。石斛花为虫媒花,花香在蜂蝶类授粉和石斛繁殖中发挥着重要的作用[1-2]

    中国有80种以上的石斛属原种,主要分布于我国云南、广西、贵州、台湾、海南等省份[3]。石斛属有12个组,最大的组为石斛组,有超过40种以上的原种[2],许多种开花有香味,或淡或浓。吕素华等[4]发现,壬醛、α蒎烯是铁皮石斛(D. officinale Kimura et Migo.)鲜花的主要香气成分;李崇晖等[5]发现,鼓槌石斛(D. chrysotoxum Rchb. f.)花朵的主要赋香成分为3-蒈烯,罗河石斛(D. lohohense Tang et Wang)鲜花香气成分为水杨酸甲酯和D-柠檬烯,密花石斛为α-法尼烯;黄昕蕾等[6]分析了鼓槌石斛鲜花香气,影响鼓槌石斛香气的主要物质为β-罗勒烯、α-蒎烯和苯乙醛;仇硕等[7]分析了细茎石斛(D. moniliforme (L.) Sw.)鲜花香气成分是α-蒎烯,相对含量达27%以上;袁明焱等[8]分析美花石斛(D. loddigesii Rolfe)花主成分(相对质量分数)为乙酸- 2 -乙基己酯(35.29%)、1,3,6-辛三烯(20.51%)、L-芳樟醇(4.31%)、L-柠檬烯(3.00%)。目前,已对石斛花朵香气成分进行分析的石斛原种有11个,如檀香石斛(D. anosmum Lindl.)、紫瓣石斛(D. parishii Rchb. f.)、铁皮石斛、金钗石斛(D. nobile Lindl.)和球花石斛(D. thyrsiflorum Rchb. f.)等[4-12]。另外,花期极长的秋石斛类,多个品种的挥发性成分也有学者进行了研究[13-14]

    石斛花朵的挥发性成分分析,许多研究以干燥花为试验材料,提取方法为水蒸气蒸馏法,该种试验方法分析的花朵挥发性成分中,脂肪族类挥发性成分偏多[12]。近年来,部分学者在美花石斛、细茎石斛、鼓槌石斛中,采用固相微萃取结合GC-MS法进行花成分分析,发现赋香成分的种类明显含较多的萜烯类成分[6-8]。李崇晖等[5]研究了细叶石斛(D. hancockii Rolfe)花的挥发性成分,鉴定出16个化合物,以3-蒈烯(71.25%)为主。在前人研究的基础上,本试验选取了细叶石斛和翅梗石斛(D. trigonopus Rchb. f.),进行花朵挥发性赋香成分的测定。这2个种石斛花香味浓郁醇厚,穿透力强,花期长。通过SPME结合GC-MS联合分析,进一步挖掘特异香气成分,明确石斛花香利用价值。

    • 试验仪器选用美国Agilent公司7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪,全自动进样装置,50/30 μm DVB/CAR/PDMS和65 μm PDMS/DVB SPME萃取头(美国Supelco公司),20 mL白色顶空进样瓶。

    • 2018年采自3年生细叶石斛、翅梗石斛盛花期花朵,翅梗石斛花瓣厚蜡质,细叶石斛花大,2种石斛皆为黄花,花期长(图1)。采样地点为中国林业科学研究院科研联栋温室。材料引种自中国云南省西双版纳,由中国林科院林业所李振坚副研究员鉴定。

      图  1  2种浓香型石斛开花状

      Figure 1.  Morphological characteristics in florescence of two fragrant Dendrobium species

      选3株长势良好的植株作为采集对象,于晴天10:00—10:30采集盛花期花朵置于20 mL顶空瓶内,静置30 min,采用固相微萃取法进样。在40℃下顶空瓶的密闭环境中,使用萃取头萃取30 min进样。萃取完成后,将吸附在纤维上的化合物在250℃下解吸附5 min。萃取纤维头使用前,需在250℃下老化30 min。重复采样3次,以空白顶空瓶为对照。

    • 色谱柱为HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)石英毛细管柱。电离方式EI,电子能量70 eV。进样口温度250℃,四级杆温度150℃,离子源温度230℃,接口温度280℃,扫描质量数范围30~500 amu。升温程序为初始柱温度50℃保持2 min,以3℃·min−1升温至80℃保持2 min,再以5℃·min−1升温至180℃保持5 min,再以15℃·min−1升至250℃。

    • 利用Amdis质谱数据解卷积处理数据减少本底干扰,拆分共流出峰。计算机谱库检索采集到的花朵成分质谱图,使用MassHunter软件通过检索NIST 11标准谱库质谱图库,并结合相关文献,确定细叶石斛和翅梗石斛鲜花挥发性物质的化学成分。确定花朵中挥发性成分后,再根据离子流峰面积归一化法,计算各成分的相对含量。

    • 采用GC-MS方法分析,得到细叶石斛和翅梗石斛花挥发性成分的总离子流图(图2)。细叶石斛花的挥发性物质分离出78个色谱峰,共鉴定出52个化学成分,占总挥发性含量的80.97%;翅梗石斛花中的挥发性物质分离出42个色谱峰,共鉴定出35个化学成分,占总挥发性含量的85.36%。最终确定2种石斛的挥发性化合物,共有72个(表1)。

      表 1  细叶石斛和翅梗石斛花的挥发性成分

      Table 1.  Volatile constituents in D. hancockii and D. trigonopus flower

      序号
      No.
      保留时间
      Retain time/min
      化合物
      Constituents
      相对百分含量
      Relative content/%
      细叶石斛翅梗石斛
      13.612正戊醇 Pentanol0.04
      23.793异戊酸甲酯 Methyl isovalerate0.10
      34.610六甲基环三硅氧烷 Hexamethylcyclotrisiloxane0.290.64
      45.909惕各酸甲酯 Methyl tiglate0.37
      56.025正己醇 Hexanol0.06
      66.6702-庚酮 2-Heptanone0.15
      76.863甲氧基苯基肟 2-Oxime-2-methoxy-phenyl0.22
      87.092庚醛 Heptanal0.04
      97.885己酸甲酯 Methyl hexoate0.04
      108.008α-侧柏烯 2-Methyl-5-(1-methylethyl)-bicyclo[0.3.0]hex-2-ene0.57
      118.287α-蒎烯 α-Pinene0.06
      129.688正庚醇 Heptan-1-ol0.09
      139.819桧烯 Sabinene0.51
      1410.004β-蒎烯 β-Pinene0.25
      1510.2766-甲基-5-庚烯-2-酮 6-Methylhept-5-en-2-one0.05
      1610.3243-辛酮 3-Octanone0.150.18
      1710.386八甲基环四硅氧烷 Octamethylcyclotetrasiloxane0.321.79
      1810.536月桂烯 β-Myrcene2.332.92
      1911.153(-)-β-蒎烯 (-)-β-Pinene0.08
      2011.273异戊酸异丁酯 Isobutyl isovalerate0.05
      2111.504对二氯苯 1,4-Dichlorobenzene0.04
      2212.240d-柠檬烯 (+)-Limonene2.264.82
      2312.346桉叶油醇 Cineole0.18
      2412.591(E)-B-罗勒烯 (E)-3,7-Dimethylocta-1,3,6-triene2.79
      2512.595(3E)-3,7-二甲基辛-1,3,6-三烯 1,3,6-Octatriene,3,7-dimethyl-,(3E)-1.34
      2613.316罗勒烯 (Z)-β-Ocimene27.6043.67
      2713.5253-异丙烯基-5,5-二甲基-环戊烯 3-Isopropenyl-5,5-dimethylcyclopentene0.11
      2813.606γ-松油烯 γ-Terpinene0.030.42
      2914.144正辛醇 1-Octanol0.360.04
      3014.6842-乙基-1,6-二噁螺[4.4]-壬烷 2-Ethyl-1,6-dioxaspiro[4.4]-nonane0.05
      3114.776萜品油烯 Terpinolene0.12
      3215.111苯甲酸甲酯 Methyl benzoate0.69
      3315.393紫苏烯 Perillene2.000.31
      3415.600芳樟醇 Linalool6.73
      3515.797异戊酸异戊酯 Isoamyl isovalerate0.42
      3616.1103-亚甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基环己烷2-Ethenyl-1,1-dimethyl-3-methylenecyclohexane1.46
      3716.257(-)-α-侧柏酮 (-)-α-Thujone0.02
      3816.453对薄荷-1,3,8-三烯 1,3,8-p-Menthatriene0.03
      3916.829(3E,5E)-2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯(3E,5E)-2,6-Dimethyl-1,3,5,7-octatetraene0.51
      4017.304别罗勒烯 Allo-ocimene0.39
      4117.3342,6-二甲基-2,4,6-辛三烯 2,6-Dimethyl-2,4,6-octatriene0.19
      4217.420环五聚二甲基硅氧烷 Decamethylcyclopentasiloxane1.744.08
      4317.490烟酮 3,5,5-Trimethylcyclohexane-1,2-dione0.10
      4417.768甲基-2-烯基-3-甲基丁酸酯 3-Methylbut-2-enyl 3-methylbutanoate0.55
      4519.1214-萜烯醇 4-Terpineol0.18
      4619.592水杨酸甲酯 Methyl salicylate0.430.02
      4719.805α-松油醇 α-Terpineo0.04
      4820.296(-)-马鞭草烯酮 (-)-Verbenone0.09
      4920.4662,6-二甲基-3(E),5(E),7-辛三烯-2-醇E,E-2,6-Dimethyl-3,5,7-octatriene-2-ol0.03
      5021.190橙花醇 Nerol0.13
      5121.789顺式-柠檬醛 Neral0.14
      5223.141(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛 Geranial0.56
      5325.101十二甲基环六硅氧烷 Dodecamethylcyclohexasiloxane2.511.39
      5425.628惕各酸叶醇酯 (Z)-3-Hexenyl tiglate0.33
      5525.590甲基(2E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸酯Methyl (2E)-3,7-dimethyl-2,6-octadienoate3.01
      5626.790甲苯-2,4-二异氰酸酯 Toluene 2,4-diisocyanate0.37
      5728.508β-榄香烯 (5S,7R,10S)-(-)-1-methyl-1-vinyl-2,4-diisopropenyl-cyclohexane 0.87
      5828.8645-甲基-1,3-二氢苯并咪唑-2-酮 5-Methylbenzoimidazol-2(3H)-one0.10
      5929.118石竹烯 (4Z)-4,11,11-trimethyl-8-methylidenebicyclo[7.2.0]undec-4-ene0.14
      6029.3211,3,5-三甲氧基苯 1,3,5-Trimethoxybenzene0.07
      6129.850β-石竹烯 β-Caryophyllene22.414.35
      6230.565香树烯 (-)-allo-Aromadendrene0.34
      6330.9652-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯双环[5.2.0]壬烷2-Methylene-4,8,8-trimethyl-4-vinylbicyclo[5.2.0]nonane0.10
      6431.186α-石竹烯 α-Caryophyllene0.980.21
      6532.136十四甲基环七硅氧烷 Tetradecamethyl cycloheptasiloxane0.15
      6633.230α-法呢烯 Farnesene0.16
      6735.517橙花叔醇 Nerolidol0.06
      6835.824顺式-3-己烯醇苯甲酸酯 cis-3-Hexenyl benzoate0.20
      6936.176石竹素 Caryophyllene oxide0.560.25
      7043.735苯甲酸正辛酯 Octyl benzoate1.20
      7146.227邻苯二甲酸二异丁酯Bis(2-methylpropyl) 3,4,5,6-tetradeuteriobenzene-1,2-dicarboxylate0.23
      7250.245酞酸丁酯 Dibutyl phthalate0.10

      图  2  2种浓香型石斛花挥发成分的总离子流图

      Figure 2.  Ion chromatogram of volatile constituents in two Dendrobium species flower

      2种石斛花朵的挥发性成分组成丰富。细叶石斛花获得52个挥发性化合物(表1),相对含量1%以上的有10个,分别为:罗勒烯(27.60%)、β-石竹烯(22.40%)、芳樟醇(6.73%)、十二甲基环六硅氧烷(2.51%)、月桂烯(2.33%)、d-柠檬烯(2.26%)、紫苏烯(2.00%)、环五聚二甲基硅氧烷(1.74%)、(3E)-3,7-二甲基辛-1,3,6-三烯(1.34%)和苯甲酸正辛酯(1.20%)。罗勒烯、β-石竹烯、芳樟醇3个成分含量皆高于4%,皆是常见的香味化合物。衡量各个成分对整体花香的贡献大小,除相对含量外,还要结合嗅觉气味存在的最小浓度值(嗅感阈值)来判断。细叶石斛获得的挥发性成分主要为烯烃类,烯烃类嗅感阈值相对较低,有利于香味的感知[15-19]。据此得出细叶石斛的特征香气成分为罗勒烯、β-石竹烯、芳樟醇;花中还含月桂烯、d-柠檬烯、紫苏烯等成分,共同构成细叶石斛的赋香成分,形成了细叶石斛的独特的香气。其他含量较低的呈香成分还有α-律草烯、β-榄香烯、α-侧柏烯、香树烯、β-蒎烯、苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯等。

      翅梗石斛花中获得35个挥发性物质(表1),相对含量1%以上的有10个,分别为:罗勒烯(43.67%)、β-石竹烯(14.35%)、d-柠檬烯(4.82%)、环五聚二甲基硅氧烷(4.08%)、甲基(2E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸酯(3.01%)、月桂烯(2.92%)、(E)-B-罗勒烯(2.79%)、八甲基环四硅氧烷(1.79%)、3-亚甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基环己烷(1.46%)、十二甲基环六硅氧烷(1.39%)。罗勒烯、β-石竹烯和d-柠檬烯3个成分含量皆高于4%,皆是常见的香气化合物。据此得出翅梗石斛的特征香气成分为罗勒烯、β-石竹烯和d-柠檬烯;花中还含月桂烯(2.92%)、(E)-B-罗勒烯(2.79%)是罗勒烯的异构体。其他含量较低的呈香成分还有γ-松油烯、别罗勒烯、紫苏烯、α-律草烯、异戊酸异戊酯等。

    • 72个香气化合物,可分为7类,分别为烷烃类、醛类、酮类、酯类、醇类、烯烃类和其他类(表2)。2种石斛中,烯烃类化合物的相对含量均最高。萜烯类化合物通常具有提神、抗菌消炎和镇痛作用[20]。细叶石斛中烯烃类含量为63.28%,翅梗石斛中烯烃类化合物的相对含量为70.04%。

      表 2  细叶石斛和翅梗石斛花朵香气化合物分类

      Table 2.  Classification to the scent compositions of D. hancockii and D. trigonopus flowers

      化合物类型
      Component type
      总组分Component number相对含量Relative content/%含量在1%以上的成分No. (≥1%)
      细叶石斛翅梗石斛细叶石斛翅梗石斛细叶石斛翅梗石斛
      烯烃类221063.2870.0465
      醇类757.530.411
      烷烃类664.999.5124
      酯类883.854.5511
      醛类210.700.04
      酮类530.510.33
      其他类220.110.47
      合计523580.9785.361010
    • 2种石斛分析共得到72个化合物,其中,共有成分15个。2种石斛花香味皆浓,单花开3~5周,香味散发范围广。2个石斛种,特征赋香成分、含量存在差异。翅梗石斛香味较浓郁,细叶石斛清香宜人。细叶石斛、翅梗石斛皆含有的罗勒烯,前者为27.60%,后者含量高达43.67%。细叶石斛中β-石竹烯含量高于翅梗石斛。细叶石斛含有芳樟醇(6.73%),翅梗石斛中并未检测到。细叶石斛(52个)含有的呈香成分多,挥发性成分比翅梗石斛(35个)多17个,香味构成丰富、含量较为均衡。

      细叶石斛和翅梗石斛所含有的主要赋香成分中,有罗勒烯、β-石竹烯、d-柠檬烯、月桂烯,为当前植物中常见的天然香味化合物。这4种香气成分,在2种石斛中相对含量高,香气丰富,功能各异。除提供香味外,多数香气有抗炎活性。

      2种石斛罗勒烯含量皆为最高,罗勒烯有花香、草香并伴有橙花油气息,有很强的甜香味[21],对人体免疫系统提供辅助功能,并参与调节工蜂的采粉行为;(E)-B-罗勒烯是罗勒斯的同分异构体,是蜜蜂族群社会规则中的一个信息素,可部分抑制工蜂卵巢的发育。

      β-石竹烯为双环倍半萜型化合物,在2种石斛花中相对含量皆超过10%,具有淡的丁香香气,为食用香料[22],具有平喘、祛痰、抗炎作用[23-25]β-石竹烯具有抗广泛性焦虑、抑郁的作用[26-27];α-石竹烯也是β-石竹烯的同分异构体,具有温和的丁香香气[28];石竹素为β-石竹烯的氧化物。

      细叶石斛中含有芳樟醇,是天然的萜烯香料,常作为香水或香料使用,为使用频率最高的家用香料。芳樟醇具有铃兰类鲜爽型花香特征,香气阈值为10 bpm[29-30];同时,芳樟醇还具有镇痛、抗炎,抗菌等药理活性[31],可由α-蒎烯或β-蒎烯经过月桂烯合成,可作食用香精及工业生产中的重要中间体,罗勒烯由芳樟醇为原料制备而来。α-蒎烯经过高温(160℃)裂解合成月桂烯,进一步合成芳樟醇。

      在2种石斛中,d-柠檬烯和月桂烯含量都较高。d-柠檬烯是单环单萜烯,自然界中广泛存在,2种石斛中以翅梗石斛含量较高,呈橙皮愉悦香味,柠檬烯香气阈值为10 bpm[30],具有消炎、抗菌、修复酒精造成的肝损伤[32-34]。月桂烯又称香菜烯,是合成香料的重要原料。具有清淡的香脂香气,香气阈值为13~15 bpm[30],可改善人体信息素分泌,增加异性好感;月桂烯有镇痛、显著的抗炎和抗分解代谢作用[35-36]。月桂烯可由芳樟醇脱水形成,也可由β-蒎烯高温合成。

      72个成分中,含有16种酯类物质,苯甲酸甲酯有令人陶醉的甜香而闻名[37];水杨酸甲酯具有特殊草药气味,在吸引昆虫传粉中起到重要作用,且有抗广泛性焦虑、抑郁的作用[27]。成分中含有5种硅氧烷,3种硅氧烷含量高于1%以上,其中,以环五聚二甲基硅氧烷含量较高,可广泛使用于化妆品和人体护理产品中,与大部分的醇和其他化妆品溶剂有很好的相容性。硅氧烷有良好的铺展性,可用于皮肤护理。

    • 中国是石斛属内石斛组的主要分布地区,中药石斛主要来源于石斛组。细叶石斛是石斛组花香纯正的种。石斛属花开浓香型的种类较少,除石斛组外,黑毛组花香较为典型的种为翅梗石斛。细叶石斛和翅梗石斛花瓣蜡质,花期长,花香浓,穿透力强。

      植物花香化合物是植物花朵释放的次生代谢产物,由许多低分子量、易挥发的化合物混合而成。花香是由植物花朵内所有挥发性香味组分共同作用形成的,具有吸引昆虫传粉和防御功能[2]。李崇晖等[8]测定25℃下萃取出细叶石斛花的挥发性成分,鉴定出16种成分,其主要成分是3-蒈烯(71.25%),该实验获得挥发性成分种类少(16种),而不同萃取温度,对萃取效率、萃取量及萃取成分影响较大,因此,与本文结果差异的主要原因推测是固相萃取温度的不同[38-39]。本实验通过不同实验条件(萃取温度40℃),拆出共流峰减少本底干扰,再对细叶石斛的挥发性成分测定,发现其呈香成分丰富(52个),其特征香气成分为罗勒烯、石竹烯、芳樟烯。本研究实验结果与细叶石斛的香味类型更接近。郝瑞杰[30]发现,上千种花香化合物中,主要花香化合物有12种,有柠檬烯、罗勒烯、月桂烯、芳樟烯、β-蒎烯、α-蒎烯、石竹烯等。细叶石斛含有的此类香气成分达8种,香气成分丰富,含量高,是典型的花香味。

      鲜花的香气成分常用萃取法或水蒸气蒸馏法来提取[40-41]。利用有机溶剂萃取以及水蒸汽蒸馏法,高温会破坏植物结构,导致挥发物的分解或流失,同时pH条件会改变花朵中原有的挥发物成分[42]。采集新鲜花朵,通过固相微萃取技术,结果将更有利于分析花朵的挥发性成分。新鲜花朵的顶空固相微萃取方法,测得香味化合物含量偏多,并能减少成分损失,使结果接近于植株的真实状态[43]。固相微萃取结合GC-MS分析石斛盛花期鲜花,得到的成分以烯烃类居多,同时香味成分明显。

    • 本研究运用了SPME和GC-MS技术,分析2种香花型石斛盛花期花朵的挥发性成分。细叶石斛共鉴定分离挥发性组分52个,含烯烃类22个、酯类8个、醇类7个、烷烃类6个、酮类5个、醛类2个。翅梗石斛共鉴定得到挥发性组分35个,含烯烃类10个、酯类8个、醇类5个、烷烃类6个、酮类3个、醛类1个。细叶石斛的特征香气成分是罗勒烯、β-石竹烯和芳樟醇;翅梗石斛的特征香气成分是罗勒烯、β-石竹烯和d-柠檬烯。本试验研究明确了翅梗石斛中罗勒烯香气含量高,远高于其它成分,香味浓郁;细叶石斛中罗勒烯和石竹烯含量均衡,呈香成分丰富,香气宜人。

      致谢 感谢中国林业科学研究院林木遗传育种国家重点实验室的试验支持。

参考文献 (43)

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