玫瑰芳香物質(zhì)儲藏部位與動態(tài)釋放過程研究

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)儲藏部位與動態(tài)釋放過程研究

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度將其劃分為5個時期，利用比色法對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)在開放過程中的變化。[結(jié)果]玫瑰花瓣中油細(xì)胞是芳香物質(zhì)的主要儲藏場所；玫瑰提取物香氣成分與玫瑰花瓣的芳香物質(zhì)均隨花朵的開放下降趨勢放緩，玫瑰提取物初開放期、開放期和衰敗期芳香物質(zhì)含量明顯高于玫瑰花瓣。[結(jié)論]通過比色法對玫瑰開放期香氣成分含量的動態(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，我國學(xué)者利用GC-MS方法對甘肅苦水玫瑰油、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。但是對于玫瑰芳香物質(zhì)的合成及儲存部位、開花時釋放香氣的動態(tài)過程則報(bào)道不多。因此，該文利用比色法對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)的動態(tài)積累和釋放規(guī)律，旨在為以玫瑰為依托開發(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度將其劃分為5個時期(圖1)。小花蕾期：花苞較小，包在萼片內(nèi)，未開放；大花蕾期：花苞略大，花瓣逐漸突出萼片；初開花期：外圍2～3層花瓣已松散，萼片也松散；開花期：花苞完全綻放，花瓣開始開放；衰敗期：花苞完全開放，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等購于Sigma公司。

注：由左至右依次為小花蕾期、大花蕾期、初開花期、開花期、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個開放時期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。每個時期取1 g花瓣，重復(fù)3次。加入5 mL蒸餾水，將待測樣品研碎，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比色杯測其光吸收值。對照(CK)不加硫酸，3次重復(fù)。在一定波長下測定樣品溶液的吸光度值。

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

2　結(jié)果與分析

2.1玫瑰香氣成分動態(tài)變化

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

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

圖3　515～550 nm波長的吸光度測定結(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態(tài)變化。測量玫瑰花瓣5個時期的吸光度，重復(fù)3次(圖4)。小花蕾期香氣成分含量最高，隨著花朵的開放，花瓣中的香氣成分含量逐漸遞減。該趨勢在花蕾期不明顯，開放期后下降明顯，初開放期、開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態(tài)變化。測量玫瑰花瓣5個時期提取物的吸光度，重復(fù)3次(圖5)。其變化趨勢與玫瑰花瓣相似，但下降趨勢趨緩，初開放期、開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　花瓣及葉片測定結(jié)果Fig.4　The detection result of petal and leaf

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

2.2玫瑰香氣成分儲藏部位的動態(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個時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)的個數(shù)見圖6。觀察發(fā)現(xiàn)5個時期的變化趨勢與比色法結(jié)果相似，隨著花朵的開放呈明顯的下降趨勢。初開放期、開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%，且下降趨勢更加顯著。

圖6　不同開放期玫瑰花瓣組織飽滿油細(xì)胞個數(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)的儲藏場所植物的根、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)的基因會在表皮細(xì)胞表達(dá)[10]。花瓣中內(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)的主要儲藏場所。隨著花朵的開放，芳香物質(zhì)從油細(xì)胞中釋放，初開放期、開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)加工過程。在該研究中經(jīng)比色法檢測，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玫瑰開放過程中香氣物質(zhì)的釋放規(guī)律對花瓣及其提取物的定量分析都表明玫瑰的小花蕾期、花蕾期和初開放期是萜類物質(zhì)含量較豐富的時期。但這3個時期的玫瑰花瓣細(xì)胞尚未完全成熟，芳香物質(zhì)尚未完成后續(xù)加工，還沒有形成典型的玫瑰香氣。而開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)者檢測香氣成分時主要選擇這兩個時期[3-9]。

玫瑰提取物香氣成分的變化趨勢與玫瑰花瓣相似，但隨著花朵的開放下降趨勢趨緩，其初開放期、開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@三個時期玫瑰花瓣中的芳香成分逐漸從油細(xì)胞中釋放，在測定的過程中容易揮發(fā)。而通過蒸餾提取玫瑰芳香成分能夠有效降低檢測過程中芳香成分的損耗。

3.3比色法確定玫瑰香氣成分動態(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，且種類和含量初開放期和開放期沒有明顯差異[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，通過比色法對玫瑰開放期香氣成分含量的動態(tài)變化進(jìn)行定量分析是可行的，該方法簡單可行，可用于生產(chǎn)中玫瑰花瓣采摘時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