紅掌香氣成分和釋放規(guī)律

朱鵬宇，王 月，謝 利，魏 倩，張志勝，曾瑞珍，郭和蓉

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

0 引言

植物香氣物質(zhì)是多種次生代謝途徑生成的一系列低分子量、易揮發(fā)的化合物，其種類繁多，生物合成途徑復(fù)雜[1]，主要包括萜烯類、苯基/苯丙素類、脂肪酸衍生物等三大類。一般認(rèn)為，花香的釋放是隨著花朵的開放而產(chǎn)生，并且受到環(huán)境因素的影響，如光照、溫度、水分，晝夜節(jié)律等[2-4]。

紅掌（Anthurium andraeanum Lind.）屬天南星科（Araceae）花燭屬（Anthurium）植物，是著名的熱帶花卉之一。其佛焰苞心形，顏色鮮艷且花期長，具有較高的觀賞價值。但現(xiàn)在國內(nèi)紅掌品種資源中大多數(shù)無香，花香性狀研究滯后，因此研究紅掌香氣物質(zhì)成分及其釋放規(guī)律對香型紅掌新品種培育和生產(chǎn)具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試材料為香型紅掌A.'Mystral' 和無香紅掌A.'Alabama'（見圖1），取自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心花卉基地。

圖1 紅掌A.'Mystral'（左）和A.'Alabama'（右）

1.2 方法

1.2.1 GC-MS 分析

采用固相微萃取頂空進(jìn)樣和GC-MS 聯(lián)用技術(shù)，分別于凌晨0 點、早上10:00 點和下午5:00 點，取紅掌雌蕊成熟2/3 時期的肉穗花序，先稱鮮重，后置于組培瓶中，吸取標(biāo)樣癸酸乙酯1μL，迅速用錫箔紙和封口膜封住瓶口，密封集氣30min，插入100μm纖維針，在室溫條件下頂空取樣30min，再開始進(jìn)樣檢測。

色譜條件：DB-IMS 色譜柱（30m×0.25mm），載氣為高純氦氣，分流比20:1，色譜柱流量為1mL·min-1，取樣2min，進(jìn)樣口溫度250℃；程序升溫為初始溫度為45℃，保持1min，以5℃/min 升至250℃，保持5min。

質(zhì)譜條件：接口溫度為250℃，電子轟擊源為EI，230℃；離子電離能量為70eV；四極桿150℃，運(yùn)行26min。

1.2.2 感官鑒定

選擇開放2/3 的肉穗花序，通過鼻嗅法聞香鑒定。

1.2.3 光照處理

在有一層外遮蔭網(wǎng)的溫室大棚中設(shè)3 個處理：①CK，光照強(qiáng)度為5500±100lx；②加1 層遮蔭網(wǎng)，光照強(qiáng)度為2000±100lx；③加2 層遮蔭網(wǎng)，光照強(qiáng)度為600±10lx。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅掌香氣成分分析

通過GC-MS 檢測分析，在A.'Mystral'中共檢測出76 種香氣成分，單萜類有芳樟醇、4-萜烯醇、桉葉油醇、α-松油醇、2-甲基-6-亞甲基-7-辛烯-4-醇、順式芳樟醇氧化物、β-水芹烯、反式氧化檸檬烯、2-蒈烯、（+）-α-蒎烯、γ-松油烯、4-蒈烯、別羅勒烯、乙酸香芹酯、檜烯、月桂烯、羅勒烯、（-）-β-蒎烯、2，6-二甲基-2，4，6-辛三烯、（Z）-3，7-二甲基-1，3，6-十八烷三烯、萜品油烯、2-蒎烯、α-側(cè)柏烯、雙環(huán)[3.1.0]己烷4-甲基-1-（1-甲基乙烯基）、1-亞甲基-4-（1-甲基乙烯基） 環(huán)己烷、3，6，6-三甲基-雙環(huán)（3.1.1）庚-2-烯、對薄荷-1，3，8-三烯、L（-）-樟腦烯、（E）-羅勒烯、香葉基丙酮；倍半萜類有1，3，5-三異丙基苯、1，6-環(huán)癸二烯，1-甲基-5-亞甲基-8-（1-甲基乙基）；脂肪酸衍生物有3-乙氧基-3，7-二甲基辛-1，6-二烯、壬醛、正癸醛、十一醛、癸酸甲酯、乙酸異戊酯；苯環(huán)類有苯甲醇、乙酸芐酯、苯甲酸芐酯、苯酸甲酯、苯甲醛、3-乙基鄰二甲苯、乙二醇苯醚、4-叔丁基-2，6-二甲基乙酰苯；烷烴類有2，4，4-三甲基-1-己烯、3-乙基-3-甲基庚烷、十一烷、3，3-二甲基十二烷、正十九烷、正十二烷、正十六烷、正二十烷、2，4，6-三甲基癸烷、4，7-二甲基十一烷、正二十一烷、6-甲基十三烷、2，3，6-三甲基十二烷、甲基環(huán)己烷、2，6-二甲基十一烷、正十七烷、2，6，10，15-四甲基十七烷、二十八烷、4，6-二甲基-十二烷、2，6，10-三甲基十二烷、正二十七烷、1-十三炔、（Z，Z）-3，5-二烯；其他香氣物質(zhì)有十二甲基環(huán)六硅氧烷、六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、環(huán)五聚二甲基硅氧烷、2-溴十二烷、1-碘-2-甲基十一烷、亞硫酸，2-丙基十三烷醇酯，A.'Mystral'紅掌含量較高的香氣物質(zhì)是萜類和苯環(huán)類物質(zhì)。在A.'Alabama' 中檢測出9 種揮發(fā)性物質(zhì)，有十二甲基環(huán)六硅氧烷、2，6，10-三甲基十二烷、十四烷、2，6，10，14-四甲基十七烷、十五烷、十六烷、3，5-二甲基十一烷、2，6，11，15-四甲基十六烷和鄰苯二甲酸異丁基辛酯，但相對含量總量較低。

2.2 紅掌香氣釋放規(guī)律

2.2.1 紅掌晝夜節(jié)律的香氣釋放規(guī)律

對A.'Mystral'一天中不同時間進(jìn)行香氣物質(zhì)測定，在晝夜節(jié)律中香氣物質(zhì)含量和成分差異顯著，從白天到夜晚檢測出的紅掌香氣揮發(fā)物質(zhì)總含量和種類呈先上升后下降的趨勢，下午5 時香氣物質(zhì)含量最高，香氣物質(zhì)相對總含量達(dá)到3.909μg·gFW-1·h-1，種類最多，主要包括苯甲醇和苯甲酸甲酯等，其次是單萜類物質(zhì)；上午10 時次之，香氣物質(zhì)相對總含量達(dá)2.339μg·gFW-1·h-1，香氣物質(zhì)主要包括苯甲醇和乙酸芐酯等，單萜類物質(zhì)種類最豐富；凌晨0 時含量最低、種類最少，香氣物質(zhì)相對總含量降至為0.198μg·gFW-1·h-1，香氣物質(zhì)釋放以烷烴類為主，有六甲基環(huán)三硅氧烷、十一烷和4，7-二甲基十一烷等。

2.2.2 紅掌不同光照下香氣釋放規(guī)律

不同光照下，紅掌A.'Mystral'香氣釋放濃淡有差異，晴天較陰天香氣更濃，溫室大棚中，在2000lx 光照條件下，聞起來更香。

3 討論

花香是觀賞植物的主要觀賞性狀之一。Kuanprasert 利用GC-MS 技術(shù)對香型紅掌的香氣物質(zhì)成分進(jìn)行分析，共檢測出22種香氣物質(zhì)，芳樟醇、桉樹腦等單萜類化合物是紅掌的主要致香物質(zhì)[5]；本研究在A.'Mystral'紅掌中共檢測到76 種香氣物質(zhì)，萜烯類和苯丙環(huán)類是其主要致香物質(zhì)，這可能是由于不同品種的紅掌，其香氣性狀的遺傳背景也不一樣，因而導(dǎo)致測出的香氣成分有所差異。

GC-MS 技術(shù)是測定香氣成分的有效方法，但該方法不僅成本高，而且速度慢，在雜交后代選擇中較難應(yīng)用，而通過鼻嗅法，可以隨時隨地對香氣性狀進(jìn)行鑒定。紅掌釋放花香的規(guī)律性變化主要受自身晝夜節(jié)律及環(huán)境因素的影響，在下午5 時，紅掌A.'Mystral'香氣物質(zhì)釋放含量最高，種類最多，而Kuanprasert 對5 個紅掌品種及3 個雜交種進(jìn)行香氣性狀測定，發(fā)現(xiàn)不同品種紅掌香氣釋放時間不同，大多數(shù)品種在早晨釋放[5]；在光照強(qiáng)度5500lx、2000lx 和600lx 條件下，大部分香氣物質(zhì)含量和成分在光照強(qiáng)度2000lx 條件下最高，結(jié)果與香水文心蘭（OncidiumSharry－Baby'SweetFragrance'）花香釋放規(guī)律相似[2]。紅掌原產(chǎn)南美洲潮濕、半陰的熱帶雨林中，喜高濕且排水良好的環(huán)境，既不耐嚴(yán)寒和高溫，又忌強(qiáng)光照射[6]，適宜的溫度和濕度對紅掌的香氣釋放有一定的促進(jìn)作用。

GC-MS 檢測出的大部分香型紅掌的香氣物質(zhì)含量大小與感官鑒定一致，極少數(shù)紅掌的香氣物質(zhì)含量大小與感官鑒定不一致，推測是因為植物香氣合成途徑中有許多基因，某些基因的表達(dá)量影響了香氣物質(zhì)含量的大小，而香氣基因表達(dá)量與香氣釋放量也會存在差異，因而導(dǎo)致某些紅掌雖然檢測出香氣物質(zhì)含量較低，卻能聞到較濃的香氣。在大自然中，植物花香氣的形成和釋放機(jī)制復(fù)雜，關(guān)于紅掌花香氣釋放的規(guī)律，以及光照強(qiáng)度和晝夜節(jié)律對紅掌花香氣釋放過程中相關(guān)內(nèi)在因子的變化和花香氣組成成分釋放過程的關(guān)系，均有待進(jìn)一步的深入研究。