紅掌香氣成分和釋放規律

朱鵬宇，王 月，謝 利，魏 倩，張志勝，曾瑞珍，郭和蓉

（華南農業大學林學與風景園林學院，廣東 廣州 510642）

0 引言

植物香氣物質是多種次生代謝途徑生成的一系列低分子量、易揮發的化合物，其種類繁多，生物合成途徑復雜[1]，主要包括萜烯類、苯基/苯丙素類、脂肪酸衍生物等三大類。一般認為，花香的釋放是隨著花朵的開放而產生，并且受到環境因素的影響，如光照、溫度、水分，晝夜節律等[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。但現在國內紅掌品種資源中大多數無香，花香性狀研究滯后，因此研究紅掌香氣物質成分及其釋放規律對香型紅掌新品種培育和生產具有重要意義。

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），取自華南農業大學國家植物航天育種工程技術研究中心花卉基地。

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樣和GC-MS 聯用技術，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

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

2 結果與分析

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-側柏烯、雙環[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） 環己烷、3，6，6-三甲基-雙環（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；其他香氣物質有十二甲基環六硅氧烷、六甲基環三硅氧烷、八甲基環四硅氧烷、環五聚二甲基硅氧烷、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是萜類和苯環類物質。在A.'Alabama' 中檢測出9 種揮發性物質，有十二甲基環六硅氧烷、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 紅掌香氣釋放規律

2.2.1 紅掌晝夜節律的香氣釋放規律

對A.'Mystral'一天中不同時間進行香氣物質測定，在晝夜節律中香氣物質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物質總含量和種類呈先上升后下降的趨勢，下午5 時香氣物質含量最高，香氣物質相對總含量達到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；上午10 時次之，香氣物質相對總含量達2.339μg·gFW-1·h-1，香氣物質主要包括苯甲醇和乙酸芐酯等，單萜類物質種類最豐富；凌晨0 時含量最低、種類最少，香氣物質相對總含量降至為0.198μg·gFW-1·h-1，香氣物質釋放以烷烴類為主，有六甲基環三硅氧烷、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 技術對香型紅掌的香氣物質成分進行分析，共檢測出22種香氣物質，芳樟醇、桉樹腦等單萜類化合物是紅掌的主要致香物質[5]；本研究在A.'Mystral'紅掌中共檢測到76 種香氣物質，萜烯類和苯丙環類是其主要致香物質，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，因而導致測出的香氣成分有所差異。

GC-MS 技術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用，而通過鼻嗅法，可以隨時隨地對香氣性狀進行鑒定。紅掌釋放花香的規律性變化主要受自身晝夜節律及環境因素的影響，在下午5 時，紅掌A.'Mystral'香氣物質釋放含量最高，種類最多，而Kuanprasert 對5 個紅掌品種及3 個雜交種進行香氣性狀測定，發現不同品種紅掌香氣釋放時間不同，大多數品種在早晨釋放[5]；在光照強度5500lx、2000lx 和600lx 條件下，大部分香氣物質含量和成分在光照強度2000lx 條件下最高，結果與香水文心蘭（OncidiumSharry－Baby'SweetFragrance'）花香釋放規律相似[2]。紅掌原產南美洲潮濕、半陰的熱帶雨林中，喜高濕且排水良好的環境，既不耐嚴寒和高溫，又忌強光照射[6]，適宜的溫度和濕度對紅掌的香氣釋放有一定的促進作用。

GC-MS 檢測出的大部分香型紅掌的香氣物質含量大小與感官鑒定一致，極少數紅掌的香氣物質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，某些基因的表達量影響了香氣物質含量的大小，而香氣基因表達量與香氣釋放量也會存在差異，因而導致某些紅掌雖然檢測出香氣物質含量較低，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制復雜，關于紅掌花香氣釋放的規律，以及光照強度和晝夜節律對紅掌花香氣釋放過程中相關內在因子的變化和花香氣組成成分釋放過程的關系，均有待進一步的深入研究。