四種茶花品種花朵的香氣揮發物分析

摘要：以C37（Camellia japonica C37）、甜凱特（Camellia japonica Sweet Emily Kate）、姬（Camellia lutchuensis Hime）、烈香（Camellia japonica Liexiang）4種香花型茶花品種為材料，采用頂空固相微萃取-氣相色譜聯用（SPME/GC-MS）技術，分析4種茶花品種在盛花期花朵的香氣揮發物成分及相對含量。結果表明，在C37、甜凱特、姬、烈香中檢測出香氣揮發物，分別為27、10、19、27種，主要包括醇類、酯類、醛類、芳香族化合物、酚類、醚類、萜類、酮類、烷烴、脂肪酸10類化合物。正己醇、苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯甲酸甲酯、苯乙醇、萘、水楊酸甲酯為4種茶花品種主要的揮發物成分，這些化合物分別占C37、甜凱特、姬、烈香總揮發物含量的86.84%、90.32%、93.81%、82.20%，苯環類化合物為主要花香成分。苯甲酸甲酯在C37和姬中的相對含量最高，分別為39.37%和42.00%；而苯乙醇（31.60%）在烈香中的相對含量最高；正己醇（70.22%）為甜凱特的主要揮發物。4種茶花品種花朵中酯類及醇類物質的相對含量遠高于其他化合物，是茶花主要的揮發物。

關鍵詞：茶花；花朵；香氣揮發物；頂空固相微萃取-氣相色譜聯用（SPME/GC-MS）

中圖分類號：S685.14" " " " " 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）07-0137-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.07.024 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Four fragrant camellia varieties， namely C37 （Camellia japonica C37）， Sweet Emily Kate （Camellia japonica Sweet Emily Kate）， Hime （Camellia lutchuensis Hime）， and Liexiang （Camellia japonica Liexiang）， were used as materials to analyze the volatiles components and relative content of the flowers of these four camellia varieties during their blooming period using headspace solid-phase microextraction gas chromatography （SPME/GC-MS） technology. The results showed that aroma volatiles compounds were detected in C37， Sweet Emily Kate， Hime， and Liexiang， with 27， 10， 19， and 27 types， mainly including alcohols， esters， aldehydes， aromatic compounds， phenols， ethers， terpenoids， ketones， alkanes， and fatty acids. N-hexanol， Benzaldehyde， Benzyl alcohol， Phenylacetaldehyde， Methyl benzoate， Phenethyl alcohol， Naphthalene， and Methyl salicylate were the main volatiles components of the four camellia varieties. These compounds accounted for 86.84%， 90.32%， 93.81%， and 82.20% of the total volatiles content of C37， Sweet Emily Kate， Hime， and Liexiang， respectively. Benzene ring compounds were the main floral components. The relative content of Methyl benzoate in C37 and Hime was the highest， 39.37% and 42.00%， respectively； the relative content of Phenethyl alcohol （31.60%） in Liexiang was the highest； N-hexanol （70.22%） was the main volatiles compound of Sweet Emily Kate.The relative content of esters and alcohols in the flowers of four camellia varieties was much higher than that of other compounds， making them the main volatiles of camellia.

Key words： camellia； flowers； aroma volatiles； headspace solid-phase microextraction gas chromatography （SPME/GC-MS）

花香是評價觀賞植物和切花的重要性狀之一［1］。近年來，眾多學者對桂花（Osmanthus fragrans）［2］、晚香玉（Pollinates tuberosa）［3］、月季（Rosa chinensis）［4］、百合（Lilium amoenum）［5］等植物花香展開廣泛的探索和研究，發現花香成分是由一系列低分子質量、低沸點、低極性的揮發性有機化合物（Volatile organic compound，VOC）組成的混合物［6］，這些化合物不僅是昆蟲與植物通信和傳粉的媒介［7］，還會對種群遺傳結構產生影響［8］。花香物質大多屬于3大類，即萜烯類化合物、苯丙酸類化合物/苯環型化合物和脂肪酸衍生物［9］。茶花花色艷麗，枝繁葉茂，為中國十大名花之一。怡人香氣是觀賞植物的重要園藝性狀［10］，茶花雖品種眾多，但芳香型品種卻很少，因此，分析不同茶花品種的香氣特征，對進一步開展茶花香氣評價和香花型茶花新品種選育具有重要意義。

國內外學者已從多個茶花資源中鑒定出香氣揮發物。怒江紅山茶（Camellia saluenensis Inokuchi-Kaori）、香太陽（Camellia japonica cv. Scented Sun）、克瑞墨大牡丹（Camellia japonica Kramer’s supreme）等［11-13］茶花的主要香氣物質為單帖類物質中的芳樟醇。多個茶花品種花朵的主要揮發物為苯乙酮、順式-芳樟醇氧化物和芳樟醇［14］，不同品種茶花的香氣組分也存在特異性。

本研究利用頂空固相微萃取-氣相色譜聯用（SPME/GC-MS）技術，鑒定不同茶花品種中的揮發物成分及相對含量，對比他們之間的差異。為了更好地開展芳香型茶花育種工作，本研究以C37（Camellia japonica C37）、甜凱特（Camellia japonica Sweet Emily Kate）、姬（Camellia lutchuensis Hime）、烈香（Camellia japonica Liexiang）4種香花型茶花品種為研究對象， 對其盛花期花朵的揮發物進行時空分析，旨在前人研究的基礎上進一步探究茶花香氣形成與釋放機理， 進而為茶花育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

2019年3月取樣于湖北省武漢市農業科學院林業果樹研究所茶花資源圃，4種茶花品種分別為C37、甜凱特、姬、烈香；4種茶花均具有香氣，2010年武漢市農業科學院林業果樹研究所將烈香作為良種引進湖北省［15］。

1.2 儀器

氣相色譜質譜聯用儀DSQII，美國Thermo fisher公司；HP-5MS毛細管柱，美國Agilent公司；65 μm PDMS/DVB SPME萃取頭及 SPME手動進樣器，美國Supelco公司；10 μL N型液相進樣針，上海 Truelab 有限公司；玻璃頂空進樣瓶；甲醇試劑；內標溶液：癸酸乙酯（純度99.6%），德國CNW technologies gmbH。標準品：C9～C40正構烷烴標樣，美國Thermo fisher scientific。

1.3 方法

1）取樣。分別于C37、甜凱特、姬、烈香的盛花期采摘新鮮花朵稱重并記錄，立即將4種茶花樣品分別置于50 mL頂空進樣瓶。利用手動進樣器加入1 μL 0.86 g/mL的癸酸乙酯作為內標，室溫下，用65 μm PDMS/DVB SPME的萃取頭萃取30 min后進樣5 min，取下萃取頭。首次進樣的萃取頭需要先在270 ℃高溫下進行老化處理。每個材料設置3個生物學重復。

2）GC-MS條件。載氣：高純氦氣（99.999%）；流速：1.0 mL/min；進樣口溫度：250 ℃；升溫程序：起始溫度 50 ℃保持 2 min，按 3 ℃/min 升溫至 110 ℃，然后以 5 ℃/min 升溫至 220 ℃，保持 2 min。電離源：EI，其電離能量為70 eV，MS四級桿溫度為260 ℃，離子阱溫度為230 ℃，質量掃描范圍為30～500 amu。進樣方式為分流進樣。

3）定性定量分析。參考并完善馮楠［16］的方法，使用內標法對茶花的主要成分進行定量分析。

2 結果與分析

2.1 4種茶花品種花朵揮發物

圖1為4種茶花品種盛花期的總離子流。經GC-MS分析，C37、甜凱特、姬、烈香中分別檢測出27、10、19、27種香氣揮發物。其中，C37、烈香的香氣揮發物較復雜，而甜凱特的香氣揮發物則較單一。

4種茶花品種花朵共檢測出48種主要香氣揮發物。由表1可知，4種茶花品種花朵香氣揮發物主要成分具有較大差異。由圖2可知，4種茶花品種中C37特有的香氣揮發物有11種（22.9%），甜凱特特有的香氣揮發物最少，只有1種（2.1%），姬特有的香氣揮發物有6種（12.5%），烈香特有的香氣揮發物有13種（27.1%）；4種茶花品種共有的香氣揮發物有7種（14.6%），主要包含2種醇類（苯甲醇、苯乙醇）、2種醛類（苯甲醛、癸醛）、2種酯類（苯甲酸甲酯、水楊酸甲酯）、1種芳香烴（萘）。

進一步分析發現，苯甲酸甲酯為C37和姬中相對含量最高的成分，分別為39.37%和42.00%；烈香中相對含量最高的香氣揮發物為苯乙醇（31.60%）；而甜凱特中相對含量最高的香氣揮發物為正己醇（70.22%）。與其他3種茶花品種相比，烈香的香氣揮發物組成成分更復雜，共檢測到13種特有成分：反式-3-己烯-1-醇（1.72%）、α-蒎烯（0.19%）、均三甲苯（0.42%）、1，2，4-三甲基苯（0.62%）、仲丁基苯（2.20%）、（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯（0.54%）、鄰-異丙基苯（0.51%）、2-乙基己醇（0.11%）、5-乙基間二甲苯（0.38%）、1，2-二甲基-4-乙基苯（0.33%）、β-甲基萘（0.41%）、α-甲基萘（0.19%）、醇酯-12（0.30%）。

2.2 4種茶花品種花朵主體特征揮發物

表2列出了4種茶花品種花朵的揮發物，正己醇、苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯甲酸甲酯、苯乙醇、萘、水楊酸甲酯為4種茶花品種主要的揮發物成分，這些化合物多數屬于苯環類化合物，分別占C37、甜凱特、姬、烈香總揮發物的86.84%、90.32%、93.81%、82.20%，苯環類化合物為4種茶花品種主要花香成分［6］，在8種化合物中，有7種為苯環類化合物（苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、苯甲酸甲酯、苯乙醇、萘、水楊酸甲酯）。其中，苯甲酸甲酯在C37和姬中相對含量最高，分別為39.37%和42.00%；而苯乙醇在烈香中的相對含量最高，為31.60%。與其他3個品種不同，甜凱特中主要的揮發物為非苯環類化合物（正己醇），相對含量為70.22%。

2.3 4種茶花品種花朵揮發物分類

將4種茶花品種花朵揮發物分為醇類、酯類、醛類、芳香族化合物、酚類、醚類、萜類、酮類、烷烴類9類。如表3所示，C37和姬中酯類化合物的相對含量最高，分別為67.13%和51.33%；而甜凱特和烈香中醇類化合物的相對含量最高，分別為74.05%和39.21%，其次為酯類，相對含量分別為10.46%、32.40%。總體上看，4種茶花品種花朵中酯類及醇類物質的相對含量遠高于其他化合物，是茶花主要的揮發物。此外，烈香中芳香族化合物的相對含量（11.46%）遠高于其他3個茶花品種。值得注意的是，烈香中檢測到了少量的萜烯類化合物，而在其他3個茶花品種中沒有檢測到類似化合物。

3 小結與討論

植物花朵的花香物質是由一系列低分子量的揮發物組成，并形成其特有的特征。花香化合物主要由萜類、苯類/苯丙素類、脂肪酸衍生物和一些含氮或硫化合物等組成［17］。不同植物的香氣揮發物差異較大，如大花梔子的主要香氣揮發物為α-法呢烯、3-蒈烯［18］；刺槐的主要香氣揮發物為β-羅勒烯和芳樟醇［19］；臘梅的主要香氣揮發物則為羅勒烯、苯甲醇、乙酸芐酯、丁香酚等［20］。不同茶花品種之間香氣揮發物也存在巨大差異。如克瑞墨大牡丹中的主要揮發物為芳樟醇、順-芳樟醇氧化物、水楊酸甲酯等［13］；α-萜品醇、L-芳樟醇為滇茶花的主要香氣揮發物［21］；芳樟醇等是茶梅、茶花、油茶、茶樹花朵的主要香氣揮發物［22，23］。而本研究中C37、甜凱特、姬、烈香的主要香氣揮發物分別為苯甲酸甲酯（39.37%）、正己醇（70.22%）、苯甲酸甲酯（42.00%）、苯乙醇（31.6%）。

不同山茶屬植物花朵揮發物組分存在較大差異。醇類是西南紅山茶（Camellia Pitardii）、怒江山茶（Camellia saluenensis）、滇山茶（Camellia riticulata）、紅山茶（Camellia japonica）［24］、茶梅冬星（Camellia sasanqua Dongxing）［25］、茶梅冬玫瑰（Camellia sasanqua Dongmeigui）［26］等山茶品種的主要揮發物。與前人研究結果類似，C37和姬中酯類化合物的相對含量最高，甜凱特和烈香中醇類化合物的相對含量最高，分別為74.05%和39.21%，其次為酯類，相對含量分別為10.46%、32.40%。本研究僅檢測了盛花期整花的揮發物，如需進一步確認釋香的花器官，需要檢測花器官不同部分釋放的香氣揮發物。

苯環類化合物作為苯丙素/苯環類揮發物三大類之一，具有揮發性，是植物花香的主要成分［27］。苯環類化合物的生物合成途徑在仙女扇［28］、矮牽牛［29］等植物中被相繼報道。本研究中苯環類化合物在4種茶花中相對含量均較大，說明苯環類化合物是茶花的重要揮發物。

香氣閾值是香味物質在一定的介質中被人的感官所感受到的最低濃度值［30］。在衡量某一揮發性組分的作用時應同時考慮其相對含量和該物質的閾值濃度。通過香氣值確定特征香氣成分，香氣值為某種化合物的濃度與該化合物香氣閾值的比值，香氣值大于1的為特征香氣成分［31］。大量研究顯示，香氣的影響因素除化合物的相對含量外，也由該香氣成分的閾值決定［32，33］。因此，4種茶花的特征香氣化合物還需進一步驗證。

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