中圖分類號(hào):S685.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-5774(2025)02-0117-11
HS-SPME-GC-MS analysis of volatile metabolomics profile in Fuzhou jasmine flower
Zhang Lina 1,2 ,Ren Ziwen',Xu Yuying',Huang Biaol,Wei Hang',Si Ruiru',F(xiàn)u Xiaoping3,F(xiàn)u Jianwei1* (1.InstituteofQualityStandardsamp;TestingTechnologyforAgro-Products,F(xiàn)ujianAcademyofAgriculturalSciences/ FujianKeyLaboratory ofAgro-productsQualityamp;Safety,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian35ooO3,China; 2. College ofFood Science,F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian 35o02, China; 3.Fujian Chunlun Group Co.Ltd.,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian 35O018,China)
Abstract:【Objective】This studyaimedtosystematicallanalyze thecompositionalcharacteristicsofvolatilecompounds inFuzhoujasmineflowers,identifykeyaroma-contributing substances,andexploretheirbiosynthetic metabolicpathways, thereby providing atheoretical basis forunderstanding the molecular mechanismsof jasmine aroma formation.【Method】 Headspace solid-phase microextraction (Headspace solid-phase microextraction,HS-SPME) coupled with gas chromatography-mass spectrometry(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)wasemployed toanalyze the volatilecomponentsof Fuzhou double-petaled jasmine flowers.Semi-quantitativeanalysis,odoractivityvalue(Odor activityvalue,OAV)calculation,and principalcomponentanalysis(Principalcomponentanalysis,PCA)wereapplied to evaluatekeyaromacompounds.Theinteractionofaromasubstanceswasanalyzedbycorrelationheatmap,and the biosynthesis pathwayof volatile components was further analyzed by metabolic pathwayanalysis.【Result】A total of 58 volatileorganiccompounds(VOCs)wereidentified,primarilyincludingterpenes,esters,aohols,andntrogencoaining compounds,with linalool(14.65 % ),(Z) -3 -hexenyl benzoate(12.12 % ),and α -farnesene (11.25 % )being the most abundant.OAVandPCAanalysisshowed that α -farneseneand linalool hadakeycontribution to thecharacteristicaroma ofjasmieflower,andterpenesweresignificantlypositivelycorelatedwithesters,andthesynergisticfectwasbeneficial to therelease of jasminearoma.Metabolic pathwayanalysis showed that the formation of jasmine aroma involved key metabolic networks such as secondary metabolite synthesis,sesquiterpene and triterpenecompound formation.[Conclusion】 The main aroma components in the volatiles of Fuzhou jasmine flower are linalool and α -farnesene.The synergistic effect of terpenesandestersisbeneficialtoenhancethearomavolatility.Thesynthesisof thesevolatilesubstances mainlydepends on phenylalanine,tyrosine and tryptophan metabolic pathways.
Keywords:double-petaled jasmine flowers;HS-SPME-GC-MS;volatile metabolomics;aroma; principal component analysis
茉莉花(Jasminumsambac)為木樨科(Olea-ceae)茉莉花屬(Jasminum)常綠灌木,原產(chǎn)于印度及阿拉伯半島地區(qū),現(xiàn)廣泛栽培于亞熱帶氣候區(qū)域[1-2]。在我國(guó),茉莉花主要分布于福建福州、廣西橫州、四川犍為和云南元江等傳統(tǒng)種植區(qū)[3]。茉莉花的花型多樣,包括單瓣、雙瓣和多瓣茉莉[4]。茉莉花為“氣質(zhì)花”,香氣隨花朵的開放逐漸釋放[5]。茉莉花所散發(fā)的香氣清新宜人且優(yōu)雅馥郁,其形態(tài)優(yōu)美,具有極高的觀賞價(jià)值,起到很好的裝飾作用。茉莉花不僅因其優(yōu)雅的花型具有重要的觀賞價(jià)值,更因其獨(dú)特的揮發(fā)性成分在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。在傳統(tǒng)醫(yī)藥領(lǐng)域,茉莉花提取物對(duì)消化系統(tǒng)疾病如腹瀉、腹痛等具有緩解作用;在食品工業(yè)中,茉莉花是窨制花茶的核心原料,通過(guò)茶葉吸附茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)形成獨(dú)特的花香特征[7]。福建省福州市作為茉莉花茶的傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū),其窨制工藝已被列入非物質(zhì)文化遺產(chǎn),具有千年的歷史傳承[8-9]。新鮮茶葉中揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量極低,成品茶的花香特征主要源于加工過(guò)程中對(duì)萊莉花揮發(fā)性成分的吸附作用[10],因此系統(tǒng)研究茉莉花揮發(fā)性成分具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
揮發(fā)性成分的提取與分離技術(shù)主要包括連續(xù)蒸餾萃取法(SimultaneousDistillation Extraction,SDE)、頂空吸附法(Headspace,HS)、固相微萃取法(Solid-Phase Microextraction,SPME)、減壓蒸餾法(Vacuum Distillation Extraction,VDE)以及攪拌子吸附萃取(Stir bar sorptive extraction,SBSE)等[1I-12]。其中,SDE能高效富集,但需長(zhǎng)時(shí)間蒸餾;VDE適合提取熱不穩(wěn)定物質(zhì),但處理量小;SBSE檢測(cè)限低;相較于其他方法,HS-SPME具有樣品需求量少、操作簡(jiǎn)便、環(huán)境友好等特點(diǎn),與GC-MS結(jié)合使用能夠高效提取和檢測(cè)茶葉中的揮發(fā)性成分[13-14]。在茉莉花香氣成分研究方面,李麗華等[i5]的研究驗(yàn)證了HS-SPME-GC-MS技術(shù)在茉莉鮮花香氣成分萃取、分離及鑒定中的有效性。趙國(guó)飛等[通過(guò)模擬茉莉花釋香過(guò)程,鑒定出其香氣主要組成為芳烴類、醇類及酯類化合物。李鶴等[17]對(duì)比研究了茉莉花在離體開放與活體開放狀態(tài)下的香氣組分差異,發(fā)現(xiàn)活體狀態(tài)下特有的酮類及雜氧化合物類物質(zhì)。陳梅春等[18]采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HS-SPME-GC-MS)對(duì)不同產(chǎn)地、氣候條件及品種的茉莉花揮發(fā)性成分進(jìn)行系統(tǒng)分析,結(jié)果表明福州產(chǎn)雙瓣茉莉在香氣品質(zhì)上顯著優(yōu)于福州單瓣茉莉及廣西雙瓣茉莉,其中伏花香氣品質(zhì)最佳;同時(shí)證實(shí)雨水與晴天條件下茉莉花的主要香氣成分組成具有一致性。Hong等[i從福州單瓣和雙瓣茉莉花中鑒定出16種關(guān)鍵揮發(fā)性成分,發(fā)現(xiàn)參與萜類和苯丙烷/苯類化合物代謝的基因差異表達(dá)行成了兩種茉莉花香的差異。目前對(duì)福州茉莉花揮發(fā)性成分的系統(tǒng)研究仍顯不足,揮發(fā)性成分相互作用對(duì)整體呈香的影響尚不明確,特別是在關(guān)鍵香氣物質(zhì)的精確鑒定及其與品質(zhì)評(píng)價(jià)體系的關(guān)聯(lián)方面存在明顯空白。本研究選用HS-SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)福州茉莉花揮發(fā)性成分進(jìn)行深入分析,重點(diǎn)解決其揮發(fā)性成分譜特征、關(guān)鍵香氣物質(zhì)貢獻(xiàn)度以及品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,旨在為建立更科學(xué)完善的茉莉花香氣品質(zhì)評(píng)價(jià)體系提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1材料與方法
1.1材料與儀器
試驗(yàn)所用的福州雙瓣茉莉花樣品由福建春倫集團(tuán)有限公司提供,采自福州春倫生態(tài)茶園(2024年8月采收)。癸酸乙酯、正構(gòu)烷烴(C7-C40)標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)于Merck公司。AB204-S型電子精密天平,梅特勒-托利多有限公司產(chǎn)品;GCMS-QP2020NX型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,島津公司產(chǎn)品。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1HS-SPME
參考李麗華等[15]的方法并改進(jìn),取1朵完全開放的茉莉鮮花于 20mL 頂空瓶中,加入 5μL 濃度為 1mg/mL 的癸酸乙酯作為內(nèi)標(biāo),用帶隔墊的瓶蓋密封備用。然后在 40°C 水浴平衡 10min ,使瓶?jī)?nèi)揮發(fā)性成分揮發(fā)且分配平衡之后,再用萃取針(DVB/C-WR/PDMS)萃取 40min ,解吸 10min 。
1.2.2 GC-MS分析
GC條件參考張芊等[20]的方法并稍作修改:色譜柱: Rtx-5MS 0 30.0m×0.25mm×0.25μm) :進(jìn)樣口溫度設(shè)定 250qC ;載氣為氮?dú)猓恢髁?.0mL/min ,分流比
;升溫程序: 50% 保持2min ,以
升至 140% ,保持 3min ,再以1°C/min 速率升至 160°C ,接著以
升至250qC ,保持 1min ,程序總時(shí)間 38min 。
MS條件:離子源EI,離子源溫度 200°C ;接口溫度 260°C ;掃描方式為全掃描模式( σscan ,掃描范圍: 40-600m/z ;溶劑延遲 4min 。
正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品以氣相液體進(jìn)樣方式在上述相同的GC-MS條件下進(jìn)行分析以校正保留指數(shù)。
1.2.3揮發(fā)性成分定性定量及特征香氣成分分析
定性:利用NIST17標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)和香精香料譜庫(kù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)檢索,篩選匹配度 ?80 的化合物作為物質(zhì)鑒定標(biāo)準(zhǔn)。定量:根據(jù)內(nèi)標(biāo)物癸酸乙酯的濃度以及化合物和內(nèi)標(biāo)物的峰面積比計(jì)算出揮發(fā)性成分的相對(duì)含量[21]:

式中: Ci —某個(gè)揮發(fā)物的質(zhì)量濃度, μg/kg Cis —內(nèi)標(biāo)的質(zhì)量濃度, μg/kg : Ai —揮發(fā)物的色譜峰面積; Ais 一內(nèi)標(biāo)的色譜峰面積。
之后查詢查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得揮發(fā)物的香氣閥值計(jì)算得出各揮發(fā)性成分的香氣活性值(Odorac-tivityvalue,OAV),計(jì)算公式如下: OAV=C/A 其中,C是揮發(fā)性物質(zhì)的含量,A是香氣閾值;OAV大于1即表明該揮發(fā)性成分能被感官感知,為特征香氣成分,OAV值越大,表明該物質(zhì)對(duì)樣品的整體呈香的貢獻(xiàn)越大[22]
1.2.4揮發(fā)性成分相關(guān)性分析
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析(Principalcomponentanalysis,PCA),以降低數(shù)據(jù)維度并提取主成分;通過(guò)得分圖可視化樣本在主成分空間的分布,識(shí)別樣本聚類趨勢(shì)及主導(dǎo)組間差異的主成分;結(jié)合載荷圖解析各揮發(fā)性成分對(duì)主成分的貢獻(xiàn)權(quán)重,篩選出貢獻(xiàn)顯著的關(guān)鍵物質(zhì)。進(jìn)一步采用Pearson相關(guān)性分析法構(gòu)建揮發(fā)性成分間的相關(guān)系數(shù)矩陣,并通過(guò)聚類熱圖(Heatmap)展示其相關(guān)性。
1.2.5揮發(fā)性成分代謝通路分析
將鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)及其相關(guān)代謝酶或編碼基因,與京都基因與基因組百科全書(KEGG)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)映射,運(yùn)用基于超幾何分布的富集分析方法,計(jì)算各KEGG通路的顯著性水平與富集倍數(shù),篩選出與揮發(fā)性物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化密切相關(guān)的代謝通路。利用代謝網(wǎng)絡(luò)建模工具,以揮發(fā)性物質(zhì)為節(jié)點(diǎn)、代謝反應(yīng)為邊構(gòu)建代謝網(wǎng)絡(luò)模型。
1.2.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
使用OriginPro 2022(OriginLab Corporation,USA)進(jìn)行二維/三維圖形的繪制與編輯,Graph-PadPrism9.0(GraphPadSoftware,USA)用于統(tǒng)計(jì)圖表制作;采用SPSS26.0(IBM,USA)進(jìn)行方主成分分析(PCA)統(tǒng)計(jì)分析,SIMCA14.1(Umet-rics,Sweden)執(zhí)行偏最小二乘判別分析(PLS-DA);代謝通路分析通過(guò)MetaboAnalyst5.0(XiaLab,Canada)平臺(tái)完成。
2結(jié)果與分析
2.1茉莉花揮發(fā)性成分分析
從福州雙瓣茉莉花揮發(fā)物中共檢測(cè)到58種化合物成分,包括烯烴類、酯類、醇類和含氮化合物(表1和圖1)。香氣含量最豐富的為烯烴類化合物,有24種,總含量為 2956.66μg/g ,占總揮發(fā)性成分的 41.67% ;其中 α- 法呢烯含量最高,為798.40μg/g ,占總揮發(fā)性成分的 11.25% ,具有花香和果香的香氣特征;其次是( 1S,4S,4aR )-1,2,3,4,4a,5,6,7-octahydro 1-4- methyl-7-methylene- 1- ( 1- methylethyl)-Naphthalene,其含量為 688.60μg/g 占總揮發(fā)性成分的 9.70% 。香氣含量位居其次的是酯類化合物,有22種,總含量為 2818.20μg/g ,占總揮發(fā)性成分的 39.72% ;其中( (Z )-3-己烯醇苯甲酸酯的含量最高,為 859.70μg/g ,占比 12.12% ,具有草本香、木香和青氣;其次是乙酸葉醇酯和棕櫚酸甲酯,含量分別為 447.54μg/g 和 412.45μg/g 均具有青草香。接著是醇類化合物,有11種,總含量為 1316.38μg/g ,占總揮發(fā)性成分的 18.55% 其中芳樟醇的含量最高,為 1039.72μg/g ,占醇類物質(zhì)含量 78.98% ,同時(shí)也是茉莉花中含量最高的揮發(fā)性成分,占總揮發(fā)性成分的 14.65% ,具有鈴蘭花香、果香和木香的香氣特征。最后是含氮化合物,僅檢出1種吲哚,占揮發(fā)性成分總量的0.06%,具有堅(jiān)果香、花香和焦香[23-24]
表1福州雙瓣茉莉花揮發(fā)性成分分析
Table1Analysis of volatile organic compounds of Fuzhou double-petaled jasmine flowel


圖1福州雙瓣茉莉花各類別揮發(fā)性物質(zhì)含量占比圖
Figure1The proportion of volatile substances in various categories of Fuzhou double-petaled jasmine flowe

同時(shí),結(jié)合各化合物在水中的閾值[25-26],篩選出香氣值(OAV)前十的特征香氣成分(表2)。這10種特征香氣成分中,酯類化合物高達(dá)6種,其中OAV最高的為芳樟醇,表明芳樟醇為茉莉花的香氣主要貢獻(xiàn)者,賦予茉莉鮮花濃郁的鈴蘭花香和果香;其次是乙酸葉醇酯,其在茉莉花中的含量相對(duì)也較高,賦予茉莉花甜果香和青草香。烯烴類化合物中月桂烯的香氣值最高,其主要呈草本香。
表2福州雙瓣茉莉花香氣物質(zhì)香氣值
Table2 The OAV of Fuzhou double-petaled jasmine aroma substance:

2.2茉莉花揮發(fā)性成分相關(guān)性分析
PCA分析結(jié)果顯示(圖2),PC1解釋了 92.2% 的方差,表明茉莉花揮發(fā)性成分的整體差異由其驅(qū)動(dòng),這可能與高豐度化合物,如芳樟醇和 α -法呢烯密切相關(guān);PC2和PC3分別解釋 4.2% 和 2.6% 的方差,反映含量較低成分的貢獻(xiàn)度。從載荷分布中可以看到, α -法呢烯和芳樟醇PC1上具有高載荷值,表明二者是茉莉花香氣的主要貢獻(xiàn)者,芳樟醇的甜香與 α -法呢烯的草本香可能共同定義了福州茉莉花特征香氣譜。 (Z) -3-己烯醇苯甲酸酯和月桂烯在PC1或PC3上呈現(xiàn)不同方向的分布,反映了其化學(xué)性質(zhì)的互補(bǔ)性,而萘衍生物(1S,4S,4aR)-1,2,3,4,4a,5,6,7-octahydro -4- methyl-7-methylene-1-(1-methylethyl)-Naphthalene 在PC3上與其他成分分離,表明其為次要代謝物。
圖3顯示,福州雙瓣茉莉花中的揮發(fā)性成分之間普遍存在正相關(guān)關(guān)系,但也有月桂烯、乙酸芐酯等化合物與其他揮發(fā)物主要呈負(fù)相關(guān),特別是乙酸芐酯與其他化合物的負(fù)相關(guān)普遍較強(qiáng)。芳樟醇與香葉醇呈顯著正相關(guān),表明二者具有協(xié)同作用;萜類和酯類的高度正相關(guān)可能表明茉莉花通過(guò)酯化修飾增強(qiáng)香氣揮發(fā)性,有利于香氣釋放;(Z) ) -3- 己烯醇苯甲酸酯和乙酸葉醇酯等酯類化合物間普遍存在強(qiáng)正相關(guān),表明其合成依賴于共同的醇類前體;吲哚與茉莉花中的芳香族化合物呈正相關(guān),說(shuō)明二者可能通過(guò)協(xié)同作用增強(qiáng)花香復(fù)雜度。而 α- 法呢烯與月桂烯呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),反映其代謝通量在單萜與倍半萜合成中的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系;酯類與醇類則表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)(如苯甲醇和乙酸芐酯),反應(yīng)了酯化與水解反應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡。


2.3茉莉花揮發(fā)性成分代謝通路分析
將福州雙瓣茉莉花揮發(fā)性代謝物匹配到KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行注釋,58種揮發(fā)物被注釋到7個(gè)代謝通路上,包括萜類化合物和聚酮類化合物的代謝及脂質(zhì)代謝等(圖4)。全局通路包含基礎(chǔ)代謝路徑,如碳代謝、能量代謝,數(shù)目較多,表明茉莉花在維持基本代謝功能上具有較高的基因支持。萜類化合物和聚酮類化合物代謝的高表達(dá)與茉莉花中萜類化合物直接相關(guān),說(shuō)明茉莉花中萜類物質(zhì)(如 α -法呢烯、芳樟醇)的生物合成高度活躍,這些化合物是茉莉花特征香氣的主要貢獻(xiàn)者。而脂質(zhì)代謝、氨基酸代謝與外源物質(zhì)代謝較少,表明茉莉花揮發(fā)性成分合成中脂質(zhì)和氨基酸代謝起輔助作用,且茉莉花天然代謝活動(dòng)對(duì)外源物質(zhì)的降解能力較弱,間接支持其香氣成分合成。其他次級(jí)代謝物的生物合成,可能涉及苯丙素類(如苯甲酸酯)、揮發(fā)性酯類,如(Z)-3-己烯醇苯甲酸酯、乙酸葉醇酯等次生代謝物的合成,進(jìn)一步豐富茉莉花的香氣層次。
圖4福州雙瓣茉莉花揮發(fā)性成分代謝通路注釋圖
Figure 4Metabolic pathway annotation map of volatile organiccompounds in Fuzhou double-petaled jasmine flower

進(jìn)一步對(duì)這些揮發(fā)性代謝物進(jìn)行通路富集分析(表3),與茉莉花代謝調(diào)控密切相關(guān)的初級(jí)代謝通路主要包括氨基酸代謝(map00400,map00380)和 α- 亞麻酸代謝(map00580),這些通路為次級(jí)代謝提供必需前體,為茉莉花特征性香氣成分的合成提供前體物質(zhì)。次級(jí)代謝通路主要包括三類關(guān)鍵代謝途徑,苯并惡嗪類生物合成通路( map00402 )參與茉莉花抗逆性調(diào)控;萜類化合物代謝通路( map00902 ,map00909)負(fù)責(zé)芳樟醇等主要香氣成分的合成;以及其他次生代謝產(chǎn)物合成通路 (map00996 ,map00999)。這些代謝通路通過(guò)協(xié)同作用,共同調(diào)控茉莉花特征性香氣物質(zhì)的生物合成及其對(duì)環(huán)境響應(yīng)機(jī)制。
表3福州雙瓣茉莉花揮發(fā)性成分富集代謝通路
Table3Metabolic pathway ofvolatile organic compounds in Fuzhou double-petaled jasmine flower

茉莉花揮發(fā)性成分的代謝通路關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖(圖5),揭示了福州雙瓣茉莉花揮發(fā)性代謝合成的核心路徑,包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成途徑、 α- 亞麻酸代謝途徑、次生代謝物合成途徑、苯并惡嗪類生物合成途徑、色氨酸代謝途徑和甲苯降解等途徑;其中主要以苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成為中心的代謝相關(guān)途徑是茉莉花揮發(fā)性成分合成的主要途徑。
圖5福州雙瓣茉莉花揮發(fā)性成分代謝途徑關(guān)聯(lián)圖
Figure5Metabolic pathway assciation diagram of volatile organic compounds in Fuzhou double-petaled jasmine flower

3小結(jié)與討論
先前研究表明,茉莉花的香氣組分以酯類、醇類和萜烯類化合物為主[22.27]。本研究采用HS-SPME-GC-MS對(duì)福州雙瓣茉莉花的揮發(fā)性成分性檢測(cè)分析,共鑒定出58種揮發(fā)性成分,其中包括烯烴類、酯類、醇類和含氮化合物,其中烯烴類占總揮發(fā)性成分的比例最大,其次是酯類,再次是醇類。黎貴卿等[28]發(fā)現(xiàn)廣西橫縣的茉莉鮮花揮發(fā)性成分最多的為萜類,其次是酯類和醇類,這與本研究的結(jié)果相似。福州雙瓣茉莉花中含量較高且具有顯著特征香味物質(zhì)有芳樟醇、乙酸葉醇酯和月桂烯等10種,這些化合物也曾被報(bào)道為茉莉鮮花的主要揮發(fā)性化合物[29]。陳梅春等[18]的研究表明廣西茉莉花香中乙酸芐酯含量最高,本研究發(fā)現(xiàn)福州茉莉花香中芳樟醇含量最高,因此福州茉莉花比廣西茉莉花更具清新木香。
主成分分析(PCA)是一種基于無(wú)監(jiān)督模式識(shí)別的多元統(tǒng)計(jì)方法,其通過(guò)降維在保留數(shù)據(jù)主要信息的前提下實(shí)現(xiàn)二維或三維可視化;各主成分(PC)均為原始變量的線性組合,其中第一主成分(PC1)表征數(shù)據(jù)中的最大方差,后續(xù)主成分依次解釋剩余方差的最大方向[30]。本研究PCA結(jié)果表明, α- 法呢烯和芳樟醇是福州雙瓣茉莉花香氣的主要貢獻(xiàn)者。相關(guān)性熱圖往往揭示了代謝物之間的協(xié)同性,某類代謝物其變化趨勢(shì)相同則為正相關(guān),與之相反則為負(fù)相關(guān)。茉莉花揮發(fā)性成分之間的相關(guān)性分析結(jié)果揭示了萜類、酯類及芳香族化合物的協(xié)同或競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,基于分子構(gòu)效關(guān)系與嗅覺(jué)感知理論,結(jié)構(gòu)相似或香氣相似的揮發(fā)性成分通常具有協(xié)同或加成作用,而不同的結(jié)構(gòu)或香氣則往往具有掩蔽作用[31]。萜類和酯類的高度正相關(guān)可能表明茉莉花通過(guò)酯化修飾增強(qiáng)香氣揮發(fā)性[28],本研究中芳樟醇酯類簇和苯甲酸酯簇對(duì)花香特征起主導(dǎo)作用。酯類物質(zhì)主要來(lái)源于氨基酸以及脂肪酸的代謝,醇類物質(zhì)主要為萜類化合物、苯丙氨酸和脂肪酸代謝產(chǎn)物[32]。
福州雙瓣茉莉花揮發(fā)性成分的生物合成主要涉及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸代謝途徑。研究表明,色氨酸可通過(guò)脫羧和氧化反應(yīng)生成吲哚類化合物[33],而苯丙氨酸則通過(guò)苯丙烷代謝途徑進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為苯甲酸酯類物質(zhì),這類化合物不僅賦予茉莉花典型的花香特征,還能顯著增強(qiáng)香氣的持久性和穩(wěn)定性[34-35]。此外, α- -亞麻酸作為茉莉花脂氧合酶(LOX)途徑的關(guān)鍵前體物質(zhì),可能參與調(diào)控葉醇及其衍生物(如乙酸葉醇酯)的合成,這類成分對(duì)茉莉花清新、青草香氣的形成具有重要貢獻(xiàn)[36]。未來(lái)研究可進(jìn)一步結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù),深入解析茉莉花香氣成分合成的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)關(guān)鍵酶基因的篩選與功能驗(yàn)證,探索利用合成生物學(xué)手段定向改良茉莉花香氣品質(zhì)的可行性,為茉莉花品種選育及香氣調(diào)控提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
參考文獻(xiàn):
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