基于固相微萃取和气相色谱-质谱法的玫瑰‘滇红’不同花期芳香成分的分析

张 文，华佳甜，褚宁宁，易雪平，倪 穗，黄燕波

(1.宁波大学 海洋学院，浙江 宁波315211; 2.宁波丽盛生态农业有限公司, 浙江 宁波315800)

玫瑰(RosarugosaThunb.)是蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(Rosa)的落叶丛生灌木。其花的色、香、形俱美，不仅是园林绿化和水土保持的优良植物材料，而且是珍贵的中药材和香料工业、食品工业的重要原料，有极高的经济价值，被誉为“金花”[1]。

玫瑰是最古老并占有相当地位的天然香料植物，玫瑰精油是世界名贵精油之一，价格昂贵，有“液体黄金”之称。玫瑰的花蕾、鲜花以其香气香甜、浓郁丰满而自成风格。国内外学者对玫瑰精油的芳香成分进行了大量的研究和报道。杨柳等[2]采用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对北京山区引种的‘大马士革’玫瑰中提取的精油成分与保加利亚市售的玫瑰精油成分进行分析比较。结果表明，北京引种的大马士革玫瑰精油和保加利亚市售玫瑰精油分别检测出104种和48种成分，各占总峰面积的97.5%和99.11%，共同含有的化合物种类有醇类、烷类、烯类、酯类、醛类，并且‘大马士革’玫瑰1号精油中还含有酸类、酮类化合物，两种精油香气的主要成分均为香茅醇和香叶醇等。目前国内外学者对一些主要玫瑰精油的芳香成分[3-8]、特性[9-10]及其提取工艺[11-12]研究较多，但对玫瑰鲜花的芳香成分的研究报道较少。仅见徐艳等[13]采用静态顶空和气相色谱-质谱联用技术，分析5个玫瑰品种(‘紫枝’、‘紫芙蓉’、‘赛西子’、‘西子’、‘朱龙游空’)花中芳香成分及其相对含量的变化，5个玫瑰品种鲜花中主要芳香成分在种类和相对含量上具有相似性，都以醇类为主，含量较多芳香成分是苯乙醇、香茅醇、乙醇，但芳香成分的数量存在一定差异。

‘滇红’是我国云南的一个玫瑰花的杂交品种，其植株株高1～2 m，茎直立，茎上着生直刺和密生的刚毛。叶为奇数羽状复叶，小叶5～9片，叶脉深陷，形成明显折皱。花从4月至8月陆续开放，花色为红色与紫红色，花瓣为重瓣，花冠直径很大，一般直径为7～9 cm。单花重3.0 g左右，花瓣数目较多30～50片。香气香甜、浓郁丰满，抗性强，是目前云南加工玫瑰花饼等玫瑰花食品中用量最大的一个品种。目前 ‘滇红’已在浙江等地进行了引种栽培，表现良好，是一个可以大面积推广种植的优良食用和提取精油的品种。

本研究采用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术检测和分析了‘滇红’在花蕾期、半开期和盛开期等3个发育时期的芳香成分及含量，旨在了解‘滇红’不同花期芳香物质的种类含量及变化，为实际生产中花朵的最佳采收期的确定提供理论依据，也为玫瑰花及玫瑰精油提取的品质控制及观赏品味提供挥发性香气成分的相关数据。

1 材料与方法

1.1 样品与仪器

本实验采用的‘滇红’玫瑰鲜花材料由宁波市丽盛生态农业有限公司种提供。参照冯立国等人[14]对玫瑰开放程度的等级分类选择开放程度不同的3个时期花蕾(图1)：(1)花蕾期：花萼开裂，露红，花蕾饱满，但花瓣不开裂，花蕾平均直径1.36 cm；(2)半开期：外围3～4层花瓣已展开，其余花瓣仍包紧，不露蕊，花呈碗状，平均直径5.52 cm；(3)盛开期(全开期)：花瓣全部绽开，花蕊显露，花药金黄色，花呈平盘状，平均直径7.81 cm；上述不同发育时期的样品均于2016年5月18日采自同一株玫瑰，剪取花蕾多，且开放程度不同的健壮花枝5～8枝，在水中剪切后迅速插到盛有清水的花瓶中带回实验室，瓶插24～30 h，待各个发育时期均能取到样品后开始取样测定。样品用量为5 g。

1.花蕾期; 2. 半开期; 3. 盛开期

手动SPME进样器和75μm CAR/PDMS萃取头为美国Supelco公司产品。高效气相色谱质谱联用仪(Shimadzu GC-MS QP2010，日本)，电子分析天平(中国梅特勒-托利多仪器有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 取样

分别称取‘滇红’的花蕾期、半开期、盛开期的新鲜花瓣2 g，迅速置于15 mL样品瓶中盖上盖子，将老化好的萃取头插入样品瓶顶空部分进行吸附。

1.2.2 SPME条件

进样前活化3 min，进样后活化3 min，加热室温度40 ℃，平衡时间10 min,萃取吸附时间20 min，进样口解析3 min。

1.2.3 GC条件

采用 SPR-50石英毛细管气相色谱柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm) ，柱初温40 ℃保持2 min，然后以10 ℃/min速度升温至130℃，再以5 ℃/min升温至270 ℃，保持5 min，进样口温度250 ℃；进样量1 μL，分流比30∶1，载气为氦气(99.99%)。

1.2.4 质谱条件

电离方式EI，电子电量70 eV，离子源温度200 ℃，传输线温度250 ℃，溶剂切除时间3 min，扫描范围45～650 amu。

1.2.5 数据分析

定性分析经NIST7、NIST47和WILEY7质谱图谱检索确定芳香成分的各组分，采用峰面积归一化法求得各成相对含量。

2 结果与分析

2.1 ‘滇红’不同花期的主要芳香性成分及其相对含量

‘滇红’玫瑰不同花期的芳香组分的总离子图见图2～4，各组分质谱经计算机谱库(NIST/WILEY)检索及资料分析，获得的主要芳香成分及相对含量，见表1。

表1 ‘滇红’不同花期的主要芳香性成分及其相对含量

续表1

序号化合物名称分子式相对含量(%)花蕾期半开期盛开期26柠檬醛2,6-Octadienal, 3,7-dimethyl-C10H18O0.38——27(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛2,6-Octadienal, 3,7-dimethyl-, (E)-C10H16O—1.111.3328(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛2,6-Octadienal, 3,7-dimethyl-, (Z)-C10H16O—1.271.3829丙烯醛2-PropenalC3H4O—0.03—30苯乙醛BenzeneacetaldehydeC8H8O—0.231壬醛NonanalC10H20O0.080.140.0932香茅醛CitronellaC10H18O—0.1—33癸醛2-Decen-1-ol, (E)C10H20O—0.02—34庚醛HeptanalC7H14O——0.07烷烃类35八甲基环四氧硅烷Cyclotetrasiloxane, octamethylC8H24O4Si48.36——36六甲基环三硅氧烷Hexamethyl cyclotrisiloxaneC6H18OSi36.27——37八甲基三硅氧烷Trisiloxane,octamethyl-C8H24O2Si32.87——38六甲基二硅氧烷Disiloxane, hexamethyl-C6H18OSi22.56——39十甲基环五硅氧烷DecamethylCyclopentasiloxaneC10H30O5Si51.25——40十一烷 UndecaneC11H240.70.590.0541十甲基四硅氧烷Tetrasiloxane, decamethyl-C10H30O3Si40.64——422,2,4,6,6-五甲基庚烷Heptane,2,2,4,6,6-pentamethyl-C12H260.23——43正癸烷Decane C10H220.050.09—44正十五烷PentadecaneC15H32—0.090.03烯萜类45β-蒎烯2-Beta.pineneC10H160.36——46月桂烯 Beta-MyrceneC10H160.250.340.5747(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯1,3,6-Octatriene, 3,7-dimethyl-,(Z)-C10H160.930.68—48金合欢烯 alpha-FarneseneC15H24—0.09—49双戊烯D-LimoneneC10H163.17——50α-蒎烯 alpha-pineneC10H160.681.050.5251石竹烯CaryophylleneC15H240.580.650.29523,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯1,3,6-Octatriene, 3,7-dimethyl-C10H16——0.0753萜品油烯 alpha-terpioleneC10H18O0.040.190.2754苯乙烯StyreneC8H8—0.13—55氧化柠檬烯Limonene oxideC10H16O——0.3056β-波旁烯 beta bourbonene C15H240.070.1-57D-柠檬烯D-LimoneneC10H16—2.170.0758beta-蒎烯.beta.-PineneC10H16—0.720.0759十五烯3-Hexadecene, (Z)-C16H32—0.08—601-柠檬烯1-LimoneneC10H16——961γ-松油烯gamma.-TerpineneC10H16——0.05623,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳-四烯.alpha.-FarneseneC15H24——0.08酮类63二氢-β-紫罗兰酮2-Butanone, 4-(2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-C13H22O0.380.53—646-甲基-5-庚烯-2-酮6-Methyl-5-hepten-2-oneC8H14O—0.080.04

续表1

序号化合物名称分子式相对含量(%)花蕾期半开期盛开期651-戊烯-3-酮1-Penten-3-oneC5H8O——0.02酯类化合物66苯乙酸苯乙酯Benzeneacetic acid, 2-phenylethy l esterC16H16O20.03——673,7-二甲基-6-辛烯乙酸酯2,6-Octadiene, 2,6-dimethyl-C10H18O-0.27—68乙酸己酯Acetic acid, hexyl esterC8H16O20.180.1—69乙酸叶醇酯3-Hexen-1-ol, acetate, (Z)- C8H14O20.4——70反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇乙酸酯 2,6-Octadien-1-ol, 3,7-dimethyl-, acetate, (E)-C12H20O2—0.11—71(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇乙酸酯 2,6-Octadien-1-ol, 3,7-dimethyl-, propanoate,(E)-C12H20O2—0.03—72(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇醋酸酯 2,6-Octadien-1-ol, 3,7-dimethyl-, acetate, (E)-C11H18O2——0.8573乙酸苯乙酯Acetic acid, 2-phenylethyl ester Cyclohexanecarboxylic acid, 2-phenylethyl esterC10H12O2——0.2574甲酸橙花酯Neryl acetateC12H20O2——0.1375(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸甲酯2,6-Octadienoic acid, 3,7-dimethyl-, methyl ester, (E)-C11H18O2——0.1芳香烃类761,2-二甲苯Benzene, 1,2-dimethyl-C8H100.430.130.09772-正戊基呋喃2-PentylfuranC9H14O0.090.08—其他782,4,6-Trimethyl-1,3,6-heptatriene C10H16—0.12—792,6-Octadienoic acid, 3,7-dimethyl-, methyl ester, (Z)-C11H18O2—0.08—802-H-Pyran, tetrahydro-4-methyl-2-C10H18O—0.04—813-Hexen-1-ol, acetate, (Z)-C8H14O2—0.21—821,3,6-Octatriene, 3,7-dimethyl-, (E)-C10H16—0.15—831,5-Cyclooctadiene, 3,8-dimethyl-C10H16——0.6284Benzene, 1-methyl-2-(2-propenyl)-C10H12——0.08852,6-Octadiene,2,6-dimethyl-C10H18——0.42

注：“—”：未检测到或不存在

2.1.1 花蕾期芳香成分分析

图2 ‘滇红’花蕾期芳香成分的总离子流图

从图2可见，‘滇红’花蕾期分离峰数量为46个，确认化合物数量为38种，确认化合物比例为82.61%，检出芳香成分中醛类相对含量占57.9%，烷烃类占22.93%，醇类占8.12%，烯萜类占6.08%，酯类和芳香类分别占0.61%和0.52%。其中2-己烯醛和2,4-戊二烯醛的相对含量较高，分别为34.9%和22.6%，是花蕾期主要芳香成分。此外烷烃类八甲基环四氧硅烷、六甲基环三硅氧烷也是花蕾期的主要芳香成分，相对含量分别占芳香成分总量的8.36%、6.27%，这两种烷烃物质在其他时期均未检测到(表1)。双戊烯的相对含量占总量的3.17%，也是花蕾期的特有芳香成分。此外，芳樟醇、八甲基三硅氧烷、苯乙醇、六甲基二硅氧烷等物质含量也在2.00%～4.00%之间(表1)。

2.1.2 ‘滇红’半开期芳香成分分析

图3 ‘滇红’半开期芳香成分的总离子流图

从图3可见，‘滇红’半开期分离峰数量为53个，确认化合物数量为47种，确认化合物比例为88.68%。半开期芳香成分中醇类相对含量占67.46%，醛类相对含量占22.16%，烷烃类占0.77%，烯萜类占8.08%，酯类和芳香类分别占0.51%和0.08%。其中，醇类物质含量在三个时期达到最高，醇类物质中主要物质是香叶醇、苯乙醇、香茅醇和苯甲醇，各组分相对含量分别占总量的29.58%、20.6%、8.11%、5.16%，这4种组分的含量相对花蕾期和盛开期，均达到最高。醛类物质在三个时期中，含量最低，其中主要芳香性物质2-己烯醛和2,4-戊二烯醛相对含量分别为15.45%、4.55%。D-柠檬烯、正己醇、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、反式-2-己烯-1-醇、(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、α-蒎烯等物质的相对含量分别为2.17%、1.83%、1.27%、1.23%、1.11%、1.05%。

2.1.3 ‘滇红’盛开期芳香成分分析

图4 ‘滇红’盛开期芳香成分的总离子流图

从图4可见，‘滇红’盛开期分离峰数量为50个，确认化合物数量为40种，确认化合物比例为80%，芳香成分中醇类相对含量占53.85%，醛类相对含量占31.05%，烷烃类占0.08%，烯萜类占11.92%，酯类和芳香类分别占1.33%和0.09%。盛开时期的主要芳香性物质有芳樟醇、2-己烯醛、香叶醇、2,4-戊二烯醛、1-柠檬烯、香茅醇、苯乙醇、3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，其含量各占21.48%、17.12%、15.18%、11.06%、7.84%、6.74%、2.71%。1-柠檬烯相对含量为9%是盛开时期的特有芳香物质。

2.2 ‘滇红’不同花期芳香成分及其含量的比较分析

表2 ‘滇红’不同花期芳香成分和含量分类统计

2.2.1 醛类化合物的变化

醛类物质在三个时期，表现先降低后升高趋势，在花蕾期醛类物质最高达57.9%，半开期醛类物质降低至22.16%，而盛开期又有所上升。醛类物质主要是2-己烯醛和2,4-戊二烯醛，这两种物质在花蕾期相对含量最高，半开期降低，盛开期有上升(表1)，柠檬醛为花蕾期特有，相对含量为0.38%。(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛在半开期和盛开时期均有检出，但相对含量较小，且相差不明显。苯甲醛和壬醛在三个时期均有检查出，但含量太少且相差不大。

2.2.2 醇类化合物的变化

从表2可以看出，醇类物质是‘滇红’玫瑰的主要芳香物质，其含量变化比较明显，在花蕾期只占总量8.12%，在半开期迅速升高至67.46%，盛开期有所下降，但含量还是高达53.85%。醇类的主要物质是苯乙醇、芳樟醇、香叶醇、香茅醇、苯甲醇。花蕾期的主要醇类物质是芳樟醇和苯乙醇分别占相对含量的3.19%和2.71%，半开时期主要醇类物质是苯乙醇相对含量为20.16%，是花蕾期的7.44倍，是盛开期的3.06倍。香叶醇半开时期相对含量为29.58%是盛开期1.95 倍。香茅醇在三个时期均被检出，相对含量分别为0.55%、8.11%和7.84%。苯甲醇在半开期含量为5.16%，是花蕾期的12.6倍，盛开期的6.07倍，而在花蕾期和盛开期分别只有0.41%和0.85%。其它醇类物质的含量在整个测定过程中，含量较少(表1)。

2.2.3 萜烯类化合物的变化

萜烯类化合物在‘滇红’的花蕾期、半开期、盛开期相对含量分别占芳香成分总量的6.08%、8.08%、11.92%，萜烯类化合物含量在盛开期是花蕾期的1.95倍。双戊烯和β-蒎烯含量分别为3.17%和0.36%，是花蕾期特有香气成分。(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯在花蕾期和半开期均被检出，含量分别为0.93%和0.68%。D-柠檬烯在半开期和盛开期均被检出，含量分别为2.17%和0.07%，半开期时含量是盛开时期的31倍。月桂烯、α-蒎烯和石竹烯在三个时期均匀检出，含量均在0.3%～1.05%之间(表1)，含量相差不明显。1-柠檬烯仅在盛开时期被检出，其相对含量高达9%。其他烯萜类物质含量较少，且变化不明显。

2.2.4 烷烃类化合物的变化

烷烃类化合物在花蕾期是主要的芳香成分，相对含量为22.93%，而在半开期和盛开期迅速下降，半开期相对含量为0.77%，盛开期则更低为0.08%，花蕾期的含量为半开期的30倍，为盛开期的286倍。花蕾期的主要烷烃类物质包括八甲基环四氧硅烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基三硅氧烷、六甲基二硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十甲基四硅氧烷分别占总量的8.36%、6.27%、2.87%、2.56%、1.25%、0.64%。十一烷在三个时期均被检出，含量分别为0.7%、0.59%、0.05%。正癸烷在半开期被检出，含量为0.09%，正十五烷在半开期和盛开期被检出，含量分别为0.09%和0.03%，其他烷烃含量较少。

2.2.5 其它化合物的变化

除了醛类、醇类、烯萜类、烷烃类等芳香成分，本试验还检测到酯类和芳香烃类，酯类物质在花蕾期和半开期含量较少，盛开期时含量是花蕾期和半开期的 2倍多。芳香烃类化合物含量较少，主要是1,2-二甲苯在三个时期均被检出到，但含量均较低。2-正戊基呋喃在花蕾期和半开期被检出，相对含量也很少。

3 讨 论

本文采用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术检测了食用玫瑰品种‘滇红’的新鲜花朵在花蕾期、半开期和盛开期等三个不同时期的芳香成分。共鉴定出85种化学成分。用峰面积归一化法得出各化学成分在挥发性成分中的相对含量，分别占总成分的96.60%、99.79%、98.87%以上。‘滇红’在三个发育时期的芳香性成分中相同成分有苯乙醇、苯甲醇、香茅醇、2-己烯醛、2,4-戊二烯醛、壬醛、十一烷、α-蒎烯、石竹烯、萜品油烯、月桂烯、1,2-二甲苯等物质，与文献[14]报道的主要成分基本相符。但‘滇红’在不同的花期，其芳香成分及其含量差异明显。醛类和烷烃类化合物是花蕾期的主要香气成分；半开期、盛花期醇类、醛类和萜烯类化合物的含量均较高，是主要香气成分，但化合物种类及含量存在较大差异。

杨新周[15]采用同时蒸馏萃取-气相色谱-质谱法及顶空进样法分析云南新鲜食用玫瑰花的香气成分。同时蒸馏萃取法分离鉴定出61种化合物，主要成分及相对含量分别为：α-苯乙醇，33.63%； 薄荷脑，8.17%。顶空进样法分离鉴定出 12种化合物，主要成分及相对含量分别为：α-苯乙醇，

18.15%；二十一烷，12.51%；二十三烷，13.83%。二十五烷，23.55%。本实验采用的‘滇红’是从云南引进的，但其在盛花期的主要成分是：芳樟醇，21.48%；香叶醇，15.18%；2-己烯醛、17.12%；2,4-戊二烯醛，11.06%；在香气成分上，‘滇红’与云南玫瑰存在差异，可能是玫瑰花的品种和生成的环境、地理条件、气候、阳光、水分等存在差异，导致各地方玫瑰花中香气成分存在一定差异。

从研究结果来看，‘滇红’玫瑰的花朵大部分的芳香成分在半开至盛开期时含量最高。因此，实际生产中，‘滇红’花朵若作为食品或提取精油的原料，应选择其开放程度在半开至盛开期的鲜花进行采摘。

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