红掌香气成分和释放规律

朱鹏宇，王 月，谢 利，魏 倩，张志胜，曾瑞珍，郭和蓉

（华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642）

0 引言

植物香气物质是多种次生代谢途径生成的一系列低分子量、易挥发的化合物，其种类繁多，生物合成途径复杂[1]，主要包括萜烯类、苯基/苯丙素类、脂肪酸衍生物等三大类。一般认为，花香的释放是随着花朵的开放而产生，并且受到环境因素的影响，如光照、温度、水分，昼夜节律等[2-4]。

红掌（Anthurium andraeanum Lind.）属天南星科（Araceae）花烛属（Anthurium）植物，是著名的热带花卉之一。其佛焰苞心形，颜色鲜艳且花期长，具有较高的观赏价值。但现在国内红掌品种资源中大多数无香，花香性状研究滞后，因此研究红掌香气物质成分及其释放规律对香型红掌新品种培育和生产具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试材料为香型红掌A.'Mystral' 和无香红掌A.'Alabama'（见图1），取自华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心花卉基地。

图1 红掌A.'Mystral'（左）和A.'Alabama'（右）

1.2 方法

1.2.1 GC-MS 分析

采用固相微萃取顶空进样和GC-MS 联用技术，分别于凌晨0 点、早上10:00 点和下午5:00 点，取红掌雌蕊成熟2/3 时期的肉穗花序，先称鲜重，后置于组培瓶中，吸取标样癸酸乙酯1μL，迅速用锡箔纸和封口膜封住瓶口，密封集气30min，插入100μm纤维针，在室温条件下顶空取样30min，再开始进样检测。

色谱条件：DB-IMS 色谱柱（30m×0.25mm），载气为高纯氦气，分流比20:1，色谱柱流量为1mL·min-1，取样2min，进样口温度250℃；程序升温为初始温度为45℃，保持1min，以5℃/min 升至250℃，保持5min。

质谱条件：接口温度为250℃，电子轰击源为EI，230℃；离子电离能量为70eV；四极杆150℃，运行26min。

1.2.2 感官鉴定

选择开放2/3 的肉穗花序，通过鼻嗅法闻香鉴定。

1.2.3 光照处理

在有一层外遮荫网的温室大棚中设3 个处理：①CK，光照强度为5500±100lx；②加1 层遮荫网，光照强度为2000±100lx；③加2 层遮荫网，光照强度为600±10lx。

2 结果与分析

2.1 红掌香气成分分析

通过GC-MS 检测分析，在A.'Mystral'中共检测出76 种香气成分，单萜类有芳樟醇、4-萜烯醇、桉叶油醇、α-松油醇、2-甲基-6-亚甲基-7-辛烯-4-醇、顺式芳樟醇氧化物、β-水芹烯、反式氧化柠檬烯、2-蒈烯、（+）-α-蒎烯、γ-松油烯、4-蒈烯、别罗勒烯、乙酸香芹酯、桧烯、月桂烯、罗勒烯、（-）-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-侧柏烯、双环[3.1.0]己烷4-甲基-1-（1-甲基乙烯基）、1-亚甲基-4-（1-甲基乙烯基） 环己烷、3，6，6-三甲基-双环（3.1.1）庚-2-烯、对薄荷-1，3，8-三烯、L（-）-樟脑烯、（E）-罗勒烯、香叶基丙酮；倍半萜类有1，3，5-三异丙基苯、1，6-环癸二烯，1-甲基-5-亚甲基-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、乙酸异戊酯；苯环类有苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸苄酯、苯酸甲酯、苯甲醛、3-乙基邻二甲苯、乙二醇苯醚、4-叔丁基-2，6-二甲基乙酰苯；烷烃类有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、甲基环己烷、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；其他香气物质有十二甲基环六硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷、2-溴十二烷、1-碘-2-甲基十一烷、亚硫酸，2-丙基十三烷醇酯，A.'Mystral'红掌含量较高的香气物质是萜类和苯环类物质。在A.'Alabama' 中检测出9 种挥发性物质，有十二甲基环六硅氧烷、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邻苯二甲酸异丁基辛酯，但相对含量总量较低。

2.2 红掌香气释放规律

2.2.1 红掌昼夜节律的香气释放规律

对A.'Mystral'一天中不同时间进行香气物质测定，在昼夜节律中香气物质含量和成分差异显著，从白天到夜晚检测出的红掌香气挥发物质总含量和种类呈先上升后下降的趋势，下午5 时香气物质含量最高，香气物质相对总含量达到3.909μg·gFW-1·h-1，种类最多，主要包括苯甲醇和苯甲酸甲酯等，其次是单萜类物质；上午10 时次之，香气物质相对总含量达2.339μg·gFW-1·h-1，香气物质主要包括苯甲醇和乙酸苄酯等，单萜类物质种类最丰富；凌晨0 时含量最低、种类最少，香气物质相对总含量降至为0.198μg·gFW-1·h-1，香气物质释放以烷烃类为主，有六甲基环三硅氧烷、十一烷和4，7-二甲基十一烷等。

2.2.2 红掌不同光照下香气释放规律

不同光照下，红掌A.'Mystral'香气释放浓淡有差异，晴天较阴天香气更浓，温室大棚中，在2000lx 光照条件下，闻起来更香。

3 讨论

花香是观赏植物的主要观赏性状之一。Kuanprasert 利用GC-MS 技术对香型红掌的香气物质成分进行分析，共检测出22种香气物质，芳樟醇、桉树脑等单萜类化合物是红掌的主要致香物质[5]；本研究在A.'Mystral'红掌中共检测到76 种香气物质，萜烯类和苯丙环类是其主要致香物质，这可能是由于不同品种的红掌，其香气性状的遗传背景也不一样，因而导致测出的香气成分有所差异。

GC-MS 技术是测定香气成分的有效方法，但该方法不仅成本高，而且速度慢，在杂交后代选择中较难应用，而通过鼻嗅法，可以随时随地对香气性状进行鉴定。红掌释放花香的规律性变化主要受自身昼夜节律及环境因素的影响，在下午5 时，红掌A.'Mystral'香气物质释放含量最高，种类最多，而Kuanprasert 对5 个红掌品种及3 个杂交种进行香气性状测定，发现不同品种红掌香气释放时间不同，大多数品种在早晨释放[5]；在光照强度5500lx、2000lx 和600lx 条件下，大部分香气物质含量和成分在光照强度2000lx 条件下最高，结果与香水文心兰（OncidiumSharry－Baby'SweetFragrance'）花香释放规律相似[2]。红掌原产南美洲潮湿、半阴的热带雨林中，喜高湿且排水良好的环境，既不耐严寒和高温，又忌强光照射[6]，适宜的温度和湿度对红掌的香气释放有一定的促进作用。

GC-MS 检测出的大部分香型红掌的香气物质含量大小与感官鉴定一致，极少数红掌的香气物质含量大小与感官鉴定不一致，推测是因为植物香气合成途径中有许多基因，某些基因的表达量影响了香气物质含量的大小，而香气基因表达量与香气释放量也会存在差异，因而导致某些红掌虽然检测出香气物质含量较低，却能闻到较浓的香气。在大自然中，植物花香气的形成和释放机制复杂，关于红掌花香气释放的规律，以及光照强度和昼夜节律对红掌花香气释放过程中相关内在因子的变化和花香气组成成分释放过程的关系，均有待进一步的深入研究。