不同天气含笑花花被片挥发性物质差异性比较

段新平 李隆达 沈燊 丰锋 李国鹏

收稿日期：2024-01-06

基金項目： 广东海洋大学大学生创新创业项目（S202210566034）；广东省一流专业（园艺）

作者简介：*为通讯作者，李国鹏（1982-），男，讲师，博士，主要从事园艺植物品质研究工作，E-mail：gdszlgp@163.com。

段新平（2001-），男，在读硕士研究生，主要从事园林植物研究，E-mail：2426846129@qq.com

摘要：【目的】为进一步探究含笑花在不同天气情况下挥发性物质差异。【方法】以含笑花为试验材料，利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术，测定含笑花花被片在晴天和阴天的挥发性物质，并进行香气强度（OAV）分析。【结果】在含笑花花被片中共检测到45种挥发性物质，以倍半萜类化合物（18种）和酯类化合物（11种）为主，其中在晴天和阴天时分别检测到37和33种挥发性物质，且在晴天的含量（106.07 μg/kg）显著高于阴天（53.50 μg/kg）；共有19种挥发性物质是主要成分，其中β-榄香烯的含量在晴天和阴天时均最高（35.52和26.62 μg/kg），乙酸异丁酯、2-甲基丙酸乙酯、己酸乙酯和己酸异丁酯等4种成分的含量在晴天时明显高于阴天，异丁醇、3，7（11）-蛇床二烯酮、γ-芹子烯、乙酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯等5种成分在阴天未检测到。OAV分析表明，含笑花花被片的特征香气成分有6种，其中乙酸异丁酯和2-甲基丙酸乙酯在晴天时的OAV分别高达646.00和69.60，且明显高于阴天，而阴天时β-榄香烯的OAV最大。【结论】含笑花在晴天和阴天时的挥发性物质种类、含量和OAV都存在明显差异，其中β-榄香烯、乙酸异丁酯和2-甲基丙酸乙酯等化合物含量的差异是造成两种天气含笑花花香不同的主要原因。

关键词：含笑花；挥发性物质；顶空固相微萃取；气相色谱-质谱联用

中图分类号：S685.99                    文献标识码：A                      文章编号：2095-5774（2024）01-0037-08

Comparison of Volatile Compounds in Michelia figo Tepals under

Different Weather Conditions

Duan Xinping，Li Longda，Shen Shen，Feng Feng，Li Guopeng*

（College of Coastal Agriculture Sciences，Guangdong Ocean University，Zhanjiang，Guangdong 524088，China）

Abstract： 【Objective】 In order to further explore the differences in volatile components of Michelia figo under different weather conditions. 【Method】 In this study，we used Michelia figo as the experimental material，headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry was used to determine the difference of volatile substances on sunny and cloudy days，and the aroma intensity （ OAV ） was analyzed. 【Result】 A total of 45 volatile compounds were detected in the tepals of Michelia figo，mainly including sesquiterpenes （18 types） and esters （11 types）. Among them，37 and 33 volatile compounds were detected on sunny and cloudy days，respectively，and the volatile content on sunny days （106.07 μg/kg） was significantly higher than that on cloudy days （53.50 μg/kg）. There were 19 main components in these volatiles，and the content of β-elemene was the highest on sunny and cloudy days （35.52 and 26.62 μg/kg，respectively）. The contents of isobutyl acetate，ethyl isobutyrate，ethyl hexanoate and isobutyl caproate on sunny days were significantly higher than those on cloudy days. Isobutanol，Isobutanol，Selina-3，7（11）-diene， γ-Carotene，ethyl acetate，and Ethyl-2-Methylbutyrate were detected on cloudy days. OAV analysis showed that there were six characteristic aroma components in the tepals of Michelia figo. The OAV of isobutyl acetate and ethyl isobutyrate on sunny days were as high as 646.00 and 69.60，respectively，which were significantly higher than those on cloudy days，while the OAV of β-elemene was highest on cloudy days.【Conclusion】 There were significant differences in the number，content and aroma intensity of volatile components in Michelia figo on sunny and cloudy days. Differences in the content of compounds such asβ-elemene， isobutyl acetate，and ethyl isobutyrate were the main reasons for the difference in the floral aroma of the two types of weather.

Key word：Michelia figo；Volatile substances；Headspace solid phase microextraction；GC-MS

含笑花是木兰科（Magnoliaceae Juss.）含笑属（Michelia L.）常绿小乔木或灌木。含笑属在全世界有80多种植物，主要分布在中国、印度、斯里兰卡、马来群岛、中南半岛和日本南部等亚洲的热带、亚热带及温带地区［1，2］。我国有40多种含笑属植物，是种质资源最丰富的国家之一，主要分布在西南部和东部地区［3］，花期通常在3-5月，花型精致，花被片多为6枚，多数花具有浓郁的花香［4-5］。含笑花不仅具有很高的观赏价值，还有一定的药用价值，如具有祛瘀生新、止咳、利尿、调经功效［6-9］，其挥发性提取物具有保鲜、抗菌和抗氧化、调节身心健康等作用［10-12］。

对含笑属植物挥发性物质的研究可追溯到1986年［13］，随后国内外陆续对不同含笑属植物的叶片及花被片的挥发性物质进行了提取和鉴定［14-23］，其中Jacobssom等和洪鑫等分别在1995年和1998年分离得到5个倍半萜内酯和一个倍半萜醇。含笑花的香气来源主要集中在花被片中，而花香气的释放受光照、温度、湿度等气候因素影响，有学者研究温度、湿度、光照、土壤、CO2及O3对桂花、茉莉花等植物的香气物质成分和含量影响，表明桂花在黑暗条件下萜烯类物质释放比例降低，而导致清香、甜香气息不足；茉莉花在40℃高温时的香气成分释放量较30～35℃时低［24-26］，但尚未有对含笑花花被片挥发性物质的研究。探究不同天气情况下含笑花香气特征成分和含量的变化，对改良含笑花的观赏性状以及提高商业应用价值具有重要意义。基于此，本研究以含笑花在不同天气情况下的花被片作为试验材料，利用顶空固相微萃取技术（HS-SPME）结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）仪对含笑花花被片的挥发性物质进行定性分析和定量分析，并比较含笑花在不同天气情况下花被片挥发性物质种类及其含量差异，以期为含笑花的栽培及利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为广东省湛江市广东海洋大学湖光校区内含笑花（Michelia figo），分别在2022年4月8日（阴天，空气湿度为94%）和4月11日（晴天，空气湿度为73%）上午取样。选择适龄无病虫害的6棵树上不同方向随机摘取盛花期的花被片，液氮冷冻后至-80℃超低温冰箱备用。

1.2 挥发性物质鉴定与分析

采用岛津QP-2010-Plus气质联用仪，色谱柱为安捷伦Rtx-5MS毛细管柱（30 m × 0.5 ?m ×

0.32 mm）。升温程序如下：起始温度50℃，保留1 min，以5℃/min升温到260℃，保留10 min。进样口与连接口温度分别为250℃和280℃，解吸附5 min。载气为高浓度He（99.99%），150分流进样，流速为1 mL/min。质谱条件：连接口温度280℃，电离方式EI，离子源温度为230℃，四级杆温度150℃；电子能量70 eV，质谱扫描范围为30～500 m/z ，Scan模式全程扫描。

定性分析，以各组分质谱经 NIST/WILEY 检索及资料分析，再结合有关文献进行人工谱图分析以确定各化学成分。定量分析，采用2-辛醇作为内标，计算挥发性物质绝对含量（μg/g）＝各挥发性物质的峰面积/内标2-辛醇的峰面积×样品量（g），以含量≥1 μg/kg的挥发性化合物定义为主要挥发性成分［27-28］。香气强度（Odor Activity Value，OAV）分析，根据查阅相关文献得到的挥发性物质的香气阈值，再按OAV＝C/A 计算，其中C是挥发性物质含量，A是挥发性物质的香气阈值；OAV越大对样品香气的贡献越大，OAV≥1的化合物则为特征香气成分［28-31］。

1.3 数据分析

试验数据采用Excel软件进行统计分析，使用Origin 2018绘图，每个样品重复3次，结果用“平均值±标准偏差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同天气情况下含笑花花被片挥发性物质种类分析

从含笑花花被片中共检测出45种挥发性物质，其中包括18种倍半萜类、11种酯类、7种倍半萜衍生物、3种醛类、2种醇类、2种烯烃类、1种酸类和1种酮类（图1）。含笑花的挥发性物质因天气情况不同而不同，晴天时检测到37种，而阴天33种。倍半萜衍生物和酯类物质在不同天气情况下的组成相差较大，晴天时分别检测到6种和11种，而在阴天时有7种和5种。

图1    不同天气含笑花挥发性物质种类与数量

2.2 不同天气情况下含笑花花被片挥发性物质含量分析

含笑花花被片在不同天气情况下的含量亦不同，晴天时为106.07 μg/kg，而阴天时仅53.50 μg/kg；

挥发性物质以倍半萜类化合物为主，其在晴天和阴天时的含量分别是64.93 μg/kg（占总量的61.21%）和46.84 μg/kg（占总量的87.55%）；其次是酯类物质，晴天时含量为31.86 μg/kg（占30.04%），阴天时僅为0.22 μg/kg（占0.41%），晴天时的含量是阴天的144倍（表1）。

进一步筛选关键的含笑花花被片香气成分，发现绝对含量≥1 μg/kg的主要挥发性成分共有19种，在晴天和阴天时分别检测到16种和10种；其中β-榄香烯、γ-榄香烯、β-古巴烯、1，5，9，9-四甲基-1，4，7-环十一碳三烯、α-荜澄茄油烯、δ-榄香烯和古巴烯等7种化合物在晴天和阴天均被检测到，其中β-榄香烯的含量在晴天和阴天时均最高，分别达35.52和26.62 μg/kg；而乙酸异丁酯、2-甲基丙酸乙酯、己酸乙酯和己酸异丁酯等4种成分的含量在晴天时较高，其在阴天含量极低；此外异丁醇、3，7（11）-蛇床二烯酮、γ-芹子烯、乙酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯等5种成分仅在晴天时检测到，γ-摩勒烯和芳樟醇等2种成分仅在阴天时检测到（表1）。

2.3 含笑花花被片挥发性物质的香气强度分析

根据相关文献得到11种挥发物物质的香气阈值，其中β-榄香烯、乙酸异丁酯、2-甲基丙酸乙酯、γ-芹子烯、己酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯等6种化合物在晴天时的OAV≥1，为特征香气成分；而阴天时仅有β-榄香烯和乙酸异丁酯为特征香气成分。这些特征香气成分中，乙酸异丁酯和2-甲基丙酸乙酯在晴天时的贡献率较大，其OAV分别达到646.00和69.60，明显高于阴天；而阴天时β-榄香烯的贡献率最大，OAV为3.10（表2）。

3 讨论

含笑花作为一种常见的园林绿化植物广泛分布在我国西南部和东部地区，其花因富含有芳香油，具有一定的杀菌作用［37］。本研究利用顶空固相微萃取结合气质联用（HS-SPME/GC-MS）技术比较了含笑花在晴天和阴天等不同天气情况下的花被片挥发性物质差异，结果表明，晴天和阴天时分别检测到37种和33种挥发性物质，分别有16种和10种主要成分，均以倍半萜类化合物为主，这与熊江等［14］、杜金风等［20］和钱昌明等［38］的研究结果类似。含笑花花被片挥发性物质含量丰富，β-榄香烯、γ-榄香烯、乙酸异丁酯和2-甲基丙酸乙酯等4种化合物是含笑花主要的特征香气成分，其赋予含笑花以浓郁的香气，这与典灵辉等［15］、郑怀舟等［16］和黄儒珠等［17］的研究结果类似。

含笑花香气的组成受品种、环境等因素的影响，如石碌含笑关键香气是β-红没药［38］、重庆含笑是τ-榄香烯［39］、乐山含笑是十四氢化芘［40］、多脉含笑是大根香叶烯D［41］。含笑花挥发性物质种类及含量亦会受多外界条件的影响，它们是互相关联、互相制约地产生综合影响［42］，本研究发现晴天情况下的含笑花香气的种类及含量均较阴天要多，尤其是β-榄香烯、乙酸异丁酯和2-甲基丙酸乙酯等特征香气成分在晴天时的含量明显高于阴天，它们在两种天气情况下对香气的贡献率也存在差异，这可能是造成两种天气花香不同的主要原因；此外，另有9种主要香气成分（如γ-榄香烯等）虽暂时没有查到相关阈值数据，但在含量方面是主要成分，所以可能也是关键香气物质或具有重要修饰作用，这将在后续的研究中补充完善。总之，本研究比较了晴天和阴天的含笑花花被片挥发性物质的种类与含量，对深入研究含笑花的栽培及利用提供了理论依据，并且对含笑花的栽培管理有着一定的导向作用。

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（责任编辑：黄雄峰）