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闽鄂山茶及其芽变品种‘珍珠茶’花香气组成成分分析

2022-08-12李辛雷王彩霞

植物资源与环境学报 2022年4期
关键词:芳樟醇二甲苯雄蕊

张 莹,李辛雷,王彩霞

(中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江 杭州 311400)

闽鄂山茶(CamelliagrijsiiHance)即长瓣短柱茶,隶属于山茶科(Theaceae)山茶属(CamelliaLinn.),为灌木或乔木,花为单瓣型,具有浓烈芳香[1]381。‘珍珠茶’(‘Zhenzhucha’)为闽鄂山茶的芽变品种,花为玫瑰重瓣型,香气较闽鄂山茶略淡[1]368。闽鄂山茶和‘珍珠茶’的观赏性和适应性俱佳,为中国华东地区应用较广泛的山茶资源,且可作为培育芳香型山茶的良好材料。

香气是评价植物观赏性的重要园艺性状之一[2-4]。本文利用固相微萃取和GC-MS联用技术对闽鄂山茶及其芽变品种‘珍珠茶’的完整花、花瓣和雄蕊香气组成成分的相对含量进行了检测分析,以期为芳香型山茶的释香机制研究和新品种培育提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

供试闽鄂山茶及其芽变品种‘珍珠茶’样株均为中国林业科学研究院亚热带林业研究所试验苗圃内正常生长且开花的10年生健康植株。

1.2 方法

1.2.1 花香气组成成分收集 在样株盛花期选择晴朗日(2021年3月22日)9:00至10:00采集盛放的花朵,闽鄂山茶和‘珍珠茶’各采集3株,每株采集4~7朵花,共16朵花。将采集的闽鄂山茶和‘珍珠茶’的花各自平均分成2组,一组直接置于螺口瓶中,另一组将花瓣和雄蕊分开并分别混匀后置于螺口瓶中,加入质量浓度10 μg·mL-1癸酸乙酯溶液(使用乙醇配制)100 μL,密封后插入65 μm PDMS/DVB纤维头,于25 ℃条件下顶空萃取43 min后进行GC-MS分析。

1.2.2 GC-MS分析条件 以癸酸乙酯(纯度99.5%,德国Dr.E公司)为内标物,采用Agilent 6890N-5975B气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司)进行GC-MS分析。色谱条件:HP-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm,美国Supelco公司);载气为高纯氦气(纯度99.999%),流速1.5 mL·min-1,进样口温度220 ℃。升温程序:起始柱温35 ℃,保持2 min;以5 ℃·min-1速率升温至80 ℃,保持2 min;以8 ℃·min-1速率升温至180 ℃,保持1 min;以8 ℃·min-1速率升温至250 ℃,保持4 min。质谱条件:EI电离源,四级杆温度150 ℃,离子源温度230 ℃,接口温度250 ℃,电离能70 eV,质量扫描范围30~500 amu。

1.2.3 香气成分鉴定及相对含量计算 将GC-MS分析结果在NIST2014谱库中进行检索和比对,确定香气成分,各成分的离子流峰面积与内标物峰面积的比值即相对含量。

2 结果和分析

2.1 花香气组成成分分析

GC-MS分析结果(表1)显示:盛花期闽鄂山茶及其芽变品种‘珍珠茶’花的香气组成成分分别有37和30种,总相对含量分别为458.92和126.44,且均以醇类化合物的相对含量最高,分别为239.77和90.87。闽鄂山茶花的香气组成成分中,芳樟醇的相对含量最高(143.99),壬醛、2-庚醇、1,4-二甲苯、2-庚酮、辛烷、苯乙醇和异喇叭烯的相对含量较高;‘珍珠茶’花香气组成成分中,芳樟醇的相对含量最高(88.20),其次是1,4-二甲苯(26.19),其余成分的相对含量均较低。闽鄂山茶和‘珍珠茶’花香气共有成分有23种,且多数共有成分在闽鄂山茶花中的相对含量明显高于‘珍珠茶’,如壬醛在闽鄂山茶花中的相对含量约是‘珍珠茶’的116倍。

表1 闽鄂山茶(S1)及其芽变品种‘珍珠茶’(S2)花香气组成成分的相对含量1)

2.2 花瓣和雄蕊香气组成成分分析

GC-MS分析结果显示:闽鄂山茶花瓣和雄蕊的香气组成成分分别有35和44种,其芽变品种‘珍珠茶’花瓣和雄蕊的香气组成成分分别有40和39种。对2个材料花瓣和雄蕊中相对含量较高(至少在1个样品中的相对含量高于1.00)的香气组成成分进行比较,结果见表2。

由表2可见:闽鄂山茶雄蕊主要香气组成成分的总相对含量为152.56,明显高于花瓣(100.55),而‘珍珠茶’花瓣和雄蕊主要香气组成成分的总相对含量差距较小,分别为102.90和99.75。闽鄂山茶花瓣香气组成成分中1,4-二甲苯、十四烷和芳樟醇的相对含量明显高于其他成分;其雄蕊香气组成成分中2-庚醇、芳樟醇、苯乙醇和1,4-二甲苯的相对含量明显高于其他成分。‘珍珠茶’花瓣香气组成成分中芳樟醇和1,4-二甲苯的相对含量明显高于其他成分;其雄蕊香气组成成分中芳樟醇、2-庚醇和1,4-二甲苯的相对含量明显高于其他成分。2-庚醇、芳樟醇和1,4-二甲苯在闽鄂山茶和‘珍珠茶’的花瓣和雄蕊中均能检出,但在花瓣和雄蕊中的相对含量差异明显。2-庚醇在闽鄂山茶和‘珍珠茶’雄蕊中的相对含量均明显高于花瓣,分别是花瓣中的44.17和117.30倍。芳樟醇在闽鄂山茶雄蕊中的相对含量是花瓣中的3.77倍,而在‘珍珠茶’花瓣和雄蕊中的相对含量均较高,分别为68.50和44.53。1,4-二甲苯在闽鄂山茶和‘珍珠茶’花瓣中的相对含量均明显高于雄蕊,分别是雄蕊中的4.12和1.43倍。

表2 闽鄂山茶(S1)及其芽变品种‘珍珠茶’(S2)花瓣和雄蕊主要香气组成成分的相对含量1)

3 讨论和结论

GC-MS分析结果表明:虽然闽鄂山茶及其芽变品种‘珍珠茶’的花香气组成成分大多相同,但‘珍珠茶’的花香气组成成分的数量和总相对含量明显低于闽鄂山茶,这与人们感官上闽鄂山茶香气浓郁、‘珍珠茶’香气略淡的特性一致。比较发现,闽鄂山茶和‘珍珠茶’与山茶(C.japonicaLinn.)品种‘克瑞墨大牡丹’(‘Kramer’s Supreme’)的花香气组成成分均以芳樟醇的相对含量最高[5],但与山茶属其他植物的花香气组成成分存在明显差异[5,6]。推测造成上述同属不同种类植物花香气组成成分差异的原因可能是不同种类次生代谢物合成途径的遗传差异,具体原因有待进一步研究。

有研究者认为,花瓣是大多数花产生香气的最重要部位,花柱、雄蕊和蜜腺只能散发少量香气[7-9]。然而,范正琪等[10]在研究山茶品种‘克瑞墨大牡丹’的花香气时却发现,同一朵花所有花瓣的香气挥发量是所有雄蕊的3倍以上,但质量相同时雄蕊的香气挥发量却明显高于花瓣。本研究结果表明:闽鄂山茶花香气释放的主要部位可能是雄蕊,而‘珍珠茶’花瓣和雄蕊可能均是花香气释放的主要部位。由于花香形成及释放机制比较复杂,关于闽鄂山茶和‘珍珠茶’花香气主要成分的具体来源仍有待深入研究。

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