静态顶空进样气质联用法测定玫瑰花香成分

员梦梦,李保印,周秀梅

(河南科技学院园艺园林学院,河南新乡 453003)

员梦梦,李保印,周秀梅

(河南科技学院园艺园林学院,河南新乡 453003)

采用静态顶空和气相色谱-质谱联用技术,对比分析“苦水玫瑰”、“丰花玫瑰”和“紫枝玫瑰”鲜花香气成分。结果表明:3种玫瑰样品鲜花中主要香气成分在种类和相对含量上具有相似性,都以醇类为主,含量较多的香气成分是苯乙醇、香茅醇;“丰花玫瑰”鲜花的香气成分种类最多(69种),其次为“苦水玫瑰”(67种),“紫枝玫瑰”最少(44种);“丰花玫瑰”芳香成分总相对含量最高(98.8%),其次为“紫枝玫瑰”(97.7%),“苦水玫瑰”最少(97.4%);“丰花玫瑰”、“苦水玫瑰”的鲜花主要成分为醇类和酯类,香气类型定为醇酯香型,而“紫枝玫瑰”的主要成分是醇类与烃类,香气类型定为醇烃香型。本研究为玫瑰鲜花香型分类及精油成分的进一步开发利用奠定基础。

顶空进样-气质联用,玫瑰,芳香成分,醇类

玫瑰(Rosarugosa)是蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属落叶灌木,是最古老并占有相当地位的天然香料植物之一,由其鲜花提炼的精油是世界名贵精油之一,有“液体黄金”之美誉[1]。“苦水玫瑰”(R.Setate×R.Rugosa)是中国玫瑰和钝齿蔷薇的杂交种,在甘肃永登苦水地区有大面积的种植[2]。“紫枝玫瑰”(Rosarugosa‘Zi Zhi’)是由平阴“锦衣玉蕊”玫瑰和山刺玫的杂交后代选育而来[3]。“紫枝玫瑰”又称“四季玫瑰”,长花期多次开花使其具有较高的观赏价值,花大、重瓣、紫红色,具有浓郁、纯正的平阴玫瑰香气[4]。由山东省平阴县玫瑰研究所培育的“丰花玫瑰”(Rosarugosa‘Feng Hua’)是以单瓣红玫瑰为母本,重瓣红玫瑰为父本杂交培育而成的玫瑰新品种,具有花大、重瓣率高、丰产、抗病、香气好、出油率高等优良性状[4]。

目前玫瑰及其他芳香植物的自然香气收集分析主要以顶空分析、固相微萃取等与气相色谱-质谱联用法结合为主[5-6]。目前玫瑰精油提取的主要原料是干花,文献报道的精油成分有所不同[7-8]。“苦水玫瑰”和“紫枝玫瑰”鲜花的香气成分已有人研究[9-10],对新品种“丰花玫瑰”的研究主要集中在出油率及引种栽培等的研究上[11],而“丰花玫瑰”鲜花香气成分以及与“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”的香气成分对比尚没有人研究。为了研究玫瑰鲜花的香气成分以及香型分类,本文采用顶空进样-气质联用法测定“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”和“丰花玫瑰”的香气成分,旨在为玫瑰花的香型分类以及玫瑰的进一步开发利用研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

玫瑰 于2015年5月11日采集河南兰玫生物科技有限公司的“四季玫瑰”、“苦水玫瑰”、“丰花玫瑰”三个玫瑰样品的盛花期鲜花瓣作为实验材料。采集完后即装入顶空瓶中,封口,准备进行下一步香气成分分析。

Trace DSQ气相色谱-质谱联用仪 美国Thermo Fisher公司;TR-35MS苯基聚硅氧烷毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)美国Thermo Fisher公司;TriPlus HS顶空自动进样器 美国Thermo Fisher公司;20 mL广口平底顶空进样瓶,22.5×75.5 mm铝盖 北京迪马科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 静态顶空方法 准确称取约2 g玫瑰样品放入顶空样品瓶中,封口。利用自动顶空进样器提取香气成分进样,对3个玫瑰样品挥发性成分进行GC-MS分析。

1.2.2 气相色谱和质谱条件 气相色谱条件:利用Thermo公司的Trace DSQ气相色谱质谱联用仪分析气样。样品加热温度40 ℃,预热并平衡30 min,取样针温度60 ℃,传输线温度60 ℃,捕集阱抽取挥发性成分1 μL。载气为 He,流速1.2 mL·min-1。程序升温,进样口温度200 ℃。程序为起始温度45 ℃,保持3 min,然后以6 ℃·min-1升温至 100 ℃,保持1 min,再以15 ℃·min-1升温至160 ℃,保持1 min;再以6 ℃·min-1升温至190 ℃,保持1 min;再以15 ℃·min-1升温至250 ℃,保持3 min。

质谱条件:离子源为电子轰击电离源(EI),离子化电压70 eV,离子传输管温度:250 ℃,离子源温度:220 ℃,质谱扫描范围为45～500 amu。

1.3 数据处理

芳香成分经气相色谱分离,不同组分形成其各自的色谱峰。利用数据库软件GC/MS工作站软件Thermo Xcalibur 2.2版本自带NIST标准库检索各组分质谱,再结合文献进行人工谱图解析,确认香味物质的各个化学成分,运用峰面积归一化法,求得各成分相对含量。

2 结果与分析

实验得到的三个玫瑰样品鲜花香气成分及其相对含量见表1,三个样品各类化合物的总相对含量见表2。由表1、表2可知,三种玫瑰样品具体香气成分种类和相对含量存在差异,“丰花玫瑰”共检测出69种化合物,“苦水玫瑰”共检测出67种化合物,“紫枝玫瑰”共检测出44种化合物。这些化合物由醇类、萜烯类、酯类、醛类、酮类、酚类、酸类、烃类化合物组成。“丰花玫瑰”、“苦水玫瑰”及“紫枝玫瑰”鲜花中均以醇类为主要芳香成分,相对含量分别为62.56%、43.83%、77.35%。“丰花玫瑰”的主要香气成分有香茅醇、苯乙醇、2-甲基-1-十六醇,相对含量分别为31.14%、15.31%和8.48%。“苦水玫瑰”的主要香气成分有香茅醇、乙酸香茅酯、2-十八烷氧基乙醇,相对含量分别为20.79%、20.54%和8.76%。“紫枝玫瑰”的主要香气成分有苯乙醇、香茅醇、柏木烯醇,相对含量分别为36.12%、23.23%与6.69%。

表1 三种玫瑰样品花香成分及其相对含量

续表

续表

注:“/”表示未检出。

表2 三个玫瑰样品花香成分中各种化合物的相对含量

本文对“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”鲜花的主要香气成分的研究与前人基本一致。薛敦渊[9]等采用高分子多孔小球Paropark Q为吸附剂,抽气吸附法收集“苦水玫瑰”鲜花香气成分,鉴定出63个化合物,主要成分为香茅醇和乙酸香茅酯,相对含量分别为30.8%和18.1%。本研究利用顶空进样-气质联用法分析“苦水玫瑰”香气成分,共鉴定出67中化合物,主要成分也为香茅醇(相对含量为20.79%)和乙酸香茅酯(相对含量为20.54%)。虞伊林等[5]采用热解吸结合气质联用色谱的方法研究发现,在上海崇明地区生长的“紫枝玫瑰”的主要成分为苯乙醇和香茅醇。徐艳等[1]采用静态顶空和气相色谱-质谱联用技术究发现,产自山东农业大学林学院玫瑰种质资源苗圃“紫枝玫瑰”的主要成分为苯乙醇和香茅醇,与本研究一致。相对含量及具体种类由于收集香气方法不同、栽培地及栽培条件不同而存在一定的差异。

从表2可以看出,三个玫瑰样品鲜花具体香气成分种类和相对含量均存在差异。“丰花玫瑰”鲜花的香气成分种类最多,其次为“苦水玫瑰”,“紫枝玫瑰”最少。说明“丰花玫瑰”鲜花的香气组分最复杂,“苦水玫瑰”次之,“紫枝玫瑰”最简单。“丰花玫瑰”、“苦水玫瑰”、“紫枝玫瑰”的芳香成总相对含量分别为98.8%、97.4%、97.7%。“苦水玫瑰”的芳香成分总相对含量少于新品种“丰花玫瑰”和“紫枝玫瑰”,“丰花玫瑰”芳香成分总相对含量最高。

本研究发现“丰花玫瑰”鲜花的芳香成分总相对含量高于“紫枝玫瑰”,李锦馨[12]等研究发现,“丰花玫瑰”的出油率高于“紫枝玫瑰”,也验证了本研究对“丰花玫瑰”以及“紫枝玫瑰”鲜花的芳香成分研究的准确性。

香气成分种类和相对含量的差异影响着香气特征,“丰花玫瑰”、“苦水玫瑰”的鲜花主要成分为醇类、酯类,而“紫枝玫瑰”是醇类、烃类。按照不同种类组分在香气成分中占的比例来看,推测“丰花玫瑰”和“苦水玫瑰”可以分类为醇酯香型,“紫枝玫瑰”可以分类为醇烃香型。

3 结论

采用静态顶空进样—气质联用技术分析检测3种玫瑰鲜花的香气成分,三种玫瑰样品具体香气成分种类和相对含量存在差异。“丰花玫瑰”共检测出69种化合物,“苦水玫瑰”共检测出67种化合物,“紫枝玫瑰”共检测出44种化合物。“丰花玫瑰”、“苦水玫瑰”及“紫枝玫瑰”鲜花中均以醇类为主要芳香成分,相对含量分别为62.56%、43.83%、77.35%。“丰花玫瑰”的主要香气成分有香茅醇、苯乙醇、2-甲基-1-十六醇。“苦水玫瑰”的主要香气成分有香茅醇、乙酸香茅酯、2-十八烷氧基乙醇。“紫枝玫瑰”的主要香气成分有苯乙醇、香茅醇、柏木烯醇。丰花玫瑰和苦水玫瑰可以分类为醇酯香型,紫枝玫瑰可以分类为醇烃香型。本研究为玫瑰进一步开发利用提供了理论依据。

[1]徐艳,丰震,赵兰勇,等.玫瑰叶片和鲜花芳香成分的测定[J].北方园艺,2012(9):26-31.

[2]周学森,蒋玉梅,毕阳,等.苦水玫瑰精油提取及其成分的GC/MS分析[J].食品工业科技,2009(11):226-229.

[3]李玉舒. 中国玫瑰种质资源调查及品种分类研究[D].北京:北京林业大学,2006.

[4]张海云,吕传润,孟宪水,等.新品种丰花玫瑰与紫枝玫瑰出油率及成分的探讨[J].香料香精化妆品,2009(2):11-16.

[5]虞伊林,王秋云,姚雷.玫瑰自然香气成分及含量变化分析[J].上海交通大学学报:农业科学版,2012,29(2):80-94.

[6]王辉,姚雷.油用玫瑰国内外发展现状和研究进展[J].香料香精化妆品,2012(4):47-51.

[7]李明,彭艳丽,韩莉,等.不同品种玫瑰花挥发油化学成分的GC-MS分析[J].中成药,2008,30(5):726-730.

[8]徐金玉,李勇,张晓敏,等.新疆玫瑰精油与保加利亚玫瑰精油化学成分及香气比较[J].冷冻与速冻食品工业,2006,12(3):29-31.

[9]薛敦渊,陈宁,李兆琳,等.苦水玫瑰鲜花香气成分研究[J].植物学报,1989,31(4):289-295.

[10]孙雨安,杜瑞,李振兴,等.基于顶空固相微萃取GC-MS的玫瑰花挥发性成分分析[J].河南农业大学学报,2014,48(4):461-464.

[11]何慧.丰花玫瑰的引种及丰产栽培技术[J].现代园艺,2015(4):33-34.

[12]李锦馨,陶君.紫枝玫瑰和丰花玫瑰引种地与原产地出油率比较研究[J].宁夏农林科技,2013,54(2):10-12.

Determination of aromatic components of flower inRosarugosaThunb. by the static headspace and gaschromatography-mass spectrometry technology

YUN Meng-meng,LI Bao-yin,ZHOU Xiu-mei*

(School of Horticulture and Landscape Architecture,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang,He’nan 453003,China)

The aromatic components of fresh flowers ofR.Setate×R.Rugosa,R.Rugosa‘Feng Hua’,R.Rugosa‘Zi Zhi’ were determined by the static headspace and gas chromatography-mass spectrometry technology. The results showed that:the kinds,which were mainly alcohols,and relative contents,in which phenethyl alcohol and Citronellol were the top two,of the main aromatic components in three rose samples were similar.R.Rugosa‘Feng Hua’ had the most of aromatic component species with 69 kinds,andR.Setate×R.Rugosawas the second with 67 kinds,andR.Rugosa‘Zi Zhi’ was the third with 44 kinds. The total relative content of aromatic components ofR.Rugosa‘Feng Hua’ was the highest with 98.8%,andR.Rugosa‘Zi Zhi’ was the second with 97.7%,andR.Setate×R.Rugosawas the third with 97.4%. The main aromatic components ofR.Setate×R.RugosaandR.Rugosa‘Feng Hua’ was the alcohols and esters,so their flavor type can be classified as alcohol ester andR.rugosa‘Zi Zhi’ was alcohols and hydrocarbons,so its flavor type can be classified as alcohol hydrocarbon scent. This study will lay the foundation.for flavor type classification and the further development and utilization of essential oil components ofR.Rugosa.

headspace sampling-gc;Rosarugosa;aromatic ingredients;alcohols

2016-03-23

员梦梦(1992-)，女，在读硕士研究生，主要从事芳香植物资源与应用方面的研究，E-mail：ymm11206190@163.com。

*通讯作者:周秀梅(1966-)，女，博士，副教授，主要从事芳香植物资源与应用方面的研究，E-mail：zxm@hist.edu.cn。

2016年河南省科技特派员项目(207020215022)。

TS

A

1002-0306(2016)20-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.20.000