不同光照条件下香水文心兰花香气组成成分及感官评定

张 莹， 田 敏， 王彩霞

(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 浙江省林木育种技术研究重点实验室， 浙江 杭州 311400)

文心兰为文心兰属(OncidiumSw.)植物的总称，为世界四大观赏洋兰之一，原产于墨西哥、巴西和牙买加等热带和亚热带地区，全属约有400个野生种[1]，目前已有70余种被引种栽培，并培育出大量的杂交品种。香水文心兰(OncidiumSharry Baby ‘Sweet Fragrance’)在花盛开时具有浓郁的巧克力香味[2-3]，且可四季开花，观赏价值较高。

环境因子(包括温度和光照等)对植物花香气释放的影响较大[4-6]。为了探明光照对文心兰花香气的影响，作者采用GC-MS技术分析了光照度1 510、2 170和3 240 lx条件下香水文心兰各香气组成成分的含量，以期明确不同光照条件下文心兰花香气组成的变化，为文心兰花香气释放规律研究以及芳香型文心兰定向栽培提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

以中国林业科学研究院亚热带林业研究所种质资源圃中正常生长且开花的5年生香水文心兰植株为样株，栽培基质为水苔和树皮的混合基质，每盆1株。

使用的内标物为癸酸乙酯(纯度99.5%，德国Dr. E公司)；主要仪器有50/30 μm DVB/Car on PDMS萃取头(美国Supelco公司)和Agilent 6890N-5975B气相色谱质谱联用仪(美国Agilent公司)。

1.2 方法

1.2.1 处理方法 取样株5株，置于RTOP-500D人工气候箱(浙江托普仪器有限公司)中培养。设定人工气候箱温度为20 ℃，空气相对湿度为70%；根据灯管数量将光照条件分别设定为光照度1 510、2 170和3 240 lx，光照时间16 h·d-1。在上述条件下培养48 h，采集花瓣和萼片完全展开2～4 d的完整花朵(即盛花期花朵)用于花香气组成成分分析。

1.2.2 花香气组成成分分析 将花朵置于螺口玻璃瓶中，加入40 ng·μL-1癸酸乙酯 25 μL，采用固相微萃取技术萃取花香气组成成分，萃取时间30 min，萃取过程在相应光照条件的人工气候箱中完成。

色谱条件：HP-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；进样口温度250 ℃；柱温35 ℃保持2 min后进行程序升温(以5 ℃·min-1速率升温至80 ℃，保持1 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2 min)。

质谱条件：四级杆温度150 ℃，离子源温度230 ℃，接口温度280 ℃；EI离子源，电离能量70 eV，质量扫描范围30～500 amu。参照张莹等[4]的方法计算各成分的相对含量。

1.2.3 花香气感官评定 在晴天选择盛花期样株10株，置于20 ℃实验室中，分别在夜间(无光照)、清晨(弱光照)和午后(强光照)对花香气浓度进行感官评定，共评定3 d。依据郑宝强等[7]的方法将花香气浓度分成5级，对应的花香气浓度指数分别为0.0、0.5、1.0、1.5和2.0，指数越大，香气越浓。

2 结果和分析

2.1 不同光照条件下香水文心兰花香气组成成分的比较

光照度1 510、2 170和3 240 lx条件下香水文心兰花香气组成成分分析结果见表1和表2。

实验结果(表1)表明：在光照度1 510、2 170和3 240 lx条件下，香水文心兰花香气组成成分分别有36、43和35种，其中，烯类成分数量最多，烷烃类成分数量次之；并且，烯类和烷烃类成分的相对含量总体上较高。随光照度增大，各类成分的数量和相对含量变化明显，其中，烯类成分的相对含量在光照度2 170 lx条件下最高(83.20)，为光照度1 510 lx条件下的8.67倍；烷烃类成分的相对含量在光照度3 240 lx条件下最高(114.10)，为光照度1 510 lx条件下的102.79倍。

表1光照度1510、2170和3240lx条件下香水文心兰花香气中各类成分数量和相对含量的比较

Table1ComparisononnumberandrelativecontentofeachcomponenttypeinfloweraromaofOncidiumSharryBaby‘SweetFragrance’underilluminationintensityof1510,2170,and3240lxconditions

成分类型Component type成分数量 Component number相对含量 Relative content1 510 lx2 170 lx3 240 lx1 510 lx2 170 lx3 240 lx烯类 Alkenes1519169.6083.2074.60醇类 Alcohols5631.7431.787.01醛酮类 Aldehydes and ketones3210.814.514.22酯类 Esters2000.410.000.00烷烃类 Alkanes1116151.11106.43114.10总计 Total364335

表2光照度1510、2170和3240lx条件下香水文心兰花香气主要组成成分相对含量的比较1)

Table2ComparisononrelativecontentofmaincomponentsinfloweraromaofOncidiumSharryBaby‘SweetFragrance’underilluminationintensityof1510,2170,and3240lxconditions1)

保留时间/minRetention time成分Component相对含量 Relative content1 510 lx2 170 lx3 240 lx保留时间/minRetention time成分Component相对含量 Relative content1 510 lx2 170 lx3 240 lx4.11hexanal0.593.124.2217.76tridecane0.0910.4010.605.30(E)-3-hexen-1-ol0.061.06—18.142-methyl-naphthalene——4.175.554-methyl-1-pentanol0.12——18.276-methyl-tridecane——4.487.19α-pinene0.624.623.6619.20α-cubebene0.07——8.37β-pinene0.141.260.9219.482-methyl-tridecane0.076.215.988.81β-myrcene0.292.361.6119.852,6,10-trimethyl-dodecane—9.458.699.96cineole0.234.031.5119.92copaene0.06——10.18(E)-3,7-dimethyl-1,3,6-octatriene0.131.030.6220.42ethyl caprate*1.001.001.0010.50ocimene6.1830.8627.2320.48tetradecane0.28—19.7910.791-methyl-4-(1-methylethyl)-1,4-cyclohexadiene0.423.711.7021.09caryophyllene0.12——12.03linalool0.539.973.8221.134,5-diethyl-3,6-dimethyl-3,5-octadiene—5.14—12.91(E,Z)-2,6-dimethyl-2,4,6-octatriene0.333.011.9621.342-methyl-Z-4-tetradecene—4.01—13.283,4-dimethyl-2,4,6-octatriene0.323.071.9621.835-methyl-tetradecane—3.413.0614.344-methyl-1-(1-methylethyl)-3-cyclohexen-1-ol0.020.44—22.243-methyl-tetradecane0.066.045.2614.94dodecane0.032.533.1722.98pentadecane0.2420.9516.7816.53(E)-3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-ol0.7316.281.6823.23α-farnesene0.111.971.6617.48cyclotetradecane——4.4824.512-methyl-pentadecane0.023.172.5217.671-methyl-naphthalene0.04—4.7625.38hexadecane0.066.574.96

1)—： 未检出 Undetected； *： 内标物 Internal standard substance.

实验结果(表2)表明：与其他成分相比，光照度1 510、2 170和3 240 lx条件下香水文心兰花香气中罗勒烯(ocimene)的相对含量均最高，分别为6.18、30.86和27.23，并且，光照度2 170和3 240 lx条件下罗勒烯的相对含量分别为光照度1 510 lx条件下的4.99和4.41倍。在光照度1 510 lx条件下，除罗勒烯外，其他成分的相对含量均较低(低于1.00)；在光照度2 170 lx条件下，除罗勒烯外，十五烷(pentadecane)、十三烷(tridecane)、香叶醇〔(E)-3，7-dimethyl-2，6-octadien-1-ol〕、芳樟醇(linalool)和2，6，10-三甲基十二烷(2，6，10-trimethyl-dodecane)的相对含量均在9.00以上；在光照度3 240 lx条件下，除罗勒烯外，十四烷(tetradecane)、十五烷和十三烷的相对含量均在10.00以上，并且，大部分成分的相对含量低于光照度2 170 lx条件下，但仍明显高于光照度1 510 lx条件下。

2.2 不同光照条件下香水文心兰花香气的感官评定

感官评定结果表明：在无光照和弱光照条件下均可以闻到香水文心兰花特有的巧克力香味，花香气浓度指数均为1.0；在强光照条件下花香气浓度指数最高，为2.0。说明随着光照的增强，香水文心兰花香气浓度逐渐增强，但在弱光照条件下，无法利用感官分辨香水文心兰的花香气浓度指数。

3 讨论和结论

本研究结果表明：在光照度1 510、2 170和3 240 lx条件下，香水文心兰花香气的组成成分及相对含量均差异明显，但罗勒烯的相对含量均最高；并且，大部分成分的相对含量在光照度2 170 lx条件下最高，在光照度3 240 lx条件下略下降，在光照度1 510 lx条件下最低，明显低于光照度2 170和3 240 lx条件下。从感官评定结果来看，在无光照和弱光照条件下香水文心兰的花香气浓度指数均较小，但在强光照条件下其花香气浓度指数却较大，散发出浓郁的巧克力香味，说明在无光照和弱光照条件下无法从感官上分辨香水文心兰花香气浓度差异。总体来看，在光照度2 170 lx条件下，香水文心兰的花香气组成成分数量和相对含量最高。

结合本研究结果及相关研究结果[3]，与茉莉花〔Jasminumsambac(Linn.) Ait.〕等气质花[8-11]相似，文心兰的花香气也随着花开放而逐渐形成和释放，并且在释放过程中受到温度和光照等因子的影响。实际上，植物花香气的形成和释放机制复杂，关于光照影响文心兰花香气释放的具体机制，以及光照与文心兰花香气释放过程中相关酶活性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。