环境因素对盛花期茉莉鲜花香气的影响

杨文靖 陈梅春 朱育菁 王艳娜 严锦华 刘波 陈秀娟

摘  要  茉莉花香气是在开放过程中形成的，香气组成受开放环境和生长气候因素影响。本研究探究了福州茉莉鲜花离体开放中香气变化及气候因素对其香气组成的影响。结果表明，茉莉花吐香峰值出现在21：30左右，并持续至翌日02：00，香氣成分中乙酸苄酯、芳樟醇、苯甲醇、吲哚和氨茴酸甲酯等与总浓度呈现相似变化趋势，而α-法昵烯和苯甲酸甲酯在21：30达到高峰后，呈现明显下降趋势;乙酸叶醇酯则在21：30时浓度达到最低值。雨水茉莉和晴天茉莉主要香气种类相同，但雨水茉莉中乙酸叶醇酯含量约为晴天茉莉的10倍，具有较浓的青草味，且雨水茉莉的香气品质评价指数（JTF=1.17）低于晴天茉莉（JTF=1.87）。在茉莉花盛花期（6—10月），长乐和福清两地鲜花的JTF指数最高值均出现在7月，最低值出现在10月，表明伏花香气品质最佳。聚类分析显示，不同月份的长乐鲜花和福清鲜花的香气相似度不同，6—9月的长乐鲜花香气聚为一类，10月单独一类;而6—8月的福清鲜花香气成分聚为一类，9—10月为另一类。

关键词  茉莉鲜花;香气成分;香气品质评价指数

中图分类号  S685.16      文献标识码  A

Abstract  The aroma component of Jasminum sambac is formed during the flowering process， which is influenced by the flowering environment and growing climatic conditions. In this study， the changes of aroma components during flowering process and the effect of climatic factors on the aroma composition of jasmine flowers in Fuzhou were investigated. The aroma concentration of jasmine appeared maximum at around 21：30 and maintained until 02：00 the next day. The concentration change of benzyl acetate， linalool， benzyl alcohol， hydrazine and methyl anthranilate during flowering process was similar to the total aroma concentration， while the content of ɑ-farnesene and methyl benzoate significantly decreased after 21：30. The lowest concentration of 3-hexen-1-ol， acetate， （Z）- at 21：30 was observed. The main fragrance ingredients of the rainy jasmine were consistent with the one from the sunny jasmine. The content of 3-hexen-1-ol， acetate， （Z）- in the rainy jasmine was about 10 times that of the sunny jasmine， indicating the strong

aroma of grassy presents in the rainy jasmine. The aroma quality evaluation index of the rain jasmine （JTF=1.17） was lower than the date in sunny day （JTF=1.87）. Both the highest and lowest JTF index of the jasmine from Changle and Fuqing were observed at July and October， respectively， indicating that the flower picked at July exhibited the best aroma quality. The results of clustering analysis showed that the aroma components of the jasmine flower from Changle picked at June， July， August and September possessed the highest similarity， while those of the jasmine in October exhibited obviously difference. Meanwhile， the aroma component of the jasmine flower from Fuqing picked at June， July and August displayed the higher similarity， and those of the jasmine flower picked at September and October were grouped together.

Keywords  jasmine flower; aroma component; aroma quality evaluation index

DOI  10.3969/j.issn.1000-2561.2019.07.016

茉莉花[Jasminum sambac （L.） Aiton]是窨制花茶和提取香精油的主要原料，其花、叶可作为药材，用于治疗目赤肿痛，并有止咳化痰之功

效[1]。茉莉花广泛植栽于亚热带地区，我国茉莉花主产区有广西、福建、云南、贵州等地。茉莉花分为单瓣、双瓣、多瓣，其中双瓣茉莉抗逆性强、易栽培、产量高、花香浓郁，是栽培最多的品种。茉莉花茶是将茶坯和茉莉鲜花拼合窨制而成的，其风味因子“色与味”受茶坯影响，“香”主要来源于窨制加工过程中茶坯所吸附的鲜花香气[2]。因此，鲜花的香气成分对茉莉花茶品质的形成至关重要。

茉莉花香气是在开放过程中形成，香气组成受鲜花品种、开花释香条件以及生长环境的影响，郭素枝等[3]研究表明，单瓣茉莉的香气浓度高于双瓣茉莉和多瓣茉莉;郭友嘉等[4-6]对不同季节茉莉花香气组成进行研究发现，花期鲜花的主要赋香成分种类相同，含量不同;刘建军等[7-8]研究发现雨水和晴天采摘的茉莉花的香气成分种类和含量存在较大差异;卜欣等[9]研究发现福州和广州的茉莉头香都以芳樟醇和乙酸苯甲酯为主要成分，而广州茉莉鲜花中未检出顺-3-已烯醇和苯甲醇两类重要的香气成分;陈梅春等[10]研究发现广西横县和福州产的双瓣茉莉花主要香气成分一致，但含量有较大差异。

目前，已报道的香气采集方法包括同时蒸馏萃取（SDE）、超临界CO2流體萃取、亚临界萃取技术、固相微萃取（SPME）、溶剂浸提等，香气提取方法不同，所获得的香气成分组成往往存在显著差异[11-13]。许多研究表明，利用SPME富集茉莉香气后进行分析，发现采用SPME方法能够完整、大量地萃取茉莉鲜花香气，且不会破坏香气成分[10， 12-14]。因此，本研究拟利用固相微萃取技术结合气质联用对茉莉花离体开放过程香气变化进行分析，同时探究在茉莉花盛花期（6—10月），天气、种植地和季节气候对茉莉鲜花香气组成的影响，为获取优质茉莉花茶原料，加工质优价廉的茉莉花茶提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  植物材料  福建省福州市福清、长乐的双瓣茉莉鲜花采集时间为茉莉花的盛花期：2016年6—10月每月中旬;采集地点：福建省福州市长乐营前镇黄石村茉莉花基地、福建省福州福清市东张镇华石村鑫康茉莉花基地。

1.1.2  仪器与试剂  气相色谱-质谱联用仪：Agilent 7890A/5975C。色谱柱：HP5-MS。萃取装置：SPME手动进样手柄、萃取头（65 ?m PDMS/DVB）、顶空瓶（20 mL，安捷伦公司）、水浴锅。正构烷烃混合标样C8～C40（美国AccuStardard公司，编号DRH-008S-R2）。

1.2  方法

1.2.1  顶空固相微萃取条件  65 ?m PDMS/DVB萃取头用丙酮浸泡30 min后，在250 ℃老化30 min，待用;称取3朵大小一致的茉莉鲜花置于密封的20 mL顶空瓶中，插入SPME萃取头，置于室温下吸附20 min;之后，置于气质进样口250 ℃解吸3 min，进行GC-MS分析。

1.2.2  气相色谱-质谱分析条件  色谱条件：进样口温度和柱温分别为250 ℃和柱温50 ℃。程序设定如下：初始温度为50 ℃，2 min后以5 ℃/min上升至120 ℃，维持15 min;以5 ℃/min升到180 ℃，维持2 min;以30 ℃/min升至280 ℃，维持2 min。质谱条件：采用全扫描方式，离子源为EI源;设定溶剂延迟时间为6 min;质量扫描范围为25.00～550.00 amu;离子源温度为230 ℃，四级杆温度150 ℃。利用正己烷稀释正构烷烃混合对照品，按上述色谱-质谱条件进行测定。

1.3  数据处理

检测的化合物经NIST谱库检索，同时计算检测的香气成分的实验保留指数（KI），结合文献报道的数值进行鲜花香气成分的鉴定。利用峰面积归一化法计算香气成分的相对含量，表示为各物质的峰面积占总峰面积的比值。茉莉鲜花香气品质评价指数JTF=（α-法昵烯+顺式-3-己烯醇苯甲酸酯+吲哚+氨茴酸甲酯）总含量/芳樟醇含量[15]。

通过I-Sanger云平台，通过冗余分析（redundancy analysis，RDA）茉莉鲜花香气品质与土壤微生物[16]的相关性;利用SPSS 19.0软件进行茉莉鲜花香气品质与土壤理化性质[16]相关性分析。

2  结果与分析

2.1  茉莉花离体释香过程香气变化分析

以长乐茉莉鲜花为研究对象，于恒温30 ℃条件下，间隔时间取样探究茉莉鲜花释香过程中香气变化情况。结果表明，鲜花香气释放过程中，香气总浓度不断增加，至夜间21：30达到高峰，而后5 h内香气总浓度呈略微下降趋势（图1A），但没有显著性差异（P<0.05）。香气评价指数结果表明，茉莉鲜花香气品质评价指数于21：30达到最高，而后5 h内指数呈下降趋势（图1B），但没有显著性差异（P<0.05）。对茉莉鲜花中10种主要香气成分的变化研究发现，α-法昵烯和苯甲酸甲酯的含量在夜间21：30达到高峰，而后5 h内香气浓度下降明显（图1C，图1D）;乙酸苄酯、芳樟醇、吲哚和水杨酸甲酯的含量在夜间21：30达到高峰，而后5 h内轻微下降（图1C，图1D）;氨茴酸甲酯和顺式-3-己烯醇苯甲酸酯整体上呈上升趋势，在23：00之前上升速度较快，而后较慢（图1D）;苯甲醇的含量在凌晨00：30时达到高峰，而后下降（图1D）。与其他香气化合物形成明显对比的是，乙酸叶醇酯的含量随着鲜花开放度的增加，于夜间21：30时达到最低，而后5 h后轻微上升（图1D）。

2.2  晴天茉莉和雨水茉莉香气组成差异分析

以长乐茉莉鲜花为研究对象，分析晴天茉莉和雨天茉莉的香气成分差异，结果如表1所示。分别从晴天茉莉和雨水茉莉中检测到39和44个香气化合物。晴天茉莉和雨天茉莉香气均主要由醇类（23.4%～27.4%）、酯类（34.8%～37.2%）、烯烃类晴天茉莉和雨水茉莉香气成分差异主要表现在，雨水茉莉香气中芳樟醇、乙酸叶醇酯和水杨酸甲酯的含量高于晴天茉莉;苯甲醇、苯甲酸甲酯、乙酸苄酯和-法昵烯含量低于晴天茉莉。

香气成分中乙酸叶醇酯呈现出青草香的气味特征，该物质在雨水茉莉花香气中含量特别高，达到了14.05%，远远高于晴天茉莉花香气中该物质的比例，因而雨水茉莉香气中青草味较晴天茉莉浓。实际生产中，该物质的香气特征对茉莉花茶的香气品质有负面影响。进一步对晴天茉莉和雨水茉莉的香气品质评价指数（JTF）进行分析，结果表明，晴天茉莉鲜花的JTF指数（1.87）高于雨水茉莉（1.17）。

2.3  不同月份茉莉花香气组成变化

本研究以福州长乐和福清茉莉鲜花为研究对象，探究茉莉花盛花期鲜花香气组成差异，如表2所示。

不同月份的茉莉鲜花主要香气成分组成较为相似，但各成分含量存在差异;长乐和福清鲜花香气成分存在较大差异。不同月份的长乐茉莉鲜花香气成分如下：10月鲜花香气中醇类化合物含量最高，酯类、碳氢和含氮化合物含量都低于其他月份;8月酯类化合物含量最高;6月碳氢化合物含量最高;7月含氮化合物含量最高。对10种重要香气成分进行分析，发现9月和10月的乙酸叶醇酯含量高于其他月份;8月的苯甲醇含量低于其他月份;8月和10月的苯甲酸甲酯含量低于其他月份;10月的芳樟醇含量是其他月份的1.8～2.6倍;8月的乙酸苄酯含量是其他月份的1.7～2.7倍;10月的水杨酸甲酯含量最高，8月的最低;7—9月的吲哚含量高于其他月份;10月的氨茴酸甲酯含量最低，7月的最高;6—7月的-法昵烯含量高于其他月份，其中10月的最低。7—8月的顺式-3-己烯醇苯甲酸酯含量低于其他月份。

不同月份的福清茉莉鲜花香气成分如下：10月份鲜花香气中醇类化合物含量最高，碳氢化合物含量最低，9月酯类化合物和含氮化合物含量最高;8月碳氢化合物含量最高。对10种重要香气成分进行分析，发现9月的乙酸叶醇酯含量最高，6月最低;10月的苯甲醇含量最高，7月的最低;6月和8月的苯甲酸甲酯含量高于其他月份;7月和9月的芳樟醇含量低于其他月份;8月的乙酸苄酯含量低于其他月份;10月的水杨酸甲酯含量最高，7月的最低;9—10月的吲哚含量高于其他月份;10月的氨茴酸甲酯含量最低;9—10月的-法昵烯含量低于其他月份;不同月份的顺式-3-己烯醇苯甲酸酯含量差异不大。

分别以茉莉鲜花中10种主要香气成分和5类香气化合物含量为变量，对不同月份的鲜花香气相似性进行聚类分析，结果如图2所示。5个月份的长乐茉莉鲜花香气聚为2类，10月为1类，6—9月为1类;其中6月和9月的鲜花香气相似度最高（图2A1，图2A2）。5个月份的福清茉莉鲜花香气聚为2类，9—10月为1类，6—8月为2B1，图2B2）。上述结果表明，长乐和福清的不同月份的茉莉鲜花香气相似度明显不同，说明地域气候环境对鲜花香气具有很大的影响。

不同月份的茉莉鲜花香气评价指数计算如图3所示。从图中可以看出，不同月份的鲜花香气评价指数顺序为如下。长乐：7月（2.97）>6月（1.87）>8月（1.76）>9月（1.48）>10月（0.46）;福清：7月（1.93）>6月（1.43）>8月（1.35）>9月（1.36）>10月（0.95），其中7月的香气评价指数最高，10月的最低;6—9月的长乐鲜花香气评价指数高于福清的鲜花;10月的长乐鲜花香气评价指数低于福清。

2.4  土壤理化性质和微生物與鲜花香气品质的相关性

以福州福清茉莉鲜花为研究对象，探究土壤理化性质和微生物与鲜花香气品质的相关性，如图4和表3所示。从图4可以看出，茉莉花香气品质指数与茉莉花根际土壤中的Latescibacteria和Parcubacteria门类细菌含量呈负相关，A1：长乐茉莉鲜花10种主要香气成分为变量;A2：长乐茉莉鲜花5类香气化合物为变量;B1：福清茉莉鲜花10种主要香气成分为变量;B2：福清茉莉鲜花5类香气化合物为变量。

3  讨论

香气是茉莉花茶最重要的品质因子，茉莉花茶香气组分主要来源于茉莉花[17]。大量的研究表明，茉莉花的香气组分以酯类、醇类和萜烯类化合物为主，其中乙酸苄酯、芳樟醇、-法昵烯、苯甲醇、吲哚、苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯是茉莉花的主要香气成分[2-6]。茉莉花是一类气质花，其香气是在鲜花开放过程中逐步释放出来的。郭友嘉等[4-6]对茉莉花采后7～46 h释香进行研究，将茉莉花香释放过程分成未成熟期、成熟期和释放期，未成熟期的香气成分极少，成熟期酯类香气含量高于醇类香气，进入枯萎期后，酯类含量明显下降，醇类增加;张丽霞等[11]研究表明在茉莉花释香前期和末期，醇类香气组分含量高，在旺盛释香过程中则酯类香气组分所占比例较大;高丽萍等[18]研究表明，茉莉花离体6 h时，茉莉花中主要赋香成分如芳樟醇、乙酸苄酯、苯甲醇、苯甲酸顺-3-已烯酯含量达到最高。

李鹤等[14]对福州双瓣茉莉离体开放过程中香气变化进行研究，主要香气成分为芳樟醇、乙酸葑酯、乙酸苄酯、-古巴烯、吲哚、苯甲醇、氨茴酸甲酯、苯甲酸苄酯，与其不同的是，本研究中福州双瓣茉莉离体开放后，其主要香气为乙酸苄酯、芳樟醇、苯甲醇、乙酸叶醇酯、苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯、吲哚、氨茴酸甲酯、-法昵烯、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯，未检出乙酸葑酯和苯甲酸苄酯。李鹤等[14]研究表明，双瓣茉莉花离体初期香气浓度较低，而后大幅提高，23：00左右达到吐香高峰值，并持续到翌日03：00，其主要香气成分的峰值亦呈现相似变化趋势，其中乙酸苄酯的最大峰值出现早于芳樟醇。本研究中，茉莉花吐香峰值出现在21：30左右，并持续至翌日02：00，这可能与开花环境温度有关，其主要的几种香气成分，如乙酸苄酯、芳樟醇、苯甲醇、吲哚和氨茴酸甲酯等与香气总浓度呈现相似变化趋势，而-法昵烯和苯甲酸甲酯在21：30达到高峰后，呈现明显下降趋势;乙酸叶醇酯则在21：30时浓度达到最低值。上述研究结果表明，采用双瓣茉莉花窨制花茶时间以21：30左右较为合适，与传统窨花开始时间较为一致。

茉莉鮮花香气组成受鲜花品种、产地、气候环境等影响，刘建军等[7-8]、司辉清等[19]研究发现雨水茉莉和晴天茉莉主要香气成分均由顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、芳樟醇、乙酸苄酯和α-法昵烯组成，但雨水茉莉中含有的5-羟基-l-氮茚和中氮茚在晴天茉莉中未被检出。本研究对福州晴天茉莉和雨水茉莉进行分析，发现雨水茉莉中香气种类检出数目高于晴天茉莉，但二者的主要香气成分种类一致，含量存在显著差异，如雨水茉莉中含有的乙酸叶醇酯含量约为晴天茉莉的10倍，该物质具有青草气味，说明雨水茉莉香气中青草味浓于晴天茉莉;对二者的香气品质评价指数（JTF）进行分析，发现晴天茉莉的JTF指数高于雨水茉莉，上述研究表明，雨水茉莉香气品质低于晴天茉莉，还带有浓重的青草味，不适合用于高档茉莉花茶的窨制。本研究对福州长乐和福清种植的茉莉花香气在盛花期（6—10月）的变化进行探究，发现茉莉鲜花香气品质评价指数高峰值均出现在7月份，低峰值出现在10月，表明7月鲜花香气品质最佳，这与经验认为的伏花香气品质最佳相吻合。对两地的鲜花花期的香气进行聚类分析，发现不同月份的长乐鲜花和福清鲜花香气的相似度不同，6—9月的长乐鲜花香气相似度高，与10月鲜花分别聚为二类;而福清鲜花的香气成分中，6—8月为一类，9—10月为另一类，说明不同地域的气候环境对鲜花香气的影响不同。研究还发现鲜花香气品质指数与土壤中Latescib acteria和Parcubacteria门类细菌含量呈负相关，与土壤的总磷和碱解氮的含量呈正相关，为提高茉莉鲜花香气品奠定基础。本文系统分析了不同气候和产地的茉莉鲜花香气差异，为有效、综合利用茉莉鲜花进行花茶窨制提供科学数据支撑。

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