香橼叶片和果实挥发性香气成分研究

冼伟光，袁瑜贵，扎西罗布，张立永，央 宗，郑丽霞，陈文胜

（1.西藏自治区墨脱县农业农村局，西藏 林芝 860700；2.广东省佛山市云勇生态林养护中心，广东 佛山 528518；3.佛山科学技术学院 食品科学与工程学院，广东 佛山 528225）

香橼（Citrus medica L.）又名枸橼，为芸香科柑橘属常绿灌木或小乔木，原产于我国东南部，主要分布在福建、云南、湖北、重庆、江浙、两广等地［1］。香橼用途广泛，浑身是宝，在我国栽种历史已有2 000 余年，多被用作药材、绿化植物或作为柑橘和金橘的砧木使用［2］。柑橘属植物精油一直广泛用于食品、饮料、化妆品、医药以及芳香疗法，具有抗菌、抗氧化、抗癌等多种功效［3］，不同品种的柑橘属植物精油其成分组成和香气特征乃至功效往往存在一定的差别［4］。香橼中富含挥发油，从叶片和果实中提取的精油在卷烟加香中取得良好效果［5-6］。

广东省柑橘栽培历史悠久，是我国柑橘的主产区和原产地之一。西藏自治区墨脱县是香橼的重要原产地之一，引进墨脱香橼到佛山市试种对丰富广东省柑橘品种的种质资源，新品种的改良和选育等具有重要意义。为了更好地利用香橼品种资源，本文通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对香橼叶片和果实挥发性化学成分及香气特征进行分析鉴定，为其育种及应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

墨脱香橼引种至佛山科学技术学院校园种植，香橼叶片采自本校内墨脱香橼种植基地，洗去表面灰尘杂质，晾干备用；香橼果实采自墨脱县，清水洗净、吸水纸擦干表面水分备用。

1.2 仪器与方法

将整个香橼果切块、香橼叶片各25 g 分别置于适宜的样品瓶和广口瓶中，用双层锡箔纸封闭瓶口，再用封口膜封住锡箔纸。样品采用顶空固相微萃取气质联用法（HS-SPME-GC-MS）测定，将密封后的样品静置平衡60 min，顶空萃取（50/30 μm DVB/CAR/PDMS SPME Fiber，Supelco）60 min，在气相色谱-质谱联用仪7890B-5977A（Agilent，USA）进样口（220℃）解吸3 min。

1.3 GC-MS 条件

色谱条件：色谱柱HP-5MS 石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气为高纯氦气（99.999 %），流速1.0 mL/min；进样口温度250 ℃；不分流进样；色谱-质谱接口温度280 ℃；柱升温程序：起始温度40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min 速度升温至196 ℃，保持2 min，再以8 ℃/min 速度升至280 ℃，保持2 min。质谱条件：EI 离子源230 ℃，电子能量70 eV，扫描质量范围35～450 amu。

1.4 化合物的定性与定量分析

各组分采用计算机谱库（美国NIST 2014）进行检索及匹配分析，并结合相关文献进行人工谱图解析、各成分的相对保留时间等进行定性分析；按峰面积归一法计算各峰面积的相对含量。

2 结果与分析

2.1 香橼叶片挥发性香气成分分析

图1 为香橼叶片挥发性物质的GC-MS 总离子流图，通过谱库检索鉴定出69 种挥发性成分，其中相似度大于75 %的化合物有56 种，如表1 所示，分别是：36 种烯类，相对含量为30.12 %；12 种醇类，相对含量为63.57 %；1 种醛类，相对含量为0.19 %；1 种苯类，相对含量0.78 %；3 种硅氧烷类，相对含量为0.97 %；1 种肟类，相对含量为1.00 %；2 种萘类，相对含量为0.16 %。

表1 香橼叶片挥发性化合物成分分析结果

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图1 香橼叶片挥发性物质的GC-MS 总离子流图

香橼叶片挥发性香气成分物质醇类相对含量最高，烯类次之，萘类物质相对含量最少。除醇类和烯类物质，其他化合物相对含量较低，均不超过1.00 %。挥发性成分含量最高的5 种物质依次是：（-）-4-萜品醇（33.10 %）、桉叶油醇（24.00 %）、D-柠檬烯（7.31 %）、（+）-3-蒈烯（6.66 %）和α-松油醇（5.08 %），占整个挥发性化合物的76.15 %。

2.2 香橼果实挥发性香气成分分析

图2 为香橼果实挥发性物质的GC-MS 总离子流图，通过谱库检索鉴定出62 种挥发性成分，其中相似度大于80 %的化合物有51 种，如表2 所示，分别为烯类29 种、醛类7 种、醇类7 种、酮类3 种、酯类3 种、烷类1 种和其他化合物1 种。烯类化合物相对含量最高为75.92 %，主要是D-柠檬烯（53.00 %，是果实中最主要的挥发性化合物）、3-蒈烯（8.21 %）、β-月桂烯（2.75 %）、3，7-二甲基-1，3，7-辛三烯（2.47 %）、罗勒烯（1.83 %）、α-异松油烯（1.72 %）、β-红没药烯（1.27 %）等；醇类化合物是第二大类物质，相对含量为12.17 %，主要是橙花醇（5.10 %）和香叶醇（4.92 %）；醛类化合物相对含量为7.61 %，主要是（E）-3，7-二甲基-2,6-辛二烯醛（3.91 %）和香叶醛（3.03 %）；酯类化合物相对含量为3.82 %，主要是（Z）-3，7-二甲基-2，6-亚辛基-1-醇丙酸酯（2.22 %）；烷类物质相对含量最少，只有0.02 %，为正二十烷；其他化合物为乙嘧替氟，相对含量为0.12 %。

表2 香橼果实挥发性化合物成分分析结果

续表

图2 香橼果实挥发性物质的GC-MS 总离子流图

2.3 香橼叶片和果实挥发性香气成分比较

由表3～4 可知，香橼叶片和果实均含有的挥发性化合物共3 类14 种，其中10 种烯类，包括β-月桂烯、3-蒈烯、α-异松油烯、D-柠檬烯、3-甲基-6-（1-甲基乙基）环己烯、别罗勒烯、δ-榄香烯、石竹烯、反式-α-香柑油烯和Z，Z，Z-1，5，9，9-四甲基-1，4，7-环十一碳三烯。还有3 种醇和1 种醛，分别为芳樟醇、4-萜烯醇、橙花醇和香叶醛。综上，香橼叶片挥发性化合物相对含量中有17.96 %与果实相同，挥发性化合物种类中有25.00 %与果实相同；香橼果实挥发性化合物相对含量中有17.41 %与叶片相同，挥发性化合物种类中有27.45 %与叶片相同。

表3 香橼叶片和果实的挥发性成分种类数及其相对含量

表4 香橼叶片和果实的相同挥发性成分

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3 讨论

固相微萃取方法在植物香气萃取上应用较为广泛，方便快捷，绿色环保，灵敏度高，能有效避免萃取样品中的非挥发性杂质成分对气相色谱柱的污染［7-8］。气相色谱质谱联用技术是目前鉴定风味物质最有效、最常用的方法，通过GC 分析，结合MS 辅助定性，可鉴定出大部分成分［9］。本研究采用HSSPME-GC-MS 技术对香橼叶片和果实挥发性香气成分的分析鉴定，相似度大于75 %的叶片挥发性组分有7 类56 种，果实有7 类51 种，其中二者共有的挥发性组分有3 类14 种。烯类和醇类化合物在叶片和果实的相对含量均较高，说明叶片和果实的香气物质主要来源于烯类和醇类化合物。叶片中醇类化合物占主导，尤其是（-）-4-萜品醇（33.10 %）和桉叶油醇（24.00 %），醇类化合物对叶片的香气有重要贡献，并且这些香气成分许多已被证明具有一定的抗氧化、抗菌、抗炎等功能，例如（-）-4-萜品醇具有很好的抗炎作用，是鱼腥草注射液的主要成分之一［10］；桉叶油醇具有抗炎、抗菌和抗氧化等重要药用价值，是炎症细胞因子的强抑制剂［11］。

香橼果实则以烯类化合物为主，其中D-柠檬烯（53.00 %）的含量最高，其具有新鲜橙子香气及柠檬样香气，常被用作食品中的香精香料添加剂［12］；3-蒈烯相对含量均仅次于D-柠檬烯，属天然等同香料，具有强烈的松木样香气，可应用于多种食用香精中，亦可作为合成香料的原料［13］，还可用于农药、药物和化妆品，是增塑剂等化学品中重要的原料之一［14］。前人研究表明，香橼叶片或果实中含量较高的烯类化合物如D-柠檬烯具有广谱抗菌作用，含量较低的成分如α-异松油烯、α-蒎烯等对抑菌作用的发挥也有重要贡献［15-16］。香橼叶和果挥发性化学成分常用在卷烟加香中［5-6］，李雪梅等研究报道香橼叶挥发性成分中的柠檬烯、橙花醛、香叶醛、芳樟醇、橙花醇、叶醇、香茅醇及其酯类等构成其致香的重要化学成分，适量添加能明显改善和修饰卷烟香气，这些成分的大部分在本研究中均有发现［5］。

本研究分析了墨脱香橼叶片和果实的挥发性香气成分，并探讨了其主要化学成分的生物活性功效，为引种到广东佛山的墨脱香橼资源在食品、药品、日化用品上的应用提供一定的参考。