鼓槌石斛花挥发性成分及其释放规律分析

收稿日期：2023-06-21

基金項目：福建省星火计划项目（2021S0018）；三明市科技专项（2020-N-6）

作者简介：吴世环（1989-），男，助理农艺师，主要从事果蔬栽培技术推广工作，E-mail：woshiyanpeipei@126.com

DOI：10.20023/j.cnki.2095-5774.2023.05.002

摘要要：【目的】检测鼓槌石斛花不同时间点的挥发性成分，分析其成分的差异及释放规律，为鼓槌石斛花的利用提供研究基础。【方法】采用静态顶空-气相色谱-质谱（HS-GC-MS）联用技术，检测并分析一天内6个时间点（600、900、1200、1500、1800、21：00）鼓槌石斛花的挥发性成分。【结果】不同时间点挥发性成分释放量占一天量排序为：900（37.15%）>1200（29.51%）>600（17.48%）>1500（10.10%）>1800（3.30%）>2100（2.47%）。从鼓槌石斛花中共检测出44种匹配度90以上的挥发性成分，其中6个时间点先后有24、27、27、20、22、21种，分别占各时间点的97.58%、98.34%、97.60%、98.59%、95.42%、92.25%。6个时间点共有的成分有10种：己醛、γ-萜品烯、乙酸辛酯、萜品油烯、桧烯、D-柠檬烯、（-）-α-蒎烯、（E）-β-罗勒烯、（-）-β-蒎烯、双环［3.1.0］己-2-烯，4-亚甲基-1-（1-甲基乙基），这10种成分分别占6个时间点的40.36%、88.81%、64.54%、74.15%、68.79%、61.37%。【结论】鼓槌石斛花一天内在9：00挥发性成分释放量最大，主要挥发性成分是烯烃类，具有代表性的成分有3个：（-）-α-蒎烯、（E）-β-罗勒烯和γ-萜品烯。

关键词：鼓槌石斛；挥发性成分；气相色谱-质谱

中图分类号：S682.31                       文献标识码：A                       文章编号：2095-5774（2023）05-0328-06

Analysis of Volatile Components and Their Release Patterns in

Dendrobium chrysotoxum Lindl. Flowers

Wu Shihuan

（Sanming Economic Crop Technology Promotion Station，Sanming，Fujian 365000，China）

Abstract：【Objective】To detect the volatile components of Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers at different time points，analyze the differences and release patterns of their components in order to provide a research basis for the utilization of Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers.【Method】Static headspace gas chromatography-mass spectrometry （HS-GC-MS） was used to detect and analyze the volatile components of Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers. at 6 time points within a day （600，900，1200，1500，1800，and 2100）.【Result】The ranking of time points from the highest release content to the lowest of volatile components in a day was：900 （37.15%）>1200 （29.51%）>600 （17.48%）>1500 （10.10%）>1800 （3.30%）>2100 （2.47%）. 44 volatile substances with a matching degree of over 90 were detected at 6 time points within a day，of which 24 were at 600，27 were at 900，27 were at 1200，20 were at 1500，22 were at 1800，and 21 were at 2100，accounting for 97.58%，98.34%，97.6%，98.59%，95.42%，and 92.25% of the 6 time points，respectively. There are 10 common components at 6 time points：hexanal，γ-terpinene，octyl acetate，terpinolene，sabinene，D-limonene，（-）- α- pinene，（E）-β-ocimene，（-）- β- pinene bicycleo （3.1.0） hexan and，4-Methylene-1-（1-methylethyl）. These 10 components accounted for 40.36%，88.81%，64.54%，74.15%，68.79%，and 61.37% of the 6 time points，respectively.【Conclusion】Dendrobium chrysotoxum Lindl flowers has the highest release content of volatile components at 9：00 am in one day，with the main components was alkenes，and three representative components are：（-）- α- pinene，（E）-β-ocimene，and γ- terpinene.

Key words：Dendrobium chrysotoxum Lindl.；Volatile component；GC-MS

鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxum Lindl）为兰科石斛属草本植物，因其茎呈粗纺锤形而得名，与金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）、霍山石斛（Dendrobium huoshanense C Z Tang et S. J Cheng）、流苏石斛（Dendrobium fimbriatum Hook.）同被收录在《中国药典》石斛名录下［1］，是我国传统名贵中药材，具有益胃生津、滋阴清热等功能，现代药理学也证实鼓槌石斛具有抗肿瘤［2］、抑制糖尿病性视网膜病［3］、抗凝［4］、抗衰老［5］等作用。

鼓槌石斛是集食、药、观赏于一体的石斛品种［6］，具有极高的应用推广价值，但其生长环境具有强地域性，应用范围并不普及，而且鼓槌石斛花非石斛传统药用部位，因此现代科学对鼓槌石斛花研究较少。但其花朵秀丽、花型奇特、色泽金黄、香气怡人，具有极强的观赏性，其花量大［7］、适口性好，且不似霍山石斛花量少、金钗石斛花味苦而多被食用或作茶饮，具有很高的食用价值，云南农贸市场每到花期会将鼓槌石斛花作为蔬菜零售，是极具地方特色的美食。香气是评价植物品质的重要标准之一，随着对鼓槌石斛的關注增加，对其香气成分研究也逐渐增多，夏科等采用固相微萃取（SPME）法结合GC-MS对7种石斛花的挥发性成分进行分析，发现（Z）-β-罗勒烯是鼓槌石斛花中含量最高的挥发性成分［8］。黄昕蕾等采用同样方法测定鼓槌石斛花挥发性成分及其释放量变化，发现香气成分种类和释放量皆呈先上升后下降的趋势，在1400时达到最高［9］。曲继旭等将干燥鼓槌石斛花粉碎后通过顶空-气相色谱-质谱（HS-GC-MS）检测，发现乙醛是含量最高的成分［10］。张冬英等用正己烷提取干燥鼓槌石斛花精油后通过GC-MS进行检测，鉴定结果主要为单萜类、脂肪烃及其衍生物，含量最高的成分是正二十三烷［11］。本研究采用顶空-气相色谱-质谱（HS-GC-MS）联用技术，对盛开期鼓槌石斛鲜花一天内不同时间点挥发性成分进行检测，分析本地鼓槌石斛花挥发性成分的特异性，讨论其在一天中的挥发性成分释放规律，研究其香气组成，为香型观赏石斛的育种提供参考，也为扩大鼓槌石斛药用部位提供物质基础。

1 材料与方法

1.1 材料

鼓槌石斛于2023年4月15日采自福建省三明市农业科学研究院药用所石斛大棚。仪器包括Agilent 5977B-7890B气相色谱-质谱联用仪及Agilent 7697A进样器，均为美国Agilent Technologies公司生产。

1.2 方法

分别在600、900、1200、1500、1800、2100时摘取盛花期新鲜鼓槌石斛花1朵，完整放入顶空瓶，通过气相色谱-质谱联用仪检测其挥

发性成分，重复3次。顶空条件：40℃平衡10 min；

进样量1 μL。气相条件：色谱柱为 Agilent 19091S-

433UI：A001色谱柱（30 m ×250 μm × 0.25 μm）；

升温程序：起始温度40℃保持3min，以8℃/min升至170℃，再以30℃/min升至240℃保持1 min至分析完成；进样口温度250℃；载气为高纯He（99.999%），流速0.8 mL/min。质谱条件：电子方式EI；电子能量70 eV；离子源温度：250℃；四级杆温度：150℃。质量扫描范围：45～550 m/z。化学成分鉴定：通过NIST14谱库检索结合人工解析图谱对检测到的化学成分进行定性分析；根据离子流峰面积归一法计算鼓槌石斛花挥发性成分的相对含量。

2结果与分析

2.1 不同时间点挥发性成分峰面积分析

鼓槌石斛花不同时间点挥发性成分总量有显著差异，总离子流色谱图见图1，各时间点挥发性成分释放量占一天总释放量的值为：900（37.15%）>1200（29.51%）>600（17.48%）>1500（10.10%）>1800（3.30%）>2100（2.47%），表明其一天中的挥发性成分是动态变化的，挥发性成分总峰面积于600～900升高，在900时达到最高，900

～2100下降，2100时最低。由此可见，鼓槌石斛花一天的挥发性成分释放量，有84.14%在上午释放，1200之后急剧降低，直至2100时达到最低。因此鼓槌石斛花香气最浓郁的时间在早上900左右，是最佳观赏、采摘时间。

2.2 不同时间点挥发性成分分析

从6个时间点鼓槌石斛花样品中共检测出123种挥发性成分，数据库匹配度90以上的有44种，如表1，其中600有24种，900有27种，1200

有27种，1500有20种，1800有22种，2100

有21种，分别占各时间点总含量的97.58%、98.34%、97.6%、98.59%、95.42%、92.25%，均为各个时间点的主要挥发性成分。这些挥发性成分主要是烯烃，以及少量烷烃、芳香烃、醛、酯、酮等。

每个时间点释放量含量在5%以上的成分主要是α-蒎烯、β-蒎烯、β-罗勒烯、D-柠檬烯、α-萜品烯、γ-萜品烯，分别占各个时间点总含量的74.73 %、76.01 %、76.08 %、73.93 %、72.10 %、76.89 %。可见这些含量在5%以上的成分构成了鼓槌石斛花挥发性的主要成分，其中（-）-α-蒎烯和（E）-β-罗勒烯是影响各个时间点峰面积的主要化合物，（-）-α-蒎烯在600、900、

1200、1500是鼓槌石斛花含量最高的挥发性成分，1800则是（E）-β-罗勒烯，2100是γ-萜品烯。因此，可以认为这两种化合物是鼓槌石斛花的主要特征性挥发性成分。

在所有的挥发性成分中，6个时间点共有的成分有10种：己醛、γ-萜品烯、乙酸辛酯、萜品油烯、桧烯、D-柠檬烯、（-）-α-蒎烯、（E）-β-罗勒烯、（-）-β-蒎烯、双环［3.1.0］己-2-烯，4-亚甲基-1-（1-甲基乙基），这10种成分分别占6个时间点的40.36%、88.81%、64.54%、74.15%、68.79%、61.37%。这10个成分中，（-）-α-蒎烯的释放趋势与总峰面积相同，600～900升高，900時达到最高，900～2100下降；而（E）-β-罗勒烯则释放趋势不明显，百分含量均在17%以上。此外己醛和γ-萜品烯的释放趋势相同，1200之前差异较小，1500之后与峰面积相反，逐渐升高，2100达到最高。

综上所述，鼓槌石斛花在900挥发性成分释放量最大，最适合观赏采摘，1200之后开始降低；挥发性成分主要是烯烃类；具有代表性的3个挥发性成分为（-）-α-蒎烯、（E）-β-罗勒烯和γ-萜品烯。

3讨论与结论

本研究表明，一天中鼓槌石斛花挥发性成分释放量于600～900升高，在900时达到最高，

900～2100下降，2100时最低。这与植物昼夜节律基本相符，植物生理活动随光照逐渐加强时，鼓槌石斛花挥发性成分释放逐渐增加，光照达到最强时，植物为避免强光、高温胁迫，降低生理活动、减少物质挥发。而黄昕蕾等［9］对鼓槌石斛的研究表明其在1400挥发性成分释放量最高，这或许是因为北京温度低，因此挥发性成分在1400释放量最高，这表明同一品种石斛在不同生长环境表现出不同的物质释放规律，对其开发和利用也应因地制宜。

夏科等［8］的检测结果表明（Z）-β-罗勒烯是鼓槌石斛花中含量最高的成分，其次是（+）-α-蒎烯；黄昕蕾等［9］检测到鼓槌石斛花的主要香气成分为乙酸辛酯、β-罗勒烯、α-蒎烯和苯乙醛，其中（E）-β-罗勒烯在14：00时释放量最大，α-蒎烯在1100时释放量最大；而本试验中，（-）-α-蒎烯在600、900、1200、1500是鼓槌石斛花中含量最高的挥发性成分，1800是（E）-β-罗勒烯，结果有所差异但均相似，或与植物生长环境不同有关。

曲继旭等［10］将鼓槌石斛花干燥后检测的挥发性成分与新鲜检测的成分差异显著，如偶氮甲烷（11.16%）、甲基醚（3.73%）、头孢噻肟（3.59%）等，此3种也均未在本试验中检出。张冬英等［11］用正己烷提取的干燥鼓槌石斛花精油检测到的成分二十三烷（7.88%）、二十一烷（4.28%）、正十六烷酸（5.17%）等，本试验也均未检出。可见新鲜花朵的挥发性成分与干燥后花朵的完全不同，对挥发性成分的提取与利用也应根据需求选择适宜的获取方法。

（-）-α-蒎烯、（E）-β-罗勒烯和γ-萜品烯均为植物中常见的挥发性成分，是多种植物的赋香成分，在植物体内均具有抗虫、抑菌、化感等作用，是植物重要的防御机制［12-15］，在食品、化工、化妆品等行业则是重要的天然原料。此外（-）-α-蒎烯还被证明具有抗肿瘤［17］、抗炎［14］、抗阿尔兹海默症等作用［16］。因此，鼓槌石斛花是极具开发潜力的植物，本试验对其挥发性成分及释放规律的考察则为其深入研究提供了良好的基础。

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（责任编辑：许    玲）