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植物在生长发育过程中合成并释放低沸点、小分子量的次生代谢产物,统称为挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)[1]。VOCs具有多种生理生态功能,是重要的植保素、引诱剂,能直接或间接参与植物的防御反应[2]。番茄Lycopersicon esculentum[3],黄花蒿Artemisia annua[4]的腺毛是其合成并存储代谢产物最主要场所,主要分布在花、茎、叶等地上组织,而花部位释放的萜类物质含量较高。植物鲜花释放的气味与植物种类、发育时期、生长环境和营养状态等有密切关系。目前,玫瑰Rosa rugosa,玉兰Magnolia denudata,蜡梅Chimonanthus praecox,桂花Osmanthus fragrans等多种具有重要观赏价值园林树木鲜花释放的VOCs已被鉴定[5-8]。不同桂花品种的香气在VOCs组分、数量、含量上存在差异[9],但金桂(Luteus group),银桂(Albus group)和丹桂(Aurantiacus group)的花香又具有一定的相似性[10],而且每种桂花释放的VOCs成分及含量均与环境因子紧密关联,生长环境、气温和光强是造成其差异的主要影响因素[11]。日本紫藤Wisteria floribunda在开花进程中,释放的VOCs以萜烯类为主,并随着花朵发育物质成分发生显著的变化[12];梅花Prunus mume在开放过程中,其香气成分也具有时空动态变化特征[13]。自然条件下有关4个桂花品种群开花进程中鲜花释放VOCs动态变化却鲜见报道。桂花是中国传统十大名花之一。其花香、花色、花朵数量及花期持续时间是育种的重要目标,因此,本研究以金桂、银桂、丹桂和四季桂(Asiaticus group)等4个桂花品种群的鲜花为研究对象,在自然环境中利用动态顶空气体循环采集法与热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术,以花蕾期、初花期、盛花期、衰败期为时间点,进行VOCs的采集与分析。综合分析相关参数在各时期的变化特征及种类与物质含量的差异。揭示4个桂花品种群在自然条件下鲜花开放过程释放VOCs的动态变化规律,为进一步研究桂花鲜花VOCs对人体健康的影响提出理论依据,从而为园林植物的合理配置提供科学的参考。
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金桂鲜花VOCs成分的总离子流图见图 1A,其所释放的VOCs相对含量在开放进程中呈现先上升后下降的变化趋势,伴随着花朵发育,香味随之浓郁,所释放的VOCs成分和相对含量也随之显著增加。在开花进程中,共发现43种物质。从花蕾期到衰败期分别检测出23,32,38和18种物质,总释放量依次为302.2,353.3,556.8和171.2(峰面积A×105·g-1)。在盛花期VOCs种类和相对含量达到最大值,与花蕾期相比较,种类增加了16种,释放量增加了1.8倍。其中萜类增加到了23种,占盛花期总量的78.2%,醛类4种占盛花期总量的3.7%,烃类3种占盛花期总量的2.8%,醇类1种占盛花期总量的2.6%,酮类1种占盛花期总量的0.2%,酯类2种占盛花期总量的7.8%,4种芳香族类化合物占盛花期总量的3.9%及1种酸类化合物占盛花期总量的0.8%(表 1)。随着开花进程,β-紫罗兰酮、萜品醇和乙酸-3-己烯酯释放量呈现低—高—低的动态变化,而罗勒烯和β-蒎烯在花蕾期达到最大值之后呈逐步下降趋势。
序号 t/min 挥发性有机化合物 分子式 峰面积A/(×105·g-1) 花蕾期 初花期 盛花期 衰败期 1 3.50 2-甲基环己醇2-methyl cyclohexanol C7H14O 2.40 ± 0.34 1.45 ± 0.61 14.49 ± 2.13 4.96 ± 0.55 2 5.23 辛烯octene C8H16 5.39 ± 0.49 10.76 ± 0.48 7.05 ± 0.48 5.28 ± 0.21 3 5.36 己醛hexanal C6H12O — — 12.70 ± 1.92 — 4 6.35 糠醛furfural C5H4O2 5.41 ± 0.41 2.30 ± 0.30 2.29 ± 0.35 12.53 ± 2.08 5 6.82 2-己烯醛2-hexenal C6H10O — — — 2.88 ± 0.87 6 6.98 乙苯ethylbenzene C8H10 6.10 ± 0.11 5.22 ± 0.19 12.38 ± 2.35 1.73 ± 0.64 7 7.20 二甲苯xylene C8H10 — 5.45 ± 0.64 5.65 ± 0.78 — 8 7.77 环辛四稀cyclooctatetraene C8H8 3.50 ± 0.35 5.45 ± 0.41 3.78 ± 0.73 — 9 7.98 壬烷nonane C9H20 — — 4.96 ± 0.66 — 10 8.07 庚酵heptanal C7H14O — — 2.62 ± 0.53 — 11 8.92 α-蒎烯α-pinene C10H16 3.63 ± 0.37 21.98 ± 1.31 1.67 ± 0.60 — 12 9.32 莰稀camphene C10H16 — — 2.29 ± 0.41 — 13 10.46 7-辛烯-2-酮7-octen-2-one C8H14O 11.61 ± 1.54 4.51 ± 0.57 1.25 ± 0.34 0.38 ± 0.09 14 10.53 β-蒎烯β-pinene C10H16 41.71 ± 2.08 3.46 ± 0.43 18.55 ± 1.64 0.33 ± 0.05 15 10.86 水芹烯phellandrene C10H16 3.67 ± 0.34 7.33 ± 0.43 2.32 ± 0.40 — 16 10.99 乙酸-3-己烯酯3-hexenyl acetate C8H14O2 16.86 ± 3.37 10.70 ± 1.41 37.52 ± 3.00 17.60 ± 1.28 17 11.20 α-萜品烯α-terpinene C10H16 3.25 ± 0.33 — 1.58 ± 0.59 — 18 11.42 邻伞花烃o-cymene C10H14 — 9.08 ± 1.10 0.95 ± 0.06 — 19 11.53 柠檬烯limonene C10H16 18.54 ± 0.85 15.49 ± 2.11 11.47 ± 1.53 — 20 11.80 反式-罗勒烯trans-ocimene C10H16 15.90 ± 3.15 1.44 ± 0.42 5.18 ± 0.18 — 21 12.07 顺式-罗勒烯cis-ocimene C10H16 56.96 ± 9.09 8.80 ± 0.98 26.90 ± 3.61 0.34 ± 0.05 22 12.74 顺式-氧化芳樟醇cis-linalool oxide C10H18O2 1.55 ± 0.44 — 1.60 ± 0.22 — 23 13.43 芳樟醇linalool C10H18O 3.46 ± 0.31 6.27 ± 0.04 1.35 ± 0.47 — 24 13.48 萜品醇terpineol C10H18O 3.29 ± 0.35 1.58 ± 0.33 63.78 ± 0.75 18.82 ± 1.22 25 13.88 紫苏烯perillen C10H14O — 1.63 ± 0.39 3.37 ± 0.49 — 26 13.96 1,3, 8-薄荷三烯1,3, 8-menthatriene C10H14 2.59 ± 0.56 3.41 ± 0.73 1.30 ± 0.26 — 27 14.16 2-蒈烯2-carene C10H16 — — 1.54 ± 0.59 — 28 14.18 香芹醇carveol C10H16O 6.49 ± 0.34 6.20 ± 0.71 2.36 ± 0.48 5.85 ± 0.54 29 15.19 马鞭草烯醇verbenol C10H16O — — 0.95 ± 0.04 0.73 ± 0.03 30 15.32 环氧芳樟醇epoxylinalol C10H18O2 — — 1.34 ± 0.18 0.97 ± 0.03 31 15.59 3-己烯基丁酸3-hexenyl butyrate C10H18O2 — — 4.63 ± 0.70 — 32 16.14 癸醒decanal C10H20O — — 2.78 ± 0.71 — 33 17.78 香叶醇geraniol C10H18O — — — 8.87 ± 0.40 34 20.49 大马酮damascone C13H20O — 2.78 ± 0.65 — 7.60 ± 0.53 35 21.16 紫罗烯ionene C13H18 — 1.36 ± 0.51 1.87 ± 0.61 — 36 22.41 巨豆三烯酮megastigmatrienone C13H18O — 5.66 ± 0.38 2.65 ± 0.47 — 37 22.58 长叶烯longifolene C15H24 — 3.75 ± 0.32 8.35 ± 0.46 1.88 ± 0.87 38 22.96 石竹烯caryophyllene C15H24 26.57 ± 4.45 11.72 ± 1.93 15.35 ± 0.08 1.69 ± 0.83 39 23.17 α-紫罗兰酮α-ionone C13H20O — 3.60 ± 0.22 — — 40 23.45 二氢-紫罗兰酮dihydro-ionone C13H22O 11.85 ± 2.31 5.24 ± 0.76 2.76 ± 0.01 0.39 ± 0.08 41 24.20 癸内酯decalactone C10H18O2 24.00 ± 4.03 8.62 ± 0.39 5.87 ± 0.74 34.13 ± 3.10 42 24.42 衣兰油烯muurolene C15H24 — 2.25 ± 0.19 2.35 ± 0.41 — 43 24.64 β-紫罗兰酮β-ionone C13H20O 27.42 ± 3.48 175.75 ± 24.47 257.05 ± 28.95 44.28 ± 6.06 总峰面积 302.15 353.26 556.82 171.24 说明:“—”代表未检测到VOCs。 Table 1. The VOCs from the fresh flowers of Luteus cultivar in blooming process
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银桂鲜花VOCs成分的总离子流图见图 1B。在整个花期中,银桂鲜花共检测出39种物质。与金桂相似,开花进程中所释放的物质种类和相对含量最高峰也出现在盛花期。据感官判断,其整体香味不似其他桂花浓烈,所散发出来的香味较为淡雅。从花蕾期到衰败期分别检测出20,29,36及18种成分,总释放量依次为106.3,287.9,1 100.1和180.9。经比较,盛花期较花蕾期多出了16种物质,相对含量也增加了10.3倍。其中萜类增加到了22种,占盛花期总量的93.8%,醛类4种占盛花期总量的1.4%,烃类1种占盛花期总量的0.2%,醇类4种占盛花期总量的0.9%,酯类1种占盛花期总量的3.0%,芳香族类4种占盛花期总量的0.6%(表 2)。随着花瓣的展开,β-紫罗兰酮、芳樟醇、石竹烯、二氢-紫罗兰酮和罗勒烯释放量也均呈现低—高—低的动态变化。
序号 t/min 挥发性有机化合物 分子式 峰面积A/(×105·g-1) 花蕾期 初花期 盛花期 衰败期 1 3.50 2-甲基环己醇2-methyl cyclohexanol C7H14O 0.57 ± 0.08 2.38 ± 0.36 2.43 ± 0.29 — 2 4.26 5-辛烯-1-醇5-octen-1-ol C8H16O — — 1.18 ± 0.15 — 3 4.72 芳庚tropilidene C7H8 — 5.23 ± 0.27 3.74 ± 0.35 8.04 ± 0.35 4 5.36 己醛hexanal C6H12O — 17.17 ± 2.29 6.59 ± 0.26 — 5 6.82 2-己烯醛2-hexenal C6H10O — — 3.67 ± 0.35 — 6 6.95 反式-3-己烯-1-醇trans-3-hexen-1-ol C6H12O — 3.72 ± 0.38 4.58 ± 0.44 — 7 7.20 二甲苯xylene C8H10 1.15 ± 0.18 2.26 ± 0.27 1.48 ± 0.08 — 8 7.78 壬烯nonene C9H18 — 3.49 ± 0.33 2.42 ± 0.24 — 9 8.07 庚醛heptanal C7H14O — — 1.09 ± 0.07 — 10 8.45 4-庚烯-1-醇4-hepten-1-ol C7H14O — — 1.51 ± 0.20 — 11 8.92 α-蒎烯α-pinene C10H16 0.13 ± 0.04 3.87 ± 0.59 1.52 ± 0.13 — 12 10.53 β-蒎烯β-pinene C10H16 16.81 ± 2.57 17.72 ± 2.33 23.35 ± 3.71 3.46 ± 0.33 13 10.86 水芹烯phellandrene C10H16 1.37 ± 0.09 2.26 ± 0.22 2.60 ± 0.40 — 14 10.99 乙酸-3-己烯酷3-hexenyl acetate C10H16O2 5.23 ± 0.27 17.48 ± 2.46 33.44 ± 4.40 26.33 ± 3.76 15 11.20 α-萜品烯α-terpinene C10H16 1.20 ± 0.17 0.64 ± 0.06 1.26 ± 0.13 — 16 11.42 邻伞花烃o-cymene C10H14 1.17 ± 0.15 0.48 ± 0.02 0.65 ± 0.05 — 17 11.53 柠檬烯limonene C10H16 7.67 ± 0.39 2.49 ± 0.61 4.58 ± 0.42 8.92 ± 0.21 18 11.61 桉树脑eucalyptol C10H18O — 6.56 ± 0.76 4.48 ± 0.67 — 19 11.80 反式罗勒烯trans-ocimene C10H16 6.45 ± 0.36 1.22 ± 0.27 2.61 ± 0.33 13.47 ± 3.96 20 12.07 顺式罗勒烯cis-ocimene C10H16 16.73 ± 2.50 2.69 ± 0.59 38.31 ± 1.94 5.72 ± 0.68 21 12.74 顺式氧化芳樟醇cis-linalool oxide C10H18O2 1.65 ± 0.24 2.31 ± 0.11 23.67 ± 3.70 4.82 ± 0.67 22 13.43 芳樟醇linalool C10H18O 25.39 ± 3.59 55.14 ± 3.87 224.43 ± 33.24 8.96 ± 0.50 23 13.61 脱氢芳樟醇hotrienol C10H16O 0.77 ± 0.03 4.35 ± 0.39 4.56 ± 0.59 — 24 13.88 紫苏烯perillene C10H14O — — 1.69 ± 0.21 — 25 14.18 香芹醇carveol C10H16O — — 0.72 ± 0.06 3.47 ± 0.44 26 15.19 马鞭草烯醇verbenol C10H16O 8.43 ± 0.44 4.42 ± 0.41 27.93 ± 1.60 3.77 ± 0.19 27 15.32 环氧芳樟醇epoxylinalol C10H18O2 — — 3.39 ± 0.43 1.76 ± 0.18 28 16.14 癸醛decanal C10H20O — 4.69 ± 0.69 4.48 ± 0.59 — 29 17, 78 香叶醇geraniol C10H18O — — — 13.14 ± 2.49 30 21.16 紫罗烯ionene C13H20O — 1.60 ± 0.37 1.62 ± 0.23 11.04 ± 0.70 31 22.41 巨豆三烯酉同me gasti gmatrienone C13H18O 0.56 ± 0.04 1.43 ± 0.23 — — 32 22.58 长叶烯longifolene C15H24O — 11.51 ± 1.70 8.45 ± 0.37 — 33 22.75 雪松烯cedrene C15H24 — — 0.74 ± 0.05 — 34 22.96 石竹烯caryophyllene C15H24O 1.38 ± 0.17 14.58 ± 1.94 58.46 ± 0.64 1.13 ± 0.01 35 23.17 α-紫罗兰酮α-ionone C13H20O — 3.74 ± 0.31 — 51.42 ± 0.44 36 23.45 二氢-紫罗兰酮dihydro-ionone C13H22O 0.56 ± 0.05 5.25 ± 0.34 38.42 ± 2.06 0.94 ± 0.05 37 24.48 兔耳草酵cyclamen aldehyde C13H22O 0.43 ± 0.08 3.43 ± 0.36 0.56 ± 0.08 7.66 ± 0.51 38 24.64 β-紫罗兰酮β-ionone C13H20O 8.67 ± 0.89 85.82 ± 2.54 555.05 ± 21.32 6.83 ± 0.31 39 25.27 甲基紫罗兰酮methyl ionone C14H22O — — 4.47 ± 0.58 — 总峰面积 106.32 287.93 1 100.13 180.88 说明:“—”代表未检测到VOCs。 Table 2. The VOCs from the fresh flowers of Albus cultivar in blooming process
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丹桂鲜花VOCs成分的总离子流图见图 1C。随着丹桂鲜花的开放,所释放的鲜花VOCs成分逐渐增多,相对含量也随之升高,在盛花期达到最大值。而随着花的衰败,VOCs种类和相对含量也逐渐减少。在开花进程中,共检测到52种物质,从花蕾期到衰败期分别检测出18,33,52及21种成分,总释放量依次为76.6,284.5,478.2,223.4。从中可以发现,与花蕾期比较,盛花期物质种类多了34种,相对含量增加了6.2倍。其中萜类增加到了30种,占盛花期总量的65.7%,醛类7种占盛花期总量的13.1%,烃类2种占盛花期总量的1.2%,醇类2种占盛花期总量的3.3%,酮类2种占盛花期总量的1.6%,酯类3种占盛花期总量的13.0%,4种芳香族类化合物占盛花期总量的1.5%及2种酸类化合物占盛花期总量的0.6%(表 3)。开花进程中,芳樟醇、乙酸-3-己烯酯和罗勒烯释放量呈现低—高—低的动态变化,而β-蒎烯和柠檬烯含量则逐步上升,在衰败期达到最大值。
序号 t/min 挥发性有机化合物 分子式 峰面积A/(×105·g-1) 花蕾期 初花期 盛花期 衰败期 1 3.38 戍醛pentanal C5H10O 0.24 ± 0.05 8.80 ± 0.57 2.34 ± 0.58 — 2 3.50 2-甲基环己醇2-methyl cyclohexanol C7H14O — — 6.36 ± 0.50 0.65 ±0.05 3 4.21 羟丙酮hydroxyacetone C3H6O2 — — 6.41 ± 0.48 — 4 4.72 芳庚tropilidene C7H7 3.96 ± 0.23 0.49 ± 0.09 1.10 ± 0.25 9.50 ± 0.46 5 5.23 辛烯octene C8H16 — 3.51 ± 0.63 1.54 ± 0.64 2.45 ± 0.50 6 5.36 己醛hexanal C6H12O 2.28 ± 0.25 18.87 ± 1.96 24.19 ± 3.61 — 7 6.35 糠醛furfural C5H4O2 — 7.82 ± 0.81 3.91 ± 0.54 — 8 6.82 2-己烯醛2-hexenal C6H10O — 2.60 ± 0.48 5.41 ± 0.41 — 9 6.95 反式-3-己烯-1-醇trans-3-hexen-1-ol C6H12O — 25.69 ± 4.03 9.43 ± 0.58 — 10 7.20 二甲苯xylene C8H10O 2.72 ± 0.52 2.84 ± 0.50 2.56 ± 0.61 5C83 ± 0C80 11 7.78 壬烯nonene C9H18O 1.14 ± 0.08 2.64 ± 0.14 4.13 ± 0.40 3.69 ± 0.42 12 8.07 庚酵heptanal C7H14O — — 2.38 ± 0.42 — 13 8.92 α-蒎烯α-pinene C10H16 0.87 ± 0.05 0.77 ± 0.08 2.90 ± 0.52 4.51 ± 0.66 14 9.70 安息香醛benzaldehyde C7H6O — — 1.37 ± 0.02 — 15 10.19 月桂烯myrcene C10H16 0.92 ± 0.06 2.84 ± 0.72 4.37 ± 0.48 2C40 ± 0C54 16 10.53 β-蒎烯β-pinene C10H16 26.39 ± 3.39 6.48 ± 0.68 48.82 ± 6.96 56C91 ± 7C94 17 10.86 水芹烯phellandrene C10H16 2.41 ± 0.22 1.35 ± 0.04 10.16 ± 1.53 5C44 ± 0C34 18 10.99 乙酸-3-己烯酯3-hexenyl acetate C8H14O2 2.69 ± 0.45 29.37 ± 3.80 45.93 ± 6.79 5C58 ± 0C39 19 11.20 α-萜品烯α-terpinene C10H16 — 1.87 ± 0.49 6.23 ± 0.59 5C70 ± 0C29 20 11.42 邻伞花烃o-cymene C10H14 — 5.41 ± 0.31 2.13 ± 0.36 5C24 ± 0C32 21 11.53 柠檬烯limonene C10H16 14.03 ± 0.18 2.37 ± 0.39 27.69 ± 2.01 38C36 ± 5C18 22 11.80 反式-罗勒烯trans-ocimene C10H16 5.35 ± 0.34 1.67 ± 0.46 17.14 ± 2.77 16.67 ± 2.62 23 12.07 顺式-罗勒烯cis-ocimene C10H16 6.51 ± 0.15 14.68 ± 1.90 34.45 ± 4.41 21.45 ± 0.30 24 12.33 γ-萜品烯γ-terpinene C10H16 — 0.87 ± 0.05 3.13 ± 0.14 — 25 12.60 蔚烯fenchene C10H16 — — 1.30 ± 0.32 — 26 12.74 顺式-氧化芳樟醇cis-linalool oxide C10H18O2 0.87 ± 0.07 21.97 ± 2.75 11.75 ± 2.06 2C55 ± 0C49 27 13.11 萜品油烯terpinolene C10H16 4.19 ± 0.20 22.02 ± 2.53 23.02 ± 3.26 7C95 ± 0C36 28 13.43 芳樟醇linalool C10H18O — 15.44 ± 3.08 46.98 ± 7.17 16.48 ± 2.56 29 13.52 壬酵nonanal C9H18O 0.38 ± 0.09 7.75 ± 0.35 12.25 ± 1.75 1C48 ± 0C31 30 13.96 1,3, 8-薄荷三烯1,3, 8-menthatriene C10H14 — 0.66 ± 0.07 2.35 ± 0.13 — 31 14.18 香芹醇carveol C10H16O 1.24 ± 0.23 1.69 ± 0.34 5.36 ± 0.48 2C43 ± 0C30 32 15.17 2-癸烯醇2-decenol C10H20O — — 1.50 ± 0.39 — 33 15.32 环氧芳樟醇epoxylinalol C10H18O2 — 5.37 ± 0.49 8.44 ± 0.48 — 34 15.59 3-己烯基丁酸3-hexenyl butyrate C10H18O2 — — 1.29 ± 0.40 — 35 15.86 水杨酸甲酯methyl salicylate C8H8O3 — 6.6 ± 0.89 3.48 ± 0.54 — 36 16.14 癸醛decanal C11H20O — — 12.28 ± 2.12 — 37 17.09 3-己烯异戍酸3-hexenyl isovalerate C11H20O2 — — 1.68 ± 0.40 — 38 18.34 柠檬醛citral C10H16O — — 1.62 ± 0.05 — 39 21.16 紫罗烯ionene C13H18 — — 4.43 ± 0.39 — 40 22.08 绿叶烯patchoulene C15H24 — 0.61 ± 0.06 1.77 ± 0.32 — 41 22.41 巨豆三烯酮megastigmatrienone C13H18O — — 1.26 ± 0.39 — 42 22.58 长叶烯longifolene C15H24 — 3.94 ± 0.72 13.26 ± 2.06 — 43 22.75 雪松烯cedrene C15H24 — — 1.23 ± 0.31 — 44 22.96 石竹烯caryophyllene C15H24 — — 2.48 ± 0.58 — 45 23.17 α-紫罗兰酮α-ionone C13H20O — — 6.57 ± 0.52 — 46 23.45 二氢紫罗兰酮dihydro-ionone C13H22O — — 9.32 ± 0.39 — 47 24.20 癸内酯 C10H18O2 0.41 ± 0.07 44.31 ± 5.01 12.71 ± 2.17 8.13 ± 0.36 48 24.42 衣兰油烯muurolene C15H24 — 3.63 ± 0.55 4.69 ± 0.70 — 49 24.64 β-紫罗兰酮β-ionone C13H20O — 9.56 ± 0.60 4.21 ± 0.32 — 50 25.31 杜松烯cadinene C15H24 — — 1.25 ± 0.26 — 51 25.52 去氢白菖烯calamenene C15H22 — — 1.47 ± 0.50 — 52 27.22 甲基紫罗兰烯methyl-ionene C14H22O — — 6.20 ± 0.51 — 总峰面积 76.61 284.52 478.18 223.40 说明:“—”代表未检测到VOCs。 Table 3. The VOCs from the fresh flowers of Aurantiacus cultivar in blooming process
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四季桂鲜花VOCs成分的总离子流图见图 1D。与其他品种的桂花相似,四季桂在整个花期中所释放的VOCs种类和含量也在盛花期达到最大值,在衰败期又有所下降。这与四季桂开花过程中所散发出来的香气浓度变化趋势相同。整个花期中,共发现46种物质,从花蕾期到衰败期分别检测出29,36,42及22种成分,总释放量依次为150.7,227.4,1 202.1和124.3。经分析,盛花期物质种类较花蕾期多13种,相对含量也大幅增加了8.0倍。其中萜类增加到了23种,占盛花期总量的94.4%,醛类7种占盛花期总量的2.0%,烃类1种占盛花期总量的0.1%,醇类3种占盛花期总量的0.9%,酮类1种占盛花期总量的0.2%,酯类2种占盛花期总量的1.5%,芳香族类5种占盛花期总量的0.9%(表 4)。随着开花的进程,萜品醇、β-紫罗兰酮、β-蒎烯、罗勒烯和柠檬烯释放量也均呈现低—高—低的动态变化。
序号 t/min 挥发性有机化合物 分子式 峰面积A/(×105·g-1) 花蕾期 初花期 盛花期 衰败期 1 3.50 2-甲基环己醇2-methyl cyclohexanol C7H14O — 6.42 ± 0.09 5.47 ± 0.65 — 2 4.26 5-辛烯-1-醇5-octen-1-ol C8H16O — — 1.37 ± 0.51 — 3 4.72 芳庚tropilidene C7H8 6.47 ± 0.16 12.21 ± 0.84 3.48 ± 0.64 4.53 ± 0.31 4 5.36 己醛hexanal C6H12O 3.80 ± 0.67 7.75 ± 0.78 6.69 ± 0.71 4.51 ± 0.45 5 6.35 糠醛furfural C5H4O2 2.49 ± 0.02 1.54 ± 0.46 5.56 ± 0.15 — 6 6.98 乙苯ethylbenzene C8H10 5.29 ± 0.28 3.64 ± 0.43 3.51 ± 0.55 — 7 7.20 二甲苯xylene C8H10 5.28 ± 0.20 4.73 ± 0.31 1.34 ± 0.01 — 8 7.77 环辛四烯cyclooctatetraene C8H8 4.60 ± 0.38 4.82 ± 0.52 1.71 ± 0.20 — 9 8.07 庚醛heptanal C7H14O 1.64 ± 0.35 1.47 ± 0.34 1.33 ± 0.39 — 10 8.38 山梨醛sorbaldehyde C6H6O — — 2.57 ± 0.45 — 11 8.92 α-蒎烯α-pinene C10H16 2.01 ± 0.01 4.58 ± 0.49 0.83 ± 0.04 — 12 9.72 间乙基甲苯m-ethyltoluene C9H12 2.35 ± 0.05 2.53 ± 0.54 1.22 ± 0.08 — 13 10.19 月桂烯myrcene C10H16 — — 1.51 ± 0.01 — 14 10.28 苯丙烯phenyl propylene C9H10 — 1.48 ± 0.02 1.37 ± 0.06 — 15 10.46 7-辛烯-2-酮7-octen-2-one C8H14O — 2.59 ± 0.55 2.21 ± 0.27 — 16 10.53 β-蒎烯β-pinene C10H16 7.22 ± 0.55 12.55 ± 2.02 147.06 ± 26.79 2.68 ± 0.29 17 10.80 辛醛octanal C8H16O 1.67 ± 0.25 2.32 ± 0.38 1.44 ± 0.37 — 18 10.86 水芹烯phellandrene C10H16 — 2.77 ± 0.42 1.49 ± 0.19 8.12 ± 0.29 19 10.99 乙酸-3-己烯酷3-hexenyl acetate C8H14O2 5.60 ± 0.21 4.63 ± 0.51 15.05 ± 2.77 6.57 ± 0.34 20 11.20 α-萜品烯α-terpinene C10H16 — 1.76 ± 0.31 18.33 ± 2.24 14.34 ± 3.30 21 11.53 柠檬烯limonene C10H16 4.48 ± 0.35 4.52 ± 0.68 65.51 ± 1.76 0.91 ± 0.02 22 11.60 辛醇ethyl hexanol C8H18O 2.74 ± 0.65 5.64 ± 0.48 3.45 ± 0.50 6.89 ± 0.34 23 11.80 反式-罗勒烯trans-ocimene C10H16 2.43 ± 0.60 7.65 ± 0.34 41.03 ± 1.43 1.48 ± 0.29 24 12.07 顺式-罗勒烯cis-ocimene C10H16 3.24 ± 0.26 3.45 ± 0.32 68.08 ± 1.52 2.38 ± 0.38 25 12.33 γ-萜品烯γ-terpinene C10H16 — 1.38 ± 0.34 1.29 ± 0.34 6.10 ± 0.34 26 12.74 顺式氧化芳樟醇cis-linalool oxide C10H18O2 1.67 ± 0.23 1.39 ± 0.37 52.14 ± 2.06 1.25 ± 0.27 27 13.43 芳樟醇linalool C10H18O 1.51 ± 0.39 1.87 ± 0.42 57.10 ± 0.29 3.46 ± 0.46 28 13.48 萜品醇terpineol C10H18O 34.88 ± 5.52 35.08 ± 3.43 487.21 ± 63.73 2.69 ± 0.32 29 13.52 壬醛nonanal C9H18O 3.51 ± 0.69 4.93 ± 0.52 3.82 ± 0.66 — 30 13.88 紫苏烯perillene C10H14O — — 1.32 ± 0.31 2.53 ± 0.19 31 14.18 香芹醇carveol C10H16O 1.28 ± 0.30 — 0.41 ± 0.03 4.49 ± 0.39 32 15.32 环氧芳樟醇epoxylinalol C10H18O2 1.14 ± 0.14 — 0.44 ± 0.05 7.18 ± 0.25 33 15.88 二氢香茅醇dihydrocitronellol C10H22O — — 2.50 ± 0.50 — 34 16.14 癸醛decanal C10H22O 2.33 ± 0.44 1.66 ± 0.37 2.40 ± 0.46 — 35 17.77 正丙烯酸己酷hexyl acrylate C9H16O2 — — 3.52 ± 0.62 — 36 19.35 二氢甲基紫罗兰酮dihydro-methylionon, C14H24O 1.52 ± 0.48 2.09 ± 0.06 — — 37 21.16 紫罗烯ionene C13H18 — 2.41 ± 0.45 — — 38 22.08 绿叶烯patchoulene C15H24 1.30 ± 0.00 1.72 ± 0.35 1.67 ± 0.28 — 39 22.58 长叶烯longifolene C15H24 — 6.38 ± 0.41 12.06 ± 1.75 — 40 22.96 石竹烯caryophyllene C15H24 — — 1.31 ± 0.33 — 41 23.17 α-紫罗兰酮α-ionone C13H20O 8.92 ± 0.25 19.09 ± 2.00 7.30 ± 0.37 17.19 ± 1.69 42 23.45 二氢紫罗兰酮dihydro-ionone C13H22O 3.68 ± 0.34 5.61 ± 0.39 0.76 ± 0.05 13.60 ± 3.10 43 24.48 兔耳草醛cyclamen aldehyde C13H18O 1.45 ± 0.29 5.57 ± 0.19 — 9.14 ± 0.16 44 24.64 β-紫罗兰酮β-ionone C13H20O 26.22 ± 4.05 33.61 ± 3.37 163.80 ± 18.93 0.60 ± 0.02 45 25.27 甲基紫罗兰酮methylionone C14H22O — — 1.48 ± 0.33 — 总峰面积 150.72 227.37 1 202.14 124.33 说明:“—”代表未检测到VOCs Table 4. The VOCs from the fresh flowers of Asiaticus cultivar in blooming process
综上所述,同个桂花品种在整个花期的不同阶段,鲜花释放的VOCs成分和相对含量存在差异。均表现为花蕾期种类少、相对含量低;盛开期种类多、相对含量高,释放量表现为单峰曲线。4个桂花品种进行比较,四季桂在盛花期释放的VOCs量最大;而丹桂在盛花期释放的VOCs种类最多,即为52种。在每种桂花花蕾期、初花期、盛花期和衰败期VOCs的成分中均含有萜类、烃类、醛类、醇类、酮类、酯类及芳香族类化合物,其中萜类化合物占大多数(均高于70%以上)。金桂、银桂、丹桂及四季桂盛花期萜类物质相对含量分别为78.2%,93.8%,65.7%及94.4%,其中四季桂中萜烯物质相对含量最高。
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4个桂花品种在整个开花过程中盛花期所释放的VOCs种类和相对含量均达到最高值。对比盛花期高相对含量的前几种物质发现,不同品种的桂花,VOCs组成及相对含量存在显著的差异(图 2)。金桂在盛花期阶段相对含量最高的物质成分为β-紫罗兰酮(46.2%),萜品醇(11.5%),乙酸-3-己烯酯(6.7%),罗勒烯(4.8%),β-蒎烯(3.3%),占盛花期总量的72.5%。银桂在盛花期阶段含量最高的物质成分包括β-紫罗兰酮(50.5%),芳樟醇(20.4%),石竹烯(5.3%),二氢-紫罗兰酮(3.5%),罗勒烯(3.5%),占盛花期总量的83.1%。丹桂在盛花期阶段含量最高的物质成分包括β-蒎烯(10.2%),芳樟醇(9.8%),乙酸-3-己烯酯(9.6%),罗勒烯(7.2%),柠檬烯(5.8%),占盛花期总量的42.6%。四季桂在盛花期阶段含量最高的物质成分为萜品醇(40.5%),β-紫罗兰酮(13.6%),β-蒎烯(12.2%),罗勒烯(5.7%),柠檬烯(5.4%),占盛花期总量的77.5%。
Figure 2. Contrast of major VOCs from the fresh flowers of four Osmanthus fragrans cultivars at full-bloom stage
通过对比4个桂花品种盛花期鲜花释放的VOCs主要成分和相对含量,发现它们存在很大的差异,虽然萜烯类是它们释放的主要物质,但是每种萜烯在4种桂花中的组成和相对含量相差较大,构成了4个桂花品种各自具有独特的主要VOCs组分。例如莰烯、2-蒈烯、大马酮(盛花期无)是金桂的特有成分;桉树脑、脱氢芳樟醇、4-庚烯-1-醇是银桂的特有成分;萜品油烯、柠檬醛、反式-2-癸烯醇、去氢白菖烯、葑烯、杜松烯、甲基紫罗兰烯、戊醛、羟丙酮、水杨酸甲酯、安息香醛、顺式-3-己烯异戊酸是丹桂的特有成分;二氢香茅醇、二氢甲基紫罗兰酮(盛花期无)、辛醛、山梨醛、辛醇、正丙烯酸己酯、间乙基甲苯、苯丙烯是四季桂的特有成分。