全 文 :© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 艺 学 报 2006, 33 (3) : 592~596
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 06 - 01; 修回日期 : 2005 - 09 - 26
基金项目 : 国家 ‘863’项目 (2001AA241202) ; 浙江省自然科学基金资助项目 (M303383)
三个山茶花种 (品种 ) 香气成分初探
范正琪 1 李纪元 1 田 敏 1 李辛雷 1 倪 穗 2
(1 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 , 浙江富阳 311400; 2 宁波大学 , 浙江宁波 315211)
摘 要 : 对红山茶品种 ‘克瑞墨大牡丹 ’、‘香神 ’、物种攸县油茶的鲜花香气成分进行了 GC /MS分
析 , 鉴定了 ‘克瑞墨大牡丹 ’香气成分 37种 , ‘香神 ’香气 27种 , 攸县油茶 34种 , 主要以醇、醛、酯、
烯、烷及芳樟醇氧化物为主。‘克瑞墨大牡丹 ’芳樟醇相对含量远高于其它成分 , ‘香神 ’以壬醛和芳樟醇
含量最高 , 而攸县油茶却以顺 -芳樟醇氧化物 Ⅱ和苯乙醇占优势。两个品种在开花前期醇类含量较高 , 后
期酯类成分含量增加 , 攸县油茶在开花前期醇类物质含量高 , 越到后期含量越低。
关键词 : 山茶 ; 香气成分 ; 花期
中图分类号 : S 685121 文献标识码 : A 文章编号 : 05132353X (2006) 0320592205
Prelim inary Stud ies of Aroma tic Con stituen ts am ong Three Spec ies ( Var ia2
tion ) of C am ellia
Fan Zhengqi1 , L i J iyuan1 , Tian M in1 , L i Xinlei1 , and N i Sui2
(1 Research Institu te of Subtropica l Forestry, Chinese A cadem y of Forestry, Fuyang, Zhejiang 311400, Ch ina; 2 N ingbo
U niversity, N ingbo, Zhejiang 315211, Ch ina)
Abstract: This paper analysed aromatic constituents of three species of Cam ellia flowers. 37 compounds
were identified in‘Kramerpis Sup reme’, 27 in ‘Scentsation’and 34 in C. g rijsii Hance. The main com2
pounds were alcohol, aldehyde, ester, alkyl, alkene and linaloloxide. L inalool was on the top of the com2
pounds list in ‘Kramerpis sup reme’. Nonanal and linalool was dom inant in ‘Scentsation’. In C. grijsii
Hance, cis2linaloloxide Ⅱ and phenylethyl alcohol kep t ahead. The content of alcoholwas higher on florescent
p rophase in two variety, while ester came up on anaphase. In C. grijsii Hance, alcohol was descended alone
with florescent p rocess.
Key words: Cam ellia; A romatic constituent; Florescence
山茶 (Cam ellia) 的芳香味是名优茶花重要的园艺性状 , 然而在全球推出的上万个茶花品种中 ,
具有或浓或淡的芳香味的品种却不到 10个。绝大多数品种没有芳香味 , 培育花色丰富且具芳香的茶
花品种是当今国际上的育种趋势。人们对栀子花〔1〕、茉莉花〔2〕、蔷薇〔3〕、杜鹃〔4〕、梅花〔5〕等的挥发
油成分有过研究 , 对山茶属茶树的茶叶香味也作过较多的成分分析〔6, 7〕, 但对山茶花香气组成成分的
研究却未见报道。本文报道了山茶香花品种和物种的香气成分以及在开花过程中香气组分的变化 , 为
了解山茶香气释放机理提供可靠的参考依据 , 并为进一步克隆香味相关基因导入无香的茶花品种奠定
坚实的理论基础。
1 材料与方法
111 试验材料
在茶花盛开季 3月间采摘山茶香花品种 ‘克瑞墨大牡丹 ’ (C. japon ica L. var. ‘Kramerpis Su2
p reme’)、‘香神 ’ (C. japon ica L. var. ‘Scentsation’)、山茶物种攸县油茶 (C. grijsii Hance) 新鲜
花朵。每个品种或物种在同一单株上分别采集花苞期、盛开期和凋谢期各 3个样品。
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
3期 范正琪等 : 三个山茶花种 (品种 ) 香气成分初探
112 香气提取
于 1 000 mL圆底烧瓶中加山茶花 30 g, 沸水 350 mL, 同时加入内标物癸酸乙酯 100μL ( 012
μg·μL - 1 ) ; 于 250 mL烧瓶中加入重蒸纯化乙醚 30 mL。将上述两烧瓶安装到 SDE ( Simultaneous
D istilation Extractor) 装置上 , 并用水浴 50℃加热乙醚 , 套式加热器加热。花液沸腾开始计时 , 保持
微沸萃取 1 h, 香气萃取结束后 , 将萃取乙醚液倒入 50 mL试管内 , 同时加入 5~10 g无水 Na2 SO4 ,
并用锡铂纸密封 , 脱水过夜。此液即为香气提取物。
113 GC /M S分析
以 GC /MS (HP6890 /5973, 安捷仑公司 ) 分析香气精油组分。分析条件为 HP2INNOW ax 30 m ×
0132 mm ×015μm毛细管柱 ; 载气为高纯 He (991999% ) , 流速为 110 mL·m in - 1 ; 程序升温为 50℃
保持 5 m in, 以 3℃·m in - 1升温速率上升至 210℃, 保持 10 m in, 再以 3℃·m in - 1上升至 230℃; 进样
口温度为 250℃, 离子源温度为 230℃, 电离方式为 E I, 扫描方式为全扫描方式 , 扫描范围为 10~
400 amu; 进样方式为不分流进样 ; 采样延迟时间为 315 m in; 进样量为 2μL。
114 香精油组分定性和定量方法
香气精油经 GC /MS分析 , 各组分质谱数据进行 N IST库检索 , 对照拟和指数 , 同时结合标样 , 参
考文献 〔8〕进行定性 , 根据各组分峰面积与内标癸酸乙酯峰面积之比进行定量。
2 结果与分析
211 山茶种间芳香挥发油化合物成分的差异
经浙江大学茶学系 GC /MS分析 , 测得 ‘克瑞墨大牡丹 ’共有芳香挥发油化合物成分 37种 , 相
对含量为 29138% ; ‘香神 ’27种 , 相对含量为 25125% ; 攸县油茶 34种 , 相对含量为 67158%。图 1
为 ‘克瑞墨大牡丹 ’鲜花盛开期挥发油的总离子流图。
图 1 ‘克瑞墨大牡丹’挥发油的总离子流图
F ig. 1 Tota l ion chroma togram of the essen tia l o il from C. japon ica L. var. ‘Kram erpis Suprem e’
表 1所示为 3个种中至少有 1个种相对含量在 1100%以上的主要芳香挥发油化合物。从表中可以
看出 3个种的化合物类型大多类似 , 基本以醇类为主 , 酯类、醛类、烯烃类和烷烃类为辅 , 但含量却
大不相同。与攸县油茶相比 , ‘克瑞墨大牡丹 ’和 ‘香神 ’的化合物成分更为相似 , 芳樟醇的相对含
量较高。‘克瑞墨大牡丹 ’芳香化合物中以芳樟醇为主 , 排在次位的顺 - 芳樟醇氧化物 Ⅱ明显低于芳
樟醇含量 ; ‘香神 ’以壬醛含量最高 , 芳樟醇含量第二 , 2 - 羟基 - 苯甲酸苯甲酯是其特有的相对含
量较高的化合物。攸县油茶的化合物成分与前两者大不相同 , 以顺 -芳樟醇氧化物 Ⅱ含量最高 , 苯乙
醇的含量也相对高 , 这是前两者所没有的 , 另外芳樟醇环氧化物和 ( 2 - 甲基 ) - 丁基 - 环戊烷较
395
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 艺 学 报 33卷
高 , 芳樟醇含量却较少 , 没有酯类。
表 1 山茶种间香气成分差异
Table 1 D ifference of aroma tic con stituen ts between Cam ellia spec ies
保留时间
Retain time
(m in)
化合物名称
Component name
相对含量 Relative content ( % )
克瑞墨大牡丹
Kramer’s Sup reme
香神
Scentsation
攸县油茶
C. grijsii Hance
41333 辛烷 Octane 013305 111262 011084
141927 3, 7 -二甲基 - 1, 3, 7 - 辛三烯 3, 72dimethyl21, 3, 72octatriene 010696 - 414596
161889 顺 - 芳樟醇氧化物Ⅱ Cis2linaloloxideⅡ 313249 210632 2312183
171555 芳樟醇 L inalool 1113437 511473 212056
171771 壬醛 Nonanal 113100 514224 012087
181180 苯乙醇 Phenylethyl alcohol - - 1811624
211077 芳樟醇环氧化物 2H2Pyran232ol, 62ethenyltetrahydro22, 2, 62trimethyl 016931 013328 516211
211825 α -松油醇 ( + ) 21alpha12terp ineol (p2menth212en282ol) 114460 016392 010460
211979 水杨酸甲酯 Methyl salicylate 119329 - -
221982 3 - 环己烯基 - 1 - 乙醛 32cyclohexene212acetaldehyde 010445 - 110039
241916 芳樟醇旋光异构体 3, 72dimethyl2( + - ) 21, 62octadien232ol 119140 014928 010519
251196 (2 -甲基 ) - 丁基 -环戊烷 (22methylbutyl) 2cyclopentane 010141 011111 618207
451292 苯甲酸苯乙酯 Benzyl benzoate 019127 116184 -
481761 2 - 羟基 - 苯甲酸苯甲酯 Benzoic acid, 22hydroxy2, pheny - 218631 -
561187 二十一烷 Heneicosane 012805 114838 112737
671415 二十四烷 Tetracosane 119243 - -
图 2 ‘克瑞墨大牡丹’香气成分在开花过程中的变化
F ig. 2 Var ia tion of aroma tic con stituen ts dur ing d ifferen t florescence in ‘Kram erpis Suprem er’
212 释香过程中芳香挥发油化合物的变化
‘克瑞墨大牡丹’是少数香花品种之一 , 为研究其香气成分在整个开花物候期中的变化 , 分别在花
苞期、盛开期及凋谢期取样进行测定。在测定的 37种成分中 , 大部分由于相对含量较低 , 在开花过程
中的含量变化不明显 , 各种成分在花苞期含量最低 , 芳樟醇含量从花苞逐渐开放到盛开呈上升趋势 , 凋
谢时有所下降。其它成分在整个过程中一直都是上升的 , 苯甲酸苯乙酯和二十四烷上升特别明显 , 到花
朵凋谢时超过了芳樟醇的含量。3个时期香气成分总的相对含量分别为 15123%、28138%、55166% , 由
此可见 , 香气成分是从逐渐开放的花朵中缓慢释放出来的 , 在即将凋谢时达到顶峰 (图 2)。
由图 3可知 , 品种 ‘香神’在花苞期只有芳樟醇和壬醛的含量较高 , 其它成分都极少 ; 在盛开期芳
樟醇和壬醛含量增加 , 壬醛含量超过芳樟醇 , 且苯甲醇、苯甲酸苯乙酯、顺 -芳樟醇氧化物Ⅱ、2 -羟基
-苯甲酸苯甲酯含量都较高 ; 在花朵的凋谢期芳樟醇、壬醛、苯甲醇、苯甲酸苯乙酯、顺 -芳樟醇氧化
495
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
3期 范正琪等 : 三个山茶花种 (品种 ) 香气成分初探
物Ⅱ都继续上升 , 而 2 - 羟基 - 苯甲酸苯甲酯不能被检测到。3个时期的总相对含量分别为 8188%、
24125%、37160% , 具有明显的上升趋势 , 香气成分的释放状态与 ‘克瑞墨大牡丹’类似。
图 3 ‘香神’香气成分在开花过程中的变化
F ig. 3 Var ia tion of aroma tic con stituen ts dur ing d ifferen t florescence in ‘Scen tsa tion’
图 4 攸县油茶香气成分在开花过程中的变化
F ig. 4 Var ia tion of aroma tic con stituen ts dur ing d ifferen t florescence in C. grijsii Hance
攸县油茶的花为白色 , 单瓣 , 具有芳香味 , 是 1个具有培育芳香茶花品种潜力的亲本物种。其香
气主要成分 , 分别是顺 -芳樟醇氧化物 II、苯乙醇、3, 7 - 二甲基 - 1, 3, 7 - 辛三烯、芳樟醇环氧
化物、芳樟醇、 (2 -甲基 ) - 丁基 - 环戊烷。花苞期顺 - 芳樟醇氧化物 Ⅱ、3, 7 - 二甲基 - 1, 3, 7
-辛三烯、芳樟醇的含量比后面两个时期都要高 , 呈明显的下降趋势 , 苯乙醇、芳樟醇环氧化物在盛
开期略比花苞期高 , 凋谢期也显著下降 , (2 - 甲基 ) - 丁基 - 环戊烷较多的出现在盛开期 , 凋谢期
含量下降 (图 4 )。在整个开花过程中 , 3 个时期香气成分的总相对含量为 67136%、67158%、
13172% , 可知在花苞期与盛开期释放香气成分总量基本相同 , 只是各个成分都发生了变化 , 而在凋
谢期香气成分都非常低 , 这是与前面两个品种最大的不同之处。
3 讨论
本研究在少数几种有芳香味的山茶种质中 , 选用了品种 ‘克瑞墨大牡丹 ’、‘香神 ’和物种攸县
油茶 , 品种间和物种间的香气成分有很大的差异。两个品种间虽然成分较为相似 , 但几个主要成分的
含量相差较大。攸县油茶与前两者的差异更大 , 芳樟醇环氧化物 Ⅱ、苯乙醇含量很高。白明霞等〔9〕
595
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 艺 学 报 33卷
在研究丁香 25个种和品种的芳香气味物质时 , 也发现种间的差异十分显著。而在山茶的几种主要特
征成分中 , 芳樟醇具有铃兰类的鲜爽型花香 , 芳樟醇氧化物具有百合花或玉兰花香型 , 水杨酸甲酯具
有冬青油香型 , 松油醇具有紫丁香香型 , 壬醛有愉快的杏子香 , 苯乙醇具有香甜的水果味。不同的芳
香成分及含量可调出不同的香型 , ‘克瑞墨大牡丹 ’散发浓郁香甜的花香味 , ‘香神 ’具有清香淡雅
的花香类型 , 而攸县油茶使人感觉到清新气爽略带水果味的香味。
在开花过程中花的香气组分逐步发生变化。郭友嘉等〔10〕对茉莉花采后的未成熟期、成熟期和枯
萎期的香气进行了研究 , 在前期和后期醇类组分所占比例较大 , 在旺盛释香时 , 则酯类香气组分所占
比例较大 , 同时其香型也由清香逐步转变为浓郁花香。本研究分析了 3个种在开花过程中其香气成分
的变化 , 结果发现每个种的香气组分不只在含量上发生变化 , 而且组分类型也有不同。两个品种开花
早期都表现为醇类物质含量较高 , 而在后期酯类物质含量较高 , 并且越到后期其成分越丰富 , 总含量
也越高。攸县油茶却截然不同 , 其酯类含量非常少 , 多为醇类或醇的氧化物 , 并且越到开花后期其含
量越少。香气含量可能与物种的花型相关 , ‘克瑞墨大牡丹 ’和 ‘香神 ’都为牡丹型的重瓣花 , 有助
于香气成分保留在重重叠叠的花瓣之间 , 直至凋谢时还有较高的浓度 ; 而攸县油茶是单瓣花 , 花未开
时香气成分较多 , 花一开香气随即散发 , 到凋落时已几乎散失殆尽。
从本研究所知 , 山茶品种及物种间的香气成分差异较大 , 这为培育多样的芳香新品种提供了条件。
参考文献 :
1 张银华 , 熊秀芳 , 徐 盈. 湖北栀子花挥发油的 GC /MS分析. 武汉植物学研究 , 1999, 17 (1) : 61~63
Zhang Y H, Xiong X F, Xu Y. Analysis of Hubei volatile oil of Gardenia flower by GC /MS. Journal ofW uhan Botanical Research, 1999, 17
(1) : 61~63 ( in Chinese)
2 孙守威 , 马娅萍 , 吴承顺. “同时蒸馏 -萃取”分析茉莉花香成分. 植物学报 , 1985, 26: 186~191
Sun S W , Ma Y P, W u C S. The fragrance compontents of the Jasm inum sam bac (L. ) aiton collected by simultaneous steam distillation and
solvent extraction. Acta Botanica Sinica, 1985, 26: 186~191 ( in Chinese)
3 赵秀英 , 张振杰 , 张宏利 , 汪佑民. 黄蔷薇花精油化学成分的研究. 西北植物学报 , 1994, 14 (5) : 154~156
Zhao X Y, Zhang Z J, Zhang H L, W ang YM. Studies on chem ical compounds of the essential oil from flowers of Rosa hugonis Hem sl. Acta
Bot. Boreal. 2Occident. Sin. , 1994, 14 (5) : 154~156 ( in Chinese)
4 蒲自连 , 梁 健. 淡黄杜鹃植物挥发油化学成分的研究. 应用与环境生物学报 , 1999, 5 (4) : 371~373
Pu Z L, L iang J. Chem ical constituents of the essential oil from R hododendron flavidum. Chin. J. App l. Environ. B iol. , 1999, 5 (4) : 371
~373 ( in Chinese)
5 金荷仙 , 陈俊愉 , 金幼菊. 南京不同类型梅花品种香气成分的比较研究. 园艺学报 , 2005, 32 (6) : 1139
J in H X, Chen J Y, J in Y J. Comparison of different cultivars of Prunus m um epis major gas ingredients. Acta Horticulturae Sinica, 2005, 32
(6) : 1139 ( in Chinese)
6 朱 旗 , 施兆鹏 , 童京汉 , 任春梅. GC2MS测定绿茶及速溶绿茶的游离脂肪酸. 茶叶科学 , 2001, 21 (2) : 137~139
Zhu Q, Shi Z P, Dong J H, Ren C M. Analysis of free fatty acids in green tea and instant green tea by GC2MS. Journal of Tea Science,
2001, 21 (2) : 137~139 ( in Chinese)
7 陈 睿 , 李志远 , 李金盛 , 陈羡惠 , 陈亚忠. 英德高香型茶叶香气及化学组成特征研究. 饮料工业 , 1999, 2 (4) : 13~16
Chen R, L i Z Y, L i J S, Chen X H, Chen Y Z. Research on the fragrance and chem ical composition characteristics of Yingde rich fragrance
type tea. Beverage Industry, 1999, 2 (4) : 13~16 ( in Chinese)
8 有机质谱专业委员会. 现代有机质谱技术及应用. 北京 : 中国人民公安大学出版社 , 1999. 284
O rganic Mass Specetrometry Specialty Comm ittee. Modern organic mass specetrometry technology and app lication. Beijing: Chinese Peop lepis
Public Security University Press, 1999. 284 ( in Chinese)
9 白明霞 , 祝长龙 , 刘 平. 丁香芳香气味物质的收集与测定. 吉林林学院学报 , 1999, 15 (1) : 53~55
Bai M X, Zhu C L, L iu P. Collection and measuring of L ilac odors matter. Journal of J ilin Forestry University, 1999, 15 (1) : 53~55 ( in
Chinese)
10 郭友嘉 , 戴 亮 , 任 清 , 杨兰萍. 用吸附—热脱捕集进样法研究茉莉花香释放过程中化学成分. 色谱 , 1994, 12 (2) : 110~113
Guo Y J, Dai L, Ren Q, Yang L P. A study on the chem ical constituents of the headspace volatiles from the flower of Jasm inum sam bac (L. )
aiton by an adsorp tion2thermal desorp tion samp ling device. Chinese Journal of Chromatography, 1994, 12 (2) : 110~113 ( in Chinese)
695