4个桂花品种叶片挥发物成分TDS-GC-MS分析

4个桂花品种叶片挥发物成分TDS-GC-MS分析
摘要：为了探究桂花(Osmanthus fragrans)品种挥发物(VOCs)成分组成，采用动态顶空气体循环采集法和TDS-GC-MS联用技术对金桂(Osmanthus fragrans var. thunbergii)、银桂(O. fragrans var. latifolius)、丹桂(O. fragrans var. aurantiacus)和四季桂(O. fragrans var. semperflorens)的叶片VOCs成分进行分析。

结果表明从4个桂花品种叶片VOCs中共鉴定出57种化合物，分别为醛类、酯类、萜类、酮类、烃类、醇类和酸类七类化合物，主要VOCs 成分为(Z)-乙酸-3-己烯酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、己醛、苯甲醛、壬醛、癸醛和壬烯等化合物。

研究结果将为桂花品种资源保护、开发及园林配置提供一定的理论依据。

关键词：挥发物；桂花；TDS-GC-MS
植物在生长发育过程中合成并释放一系列低沸点、易挥发的小分子量化合物，被称为挥发性有机化合物(V olatile Organic Compounds；VOCs)[1]，在生态系统中起重要的化学信息传递作用[2]，并且对人体健康、空气质量、微生物生长等有一定影响[3-4]。

因此，研究不同植物VOCs的释放在园林绿化树种配置方面具有重要作用。

桂花(Osmanthus fragrans)是木犀科(Oleaceae)木犀属植物，为我国十大传统名花之一，集绿化、香化及美化于一体。

近年来对桂花鲜花VOCs[5-7]研究较多，对桂花叶片VOCs研究较少，尤其是对不同桂花品种叶片VOCs的研究还未见报道。

动态顶空气体循环采集法[8]与TDS-GC-MS联用技术，是一种采集-吸附-分析相结合的技术，可用于近自然状态下植物VOCs的定性分析。

本实验采用动态顶空气体循环采集法与TDS-GC-MS联用技术，对金桂(O. fragrans var. thunbergii)、银桂(O. fragrans var. latifolius)、丹桂(O.fragrans var. aurantiacus)和四季桂(O. fragrans var. semperflorens)活体植株叶片VOCs进行采集与分析，研究了4个桂花品种叶片VOCs的种类和相对含量，为今后桂花品种资源保护、开发和园林绿化应用方面提供参考。

1 材料与方法
1.1 材料
实验在浙江农林大学东湖校区校园内进行，选择长势良好，无病虫害，树龄20a左右，树高约5m的金桂、银桂、丹桂和四季桂为试材。

1.2 方法
1.2.1 VOCs的采集
于2011年3月选择晴朗无风的天气，用QC-2型大气采样仪采用动态顶空气体循环采集法[8]对4个桂花品种叶片进行VOCs采集，每种叶片采样重复3次。

采样气体循环流量为100 ml·min-1，采气时间25min。

1.2.2 VOCs的分析
桂花叶片VOCs用TDS-GC-MS技术分析，仪器及参数设置条件参考文献[4]。

TDS（TD3型，德国GERSTEL公司）工作条件：系统载气压力20kPa；进样口温度250℃；脱附温度250℃(10min)；冷阱温度-100℃(保持3min)；冷阱进样时温度骤然升温至260℃。

GC （7890A 型，Agilent 公司）工作条件：色谱柱为30m×250μm×0.25μm 的HP-5MS 柱；程序升温：初始温度40℃（保持3min ），以6℃·min -1的速率升至112℃（保持3min ），以6℃·min -1的速率升至250℃，再以10℃·min -1的速率升至270℃（保持5min ）。

MS （5975C 型，Agilent 公司）工作条件：电离方式为EI ；电子能量为70eV ；原子质量范围29-400 m·z -1；接口温度280℃；离子源温度为230℃；四级杆温度150℃。

1.2.3 数据分析
数据处理与质谱检索：根据4个桂花品种叶片VOCs 成分的TDS-GC-MS 总离子流色谱图，采用气质联用仪计算机的NIST2008谱库，结合计算机检索与手工检索，定性分析组分的质谱数据，以色谱峰面积进行定量，计算其组分的相对含量。

2 结果与分析
4个桂花品种叶片VOCs 的总离子流图见
图1。

从金桂中鉴定出48种化合物，包括醛类10种，占VOCs 总量的38.8%；醇类8种，占总量的14.3%；酯类3种，占总量的12.9%；烃类7种，占总量的11.2%；酮类3种，占总量的10.6%；萜类14种，占总量的9.2%；酸类3种，占总量的2.9%。

主要成分为(Z)-乙酸-3-己烯酯（相对含量11.8%），6-甲基-5-庚烯-2-酮（9.6%），3-己烯-1-醇（8.8%），壬醛（8.9%），辛醛（8.3%），癸醛（8.3%），己醛（5.3%），苯甲醛（3.8%）等（表1）。

银桂中含有54种化合物，其中醛类13种，占VOCs 总量的36.8%；酯类3种，占总量的16.4%；萜类15种，占总量的14.1%；烃类9种，占总量的14.1%；醇类8种，占总量的11.5%；酮类3种，占总量的5.2%；酸类3种，占总量的1.8%。

主要成分为(Z)-乙酸-3-己烯酯（相对含量15.2%），辛醛（10.0%），壬醛（7.7%），3-己烯-1-醇（5.4%），壬烯（5.3%），癸醛（5.0%），己醛（4.4%），6-甲基-5-庚烯-2-酮（3.9%），苯甲醛（3.7%）等（表1）。

丹桂中共46种化合物，分别为醛类化合物12种，占VOCs 总量的45.2%；烃类9种，占总量的15.5%；醇类8种，占总量的13.5%；酯类2种，占总量的10.6%；萜类10种，占总量的7.7%；酮类2种，占总量的5.3%；酸类3种，占总量的2.2%。

主要成分为辛醛（相对含量11.1%），壬醛（10.5%），(Z)-乙酸-3-己烯酯（10.3%），癸醛（8.2%），3-己烯-1-醇（7.0%），己醛（4.8%），6-甲基-5-庚烯-2-酮（4.7%），壬烯（4.8%），苯甲醛（3.8%）等（表1）。

四季桂中有37种化合物，醛类9种，占VOCs 总量的49.5%；烃类7种，占总量的18.8%；萜类11种，占总量的10.8%；酮类2种，占总量的8.0%；酸类3种，占总量的4.5%；酯类1种，占总量的4.2%；醇类4种，占总量的4.2%。

主要为己醛（相对含量11.5%），壬醛（9.2%），癸
相对丰度R e l a t i v e a b u n d a n c e （A *105）
时间Time /min
图1 4个桂花品种叶片VOCs 成分的总离子流图
Figure 1 TIC of VOCs from leaves of four O. fragrans Cultivars
醛（9.0%），6-甲基-5-庚烯-2-酮（7.3%），苯甲醛（5.0%），(Z)-乙酸-3-己烯酯（4.2%）等（表1）。

表1 4个桂花品种叶片的VOCs成分
Table 1The VOCs from leaves of four O. fragrans cultivars
序号保留时
间/min
化合物分子式
峰面积（A*106）
金桂银桂丹桂四季桂
1 5.31 辛烯Octene C8H160.696 0.89
2 1.07
3 1.012
2 5.39 2,4-二甲基-3-戊醇3-Pentanol, 2,4-dimethyl- C7H16O ND 0.986 1.027 ND
3 5.42 1-庚烯-4-醇1-Hepten-4-ol C7H14O 0.81
4 ND ND ND
4 5.58 己醛Hexanal C6H12O 2.237 2.341 2.164 3.519
5 6.08 乙酸丁酯Acetic acid, butyl ester C6H12O20.311 0.394 ND ND
6 6.66 1,3二甲基-1-环己烯1,3-Dimethyl-1-cyclohexene C8H14ND 0.391 0.348 ND
7 7.22 (E)-2-已烯醛2-Hexenal, (E)- C6H10O 0.697 0.737 1.087 0.580
8 7.36 3-己烯-1-醇3-Hexen-1-ol C6H12O 3.739 2.855 3.134 ND
9 7.51 2-甲基辛烷Octane, 2-methyl- C9H200.359 ND ND 0.364
10 7.82 己醇Hexanol C6H14O 0.117 0.247 0.138 0.106
11 8.32 壬烯Nonene C9H18 1.011 2.556 2.343 1.200
12 8.58 壬烷Nonane C9H20 1.440 1.680 1.693 1.706
13 8.64 庚醛Heptanal C7H14O 0.204 1.227 ND ND
14 8.93 (E,E)-2,4-己二烯醛(E,E)-2,4-Hexadienal C6H8O 1.029 0.262 1.183 0.263
15 9.56 α-蒎烯α-Pinene C10H160.211 0.216 0.196 0.206
16 10.31 2,4-二甲基-环己醇Cyclohexanol, 2,4-dimethyl- C8H16O 0.201 0.451 0.511 ND
17 10.37 苯甲醛Benzaldehyde C7H6O 1.607 1.970 1.673 2.205
18 10.71 2,6-二甲基-辛烷Octane, 2,6-dimethyl- C10H22ND 0.107 0.124 ND
19 10.77 (E)-壬烯醛Nonenal, (E)- C9H16O ND 0.268 0.198 ND
20 10.96 1-辛烯-3-酮1-Octen-3-one C8H14O 0.208 0.253 0.242 0.223
21 11.22 6-甲基-5-庚烯-2-酮5-Hepten-2-one, 6-methyl- C8H14O 4.067 2.056 2.112 2.229
22 11.54 癸烷Decane C10H220.099 0.156 0.124 0.093
23 11.65 辛醛Octanal C8H16O 3.517 5.269 4.943 ND
24 11.78 (Z)-乙酸-3-己烯酯3-Hexen-1-ol, acetate, (Z)- C8H14O2 5.000 8.044 4.593 1.287
25 12.23 对伞花烃р-cymene C10H140.100 0.132 0.146 0.143
26 12.34 柠檬烯D-Limonene C10H160.572 0.866 0.834 0.604
27 12.40 2-乙基己醇1-Hexanol, 2-ethyl- C8H18O 0.406 0.572 0.273 0.448
28 12.91 罗勒烯Ocimene C10H160.327 1.484 ND 0.129
29 13.19 (E)-2-辛烯醛2-Octenal, (E)- C8H14O 0.139 0.176 0.152 0.126
30 13.47 (E)-2-壬烯-1-醇2-Nonen-1-ol, (E)- C9H18O 0.401 0.440 0.516 0.429
31 13.55 壬醇Nonanol C9H20O 0.097 0.163 0.125 ND
32 14.07 异蒲勒醇Isopulegol C10H18O ND 0.276 0.096 0.145
33 14.29 十一烷Undecane C11H24ND 0.214 0.089 ND
34 14.42 壬醛Nonanal C9H18O 3.787 4.064 4.669 4.114
35 14.74 紫苏烯Perillene C10H14O 0.137 1.356 ND ND
36 14.93 2-乙基己酸Hexanoic acid, 2-ethyl- C8H16O20.897 0.684 0.678 1.045
37 15.08 1，3，8-对-薄荷三烯1,3,8-p-Menthatriene C10H140.124 0.517 ND ND
38 15.30 2-甲基-戊二酸Pentanedioic acid, 2-methyl- C6H10O40.206 0.114 0.219 0.146
39 15.48 樟脑Camphor C10H16O 0.130 0.210 0.136 0.147
40 16.09 薄荷醇L-(-)-Menthol C10H20O 0.781 0.677 1.048 1.031
41 16.42 甘菊环烃Azulene C10H80.303 0.374 0.313 0.306
42 16.55 6-甲基-5-辛烯-2-酮6-Methyl-5-octen-2-one C9H16O 0.200 0.458 ND ND
43 16.72 二氢香茅醇Citronellol, dihydro- C10H22O 0.347 0.522 0.428 0.375
44 16.87 癸醇Decanol C10H22O 0.303 0.351 0.289 0.306
45 16.97 癸醛Decanal C10H20O 3.079 2.629 3.64 3.998
46 17.26 5-乙基-1-壬烯5-Ethyl-1-nonene C11H220.211 ND ND 0.251
47 17.84 2-乙基-己酸甲酯Methyl 2-ethylhexanoate C9H18O20.171 0.217 0.104 ND
48 18.42 新癸酸Neodecanoic acid C10H20O20.123 0.188 0.093 0.177
49 19.37 十一醛Undecanal C11H22O 0.155 0.157 0.151 0.218
50 19.18 十三烷Tridecane C13H28ND 0.144 0.114 ND
51 19.37 十二醛Dodecanal C12H24O ND 0.177 0.156 0.194
52 21.39 十四烷Tetradecane C14H300.948 1.307 0.994 1.159
53 21.59 十四醛Tetradecanal C14H28O ND 0.150 0.098 ND
54 21.79 雪松烯Cedrene C15H240.106 0.179 0.116 0.105
55 21.94 石竹烯Caryophyllene C15H240.138 0.359 ND ND
56 22.54 香叶基丙酮Geranyl acetone C13H22O 0.492 0.093 ND 0.143
57 22.88 石竹烯氧化物Caryophyllene oxide C15H24O 0.120 0.166 0.122 ND
注：ND，未测到化合物。

Note: ND, not detected compoun d.
3结论
（1）4个桂花品种叶片VOCs中共鉴定出57种化合物，主要由醛类、酯类、酮类、醇类、萜类、烃类和酸类七类化合物组成，其中以醛类化合物相对含量最高，均在35%以上，主要由己醛、苯甲醛、壬醛和癸醛等组成；(Z)-乙酸-3-己烯酯、3-己烯-1-醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮和壬烯等化合物相对含量也较高，萜类及其他成分相对含量较低，不同桂花品种叶片VOCs成分组成和相对含量不同。

研究发现桂花叶片与鲜花的VOCs成分差异较大。

（2）醛类、(Z)-乙酸-3-己烯酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮等化合物都有一定的香气，可用作食品添加剂，有些成分还具有抑制细菌生长作用，但又有一定的刺激性或毒性，本实验只对桂花叶片VOCs进行定性分析，所以其VOCs的具体挥发量，以及对人体是否有影响还有待进一步研究。

（3）四季桂叶片VOCs释放种类少，含量低。

辛醛和3-己烯-1-醇等化合物在金桂、银桂和丹桂中相对含量较高，在四季桂中却未检测到。

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