柚、檸檬和代代酸橙花的植物學性狀及揮發性成分比較

李珊珊，楊 敏，吳維堅

(福建省農業科學院亞熱帶農業研究所，福建漳州，363005)

蕓香科柑桔屬(Citrus)植物包含柚(C.grandis)、檸檬(C.limon)、酸橙(C.Aurantium)等約20種，原產亞洲東南部及南部，在我國約有15種(含引進的)[1]。近年來，隨著世界柑桔產業的調整和發展，我國柑桔類作物的栽培面積和產量已居世界首位，其中柚和檸檬做為柑桔屬的重要種類，近年來產量也不斷攀升。2018年，漳州市平和縣琯溪蜜柚(C.grandis‘Guanximiyou’)種植面積和果實產量就分別達到4.6萬hm2和176.6萬t[2]。檸檬在我國同樣分布廣泛，長江以南均有栽培[1]。為保證著果率和果實品質，果農需要疏花[3]，但疏落的花多作為果園垃圾直接清理，不能為果農創造效益。代代酸橙(C.aurantium‘Daidai’)同為蕓香科柑桔屬植物，別名回青橙、春不老、玳玳圓等[1]，原產我國，葉、花、果均含揮發油，花油和葉油用于調配高級化妝品、皂用香精等，果皮油可做碳酸飲料、醇飲料、糖果等的食品添加劑[4]。在芳香療法領域，橙花精油具有緩解神經緊張、壓力、失眠和焦慮等功效[5]。在我國，代代花已經被《藥食同源原料目錄》收錄[6]?？梢哉f，代代花油是應用非常廣泛的一種揮發油。但代代酸橙對栽培環境要求嚴苛，在我國目前主產區僅浙江省[1]。若能參考代代花油的加工和使用方式，對每年疏落的柚花和檸檬花加以利用，不僅可有效緩解代代花油市場的短缺，進一步豐富國內揮發油市場的品種，也可為柚和檸檬產品多元化開發及附加值的提升提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器

UPW-20N超純水機(北京歷元電子儀器有限公司)；美國賽默飛Trace1300/TSQ9000氣相色譜/質譜聯用儀。

1.2 材料

2017年從福建漳州引進琯溪蜜柚和尤力克檸檬(C.limon‘Eureka’)，從南平市引進代代酸橙，在福建省農業科學院亞熱帶農業研究所芳香藥用植物資源圃栽培。待測鮮花均選擇花瓣剛剛松開的初開放狀態，均為晴天清晨(9：00之前)隨機采樣獲得。

1.3 方法

1.3.1 植物學性狀統計 采用田間五點式隨機抽樣調查，每個品種取5個重復，游標卡尺測量花苞長和寬，取花苞長和寬的平均值為花苞大小，用電子天平稱質量。

1.3.2 揮發性成分分析 用頂空氣相色譜-質譜法(GC-MS)對鮮花的揮發性成分進行分析研究：揮發性成分經氣相色譜分離，質譜分析鑒定，再通過譜庫檢索和資料分析，結合文獻進行人工譜圖解析確定各化學成分，依據總離子流各色譜峰平均峰面積，運用峰面積歸一化法求得各成分的相對含量。氣相色譜條件：Thermo TG-5SilMS GC色譜極性柱(長度30 m，內徑0.25 mm，膜厚0.25 μm)；爐溫70 ℃，腔溫80 ℃，平衡時間3 min，中等振搖，柱流量(恒流)1.2 mL/min；分流比為1∶10；載氣為氮氣，進樣口溫度220 ℃，程序升溫(初始溫度50 ℃保持5 min，以5 ℃/min升到160 ℃，以10 ℃/min上升到250 ℃，保持5 min)。質譜條件：傳送線溫度280 ℃，EI電離方式，電子倍增電壓(EMV)為1 847 V；電離電壓為70 eV；離子源溫度為300 ℃；掃描質量范圍(m/z)為30～550。

1.4 數據分析

采用Excel及Simca 14.1軟件進行數據整理和分析。

2 結果與分析

2.1 花苞形態比較

因為柑桔屬植物的花形和香氣較為相似，代代花在國內栽培面積不大、辨識度不高，代代花油廠商在實際生產過程中有出現原材料混淆的情況。比較發現，從花朵大小來看，柚花最大，代代花最小，但代代花和檸檬花大小差異不大；從花瓣數來看，代代花的花瓣數為5瓣，柚花和檸檬花均為4瓣；從花色來看，檸檬花為淡紫紅色，柚花和代代花為白色；從雌蕊大小來看，柚的雌蕊粗大突出，檸檬和代代的雌蕊均退化(見圖1和表1)。

圖1 尤力克檸檬、琯溪蜜柚和代代酸橙的花苞

表1 尤力克檸檬、琯溪蜜柚和代代酸橙花的性狀

2.2 揮發性成分相對含量

GC-MS分析結果表明，漳州地區栽培的柚花含21種揮發性成分，其中含量較多的為β-蒎烯[43.74%(指相對含量，下同)]、檜烯(20.69%)、反式-β-羅勒烯(12.78%)、芳樟醇(9.84%)及d-檸檬烯(9.15%)。同地區栽培的檸檬花含24種揮發性成分，其中含量較多的為β-蒎烯(53.42%)、桉葉油醇(19.65%)、d-檸檬烯(7.55%)、芳樟醇(2.92%)及十七烷(2.78%)。同地區栽培的代代花含20種揮發性成分，其中含量較多的為芳樟醇(41.16%)、d-檸檬烯(30.54%)、檜烯(15.19%)、3-蒈烯(3.84%)及β-蒎烯(2.76%)。對比可知，3種花的主成分接近，且相對含量在5%以上的成分均為單萜類化合物(見表2)。嗅吸比較，3種花的香氣接近，區別在于柚花苦味更突出一點、代代花略香甜、檸檬花較清爽。已知單萜類化合物具有較強的香氣[7]，造成3種花香氣有差別的原因也許是由于β-蒎烯、檜烯、反式-β-羅勒烯、芳樟醇和d-檸檬烯的含量波動。

2.2.1 醇類成分 柚花的揮發物中醇類成分有4種，含量占揮發物的10.42%，全部均為單萜醇類化合物。檸檬花的揮發物中醇類成分有8種，含量占揮發物的26.62%：其中，單萜醇類化合物有6種，含量占揮發物的24.58%；倍半萜醇類化合物僅1種，含量占揮發物的1.97%。代代花的揮發物中醇類成分有3種，含量占揮發物的41.18%：其中，單萜醇類化合物2種，含量占揮發物的41.17%；未發現倍半萜醇類化合物。此外，柚花含有4-側柏醇這種單萜醇類化合物；檸檬花含有桉葉油醇和2-(4-亞甲基環己基)丙-2-烯-1-醇2種單萜醇類化合物，以及藍桉醇這種倍半萜醇類化合物。結果表明，漳州產代代花揮發物的芳樟醇含量符合QB/T 4232—2011標準要求(芳樟醇含量39%～53%)，但柚花和檸檬花揮發物的芳樟醇含量卻明顯不足(見表2)。已知芳樟醇具有鎮痛、抗焦慮、鎮靜助眠等藥理活性[8]?？梢酝茰y，若要將柚花油和檸檬花油應用于芳香療法中，其鎮痛、抗焦慮和鎮靜助眠方面的功效將遠不及代代花油。

2.2.2 烯類成分 柚花的揮發物中烯類成分有13種，含量占揮發物的87.83%：其中，單萜烯類有10種，含量占揮發物的87.63%；倍半萜烯類化合物有3種，含量占揮發物的0.20%。檸檬花的揮發物中烯類成分有8種，含量占揮發物的63.44%：其中單萜烯類有5種，含量占揮發物的62.56%；倍半萜烯類化合物有2種，含量占揮發物的0.75%；二萜烯類化合物有1種，含量占揮發物的0.13%。代代花的揮發物中烯類成分有14種，含量占揮發物的55.29%：其中，單萜烯類有11種，含量占揮發物的55.10%；倍半萜烯類化合物有3種，含量占揮發物的0.19%。比較發現，柚花、檸檬花和代代花的揮發物中相同成分有7種，含量各有不同。其中，反式-β-羅勒烯在柚花揮發物中的含量最高，約是在檸檬花揮發物中含量的11倍、在代代花揮發物中含量的8倍；β-蒎烯在檸檬花揮發物中的含量最高，與在柚花揮發物中含量接近，約是在代代花揮發物中含量的20倍；d-檸檬烯在代代花揮發物中的含量最高，約是在柚花揮發物中含量的3倍、在檸檬花揮發物中含量的4倍(見表2)。按QB/T 4232—2011標準的要求，在代代花(精)油的代表性和特征性成分中，β-蒎烯含量范圍為1.5%～6%，檸檬烯(在QB/T 4232—2011標準中為苧烯)含量范圍為14%～25%，反式-β-羅勒烯含量范圍為1%～5%。結果表明，漳州產代代花揮發物的烯類成分符合相應要求；但柚花和檸檬花揮發物中β-蒎烯含量遠高于標準，檸檬烯含量則均不足。經證實，β-蒎烯對白色念珠菌具有很強的殺滅作用，還可以使小鼠巨噬細胞存活率降低57.7%[9]，d-檸檬烯具有包括抗腫瘤在內的重要免疫調節特性，并具有潛在的抗氧化作用[10]?？赏茰y，若將柚花油和檸檬花油應用于芳香療法中，其殺菌效果將明顯優于代代花油，在抗氧化及抗腫瘤方面不如代代花油。

表2 尤力克檸檬、琯溪蜜柚和代代酸橙花揮發物中各成分相對含量 %

2.2.3 其他微量成分 3種花的揮發物中均含有微量的甲基庚烯酮、吲哚及鄰氨基苯甲酸甲酯。香茅醛、十六烷和十七烷僅在檸檬花中檢出。檸檬花和代代花揮發物的微量成分較為接近但含量略有不同(見表2)。

2.3 PCA分析

分析結果看出，3種花的揮發物主成分雖然均存在一定差異，但代代花與柚花更為相似，與檸檬花的差距較大(見圖2)。此結果也印證了代代花和柚花的香氣更接近，與檸檬花的香氣相差較大的嗅覺感受。

圖2 尤力克檸檬、琯溪蜜柚和代代酸橙花揮發性成分PCA分析

分析結果看出，在3種花的揮發物中，檜烯、α-蒎烯、苯乙醛、鄰氨基苯甲酸甲酯、苯乙醇和香芹醇對第一主成分的差異貢獻率較大，其中，檜烯和α-蒎烯的含量與第一主成分呈正相關，苯乙醛、鄰氨基苯甲酸甲酯、苯乙醇和香芹醇的含量與第一主成分呈負相關；4-亞甲基-1-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯-1-基)-1-乙烯基環庚烷-、3-蒈烯、d-檸檬烯、(3E)-4，8-二甲基-1，3，7-壬三烯、順式-β-金合歡烯、甲基庚烯酮和馬鞭草烯醇對第二主成分的差異貢獻率較大，其中，4-亞甲基-1-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯-1-基)-1-乙烯基環庚烷-、3-蒈烯、d-檸檬烯、(3E)-4，8-二甲基-1，3，7-壬三烯和順式-β-金合歡烯的含量與第二主成分呈正相關，甲基庚烯酮和馬鞭草烯醇的含量與第二主成分呈負相關(見圖4)。這些成分是影響3種花香氣差異的潛在因素，若想在香氣方面提升柚花油或檸檬花油的商業價值，可考慮通過改變栽培海拔、鹽脅迫或改變水肥管理等常規栽培手段謀求改變，當然也可通過研究目標成分的合成通路探索實現靶向變量的途徑。

圖3 尤力克檸檬、琯溪蜜柚和代代酸橙花揮發性成分因子載荷量對比

3 討論

代代花油的香氣是目前全球范圍內普遍認可的高檔香氛之一，但目前國內代代酸橙主產區種植面積太小，無法大量獲得。因代代花和柚花的香氣相近，容易被大眾認可，可參考代代花油的部分用法將柚花油加工成香水、天然香薰、芳香蠟燭或添加入洗沐產品、精華乳、化妝品等高級日化產品中，進行柚花油的推廣。此外，因為柚花和檸檬花中芳樟醇和d-檸檬烯的含量較低，比代代花油更適合應用于車載香氛。

此次分析的3種花的揮發性成分均以單萜類化合物為主。已知單萜類化合物具有抗氧化、抗菌、抗炎等生理活性，是醫藥、食品和化妝品工業的重要原料[7]，同時是重要的醫藥中間體[11]。從成分看，代代花油在抗腫瘤、抗氧化、助眠安神方面的功效具有深入研究的價值，而柚花油和檸檬花油的抗菌消炎方面更為突出，可考慮進行內服或外用抗菌消炎類藥劑的研發。

目前已知反式-β-羅勒烯可作為引誘假眼小綠葉蟬天敵的互利素[12]。本試驗結果表明，漳州產柚花的揮發物中反式-β-羅勒烯含量最高?？煽紤]從柚花精油中提取反式-β-羅勒烯，用作天敵的誘集劑，為柚花的開發利用提供更多的路徑；亦可考慮在茶園套種蜜柚來增加假眼小綠葉蟬天敵的種群數量，從而實現茶園假眼小綠葉蟬的綠色防控。

從揮發性成分來看，漳州產柚花、檸檬花和代代花均為優秀的揮發油原料，可從食品、日化產品的加工及醫藥研發領域進行深入研究，為柚花和檸檬花的開發提供科技支撐。