基于HS-SPME-GC-MS的罗布麻不同组织器官挥发性物质差异分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2026.05.005

摘要/Abstract

摘要：

为明确罗布麻（Apocynum venetum）不同组织器官挥发性物质的组成差异及其决定的香气特征，揭示其花香释放的关键部位及物质基础，本研究以罗布麻的花蕊、花瓣、花托、茎、叶为材料，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS），对不同组织器官的挥发性物质进行分离、鉴定与定量分析，并结合主成分分析、聚类分析及香气类型解析，开展系统比较。结果表明：共鉴定出55种主要挥发性物质，涵盖醇类（8种）、醛类（11种）、酮类（4种）、酯类（5种）、烷烃类（2种）、硅氧烷类（5种）、萜烯类（16种）及其他（4种）共8类化合物。其中，花蕊与花瓣中醇类与酮类物质占比最高，苯乙醇和苯乙酮为主要挥发性物质；花托中醛类物质相对含量最高（22.58%），以（2E）-2-壬烯醛和（2E，6Z）-2，6-壬二烯醛为主；茎中萜烯类物质占比达56.60%；叶中以醇类（44.51%）和萜烯类（21.16%）为主。主成分分析与聚类分析显示，生殖器官（花部）与营养器官（茎、叶）的挥发性物质组成差异显著，且花蕊与花瓣的组成最为相似。香型分析进一步表明，花部是罗布麻花香气释放的关键部位，其香气以花香-果香为主，而茎叶香气则呈现木香-草药香基调。综上，罗布麻挥发性物质组成具有明显的器官特异性，该结果为其花香形成机制的解析及不同器官的定向开发与利用提供了科学依据。

关键词: 罗布麻, 不同组织器官, 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术, 挥发性物质

Abstract:

To clarify the differences in composition and aroma characteristics of volatile substances among different tissues and organs of Apocynum venetum and to elucidate the key sites and material basis for floral scent emission， this study used the stamens， petals， receptacles， stems， and leaves of A. venetum as experimental materials. Volatile compounds from these tissues and organs were extracted， identified， and quantitatively analyzed using headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS）. A systematic comparison was performed by integrating principal component analysis（PCA）， hierarchical cluster analysis（HCA）， and aroma profile analysis. The results revealed a total of 55 major volatile compounds， which were classified into eight chemical categories： alcohols（8 compounds）， aldehydes（11 compounds）， ketones（4 compounds）， esters（5 compounds）， alkanes（2 compounds）， siloxanes （5 compounds）， terpenes（16 compounds）， and others（4 compounds）. Among them， alcohols and ketones constituted the highest proportions in stamens and petals， with phenylethanol and acetophenone as the predominant volatiles. Aldehydes exhibited the highest relative content in the receptacle（22.58%）， primarily consisting of （2E）-2-nonenal and （2E， 6Z）-2，6-nonadienal. Terpenes accounted for 56.60% of the volatile compounds in stems， whereas alcohols（44.51%） and terpenes（21.16%） were dominant in leaves. PCA and HCA indicated a significant divergence in volatile profiles between reproductive organs（floral tissues） and vegetative organs （stems and leaves）， with stamens and petals showing the highest similarity. Aroma analysis further demonstrated that floral tissues were the primary sites responsible for the emission of A. venetum floral scent， which was characterized predominantly by floral and fruity notes， whereas stems and leaves exhibited woody and herbal aroma tones. In summary， the volatile composition in different tissues and organs of A. venetum displays pronounced organ-specific patterns. These findings provide a scientific foundation for understanding the mechanisms underlying floral fragrance biosynthesis and for the targeted utilization of its various organs.

Key words: Apocynum venetum, different tissues and organs, HS-SPME-GC-MS, volatile substances

中图分类号:

Q946

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图/表 6

图1

表1

罗布麻不同组织器官主要挥发性成分种类及相对含量

序号Number	类别 Category	挥发性成分 Volatile components	相对含量 Relative content/%
序号Number	类别 Category	挥发性成分 Volatile components	花蕊 Stamens	花瓣 Petal	花托 Receptacle	茎 Stem	叶 Leaf
1	醇类 Alcohols	乙醇 Ethanol	1.95±0.08^cd	2.85±0.29^bc	38.72±2.19^a	0.93±0.03^d	4.31±0.06^b
2		苯乙醇 Phenylethyl alcohol	38.03±3.81^a	19.98±0.90^b	0.79±0.05^c	—	—
3		苯甲醇 Benzyl alcohol	9.61±0.93^a	1.35±0.19^b	—	—	—
4		3-甲基-1-丁醇 3-Methyl-1-butanol	1.74±0.20^a	0.99±0.05^b	0.40±0.05^c	—	—
5		2-甲基-1-丁醇 2-Methyl-1-butanol	0.23±0.02^c	0.43±0.11^b	1.38±0.05^a	—	—
6		（Z）-3-己烯-1-醇（Z）-3-Hexen-1-ol	—	—	1.20±0.02	—	—
7		1-己醇 1-Hexanol	—	—	0.16±0.01^b	—	22.20±0.96^a
8		1-戊烯-3-醇 1-Penten-3-ol	—	—	—	—	18.00±0.86
9	醛类 Aldehydes	己醛 Hexanal	1.39±0.16^a	0.73±0.25^b	0.67±0.01^b	—	—
10		苯乙醛 Benzeneacetaldehyde	5.45±0.65^b	10.54±0.32^a	—	—	—
11		壬醛 Nonanal	0.73±0.12^b	1.18±0.01^a	0.88±0.05^b	—	—
12		乙醛 Acetaldehyde	—	2.51±0.39^a	—	0.80±0.14^b	—
13		戊醛 Pentanal	—	1.84±0.03^a	0.20±0.02^b	—	—
14		（4E）-4-壬烯醛（4E）-4-Nonenal	—	—	0.75±0.04	—	—
15		癸醛 Decanal	—	—	1.17±0.07	—	—
16		（2E，6Z）-2，6-壬二烯醛（2E，6Z）-2，6-Nonadienal	—	—	7.37±0.71	—	—
17		（2E）-2-壬烯醛（2E）-2-Nonenal	—	—	11.34±0.84	—	—
18		（2E）-2-己烯醛（2E）-2-Hexenal	—	—	0.12±0.01	—	—
19		3-甲基丁醛 3-Methyl-butanal	—	0.38±0.04^a	0.08±0.01^b	—	—
20	酮类 Ketones	苯乙酮 Acetophenone	25.97±1.12^b	41.89±2.47^a	7.90±0.98^c	—	—
21		6-甲基-5-庚烯-2-酮 6-Methyl-5-hepten-2-one	0.39±0.05^b	1.35±0.18^a	—	—	—
22		2-戊酮 2-Pentanone	—	—	1.20±0.07	—	—
23		1-戊烯-3-酮 1-Penten-3-one	—	—	—	—	3.62±0.07
24	酯类 Esters	苯甲酸乙酯 Ethyl benzoate	4.22±0.64^b	3.99±0.33^b	12.28±0.56^a	—	—
25		水杨酸甲酯 Methyl salicylate	1.91±0.19^b	3.01±0.21^a	1.51±0.14^c	—	—
26		乙酸苯乙酯 Phenethyl acetate	6.48±0.73^a	4.00±0.64^b	—	—	—
27		乙酸乙酯 Ethyl acetate	—	—	0.61±0.02^b	0.79±0.09^a	—
28		乙酸异戊酯 Isoamyl acetate	—	0.57±0.04^a	0.11±0.01^b	—	—
29	烷烃类 Alkanes	4，6-二甲基十二烷 4，6-Dimethyldodecane	0.40±0.05	—	—	—	—
30	烷烃类 Alkanes	正己烷 n-Hexane	—	—	—	0.23±0.01	—
31	硅氧烷类 Siloxanes	八甲基环四硅氧烷 Octamethylcyclotetrasiloxane	—	—	0.16±0.01	—	—
32		六甲基环三硅氧烷 Hexamethylcyclotrisiloxane	0.16±0.02^a	0.11±0.05^a	0.14±0.01^a	0.16±0.01^a	—
33		十二甲基环六硅氧烷 Dodecamethylcyclohexasiloxane	0.16±0.01^b	0.11±0.01^c	0.16±0.01^b	0.20±0.02^a	—
34		十甲基环五硅氧烷 Decamethylcyclopentasiloxane	—	—	—	0.22±0.02	—
35		十六甲基七硅氧烷 Hexadecamethylheptasiloxane	—	—	—	0.08±0.01	—
36	萜烯类 Terpenoids	石竹烯 Caryophyllene	0.41±0.05^b	0.24±0.18^b	0.47±0.04^b	8.16±1.11^a	8.76±0.43^a
37		α-蒎烯 α-Pinene	—	—	0.11±0.01^b	3.35±2.37^a	—
38		β-古巴烯 β-Copaene	—	—	1.90±0.05^c	11.19±1.07^a	9.17±0.44^b
39		古巴烯 Copaene	—	—	—	0.56±0.10	—
40		β-红没药烯 β-Bisabolene	—	—	7.93±0.94^b	9.90±0.43^a	—
41		依兰烯 Ylangene	—	—	—	2.57±0.16	—
42		δ-芹子烯 δ-Selinene	—	—	—	0.06±0.01	—
43		γ-木罗烯 γ-Muurolene	—	—	—	1.17±0.15	—
44		α-荜澄茄烯 α-Cubebene	—	—	—	0.29±0.04	—
45		（1S）-6，6-二甲基-2-亚甲基双环［3.1.1］庚烷（1S）-6，6-Dimethyl-2-methylenebicyclo［3.1.1］heptane	—	—	—	2.82±0.21	—
46		（3R-反式）-4-乙烯基-4-甲基-3-（1-甲基乙烯基）-1-（1-甲基乙基）环己烯（3R-trans）-4-ethenyl-4-methyl-3-（1-methylethenyl）-1-（1-methylethyl）cyclohexene	—	—	—	13.30±0.10^a	3.23±0.13^b
47		［1S-（1α，2β，4β）］-1-乙烯基-1-甲基-2，4-双（1-甲基乙烯基）环己烷［1S-（1α，2β，4β）］-1-ethenyl-1-methyl-2，4- bis（1-methylethenyl）cyclohexane	—	—	—	0.54±0.03	—
48		（+）-表双环倍半水芹烯（+）-epi-Bicyclosesquiphellandrene	—	—	—	0.24±0.02	—
49		［4aR-（4aα，7α，8aβ）］-十氢-4a-甲基-1-亚甲基-7-（1-甲基乙烯基）萘［4aR-（4aα，7α，8aβ）］-decahydro-4a-methyl-1-methylene-7-（1-methylethenyl）naphthalene	—	—	—	0.44±0.11	—
50		（±）-（1α，4aβ，8aα）-1，2，4a，5，8，8a-六氢-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘（±）-（1α，4aβ，8aα）-1，2，4a，5，8，8a-hexahydro-4，7-dimethyl-1-（1-methylethyl）naphthalene	—	—	—	0.87±0.13	—
51		（1S-顺式）-1，2，3，5，6，8a-六氢-4，7-二甲基-1-（1-甲基乙基）萘（1S-cis）-1，2，3，5，6，8a-hexahydro-4，7-dimethyl-1-（1-methylethyl）naphthalene	—	—	—	1.14±0.13	—
52	芳烃类及其他 Aromatic hydrocarbons and others	苯 Benzene	—	—	—	39.84±1.20^a	30.67±0.47^b
53		N-苯基甲酰胺 N-Phenylformamide	—	1.33±0.11	—	—	—
54		苯甲腈 Benzonitrile	—	0.54±0.07	—	—	—
55		（2S）-2-氨基-N-乙基丙酰胺（2S）-2-Amino-N-ethylpropanamide	0.69±0.04	—	—	—	—

表1

图2

图3

图4

图5

参考文献 39

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