香精與香料(74)—梅花香

2022年04月01日中外香料香精第一資訊瀏覽量：0

香精與香料(74)—梅花香

梅的學名是Armeniacamume (以前稱為Prunusmume)，是薔薇科杏屬（Armeniaca）植物，其學名來源于中文“烏梅”。梅原產(chǎn)于中國西南地區(qū)，在中國許多地方及鄰近的東亞其他國家廣泛栽培，至今已有三千多年的栽培歷史。梅兼具觀賞價值和實用價值，它擁有300多個不同的品種，如常見的宮粉梅、寒紅梅、綠萼梅、黃香梅、白梅等等。國內(nèi)有許多賞梅勝地，其中位于武漢市東湖磨山的中國梅花研究中心，就收集了340多個梅花品種，培育了50多個梅花新品種。

梅花先花后葉，紅梅熱情似火，白梅冷艷高雅。人們把松、竹、梅稱作“歲寒三友”，也尊梅、蘭、竹、菊為“四君子”，贊賞梅花的高潔、典雅、冷峭、堅貞，并將其視為知友和君子。

梅的果實可以食用，可鹽漬、干制或熏制成烏梅入藥，有止咳、止瀉、生津、止渴之效。加工過的梅果也可以提取香料，用來給食品加香，在香料工業(yè)中時常應用。[1]

香精與香料(74)—梅花香

梅花花色繁多、花香濃郁、花型極美，與松、竹并稱「歲寒三友」是李屬植物中唯一開花具有香味的植物，我們知道李屬植物還包括桃、李、杏、櫻等植物，但他們都不具有香味，唯有梅花有香味，這種香味在科學上也得到了證實，由北京林業(yè)大學張啟翔教授領(lǐng)銜的國家花卉工程技術(shù)研究中心，與青島華大基因研究院、深圳華大生命科學研究院以及賓夕法尼亞州立大學等單位通力合作完成了首個梅花全基因組重測序研究，研究也證明梅花所具有的香味，它是由一組基因構(gòu)成的，這也左證了陳俊愉對梅花香味成分的研究結(jié)果，梅花香味的成分主要有乙酸苯甲酯、乙酸乙酯、4-甲基-1-庚酮等，這是不同類型梅花品種香氣的共同的主要成分，但不同的梅花品種它的成分含量卻不同。現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)先前根據(jù)陳俊愉對梅花的研究經(jīng)驗，已經(jīng)制成了梅花香水。我們再選取一些古人描繪梅花的詩句，古人也早已體會到梅花的那種香味。[2]

盧梅坡：《雪梅》

梅雪爭春未肯降，騷人擱筆費評章。

梅須遜雪三分白，雪卻輸梅一段香。

柳宗元：《早梅》

早梅發(fā)高樹，回映楚天碧。

朔吹飄夜香，繁霜滋曉白。

林逋《山園小梅》

眾芳搖落獨暄妍，占盡風情向小園。

疏影橫斜水清淺，暗香浮動月黃昏。

霜禽欲下先偷眼，粉蝶如知合斷魂。

幸有微吟可相狎，不須檀板共金樽。

王安石《梅花》

墻角數(shù)枝梅，凌寒獨自開，

遙知不是雪，為有暗香來。

陸游《卜算子。詠梅》

驛外斷橋邊，寂寞開無主。

已是黃昏獨自愁，更著風和雨。

無意苦爭春，一任群芳妒。

零落成泥碾作塵，只有香如故。[2]

香精與香料(74)—梅花香

1、'南京晚粉'梅花香氣成分的初步研究[3]

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別角晚水，屬梅花品系中真梅系、直腳梅類、宮粉型。是由陳俊愉院士于1993年在南京梅山發(fā)現(xiàn)。并于1998年被國際園藝學會命名為＂梅品種國際登錄權(quán)威＂。

梅花（Prunus mume Sieb.et Zucc.）為薔薇科李亞科李屬的落葉小喬木，因其色、香、姿、韻、神俱佳而為古今無數(shù)志士豪杰、文人墨客所歌頌。梅品種國際登錄權(quán)威陳俊愉院士將梅花分成真梅種系、杏梅種系和櫻李梅種系，僅真梅種系的成員開花時散發(fā)典型梅香。真梅種系又可分為直枝梅類、垂枝梅類和龍游梅類。在江梅型、宮粉型、玉蝶型、黃香型、綠萼型、灑金型和朱砂型等直枝梅類的主要類型和品種間，又有一定的差異。關(guān)于梅花的研究已取得許多成就，但關(guān)于其香味的科學研究卻幾近空白。

金荷仙等以南京梅花山真梅種系的各主要梅花品種為采氣對象，重點分析真梅種系宮粉型的晚花品種'南京晚粉'，采樣時間為2002年3月6日（陰轉(zhuǎn)晴天，花正盛開）。將采樣后的吸附管套上聚四氟乙烯套子，放在干燥器中低溫保存，樣品分析時間為4月。同時采集和分析空氣對照。

采用活體植株動態(tài)頂空套袋采集法，其裝置如圖1～3所示。

具體操作步驟如下∶①用惰性塑料袋罩住適量帶花的梅株后，立即將袋內(nèi)的空氣抽走（圖1）;②用氣泵泵入通過活性炭和 GDX-101 過濾后的凈化空氣，并密閉系統(tǒng)（圖2）;③待密閉 30 min后，如圖3所示開始循環(huán)采氣。抽盡采樣袋中的空氣，充入過濾空氣，接吸附管，循環(huán)采氣，作為空白。

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1便攜式真空泵;2活性炭（置于玻璃下燥塔內(nèi)，用于過濾空氣雜質(zhì)）;3 GDX-101吸附劑（用于進一步過濾空氣雜質(zhì)）;4無臭脫脂棉;5惰性袋(美國Reynolds Company生產(chǎn)的 Reynolds Oven Bag，袋子的大小為482mm×596mm);6第一圖中為空玻璃管，第二、三圖中為 Chromopak吸附管，內(nèi)填充有Tenax-GR吸附劑;7流量計。

TCT-CC/MS型號: CP-4010PTI/TCT (CHROMPA-CK公司)，TRACETMGC2000(CE INSTRUMENT 公司)，VOYACER MASS (FINNIGAN 公司)。

TCT的主要條件System Pressure:20kPa;Rod tempreture:250℃; Tube Desorption Temperature 250℃(10 min);Trap inject:260℃。GC的工作條件色譜柱∶CP-Si18Low Bleed/ms (60m× 0.25 mm×0.25μm)。程序升溫:40℃(3min)-6℃/min-250℃(3min);Post run 270℃(5min)。

MS的工作條件Ionization Mode:EL; E-energy:70 eV; Mass range:29～350amu; I/F:250℃; Src∶200 ℃，EmissionCurrent∶150 μA。采用Xcalibur1.2版本軟件，NIST98譜圖庫進行梅花香氣成分的鑒定。

通過與空氣對照氣樣的比較，可確定乙酸苯甲酯、β-蒎烯、乙酸乙酯、壬醛、癸醛、莰烯、甲醇、已醛等為'南京晚粉'梅花香氣的主要揮發(fā)性有機成分。從'南京晚粉'梅花香氣總離子流圖（圖4）可見，相對保留時間為4.40、5.04、6.80min 時，出現(xiàn)幾個相對高峰。通過物質(zhì)鑒定，可見這幾種物質(zhì)是二氯甲烷、己烷與庚烷。比較空氣中的成分得知，花香中的這些物質(zhì)明顯是由于吸收空氣中污染雜質(zhì)所致。

香精與香料(74)—梅花香

圖4 '南京晚粉'梅花香氣揮發(fā)物總離子流圖

2、梅花花朵香氣成分時空動態(tài)變化的研究[4]

觀賞植物花朵釋放的香氣是構(gòu)成觀賞植物品質(zhì)的重要因素。長期以來，觀賞植物育種普遍關(guān)注花型、花色、瓶插壽命和抗性等性狀的改良，花香性狀被忽視，許多重要的觀賞植物如現(xiàn)代月季（Rosa hybrida）、香石竹（Dianthuscaryophyllus）等原有的香氣基本喪失，這種原因還不清楚。植物花朵香氣成分是植物次生代謝產(chǎn)物，主要由芳香族化合物、萜烯類化合物和脂肪酸衍生物等分子量較低（30~300）、易揮發(fā)的化合物構(gòu)成，它們在植物傳粉過程中擔任重要的角色。開花過程中，香氣化合物的種類、強度和比例對引誘傳粉者覓食非常重要，這使得近年來花香化合物的時空變化、晝夜節(jié)律等釋放生理方面的研究成為關(guān)注的重點，并為花香化合物基因的代謝與調(diào)控提供理論依據(jù)。因此，植物花香化合物的時空變化研究具有園藝學和生物學兩方面的意義。

梅花（Prunusmume Sieb.et Zucc.）屬薔薇科（Rosaceae）、李屬（Prunus）早春開花的觀賞植物，是我國的傳統(tǒng)名花，具有怡人的香氣，深受廣大人民的喜愛，但梅花抗寒性較差，通過與紫葉李（Prunuscerasifera'Pissardii'）、杏（P.armeniaca）等近緣種雜交，選育出櫻李梅系和杏梅系等眾多抗寒性強的梅花品種，基本解決了梅花抗寒的問題，但這些雜交種喪失了真梅系品種具有香氣的特點。國內(nèi)外梅花香氣的研究主要集中在花香成分的鑒定方面，對梅花香氣成分的時空動態(tài)變化等方面的研究還未見報道。本研究以'三輪玉蝶'梅（P.mume'Sanlun Yudie'）為材料，通過頂空-固相微萃?。⊿PME）與氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用，研究梅花開花進程中花香成分的時空動態(tài)變化，從而確定構(gòu)成梅花花香的重要化合物，探尋這些化合物時空變化的規(guī)律，旨在為梅花重要花香化合物的分子調(diào)控機制提供理論依據(jù)。

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三輪玉蝶梅著花中密，花期2月上旬至3月上旬，花徑2.2-3.0cm，花蕾淡乳黃色，頂端灑肉紅暈，花態(tài)蝶形，花瓣3層層層緊疊，花色正反面均純白，花瓣14-20枚，花有清香，易結(jié)實。三輪玉蝶梅喜光，不耐陰，若種植于大樹下或遮陰處則生長不良。

新鮮的'三輪玉蝶'梅花朵取自北京林業(yè)大學校園，試驗在北京林業(yè)大學生物中心分析測試實驗室完成，時間為2009年3月20-27日開花期。'三輪玉蝶'梅花朵采后立刻放入22 mL 的采樣瓶，密封平衡10 min，溫度為（20±5）℃。將型號為DVB-CAR-PDMS 50/30 μm 的SPME 纖維頭通過聚四氟乙烯隔墊插入到采樣瓶中，置于花朵上方1 cm 左右，吸附30 min，然后將纖維頭插入GC 進樣口，解吸5 min，首次使用的SPME 纖維頭在進樣口中270℃活化1 h，以后在每次進樣后都活化5min。采集3次梅花花朵進行平行重復試驗，同時吸附采樣瓶空氣作為空白對照。為了進行定性分析，將C8～C20的正構(gòu)烷烴作為標準品，加入到有梅花花朵的采樣瓶中收集后一同進樣分析。手動采樣器和采樣瓶由美國Supelco公司生產(chǎn)。GC是CEInstruments 公司生產(chǎn)的 TraceTm2000 型儀器，MS是Finnigan Thermo-Quest公司生產(chǎn)的Voyager MS。色譜條件∶VF-5 ms（VarianInc，USA）毛細管色譜柱（5%苯基+95%二甲基聚硅氧烷），長30 m，內(nèi)徑0.25 mm，液膜厚0.25μm，載氣 He，不分流，恒流0.8mL/min，進樣口 250℃，接口 250℃，柱溫起始溫度40℃保持1 min，以10℃/min升溫至280℃，最后以10℃/min保持5 min。質(zhì)譜條件∶源溫190℃，電離方式EI，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍29~540 amu，掃描每次0.5s，燈絲發(fā)射電流;150μA。采用Xcalibur 1.2 版本軟件及Nist 98圖譜庫對香氣成分進行檢索，結(jié)合保留時間計算化合物的保留指數(shù)（Kovàtsretention indices）與資料進行定性。依據(jù)總離子流各色譜峰平均峰面積，并通過面積歸一化法，計算各組分的相對百分含量進行半定量分析。

為了研究梅花開花過程中花香化合物的變化，按照開花進程將'三輪玉蝶'梅開花分為5個不同發(fā)育階段;1）花瓣、尊片緊緊包裹;2）花瓣、花萼松動，可見雄蕊;3）花尊、花瓣半張開，花藥未開裂;4）花尊、花瓣完全張開，花藥開裂;5）花尊、花瓣反卷并開始脫落，花藥皺縮。從'三輪玉蝶'梅開花的5個階段共鑒定出 33 種化合物，從第1階段到第5階段依次是18、23、25、27和21種。來源于甲羥戊酸途徑（mevalonicacid pathway）和甲基-赤蘚糖醇-磷酸途徑（methyl-erythritol-phosphat，MEP）的萜烯類化合物9種，包括α-蒎烯、莰烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、月桂烯、檸檬烯、樟腦、二氫-α-紫羅蘭酮、反-香葉基丙酮和β-紫羅蘭酮。來源于脂氧合酶途徑（lipoxygenase pathway）的脂肪酸衍生物9種，包括乙酸異戊酯、乙酸戊酯、乙酸葉醇酯、乙酸己酯、乙酸-2-己烯酯、壬醛、乙酸庚酯、癸醛和乙酸辛酯。其他 15 種化合物為來源于莽草酸途徑（shikimic acid pathway）的苯基/苯丙烷類芳香族化合物。所鑒定的花朵揮發(fā)物廣泛分布于各種植物之中。

特征香氣是由多種香氣揮發(fā)物共同作用的結(jié)果，某種化合物對香氣的作用取決于閾值和它的實際濃度，即香氣值=實際濃度/閾值，只有較高的香氣值才是這種香氣的特征香氣。乙酸苯甲酯具有甜的、新鮮的茉莉花香，是'三輪玉蝶'梅花朵香氣成分中含量最高的化合物，較低閾值（2.6 mg/L），具有較高的香氣值，是梅花香氣構(gòu)成的重要化合物。丁香酚具有濃郁的丁香氣味，較高的相對含量，閾值為0.006~0.030 mg/L，也是梅花香氣構(gòu)成的重要成分。盡管乙酸己酯相對含量較低，但乙酸已酯的閾值很低（0.002 mg/L），乙酸己酯香氣特點是甜的、令人愉快的水果香氣，具有較高的香氣值，對梅花的香氣構(gòu)成具有重要的作用。這些化合物是構(gòu)成梅花花朵香氣的重要組分。

'三輪玉蝶'梅花朵主要的揮發(fā)物由芳香族化合物構(gòu)成，相對百分含量從開花第1階段的88.83%到第5階段的 98.17%，不同開花階段化合物組分及含量存在一定的變化。'三輪玉蝶'梅花香化合物在開花過程中有4 種釋放趨勢，在開花的5個階段，乙酸苯甲酯貢獻總花香的相對百分含量從67.03%至88.52%，隨著開花的進程，乙酸苯甲酯的相對百分含量呈現(xiàn)低-高-低的動態(tài)變化。苯甲醛相對百分含量在 1.13% ~3.17%波動，與乙酸苯甲酯的變化規(guī)律相反，隨著開花的進程，苯甲醛相對百分含量呈現(xiàn)高-低-高的動態(tài)變化。α-蒎烯、莰烯、檸檬烯和樟腦4個單萜類化合物的相對百分含量在花朵發(fā)育第1階段達到最高峰，隨著開花的進程，其含量逐漸減少，直到未檢測到這些化合物的存在。與單萜類化合物釋放的趨勢相反，丁香酚相對百分含量隨著開花的進程逐漸升高，到第5階段達到最高。

為了確定梅花花香成分釋放的部位，參照Dobson 等方法，將'三輪玉蝶'梅花朵分成3個部分，即花瓣、雄蕊和其他部位（包括花萼、花盤和雌蕊群）。從'三輪玉蝶'梅不同花器官中檢測出27 種化合物，其中花瓣檢測出18 種，雄蕊11種，花萼、花盤和雌蕊群檢測出 17種。

總體來講，乙酸苯甲酯是花器官釋放的主要化合物，花瓣相對百分含量為 63.18%，雄蕊為94.77%，花尊、花盤和雌蕊群為58.20%。不同的部位釋放化合物的種類和相對含量有很大的差異，花瓣主要釋放芳香族化合物和脂肪酸衍生物，不釋放萜烯類化合物，含量大于1%的化合物有苯甲醛、乙酸-2-己烯酯、苯甲醇、乙酸苯甲酯、丁香酚和反異丁香酚。雄蕊主要釋放芳香族化合物，相對含量高達99.87%，主要由乙酸苯甲酯（94.77%）和工香酚（4.81%）構(gòu)成，此外還含有微量的二氫-α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮和葵醛?；ㄝ唷⒒ūP和雌蕊群釋放的化合物類型較廣，含量較高的有α-蒎烯、莰烯、苯甲醛、乙酸己酯、乙酸苯甲酯、乙酸-2-己烯酯、苯甲醇和乙酸苯甲酯。與花朵、花瓣和雄蕊相比，花尊、花盤和雌蕊群釋放的乙酸已酯相對百分含量較高，達4.88%。大多數(shù)的萜烯類化合物如α-蒎烯、莰烯、檸檬烯和樟腦等單萜類化合物僅在花萼、花盤和雌蕊中發(fā)現(xiàn)。

乙酸苯甲酯、丁香酚和乙酸己酯是構(gòu)成三輪玉蝶'梅花朵香氣的重要成分，不同部位釋放的香氣成分的種類和相對含量有很大的差異;花瓣主要釋放芳香族化合物和脂肪酸衍生物，不釋放萜烯類化合物;雄蕊主要釋放芳香族化合物;花尊、花盤和雌蕊群釋放的化合物分布種類較廣，單萜化合物僅在花萼、花盤和雌蕊群發(fā)現(xiàn)。梅花開花的不同階段香氣成分的種類和相對含量也有一定差異，主要的化合物釋放有4 種趨勢。

乙酸苯甲酯是許多植物、成熟的水果和香水的重要香氣成分。在梅花開花的不同階段，乙酸苯甲酯的相對百分含量從67.03%至88.52%，動態(tài)變化呈現(xiàn)低-高-低的過程。乙酸苯甲酯在完整的花朵中最高相對含量達 88.52%，花瓣為63.18%，雄蕊為94.77%，花尊、花盤和雌蕊群為58.20%。在仙女扇（Clarkiabreweri）中，乙酸苯甲酯釋放也是低-高-低趨勢，受到苯甲醇乙酰轉(zhuǎn)移酶（benzylalcohol acetyltransferse，BEAT）基因的調(diào)控，與BEAT基因的mRNA 表達量呈正相關(guān)。苯甲醛貢獻的花香相對百分含量從1.13%至3.17%，，與乙酸苯甲酯釋放動態(tài)變化過程相反，呈現(xiàn)高-低-高的過程;苯甲醇沒有很明顯的變化規(guī)律。但在開花最后階段相對百分含量最高。研究表明，在植物體內(nèi)，苯甲醛、苯甲醇和乙酸苯甲酯三者之間通過兩步反應完成，在 NADP/NAD 依賴的脫氫酶作用下，苯甲醛作為底物通過可逆的脫氫氧化反應形成苯甲醇，苯甲醇在苯甲醇乙酰轉(zhuǎn)移酶催化下，通過酰基化作用形成乙酸苯甲酯，表示苯甲醛、苯甲醇和乙酸苯甲酯三者的含量存在某種聯(lián)系。本研究結(jié)果也表明∶當乙酸苯甲酯相對含量最高時，苯甲醛和苯甲醇相對含量最低或者次低；當乙酸苯甲酯相對含量最低時，兩者的含量最高。

α-蒎烯、莰烯、檸檬烯和樟腦 4 個單萜類化合物在梅花開花進程中的釋放動態(tài)變化基本同步，隨著開花的進程相對百分含量逐漸減少。這種同步的變化可能與單萜類化合物擁有共同的前體物質(zhì)——香葉基焦磷酸（geranyl pyrophosphate，GPP）有關(guān)，這些單萜化合物的含量與GPP合成酶基因的mRNA 和蛋白水平呈正相關(guān)。本研究同時也發(fā)現(xiàn)，4 種單萜類化合物僅在花萼、花盤和雌蕊群釋放，表明調(diào)控這些化合物的基因可能具有器官的特異性。

丁香酚有強烈的丁香氣味，是很多植物的香氣成分，具有抗蟲、殺菌的作用。在仙女扇、矮牽牛（Petunia hybrida）等植物的花器官中，丁香酚主要在雄蕊和花瓣產(chǎn)生，丁香酚合成酶（eugenol synthase，EGS）在雄蕊和花瓣表達。在梅花開花過程中，丁香酚相對百分含量隨著開花的進程逐漸升高，到第 5 階段達到最高。丁香酚在完整的花朵含量為1.36%，花瓣為 3.24%，雄蕊為4.81%，而在花尊、花盤和雌蕊群中，相對含量僅為0.44%，明顯低于花朵、花瓣和雄蕊，表明丁香酚在花瓣和雄蕊釋放強度更高。

乙酸己酯釋放香甜的氣味，在開花的第4 階段含量為0.60%，高于其他4 個開花的階段。梅花的花尊、花盤和雌蕊群中釋放的乙酸已酯相對含量比其他部位高得多，相對含量高達 4.88%，而完整的花朵為0.60%，花瓣為0.31%，雄蕊中沒有檢測到。意大利蜜蜂（Apis mellifica）通常在梅花開花的第 3～4階段，以花盤部位產(chǎn)生的蜜露為食，此部位產(chǎn)生香甜氣味的乙酸己酯含量最高，而抗蟲作用的丁香酚含量最低，可能是引誘蜜蜂覓食的重要信號。

總體來說，梅花開花的不同部位和不同階段，釋放香氣成分的種類和相對含量有很大的差異。梅花在開花過程中花香化合物具有多樣的釋放趨勢，復雜的花香調(diào)節(jié)模式致使不同開花時期的香氣成分和含量產(chǎn)生變化，并能夠被傳粉的覓食者覺察。此外，花器官釋放化合物的生物合成途徑和積累模式的差異可能也是導致這些差異的原因。通過分子生物學手段克隆梅花花香相關(guān)重要基因，分析其功能和表達模式、解析花香基因的生物合成途徑的網(wǎng)絡調(diào)控，為梅花花香的分子育種提供理論基礎是梅花花香育種研究重要的方向之一。

梅花的香氣別具神韻，清逸淡雅，飄渺幽遠，完全契合了中國文人對香的追求。與其它濃烈的花香相比較，顯得與眾不同，給人更廣闊的想象空間，被歷代文人墨客稱為暗香。

梅花香氣因簡單純粹而受到人們的喜愛，其化學成分主要由一些具有芳香環(huán)的醇、醛和酯類化合物組成，如乙酸苯甲酯、苯甲醇、苯甲醛、苯乙醇、乙酸己酯、丁子香酚、紫羅蘭酮等等。不同品種的梅花在這些化合物的組成和含量占比上都不盡相同，因而香氣有所不同，但絕對含量都不是很高，這決定了梅花香氣的淡雅。也正因為如此更顯清爽怡人，特別適合喜愛淡雅香氣的識香人士。

在香精香料工業(yè)中，由于梅花所含香氣成份的特點，相較于梅花香原料的生產(chǎn)，更多的則是以不同梅花品種散發(fā)的天然香氣為參照，進行各種創(chuàng)香。與梅花有關(guān)的深厚文化背景和故事傳說，可以為調(diào)香師們帶來豐富的創(chuàng)香靈感。[1]

需要說明的是，蠟梅科蠟梅（Chimonanthus praecox），色黃如蠟，香氣濃郁，只因它的花也是先花后葉且花期與梅接近，人們常常把它與梅相提并論，甚至混淆。但蠟梅與梅在植物學上相距甚遠，二者并無干系。[1]

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