裴诗纯1,2 童 莹1,2 袁黎娜1 姚 雷1,2 张 楠1,2*
2 上海交通大学芳香植物研发中心
植物挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)是其在生长发育过程中通过次生代谢途径合成的小分子有机物，通常由萜烯类、醇类、酯类、醛类、酮类、酸类等组成。很多VOCs具有特殊的香气，可以丰富人的嗅觉体验，同时对人的身心健康产生例如降低血压、舒缓焦虑情绪、改善睡眠质量、减少炎症反应等有益影响。除从植物中通过各种物理化学方法提取挥发油加以利用外，可以在园林中利用植物自然状态释放的VOCs达成一定的保健功能。特别是针对许多鲜花，物理与化学方法提取挥发油可能会造成其挥发物成分一定的改变或损失，直接利用其VOCs基于嗅觉途径达成保健功能可能是更为有效的方法之一。此外，鲜花的香气特征与释香强度也可能影响人们对嗅觉环境的主观感知。因此，挖掘植物自然状态释放VOCs的强度、香气关键成分与特征能够为其在疗愈景观中的应用及保健价值的进一步开发提供一定依据。
香樟(Cinamomum camphora)、日本女贞(Ligustrum japonicum)、阔叶十大功劳(Mahonia bealei)、穗花牡荆(Vitex agnus-castus)、大花六道木(Abelia × grandiflora)是近年来城市园林中被广泛应用的乔灌木，也多作为药用植物使用。五种植物鲜花都具有相对较长的花期及一定的芳香性，但相较于其观赏性以及枝叶、果实等部位挥发物的药用价值开发，对其鲜花芳香成分、特征及应用的研究较为缺乏。
香樟作为重要的芳香植物资源，其木材、根、叶、果实均含有挥发油，主要成分包括樟脑、桉叶油醇、芳樟醇、龙脑、柠檬烯等，相关精油已被证明具有一定的抗炎、抗菌等作用。目前对于香樟花香的化学成分与香气特征报道很少。有报道冷冻干燥后的香樟花蕾香气成分主要包括罗勒烯、α-依兰油烯、石竹烯、香橙烯等，而针对香樟花盛花期VOCs的研究还有待进一步完善。阔叶十大功劳花、茎、叶均具有芳香性，有学者对其茎叶挥发油成分进行了提取与分析，对其药理作用的研究则主要集中在黄酮和生物碱类化合物。穗花牡荆原产于地中海地区，其花与叶均散发淡香，在欧洲常作为药用植物被用来治疗经前综合症。目前针对其芳香性的研究主要集中在果实和叶两部位。其果实和叶挥发油中的主要成分为桧烯、桉叶油醇和α-蒎烯等，被证明具有一定的抗菌能力。日本女贞是常见的绿篱植物，目前对其应用主要集中在叶和果，其叶在我国除作中药使用外，在民间还可作“苦丁茶”饮用。大花六道木是传统中药糯米条与单花六道木的杂交种，叶和花都具有较高的观赏价值。虽然日本女贞和大花六道木花量大，具有一定的芳香性，但目前鲜有针对其香气成分、香气特征与药用价值的研究。
因此，为探明上述五种乔灌木鲜花的香气特征与潜在应用价值，本研究采用动态顶空法采集了该五种植物鲜花的VOCs，使用热脱附-气相色谱-质谱联用法分析其化学成分，并对主要成分的释香强度和香气特征进行了进一步分析，以期为其鲜花挥发物价值的开发，以及在保健园林中的应用提供一定的理论依据。
五种园林乔灌木鲜花香气成分主要包括萜烯类、醇类、酯类、醛类、酮类化合物。香樟花香成分与枝叶等部位的挥发性成分类似，花香主成分中樟脑、芳樟醇、α-蒎烯等也存在于叶挥发油中。而在另一项研究中香樟花挥发物主成分为罗勒烯、α-依兰油烯、石竹烯、香橙烯等。香樟树的化学型，采摘鲜花状态以及预处理手段的差异都可能是造成这种化学成分差异的原因之一。樟脑是本研究中香樟花挥发物中释放量最高的成分，具有典型的樟脑香气。除香樟枝叶外，常见于一些芳香植物，例如杂花薰衣草、樟脑型迷迭香的枝叶挥发物中。樟脑在植物花香中则较少被检测到或含量较低，目前有报道在菊花、紫薇等的花香中能检测到较高含量。此外，香樟花挥发物中芳樟醇OAV远高于樟脑，因此香樟花香并未表现出明显的樟脑香气，取而代之的是较为明显的花香。另一方面，香樟花挥发物中很多主成分具有健康功能，例如樟脑对神经兴奋性具有抑制作用；芳樟醇、β-石竹烯、芳樟醇氧化物具有镇静、抗焦虑功能。由此可见香樟花不仅花量大，释香强度高，同时也具有一定潜在保健功能，除在保健型园林中有很好的应用前景外，也可以进一步提取挥发油加以利用。
穗花牡荆花香主要成分包括乙酸叶醇酯、桧烯、桉叶油醇、α-蒎烯、(E)-β-金合欢烯等，与其叶和果的精油较为接近，但果叶精油中未报道含有乙酸叶醇酯。乙酸叶醇酯常见于许多乔木叶片挥发物且含量较高，例如栾树、垂柳、银杏等，此外在一些乔灌木的鲜花，例如‘白地’海棠等中含量也较高。该化合物具有强烈的绿色嫩叶清香气味，结合OAV较高的其他几种化合物，使得穗花牡荆花香整体呈现出青香、果香、甜香、脂蜡香混合在一起的复杂香气特征。穗花牡荆花香中桧烯、α-蒎烯、桉叶油醇和(E)-β-金合欢烯具有一定抗炎抗菌活性。基于上述物质基础推测穗花牡荆鲜花挥发物可能对呼吸道具有潜在的保健价值。
阔叶十大功劳花香主要成分包括顺式-β-罗勒烯、异戊酸香叶酯、苯甲醇和苯甲酸，已有研究中其叶、茎挥发油的主要成分为1-(2-呋喃基)己酮和6,10,14-三甲基-2-十五烷酮，可见鲜花挥发物与叶茎挥发油的成分有较大区别。阔叶十大功劳花香主要成分顺式-β-罗勒烯具有温暖花香，在许多乔灌木的鲜花，例如栀子花、番石榴花等的挥发物中也作为主成分之一存在，具有一定的抑菌作用。但罗勒烯容易氧化，使用水蒸气蒸馏等方法提取鲜花精油可能会造成罗勒烯的损失。而相较于顺式-β-罗勒烯，OAV较高的吲哚对于阔叶十大功劳的花香特征贡献更大。另一方面，在阔叶十大功劳中含量相对较高的苯甲醇及柠檬烯也已被证明通过嗅闻途径可以发挥抗焦虑作用。但是由于阔叶十大功劳花量较小，释香强度较低，较难直接在保健型园林中发挥作用。
日本女贞和大花六道木花香在主成分、释香强度上均较为接近。二者含量最高的成分均为苯甲醛，同时都具有较高含量的苯乙醛。苯甲醛具有令人愉悦的杏仁气味，能吸引昆虫授粉，常见于水果如甜瓜和桃中，在部分品种的梅花、菊花中含量也较高。苯乙醛的OAV相较于苯甲醛更高，为两种植物花香贡献了更多的甜香特征。此外，α-蒎烯、(-)-β-蒎烯也是大花六道木花香主要成分。这两种成分常见于许多乔木及绿篱植物枝叶挥发物中。而在一些植物鲜花，例如梅花、紫薇中含量也较高。但是由于二者的嗅觉阈值较高，对于大花六道木花香特征的贡献度不大。总体看日本女贞和大花六道木虽然单位质量鲜花释香强度不高，但是由于植株花量较大，其香气在园林中也较容易被识别。
综上，五种园林乔灌木鲜花具有不同的芳香性和释香强度。香樟与阔叶十大功劳鲜花呈明显花香，大花六道木和日本女贞花香主要呈甜香，穗花牡荆花香特征较为复杂。香樟花释香强度与OAV远高于其他四种植物，能够为园林提供较高强度的嗅觉环境。此外，五种鲜花挥发物中许多主成分具有一定的保健功能，例如香樟和阔叶十大功劳鲜花挥发物中含有较多具有抗焦虑作用的成分，穗花牡荆鲜花挥发物中含有较多具有抗菌消炎作用的成分。但这些鲜花挥发物的整体健康功能还需要进一步通过体内外实验予以验证。在未来研究中还可以通过提取上述植物鲜花的挥发油，进一步探索与拓展其应用价值。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2025年第1期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。
引用格式：裴诗纯,童 莹,袁黎娜,等.五种乔灌木鲜花挥发物成分与香气特征分析[J].天然产物研究与开发,2025,37:74-84. Pei SC,Tong Y,Yuan LN,et al.Analysis of the flower fragrance components and aroma characteristics of five trees and shrubs[J].Nat Prod Res Dev,2025,37:74-84.
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