文章信息
- 马希汉, 王永红, 尉芹, 张广军.
- Ma Xihan, Wang Yonghong, Wei Qin, Zhang Guangjun.
- 玫瑰花精油含量的动态变化
- Dynamic Changes of Essential Oil from Oil-Bearing Rose
- 林业科学, 2006, 42(3): 77-80.
- Scientia Silvae Sinicae, 2006, 42(3): 77-80.
-
文章历史
- 收稿日期:2003-11-20
-
作者相关文章
玫瑰(Rosa rugosa),蔷薇科蔷薇属落叶丛生灌木,其花、色、香、形俱美,有极高的经济价值,被誉为“金花"(李万英等,1983;杨念慈,1982)。
玫瑰精油为鲜花油之冠,具有优雅、柔和、细腻、甜香若蜜、芬芳四溢的玫瑰花香,香味很浓,两滴可制成1 L上好的香水,其价格昂贵,有“液体黄金"之美誉,在香料调香中是最重要、最常用的名贵花香原料,被广泛地应用于食品、高档化妆品及烟草中(吴承顺等,1985;叶为继等,1984)。
玫瑰花精油含量低,一般在0.03%~0.05%(刘玉春,1991)。前人的研究主要集中在通过加工工艺来提高玫瑰精油的得率方面(马希汉等,2004;张睿等,2005),或通过玫瑰花蕾采摘后生理衰老机制的研究,探讨玫瑰花含油量的变化(孙守家等,2004),有关玫瑰在花期精油含量的动态变化,未有文献报道。通过确定最佳采收时期和采摘时间以获得最大的鲜花出油率,在玫瑰精油生产中有重要的实际意义。本文对1998年引种至陕西杨陵地区的保加利亚玫瑰(Rosa damascena)开花期中的精油含量变化进行了系统的研究,以期为玫瑰花的采收与精油提取提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 玫瑰苗圃地概况引种玫瑰的定植苗圃地处陕西杨凌,34°19′19″N,108°5′30″E,海拔464.7 m。属大陆性暖温带季风气候,年均温10.7~13.7℃,最热月温度24~27 ℃,年降水量500~700 mm,年均干燥度1.09~1.67, 全年≥10℃的积温3 400~3 600 ℃,有效生长期152~191 d,初霜期10月下旬到11月初, 晚霜期4月中上旬,无霜期184~216 d,全年日照1 900~2 500 h。土层深厚,土壤结构良好。
1.1.2 植物材料玫瑰花采自西北农林科技大学苗圃玫瑰园。
1.1.3 主要仪器MO-2 2 000 mL可调式电热套(河北省黄骅市新兴电器厂);芳香油测定仪(自制);TMP-2上皿式电子天平(中国湘仪天平仪器厂)。
1.2 方法将鲜花用水蒸气蒸馏法提取精油,芳香油测定仪精确读取体积(何坚等,1995;天然香料手册编写组,1989),并按玫瑰精油密度折算所测得精油的质量。
2 结果与分析 2.1 玫瑰生长发育期出油率的变化为了确定玫瑰花的最佳采摘时期,按照玫瑰花开放程度大小,将其发育期划分为4个阶段,测定各阶段的出油率。4个发育阶段分别为小花蕾:花萼初裂或未裂,微露红色花瓣,花萼仍紧包被花瓣;大花蕾:花萼顶端张开约有1/3,红色花瓣露出面积比萼片面积稍大或基本相等,萼片下部已松动;含苞待放:萼片基本裂开,花瓣露出,微绽或半绽开,即将开放;完全盛开:花朵完全开放,花瓣全展开,呈粉红色,雄蕊呈黄色(黄蓉,1990)。
表 1和图 1给出了不同发育阶段出油率变化情况。可以看出,随着花蕾的发育,精油含量逐渐增加,至花朵完全开放时达到高峰。另外,从外观和气味上也发现,前3个发育阶段所产生的精油香味较淡,而完全开放时鲜花的香味最浓。
在生产上,提取芳香油的玫瑰花,应在花朵完全开放时采收,此时,花瓣展开,花心保持亮黄色。当然,由于从采摘后到加工尚隔一定时间,所采有一定的后熟过程,最好采摘外围花瓣展开、花蕊未完全露出的花朵。
2.2 开花期产花量和出油率的变化图 2给出了整个采花期产花量的变化情况,可以看出,初花期产花量小,然后逐渐增大,盛花期产花量大,末花期产花量逐渐降低。对照花期中玫瑰花出油率的变化情况(图 3),初花期的出油率较高,盛花期出油率下降且较稳定,末花期出油率再次升高,与初花期接近。出油率与单株产花量呈负相关关系,即产花量大时出油率低,产花量小时出油率高。
这一结果表明,玫瑰植株中产生芳香类物质的次级代谢受初级代谢的控制,当产花量高时,初级代谢合成旺盛,使次级代谢的合成底物相对不足,精油的合成受到影响。初花期由于花量小,因而植株供给每朵花的养分多,鲜花得到足够的养分,用于合成精油的底物(初生代谢产物)充足,出油率较高;盛花期产花量大,养分大量消耗,植株分配给每朵花合成精油的底物相对较少,出油率因而较低;末花期经盛花期后,虽然植株内能量大量消耗,体内养分减少,但由于花量骤减,植株供给每朵花的养分相对较盛花期多,因而出油率虽不及初花期,但较盛花期高。这一结果与张康健等(1999)对杜仲(Eucommia ulmoides)叶中次生代谢和初级代谢之间关系的研究相一致。因此,如果植株体内始终有充足的养分供给开花,那么,不仅花的产量大,鲜花的质量(高含量的精油)也能得到保证。
水肥对碳水化合物积累有影响,进而影响到花中的精油含量,这在玫瑰生产中有一定的实际意义,可以通过对水肥的调控达到生产丰产优质玫瑰花的目的。因此,除了在春季开花前要保证充足的营养外,在盛花期也要适时补充水肥。
2.3 一天中不同采摘时段出油率的变化根据杨凌的气候条件和保加利亚玫瑰开花的“花时钟",设上午5:00~6:00、7:00~8:00、9:00~10:00、11:00~12:00 4个时间段采摘玫瑰花,并立即测定精油含量,以确定一天中玫瑰花采摘的最佳时段。
表 2给出了从2001年采收季节3个不同花期(初花期、盛花期、末花期)各选择的一个采花日中不同时段出油率的变化情况和不同时段的部分气象条件,如光照、温度、湿度的变化情况。对其中的数据进行分析可以看出,尽管各个花期的出油率有差异,但它们的变化规律是一致的:天气晴朗时,在5:00~6:00和7:00~8:00之间,出油率较高,且变化微小。9:00~10:00以后呈下降趋势,11时以后采花,出油率大幅度下降。出油率的这种变化趋势是与对应的气候条件变化相关联的,以盛花期所选的一天中不同采摘时段的气候条件变化和出油率的关系为例:早晨5:00~6:00时,光照强度仅有0.766 8 μmol·m-2s-1,温度16.2 ℃,湿度为98%,此时玫瑰花刚刚开放,所采摘的玫瑰花的出油率为3.604×10-4;9:00~10:00,光照强度急剧升高到558 μmol·m-2s-1,温度也上升了约10 ℃,湿度下降到88%,此时采摘的玫瑰花的出油率为3.392×10-4;到了11:00~12:00,光照强度更大,为1 872 μmol·m-2s-1,呈几何数量级增大,温度也上升到30.2 ℃,湿度下降到77%,此时所采摘玫瑰花的出油率仅有1.908×10-4,大幅度下降。由此可以看出,从早晨到中午,光照增强,温度升高,湿度降低,精油散失速度增加,特别是接近正午时,精油损失更为严重。产生这种现象的原因是因为玫瑰花为气质花,花朵内所含挥发性芳香油,是随着花朵的开放而逐渐形成与挥发,芳香是以初开放时最浓,含油量最高,花朵开放后不久,芳香慢慢散失,自花开放直至雄蕊变色,芳香油已大量散失。
温度和光照对玫瑰花出油率的影响还可以从另外一个方面得到说明。在2001年的采花季节,末花期适逢有阴雨天气,表 3给出了其中一个阴天不同时段的出油率及部分气象条件,可以看出,在阴天,从早上6点到中午12点,光照强度从0.262 8 μmol·m-2s-1增加到15.012 μmol·m-2s-1,温度也仅升高了2.3 ℃,湿度未发生变化,出油率变化微小。11:00~12:00采摘的玫瑰花的出油率比5:00~6:00的出油率仅下降了0.21×10-4。
以上分析表明,光照、温度和湿度是影响玫瑰花出油率的主要因素,花朵芳香的散失速度受以上因素的影响。当温度升高、湿度降低时,由于花瓣的水分蒸腾加速,大量的芳香油随水分一起被蒸发散失,因而出油率降低,因此在接近正午时,玫瑰花的出油率急速下降。而阴雨天时,温度低,光照弱,湿度大,精油散失速度慢,出油率变化微小。
因此在生产上,玫瑰花的采摘时间应在光照小、气温低、湿度大时进行。在晴朗的天气里,玫瑰花的采摘应在早上太阳升起之前和刚升起时进行,即5:00~8:00采摘刚开放的玫瑰花,最迟须在10:00以前采摘完毕;阴雨天由于光照小、气温低、湿度大,采摘时间可相应宽松一些。
3 结论玫瑰花在花朵完全开放时出油率最高,因此生产上提取精油的玫瑰花应在花朵完全开放时进行采摘。
整个花期中,产花量开始时逐渐增大,然后逐渐减少,出油率在初花期和末花期较高,盛花期相对较低,与产花量呈负相关关系。
天气晴朗时,一天中的最佳采摘时间为早晨5:00~8:00,最迟须在上午10:00以前采摘完毕,阴雨的天气,采摘时间可相应宽松一些。
除温度,光照,湿度等因素外,水肥条件是玫瑰代谢过程中产生芳香物质的重要因素,在春季开花前期和产花量大的盛花期,必须保持足够的水肥,使玫瑰植株有足够的养分生产芳香类次生代谢物质。
何坚, 孙保国. 1995. 香料化学与工艺学. 北京: 化学工业出版社, 588-606.
|
黄蓉. 1990. 园林植物开花生理与控制. 北京: 农业出版社, 84-104.
|
李万英, 王文中. 1983. 我国玫瑰资源初探. 园艺学报, (3): 211-215. |
刘玉春. 1991. 油用玫瑰的开发利用. 化工时刊, 5(6): 20-24. |
马希汉, 王永红, 尉芹, 等. 2004. 玫瑰精油提取工艺研究. 林产化学与工业, 24(增刊): 80-84. |
孙守家, 赵兰勇, 于守超, 等. 2004. 平阴玫瑰鲜花花蕾采后衰老生理机制研究. 林业科学, 40(5): 79-83. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2004.05.012 |
天然香料手册编写组. 1989. 天然香料手册. 北京: 中国轻工业出版社, 33-36.
|
吴承顺, 汪沂, 赵德修, 等. 1985. 玫瑰芳香油主要化学成分研究. 植物学报, 27(5): 510-515. |
杨念慈. 1982. 浅谈油用玫瑰花的品种及其应用. 香料与香精, (4): 8-12. |
叶为继, 章德华. 1984. 香精与调香. 精细化工, (2): 29-34. |
张康健, 马希汉, 马梅, 等. 1999. 杜仲叶次生代谢物生长积累动态的研究. 林业科学, 35(2): 15-20. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.1999.02.003 |
张睿, 魏安智, 杨途熙, 等. 2005. 秦渭玫瑰精油提取工艺研究. 林业科学, 41(4): 216-218. |