花卉植物的花朵,除了拥有鲜艳的色彩或能分泌蜜腺外,多数还具有独特的芳香。这种芳香,浓郁、清雅,深受人们喜爱。它不仅能陶冶心情和恢复疲劳,还具有杀菌效益。这些植物在花卉园艺中常被列为香花植物,用于庭院观赏,也能作为茶用香花或提炼香精及各种药物。常见的芳香植物包括草本植物如兰花、晚香玉、香石竹、水仙、麝香百合、荷花;以及木本植物如桂花、梅花、蜡梅、栀子、茉莉、白兰、含笑、月季、珠兰、代代等。
1. 花朵芳香的特性
花朵的芳香源于花瓣内含有的挥发性芳香物质,即“芳香油”。芳香油的形成、种类和散发的习性,与植物种类有关,同时也受开花时的环境条件影响。了解花朵芳香的形成和吐香的习性,对提高花朵的观赏价值和确定采摘时间都有指导意义。
(1)芳香油的分泌挥发过程
挥发油的合成作用通常发生在特殊的腺体细胞或上皮细胞内。例如,胡椒薄荷(Mentha piperita)叶片表面腺毛在形成和分泌挥发油的过程中,首先在细胞质中形成小的油泡,然后油泡的内容物通过表皮细胞壁被释放至表皮细胞壁与上方的角质层之间,挥发油便慢慢累积在角质层下方,最后角质层破裂,挥发油便被释放出来。不同种类的植物,其挥发油的分泌过程可因腺体系统的不同而各种不同。与开花有关的腺体,其分泌物就是芳香油。但花朵内芳香油的分泌与释放过程,可能与上述胡椒薄荷叶片表面腺体的分泌过程不完全相同。芳香油的释放可能是通过气孔逸出的(Tingey等,1978)。
(2)花朵开放过程的吐香特点
香花按其花朵内芳香油的挥发特点不同,有人将其分为辩运气质花和体质花。气质花是指这类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,因此其芳香以初开放时最浓,花朵开放后不久,芳香已慢慢散失,这类花朵的芳香维持时间较短。属于这类花的芳香植物,常见的有茉莉、梅花、兰花、玫瑰、蜡梅等。如茉莉花,在傍晚开放,晚上开放的花朵,在当天午后,花瓣内芳香油的积累达到饱和状态,作为窨茶用花,午后正是采摘适时。茉莉花的双瓣类型,花朵的自然吐香过程可以自开放后延续十几个小时之久。据观察,茉莉花芳香油的挥发以上半夜为最浓烈。玫瑰花,花朵在拂晓开放。其芳香油的含量是随花蕾的发育逐渐增加,初开放时含量最高,而自花开放直至雄蕊变色,芳香油已大量散失,含量下降。因此只有那些初开放而未见露花心的玫瑰花,最为芳香。梅花,花朵的芳香,也是随着花朵开放逐渐挥发,那些含苞欲放至初开放的花朵,香味为最浓郁。兰花的花朵,一经授粉,蕊心柱便弯曲,香气立即消失。因为芳香是由蕊心柱(花丝和花柱合生部分)散发出来的。体质花,花朵内芳香油是以游离状态存在于花瓣中,因此未开放或是开放不久的花朵,其花瓣均有香气,这类花芳香维持的时间就较长久,直到花瓣凋萎,芳香才将耗尽。属于这类的香花植物,常见的是白兰花、珠兰、代代等。这些植物的花,虽然芳香时间较长久,但是也以初开放者,芳香为最浓。不论是气质花或体质花,一般皆以初开放之花,芳香油的含量最高,是观赏或采摘的理想时间;而未开放之花朵或是前一日已开放的花朵,芳香油的含量均为偏低;雨天开放的“雨水花”,其香味最差。
(3)开花时的温度、光照、水分条件与芳香
花朵的芳香也受开花时的气候状况、栽培条件以及采摘时间的影响。通常,影响花朵芳香浓淡的主要环境是温度,其次是水分、光照和肥料条件。多数香花植物,开花时遇气温较高、日照充足,其花朵芳香也较浓郁。如茉莉花,是以7、8月开放的“伏花”香味最浓,而“春花”的香味最差。其原因是茉莉花的开花适温为35—37℃,并喜直射光照射。“伏花”开放时正遇气温最高和日照充足的季节,因而花朵最芳香。白兰花同样是6、7月开放的花朵香味比春花和秋花更浓一些。荷花也是以伏花的芳香最佳,早花和秋花的香味较淡。可是,很多不耐高温的芳香植物,开花期集中于春、秋或冬季,夏季不仅花量减少,而且香味也最淡。如玫瑰的墨红品种(Grimson Glory Rosa Hyhrid Hort),以“春花”香气最浓,“夏花”香气最淡。花期在冬季的蜡梅,花期内如遇气温偏高,花朵芳香就较清淡。不同的植物,花朵中所含芳香油的种类不同,因此芳香油的形成与挥发所要求的适温也不同。如在进行香花窨茶时,就注意到,芳香油散发所要求的温度,代代花就比茉莉花和柚花要求的温度偏高些,栀子花、桂花、树兰花等花朵芳香油的挥发也需要稍高的温度。花朵芳香的浓、淡受开花当时温度影响,其原因,估计是那些参与各种芳香油形成的相应酶类的活性与温度有关。香花植物花期内,当遇光照不足或阴雨天气,花瓣组织内含水量就偏多,因而芳香油的积累量就相对减少,花朵的香味就淡薄。如玫瑰花中的“雨水花”,质量就较差。可是一些喜阴的香花植物,不耐直射光照射,如兰花、含笑、珠兰。这些植物的花,当遇强光直射,会影响花朵的正常吐香。花期内遇高温和干旱,由于花瓣的水分蒸腾加速,大量的芳香油能随水分一起被蒸发散失,因而这类植物花朵的香味维持时间就较短促。一些对肥料条件要求较严格的香花植物,当遇到土壤肥力充足的环境,其花朵的芳香便浓郁,如蜡梅和茉莉。
2. 芳香油的成分与合成
(1)主要香花的芳香油种类
从常见香花植物花朵中提取的香料,种类很多。主要有茉莉油,白兰芳香油,玫瑰油,橙花油等。香花还能提取各种浸膏,如白兰浸膏、含笑浸膏、蜡梅浸膏、玫瑰浸膏、桂花浸膏、水仙浸膏、夜来香浸膏、茉莉浸膏、麝香百合浸膏等(表3—3)。
(2)芳香油的成分
植物的花朵或是茎、叶、根中所含的芳香油,都具有挥发性,状如液态油脂,比重比水轻,故常称之为“植物精油”以区别于油脂。植物精油的主要成分,多数具有C10H16、C15H24、C20H32组成的萜类化合物及其衍生物。因此是以萜类化合物为基础的。萜类化合物,是存在于植物有机体内的一大类化合物,包括一部分植物色素、维生素、激素和一些香精油的成分。萜的结构,是1-甲基-4-异丙基环己烷,分子式C10H20,又称“萜烷”。萜类化合物即萜烷的衍生物,实际上它是由若干异戊二烯结构以头尾相连而成。根据萜类化合物所含异戊二烯单位的数目不同,可以分为单萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜、多萜等。如牻牛儿醇是单萜,它由二个异戊二烯单位组成,在植物体内主要是以游离态存在,它的顺式异构体为橙花醇。如金合欢花醇,是属倍半萜类,它由三个异戊二烯单位组成的倍半萜烯醇。
(3)芳香油的生物合成
在植物体内,芳香油与植物碱相似,也是植物体代谢活动的中间产物经进一步转化形成。产生的原因,可能是为了引诱昆虫、驱除害虫、减少水分蒸发、医治创伤等。芳香油的成分,可能是在植物生长开始时,植物体内就已构成无环烃类,以后又经有关酶的作用,使氧化或与水加成变成醇类,再经过加氢或去氢作用,最后得到环化或进行分子重排,随着植物生长发育阶段的转变,这些芳香油的成分便构成了各种萜类衍生物或是芳香族酚类和酯类等。植物体内萜类的生物合成过程,发现是以乙酰辅酶A作为合成的最初原料,可见呼吸作用的中间产物乙酰辅酶A,是进一步合成各种芳香油的原料。因此,也说明了植物组织芳香的产生,是植物体新陈代谢活动的结果,芳香油是代谢的产物。由于植物体内起催化
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