花色苷類天然色素組分分析研究進展

于　振，王　偉，蘇成付，周慶萍，王緒英，朱　毅（.六盤水師范學(xué)院生命科學(xué)系，貴州六盤水　55004；.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京　0008；.貴州大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，貴州貴陽　55005）

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花色苷類天然色素組分分析研究進展

于振1，2，王偉3，蘇成付1，周慶萍1，王緒英1，*朱毅2
（1.六盤水師范學(xué)院生命科學(xué)系，貴州六盤水553004；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083；3.貴州大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，貴州貴陽550025）

摘要：花色素具有抗氧化、降血糖、抗癌、改善記憶力等生理功能，是一種極具開發(fā)潛力的功能因子。自然條件下的花色素主要以花色苷的形式存在，不同植物來源的花色苷組分不同。通過綜述水果類、蔬菜類、薯類、豆類和谷類等天然花色苷來源中的花色苷組分，為通過膳食途徑攝入花色苷提供參考。

關(guān)鍵詞：天然色素；花色素；組分分析

花色苷是一類廣泛存在于植物中的天然水溶性色素，也是植物的主要呈色物質(zhì)，可使其呈現(xiàn)出紅色、藍色或紫色等顏色?；ㄉ帐怯苫ㄉ张浠ㄜ赵椿ㄇ嗨兀┩ㄟ^糖苷鍵與1個或多個分子的單糖和二糖結(jié)合而成的一類多酚類化合物，具有抗氧化［1］、抗突變［2］和預(yù)防心血管疾?。?］等生理學(xué)功能，是一種極具開發(fā)潛力的天然活性成分，可應(yīng)用于保健食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。花色苷配基（花青素）的基本結(jié)構(gòu)為3，5，7 -三羥基- 2 -苯基苯并吡喃，目前已知的有20多種，而矢車菊素、天竺葵素、飛燕草素、芍藥素、牽牛素和錦葵素是植物中最常見的6種花青素。此外，由于花色苷的不穩(wěn)定性，花色苷中的糖苷基和羥基可以通過酯鍵與1個或多個分子的芳香酸和脂肪酸等有機酸形成較為穩(wěn)定的?；ㄉ眨?］。由于連接到花色苷分子上的糖和有機酸的種類、數(shù)量及位置的不同，所以植物中可以形成多種花色苷，而最常見的是以矢車菊素、天竺葵素、飛燕草素、芍藥素、牽牛素和錦葵素等6種花青素為苷元與糖和有機酸結(jié)合形成的花色苷。本文綜述了水果類、蔬菜類、薯類、豆類和谷類等天然花色苷來源中的花色苷組分，以期為通過膳食途徑攝入花色苷提供參考。

1　水果類中花色苷組分

水果是天然花色苷的重要來源，主要包括葡萄、桑葚、藍莓和草莓等帶有顏色的水果。

1.1 葡萄

葡萄是我國居民最常食用的水果，既可以鮮食（鮮食葡萄），也可釀成葡萄酒飲用（釀酒葡萄）。紫皮和紅皮等顏色葡萄是人體通過膳食途徑攝入花色苷的重要來源，葡萄皮肉、葡萄籽芽鱗片等器官中均含有豐富的花色苷。葡萄中的花色苷種類很多，且存在品種差異，但主要是以飛燕草素、矮牽牛色素、芍藥素和錦葵素為配基形成的衍生物，而錦葵素糖苷是大部分葡萄品種中最主要的花色苷組分。欒麗英等人［5］采用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了釀酒葡萄赤霞珠和煙73葡萄果皮中的花色苷組分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)赤霞珠果皮中含有12種花色苷，在我國自主選育品種煙73果皮中檢測到15種花色苷，并指出脫落酸處理顯著提高了2種果皮花色苷總量，并且不同種類花色苷含量均在不同程度得到提高，從而促進果實著色。張雷等人［6］在鮮食葡萄“美人指”果皮中也檢測到了12種花色苷，但與煙73中的花色苷種類存在差異，指出雙層黑色紙袋處理可顯著促進果皮花色苷的合成及相關(guān)基因的表達，從而使葡萄果皮更好的著色。鄧潔紅等人［7］對刺葡萄皮花色苷進行分離和檢測，從刺葡萄皮花色苷水解物中得到錦葵啶和芍藥啶2種花色苷元，從刺葡萄皮色素中分離到5種花色苷組分，其中4種為3，5 -雙糖苷、1種為3 -糖苷、2種為?；ㄉ铡；ㄉ赵谄咸呀?jīng)發(fā)酵釀成葡萄酒中的過程中，種類與含量也會發(fā)生變化，一般會出現(xiàn)下降趨勢。在發(fā)酵之前的赤霞珠果皮中含12種花色苷［5］，釀成的葡萄酒中含9種花色苷，主要是二甲花翠素3 - O -葡萄糖苷和二甲花翠素3- O（6 - O -乙酰）葡萄糖苷2種［8］。

1.2 藍莓

藍莓花色苷主要以飛燕草素、矢車菊素和矮牽牛素等為基本結(jié)構(gòu)，與半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖等糖苷在不同位點的結(jié)合。劉志剛等人［9］在貴州藍莓花色苷提取液中發(fā)現(xiàn)了13種花色苷，并預(yù)測含有矢車菊素3 - O -葡萄糖苷、飛燕草素3 -半乳糖苷、飛燕草素3 -阿拉伯糖苷、矮牽牛素3 -阿拉伯糖苷、錦葵色素3 -半乳糖苷、錦葵色素3 -葡萄糖苷和錦葵色素3 -阿拉伯糖苷等7種花色苷。劉永等人［10］在南京藍莓花色苷提取液中發(fā)現(xiàn)了12種花色苷。

1.3 桑葚

桑葚花色苷主要是矢車菊素和天竺葵素的衍生物，且存在品種差異。鄒堂斌等人［11］在廣州桑葚中發(fā)現(xiàn)了8種花色苷，主要是矢車菊素、飛燕草素和天竺葵素等配基與葡萄糖和蕓香糖結(jié)合而成，含有矢車菊素3 -（2G -葡糖蕓香糖苷）、矢車菊素- 3，5 -二葡萄糖苷、矢車菊素- 3 -葡萄糖苷和矢車菊素-3 -蕓香糖苷等4種矢車菊素衍生物，飛燕草素- 3-蕓香糖苷- 5 -葡萄糖苷和飛燕草素- 3 -蕓香糖苷等2種飛燕草素衍生物，以及天竺葵素- 3 -葡萄糖苷和天竺葵素- 3 -蕓香糖苷等2種天竺葵素衍生物。楊玲等人［12］研究發(fā)現(xiàn)，新疆藥桑椹花色苷中并無飛燕草素衍生物，僅含有矢車菊- 3 -蕓香糖苷、天竺葵- 3 -蕓香糖苷、矢車菊- 3 -葡萄糖苷和天竺葵- 3 -葡萄糖苷等4種花色苷。與新疆藥桑椹相比，安徽野桑葚中僅含有3種花色苷組分，缺少了天竺葵- 3 -蕓香糖苷［13］。

1.4 其他

草莓果實中大約含有9種花色苷，但不同品種所含花色苷種類、含量及比例有所不同。其中，花葵素- 3 -葡糖苷是最主要的花色苷組分，其次依次為花葵素- 3 -蕓香苷、花葵素-丙二酰葡糖苷、花青素- 3 -葡糖苷和花葵素- 3 -甲基丙二酰葡糖苷等［14］。樟樹果花色苷的主要組分為芍藥色素- 3 -阿拉伯糖苷、芍藥色素- 3 -木糖苷和芍藥色素- 3 -葡萄糖苷或它們的衍生物［15］。

2　蔬菜類中花色苷組分

蔬菜也是天然花色苷的主要來源，紅葉芥菜、紫紅色大白菜、紅菜薹、紫色白菜和紫結(jié)球甘藍新鮮葉片中的花色苷主要是矢車菊素、飛燕草素和矮牽牛素的衍生物，其中矢車菊素類花色苷是最主要的花色苷組分。紅葉芥菜、紫紅色大白菜、紫色白菜和紅菜薹中的花色苷主要是被香豆酸、丙二酸和阿魏酸?；氖杠嚲账? 3 -葡萄糖苷，而紫結(jié)球甘藍主要花色苷成分為?；氖杠嚲? 3 -芥子酰-槐糖苷- 5 -葡萄糖苷和未酰化的矢車菊- 3 -槐糖苷- 5 -葡萄糖苷、矢車菊- 3 - p -香豆酰-槐糖苷-5 -葡萄糖苷［16］。紫菜薹中15種花色苷，主要由9種高度?；氖杠嚲栈ㄉ占?種非?；膯翁擒蘸投擒帐杠嚲战M成，另含少量非?；瘑翁擒蘸投擒盏娘w燕草素［17］。紅皮白心蘿卜存在4種主要的花色苷，都是以天竺葵- 3 -槐糖苷- 5 -葡萄糖苷為基本結(jié)構(gòu)，分別為3-［6-（對香豆酰）- L-葡萄苷（2→1）-葡糖苷］- 5- D-吡喃葡糖苷天竺葵素、3-［6-（阿魏酰）- L-葡萄苷（2→1）-葡糖苷］- 5- D-吡喃葡糖苷天竺葵素、3-［6-（對香豆酰）- L-葡萄苷（2→1）-葡糖苷］- 5-［（6-丙二酰）- D-吡喃葡糖苷］天竺葵素和3-［6-（阿魏酰）- L-葡糖苷（2→1）-葡糖苷］- 5［-（6-丙二酰）- D-吡喃葡糖苷］天竺葵素［18］。

3　薯類中花色苷組分

薯類是人們常見的糧食作物，也是天然花色苷的主要來源。孫夢茹等人［19］采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測了耐鹽紫甘薯品種Z103中花色苷的組分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中含有12種花色苷，主要是被芳香酸?；氖杠嚲账睾蜕炙幩鼗ㄉ眨?0］。張超等人［21］鑒定了我國紅色馬鈴薯（2472）和紫色馬鈴薯（紫香玉）等2種彩色馬鈴薯中的花色苷組分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅色馬鈴薯（2472）中含有5種花色苷，主要是未?；奶祗每剀占磅；奶祗每剀?、矢車菊素苷，其中主要組分為天竺葵3 - p -香豆酰-蕓香糖苷- 5 -葡萄糖苷，而矢車菊3 - p -香豆酰-蕓香糖苷- 5 -葡萄糖苷在馬鈴薯中為首次檢出。紫色馬鈴薯（紫香玉）中也含有5種花色苷，主要是未?；臓颗；ㄋ剀占磅；臓颗；ㄋ剀?、錦葵素苷，其中牽牛花素- 3 - p -香豆酰-蕓香糖苷- 5 -葡萄糖苷為主要成分。紫色馬鈴薯“黑金剛”中花色苷中含有7種花色苷組分，主要是未?；臓颗；ㄋ剀?、芍藥素苷及?；娘w燕草素苷、牽?；ㄋ剀铡⑸炙幩剀?。其中，牽?；ㄋ? 3 - p -香豆酰-蕓香糖苷- 5 -葡萄糖苷是紫色馬鈴薯花色苷的主要組分，而牽?；ㄋ? 3 -葡萄糖苷在馬鈴薯中為首次檢出［22-23］。

4　其他天然花色苷來源組分

黑米種皮中富含多酚類物質(zhì)，特別是花色苷，主要含有3種花色苷組分，分別是矢車菊- 3 -葡萄糖苷、矢車菊- 3 -蕓香糖苷和芍藥素- 3 -葡萄糖苷［24］。藍、紫粒小麥籽粒中共鑒定出14種花色苷類化合物，分別為飛燕草色素、矢車菊素、芍藥素形成的花色素-己糖苷和飛燕草色素、矢車菊素、牽牛花色素、芍藥素、錦葵色素形成的花色素-蘆丁苷以及?；氖杠嚲账?丙二酰葡萄糖苷、芍藥素-丙二酰-葡萄糖苷等［25］。紫玉米苞葉中含有6種花色苷組分，推測可能分別為矢車菊- 3 - O -葡萄糖苷、天竺葵- 3 - O -葡萄糖苷、芍藥- 3 - O -葡萄糖苷、矢車菊- 3 -（6 -丙二酰-葡萄糖苷）、天竺葵- 3 -（6 -丙二酰-葡萄糖苷）和芍藥素- 3 -（6 -丙二酰-葡萄糖苷）［26］。黑大豆種皮中含有6種花色苷組分，分別為飛燕草素- 3 -葡萄糖苷、矢車菊素- 3 -半乳糖苷、矢車菊素- 3 -葡萄糖苷、矮牽牛素- 3 -葡萄糖苷、芍藥素- 3 -葡萄糖苷和錦葵素- 3 -葡萄糖苷［27］。

5　結(jié)語

作為植物體內(nèi)的顯色物質(zhì)，花色苷除了呈現(xiàn)顏色之外，還具有抗氧化、抗癌、預(yù)防心腦血管疾病等多種生理功能，具有極高的藥食兩用價值，且天然植物提取物的開發(fā)和使用具有較高的安全性，所以在天然色素的開發(fā)領(lǐng)域花青素資源具有更加廣泛的發(fā)展空間和前景。但一般作物中花色素含量較少，可采用生物工程手段，如通過基因沉默技術(shù)（如RNAi沉默）沉默花色素合成代謝過程中相關(guān)抑制基因的表達，或通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入相關(guān)花色素基因并進行育種，使作物富含花色素。

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Research Progress of Composition Analysis on Anthocyanidin as Natural Pigment

YU Zhen1，2，WANG Wei3，SU Chengfu1，ZHOU Qingping1，WANG Xuying1，*ZHU Yi2
（1. Department of Life Science，Liupanshui Normal University，Liupanshui，Guizhou 553004，China；2. College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China；3. Arts College，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：Anthocyanidin is a kind of extremely potential function factor，which has many physiological functions，such as antioxidation，hypoglycemic，anticancer，memory improvement，et al. Anthocyanidin exist mainly as anthocyanin under natural conditions and anthocyanins extracted from different plants have different compositions. This paper preferred to discuss anthocyanins compositions extracted from fruit，vegetables，potatoes，beans and frumentum，providing theoretical guidance for dietary intake of anthocyanins.

Key words：natural pigment；anthocyanidin；composition analysis

中圖分類號：TS202.3

文獻標(biāo)志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.04.049

文章編號：1671- 9646（2016）04b- 0063- 03

收稿日期：2016- 03- 17

基金項目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金項目（黔科合LH字［2014］7463號）；六盤水師范學(xué)院科研計劃項目（Lpssy201325）。

作者簡介：于振（1987—），男，博士，講師，研究方向為食品生物技術(shù)。

*通訊作者：朱毅（1973—），女，博士，副教授，研究方向為果蔬采后保鮮與生物活性物質(zhì)功效。