20種深色表皮農(nóng)產(chǎn)品中花青素研究

劉玉晗 邢麗杰 李先義 羅瑞峰 王遠(yuǎn) 鄒良君

摘要 為比較常見(jiàn)深色表皮農(nóng)產(chǎn)品中花青素的種類(lèi)和含量，采用高效液相色譜法對(duì)市場(chǎng)內(nèi)常見(jiàn)的20種深色表皮農(nóng)產(chǎn)品中6種花青素（飛燕草素、矢車(chē)菊素、矮牽牛素、天竺葵素、芍藥色素和錦葵色素）進(jìn)行測(cè)定分析。結(jié)果表明，20種深色表皮農(nóng)產(chǎn)品中花青素種類(lèi)和含量差異較大，花青素種類(lèi)為1～5種不等，含量在2.6～1 144.2 mg/kg，其中黑果枸杞花青素含量最高，藍(lán)莓、巨峰葡萄果皮和黑加侖葡萄干中檢出花青素品種較多。

關(guān)鍵詞 農(nóng)產(chǎn)品;深色表皮;花青素;高效液相色譜;種類(lèi);含量測(cè)定

中圖分類(lèi)號(hào) TS-207.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2021）11-0186-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.11.050

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on Anthocyanins in 20 Kinds of Dark Skinned Agricultural Products

LIU Yu-han1，2， XING Li-jie1，2， LI Xian-yi1，2 et al

（1.Analysis and Testing Center of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Shihezi，Xinjiang 832000;2.Xinjiang Production and Construction Corps Institute of Food Inspection， Shihezi，Xinjiang 832000）

Abstract In order to compare the kinds and contents of anthocyanins in common dark skinned agricultural products， six kinds of anthocyanins （delphinidin， cyanidin， petunia， pelargonidin， paeoniflorin and malliflorin） in 20 kinds of dark skinned agricultural products were determined by high performance liquid chromatography. The results showed that there were significant differences in anthocyanin types and contents among 20 kinds of dark skinned agricultural products. The anthocyanin types was 1-5， and the content was 2.6-1 144.2 mg/kg. Among them， Lycium ruthenicum Murr. had the highest anthocyanin content， and anthocyanins were the more diverse in blueberry， the peel of Kyoho grape and raisin of blackcurrant.

Key words Agricultural product;Dark skinned;Anthocyanin;High performance liquid chromatography;Type;Content determination

花青素和甜菜色素、胡蘿卜素、葉綠素并稱(chēng)為四大類(lèi)植物色素，是一類(lèi)含有多種酚羥基的黃酮類(lèi)化合物，廣泛分布于植物的根、莖、葉、花及果實(shí)組織中，是植物呈現(xiàn)紫色、紅色等鮮艷顏色的重要原因之一[1]。已知自然界中花青素有20多種，其中飛燕草素、矢車(chē)菊素、矮牽牛素、天竺葵素、芍藥色素和錦葵色素是高等植物中常見(jiàn)的6種花青素[2]。花青素因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性，具有抗氧化、抗炎抗菌、抗腫瘤、預(yù)防心腦血管疾病、降血糖等功效，同時(shí)由于來(lái)源廣泛、細(xì)胞毒性小和食用安全等特點(diǎn)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[3-4]。

花青素在自然狀態(tài)下較少以游離狀態(tài)存在，通常與糖結(jié)合形成花色苷，而花色苷中的羥基和糖苷基與羧酸及衍生物進(jìn)行?；磻?yīng)轉(zhuǎn)變成較為穩(wěn)定的花色苷[5]。因?yàn)榛ㄉ盏姆N類(lèi)多、含量少，難以提純保存，故通常通過(guò)碎片離子進(jìn)行物質(zhì)的推測(cè)[6]。目前，關(guān)于植物中花青素的檢測(cè)方法主要包括液相色譜法[7]、pH示差法[8]、分光光度法[9]等。其中pH示差法和分光光度法易受外在環(huán)境條件以及樣品中其他物質(zhì)的干擾，造成檢測(cè)結(jié)果偏高。液相色譜法因其方法靈敏度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)可用于花青素的分析測(cè)定。同時(shí)，關(guān)于多種植物中花青素比較研究相對(duì)較少。因此，筆者以市場(chǎng)里常見(jiàn)的深色表皮農(nóng)產(chǎn)品為研究對(duì)象，將花色苷水解為花青素，采用高效液相色譜儀準(zhǔn)確地分析測(cè)定樣品中花青素的種類(lèi)和含量，為開(kāi)發(fā)和利用富含花青素的農(nóng)產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 儀器與設(shè)備。

高效液相色譜儀配備二極管陣列檢測(cè)器（e2695+2998，美國(guó)Waters 公司）;勻漿機(jī)（T25，德國(guó)IKA公司）;KQ-600DE超聲儀（江蘇昆山市超聲儀器公司）;SHA-C恒溫振蕩器（常州國(guó)華電器有限公司）;SK快速混勻器（江蘇正基儀器有限公司）;電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）;超純水儀（成都超純科技有限公司）;PM4600 型電子天平（上海超聲波儀器廠）。

1.1.2 試劑。

甲醇和乙腈（HPLC級(jí)，德國(guó) MERCK公司）;無(wú)水乙醇（色譜級(jí)，德國(guó)迪馬公司）;鹽酸（優(yōu)級(jí)純，天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠）;甲酸（HPLC 級(jí)，德國(guó)CNW公司）;所用水為超純水。飛燕草素、矢車(chē)菊素、矮牽牛素、天竺葵素、芍藥色素和錦葵色素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（純度為 98.5%，德國(guó) PhytoLab公司）。

1.1.3 試材。

水果類(lèi)10種（桑葚、紅心火龍果果肉、西梅、櫻桃、黑布林、巨峰葡萄、藍(lán)莓、楊梅、紅香蕉、山竹）、蔬菜類(lèi)5種（紅洋蔥、紫皮長(zhǎng)茄子皮、紫甘藍(lán)、紫薯、紫花菜）、干果類(lèi)3種（黑果枸杞、玫瑰香葡萄干、黑加侖葡萄干）、糧食類(lèi)2種（黑米、黑豆），均購(gòu)于當(dāng)?shù)爻泻娃r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。火龍果取其果肉，西梅、櫻桃、黑布林和楊梅去核后取其果肉，巨峰葡萄、紅香蕉和紫皮長(zhǎng)茄子取表皮部分，山竹取殼，所有樣品切成小塊，勻漿機(jī)混勻，-20 ℃保存，備用。

1.2 試驗(yàn)方法

樣品的提取和水解均參照 NY/T 2640—2014《植物源性食品中花青素的測(cè)定 高效液相色譜法》。當(dāng)樣品中花青素含量超出線性范圍時(shí)，則將樣品進(jìn)行適當(dāng)稀釋測(cè)定。數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行比較和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 花青素的分離及線性關(guān)系

通過(guò)對(duì)液相色譜條件的優(yōu)化，6種花青素標(biāo)準(zhǔn)品以1%甲酸水溶液和1%甲酸乙腈為流動(dòng)相，經(jīng)XBridge-C18色譜柱（5 μm，4.6 mm×150 mm，柱溫35 ℃）分離，在530 nm波長(zhǎng)測(cè)定，得到了較好分離效果（圖1）。

分別配制0.5、1.0、5.0、25.0和50.0 μg/mL 6種花青素的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果表明（表1），6種花青素濃度在0.5～50.0 μg/mL呈良好的線性關(guān)系，決定系數(shù)（R2）均大于0.99。

2.2 深色表皮農(nóng)產(chǎn)品中花青素的比較分析

20種深色表皮農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)提取水解，在優(yōu)化的色譜條件下進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，20種農(nóng)產(chǎn)品中花青素含量和種類(lèi)差異較大，花青素的總量在2.6～1 144.2 mg/kg，花青素種類(lèi)為1～5種不等。對(duì)20種農(nóng)產(chǎn)品中花青素的占比進(jìn)行分析，結(jié)果顯示（圖2），錦葵色素是含量最豐富的花青素，占總含量的33%，天竺葵素和芍藥色素含量占比較少，不足2%，且僅在桑葚中檢測(cè)到天竺葵素。

在水果及其干制品中，黑果枸杞中花青素含量最高（1 144.2 mg/kg），藍(lán)莓（865.3 mg/kg）和桑葚（315.9 mg/kg）次之，這與很多學(xué)者測(cè)定花青素的結(jié)果差異不大：黑果枸杞（1 650 mg/kg）[10]、藍(lán)莓（0.444 g/L）[11]、桑葚（1.02～122.57 mg/L）[12]。且藍(lán)莓的花青素種類(lèi)與王歡等[13]在藍(lán)莓酒中檢測(cè)到的花青素種類(lèi)一致。在紅心火龍果果肉、西梅、櫻桃、黑布林和山竹殼中僅檢測(cè)到矢車(chē)菊素，含量在3.3～47.5 mg/kg，與周存山等[14]通過(guò)pH 示差法測(cè)得西梅的花青素含量（1.52 mg/g）差異較大，而火龍果、黑布林和山竹殼的研究目前主要集中在其干燥的果皮中[15-16]。解紅霞等[17]采用pH 示差法測(cè)得楊梅的花青素含量為1.69 mg/g，F(xiàn)u等[18]通過(guò)pH 示差法測(cè)得紅香蕉皮的花青素含量為154.57 μg/g，與該研究測(cè)定的結(jié)果相差較大。巨峰葡萄果皮的花青素總量（195.9 mg/kg）與譚西等[19]用分光光度法測(cè)定的花青素含量（0.13～3.93 mg/g）差異不大。其中巨峰葡萄果皮和黑加侖葡萄干的花青素種類(lèi)與歐盟規(guī)定（編號(hào) E163）葡萄皮花青素提取物中所含的花色苷母核種類(lèi)一致，玫瑰香葡萄干僅含有3種花青素，其中錦葵色素均為主要花青素。

在該研究中，蔬菜的花青素種類(lèi)單一，除紫花菜含有2種花青素外，其余僅含有1種花青素，且花青素含量均不高，含量最高的紫花菜花青素總量（130.3 mg/kg）僅為黑果枸杞的11%。該研究與殷麗琴等[20]通過(guò)高效液相色譜法測(cè)定的紫薯花青素含量（7.2～433.8 mg/kg）相似，與很多學(xué)者通過(guò)pH 示差比色法測(cè)定花青素的結(jié)果差異較大：紫花菜（305.2～787.7 mg/kg）[21]、茄子果皮（587.35 mg/g）[22]、紅洋蔥（299.9 mg/kg）[23]、紫甘藍(lán)（0.608 mg/g）[24]。

在糧食類(lèi)中，黑米的花青素總量是黑豆的7.5倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于黑豆，其中矢車(chē)菊色素均為其主要的花青素，占比均高于90%，這與Hou等[25]的研究結(jié)果一致。有研究通過(guò)分光光度法檢測(cè)到黑米的花青素得率為1.249%[26]，黑豆的花青素得率為1.101 mg/g[27]。

綜上所述，導(dǎo)致該研究與其他研究結(jié)果不同的原因可能是樣品品種的差異、個(gè)體成熟度的不同、花青素提取的方法不同和檢測(cè)方法的不同。

3 結(jié)論

該研究通過(guò)高效液相色譜法明確了20種農(nóng)產(chǎn)品中花青素的組成成分和具體含量，20種農(nóng)產(chǎn)品的花青素種類(lèi)和含量因品種的不同差異較大，黑果枸杞的花青素總量最高（1 144.2 mg/kg），其次是藍(lán)莓（865.3 mg/kg）和黑米（494.9 mg/kg）。含有的花青素種類(lèi)從1種到5種不等，僅在桑葚中檢測(cè)到天竺葵素;水果及其干制品中的花青素種類(lèi)差異較大，如藍(lán)莓、巨峰葡萄和黑加侖葡萄干存在5種花青素，紅心火龍果、西梅、櫻桃、黑布林和山竹殼僅含有矢車(chē)菊

色素。蔬菜的花青素種類(lèi)較為單一，存在1種或2種色素，

且含量不高，總體低于水果的花青素含量;20種農(nóng)產(chǎn)品中含有豐富的錦葵色素、矢車(chē)菊色素、矮牽牛色素和飛燕草色素，天竺葵色素和芍藥色素較少。該研究為農(nóng)產(chǎn)品中花青素的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供理論參考，同時(shí)對(duì)消費(fèi)者選擇富含花青素產(chǎn)品具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] TANAKA Y，SASAKI N，OHMIYA A.Biosynthesis of plant pigments：Anthocyanins，betalains and carotenoids[J].The plant journal，2008，54（4）：733-749.

[2] FERNANDES I，F(xiàn)ARIA A，CALHAU C，et al.Bioavailability of anthocyanins and derivatives[J].Journal of functional foods，2014，7：54-66.

[3] 喬廷廷，郭玲.花青素來(lái)源、結(jié)構(gòu)特性和生理功能的研究進(jìn)展[J].中成藥，2019，41（2）：388-392.

[4] KALT W，CASSIDY A，HOWARD L R，et al.Recent research on the health benefits of blueberries and their anthocyanins[J].Advances in nutrition，2020，11（2）：224-236.

[5] ONGKOWIJOYO P，LUNA-VITAL D A，DE MEJIA E G.Extraction techniques and analysis of anthocyanins from food sources by mass spectrometry：An update[J].Food chemistry，2018，250：113-126.

[6] 薛瑩，徐先順，雍莉，等.楊梅功能活性成分的UPLC-ESI-Q-TOF/MS分析[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2018，39（15）：123-127，148.

[7] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.植物源性食品中花青素的測(cè)定高效液相色譜法.NY/T 2640—2014[S].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2015.

[8] 陳建國(guó)，梁寒峭，李金霞，等.響應(yīng)曲面法優(yōu)化黑青稞花青素的提取工藝[J].食品工業(yè)，2016，37（1）：80-83.

[9] 吉林省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.紫穗玉米花青素測(cè)定分光光度法：DB 22/T 2529—2016[S].吉林省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2016.

[10] 束彤，于瑤，馬明芳，等.HPLC測(cè)定黑果枸杞鮮果中花青素含量的方法研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，25（1）：24-29，54.

[11] 慈美琳，陳燕，張瀟，等.響應(yīng)曲面法優(yōu)化藍(lán)莓花青素提取工藝及其抗氧化活性[J].食品工業(yè)，2014，35（4）：39-44.

[12] 喬健，馬智玲，魏長(zhǎng)賓，等.湛江地區(qū)不同桑葚品種的品質(zhì)比較[J].食品工業(yè)科技，2020，41（12）：264-268，290.

[13] 王歡，譙順彬，田輝，等.高效液相色譜法測(cè)定藍(lán)莓酒中六種花青素含量[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（8）：280-284.

[14] 周存山，馬海樂(lè)，余筱潔，等.西梅花色苷浸提工藝及降解特性[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，34（5）：536-542.

[15] 崔帥，何博，黃定強(qiáng).響應(yīng)曲面法優(yōu)化火龍果中花青素的提取研究[J].化學(xué)世界，2020，61（11）：767-771.

[16] 劉妍，郭艷峰，李曉璐，等.三種水果果皮中花青素含量測(cè)定及其穩(wěn)定性分析[J].保鮮與加工，2017，17（4）：89-93.

[17] 解紅霞，陳相艷，王文亮，等.不同干燥方式對(duì)楊梅中總多酚和花青素含量的影響[J].食品科技，2014，39（2）：96-98，103.

[18] FU X M，CHENG S，LIAO Y，et al.Comparative analysis of pigments in red and yellow banana fruit[J].Food chemistry，2018，239：1009-1018.

[19] 譚西，王馨悅，周欣，等.不同產(chǎn)地葡萄花青素提取物的HPLC特征圖譜構(gòu)建及其生物活性分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，49（11）：2263-2272.

[20] 殷麗琴，彭云強(qiáng)，鐘成，等.高效液相色譜法測(cè)定8個(gè)彩色馬鈴薯品種中花青素種類(lèi)和含量[J].食品科學(xué)，2015，36（18）：143-147.

[21] 丁云花，何洪巨，趙學(xué)志，等.不同類(lèi)型花椰菜主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析[J].中國(guó)蔬菜，2016（4）：58-63.

[22] 周寶利，張琦，葉雪凌，等.不同品種茄子果皮花青素含量及其穩(wěn)定性[J].食品科學(xué)，2011，32（1）：99-103.

[23] ZHANG S L，DENG P，XU Y C，et al.Quantification and analysis of anthocyanin and flavonoids compositions，and antioxidant activities in onions with three different colors[J].Journal of integrative agriculture，2016，15（9）：2175-2181.

[24] 張輝，劉奕廷，張宏林，等.16種含花青素植物經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估[J].吉林中醫(yī)藥，2019，39（7）：944-948.

[25] HOU Z H，QIN P Y，ZHANG Y，et al.Identification of anthocyanins isolated from black rice（Oryza sativa L.）and their degradation kinetics[J].Food research international，2013，50（2）：691-697.

[26] 劉長(zhǎng)姣，鄭霞，熊湘煒，等.分光光度法測(cè)定黑米花青素方法的建立[J].糧食與油脂，2019，32（1）：73-77.

[27] 曹柏營(yíng)，張雅婷，孫睿彤，等.黑豆花青素提取及抗氧化活性研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2019，40（6）：94-99.