全 文 ：367※分析检测 食品科学 2007, Vol. 28, No. 08
高效液相色谱-电喷雾质谱法分析牡丹花中
花色苷类化合物
樊金玲1，朱文学1,*，沈军卫1，陶冠军2
(1.河南科技大学食品与生物工程学院，河南 洛阳 471003；2.江南大学分析测试中心，江苏 无锡 214036)
摘 要：利用高效液相色谱与二极管阵列检测器/电喷雾质谱联用技术研究了牡丹花中的花色苷类化合物，分离检
测了五种花色苷，结合紫外吸收光谱和质谱信息分别鉴定为矢车菊-3,5-O-二葡萄糖苷，矢车菊-3-O-葡萄糖苷、芍
药-3, 5-O-二葡萄糖苷、芍药-3-O-葡萄糖苷和天竺葵-3, 5-O-二葡萄糖苷；比较了六个牡丹品种的花色苷组成。
关键词：牡丹；花色苷类化合物；高效液相色谱-电喷雾质谱联用
Analysis of Anthocyanins in Tree Peony Flower by High Performance Liquid Chromatography-electrospray
Ionization Mass Spectroscopy
FAN Jin-ling1，ZHU Wen-xue1,*，SHEN Jun-wei1，TAO Guan-jun2
(1.College of Food and Bioengineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China；
2.Testing and Analysis Center, Southern Yangtze University, Wuxi 214036, China)
Abstracts ：Tree peony (Pa ia spp.) flower extracts were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) with
online photodiode array detection and eletrospray ionization mass. Information on identity of the major anthocyanins in extracts
was obtained from their retention characteristics, UV visible spectra and mass spectra. Five anthocyanins including pelargonidin
3,5-di-O-glucoside, peonidin 3,5-di-O-glucoside, cyanidin 3,5-di-O-glucoside, peonidin 3-O-glucoside and cyaniding 3-O-
glucoside were identified. The relative quantitative anthocyanin compositions of extracts of peony flowers derived from
different cultivars in china were compared.
Key words：Paeonia spp；tree peony anthocyanins；high performance liquid chromatography-electrospray ionization
mass spectrometry (HPLC/ESI-MASS)
中图分类号：O657.63 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2007)08-0367-05
收稿日期：2007-06-05 *通讯作者
基金项目：河南省创新人才培养工程基金项目(教高[2001]513)；洛阳市科技攻关项目(983023)
作者简介：樊金玲(1973-)，女，博士，研究方向为天然药食科学。
花色苷类物质是自然界分布最广泛的水溶性植物色
素之一，多以天然色素的形式加以开发利用。近年来
又发现其具有抗氧化、抗血栓、预防糖尿病等生理功
能。牡丹(Paeonia spp.)为芍药科、芍药属牡丹组，花
大色艳，花色齐全，是我国的传统名花；花色苷是牡
丹花色形成的重要的物质基础，分析研究牡丹花花色苷
成分对于探讨牡丹花色形成的机理以及牡丹的深加工和
利用都具有重要意义。国内对牡丹花色苷的报道主要集
中在提取方法和稳定性研究[1-2]，国外研究者从牡丹花中
纯化并鉴定了六种花色苷成分[3-5](如图1所示)。高效液
相色谱与二极管阵列检测器(DAD)和电喷雾电离质谱联用
技术(HPLC-DAD-ESI-MS)是近几年来迅速发展起来的分
析方法之一，已成为植物粗提物中成分分离、定性的
HO
OR2
O
H
OH
O
R1
Glu
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+
图1 牡丹花中的花色苷结构图
Fig.1 Structure of isolated anthocyanins in tree peony flower
强有力工具；但迄今为止，应用HPLC-DAD-ESI-MS进
行牡丹花色苷类化合物结构的定性研究尚未见报道。本
实验利用HPLC-DAD-ESI-MS技术分离并初步鉴定了牡
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A
图2 HPLC-DAD检测牡丹花提取物的高效液相色谱图
Fig.2 HPLC-DAD profiles of extract of tree peony flower
A.检测波长520nm；B.检测波长为350nm；C.检测波长为280nm。
HPLC-DAD是花色苷定性分析的有效工具。花色苷
是类黄酮化合物，在280nm和520nm左右的两个波长处
有吸收峰；与干扰花色苷分析的其它类黄酮化合物(如黄
酮、黄烷酮、黄酮醇、黄烷醇等)的紫外可见吸收光谱
显著不同，如黄烷醇仅在280nm左右波长处有一个吸收
峰，多数类黄酮化合物在紫外区300～350nm和240～
285nm有两个特征吸收峰，因此可采用HPLC串联二极
管阵列器(DAD)检测，以区分花色苷和其它类黄酮化合
物；同时，花色苷的紫外吸收光谱还可提供花色苷元、
糖基取代模式的信息，而反相高效液相色谱的保留特性
与分子极性密切相关，可提供有关糖基、B环取代形式
及酰基化信息[6-8]。
花色苷元 R1 R2
天竺葵-3, 5- O-二葡萄糖苷 H 葡萄糖
天竺葵-3-O-葡萄糖苷 H H
矢车菊-3, 5-O-二葡萄糖苷 OH 葡萄糖
矢车菊-3-O-葡萄糖苷 OH H
芍药-3, 5- O-二葡萄糖苷 OCH3 葡萄糖
芍药-3-O-葡萄糖苷 OCH3 H
丹花中的主要花色苷类化合物，并对不同牡丹品种中花
色苷的相对含量进行了分析。
1 材料与方法
1.1仪器与材料
Waters 2690高效液相色谱-质谱联用仪、Waters 996
DAD检测器 美国Waters公司。
安珀莱特XAD-7树脂 美国罗门哈斯公司。
牡丹花为洛阳产，品种分别为洛阳红、首案红、
胡红、十八好、梨花小翠和赵粉。
1.2方法
1.2.1花色苷提取和纯化
取50g花辨，用0.1% HCl甲醇溶液4℃提取，重
复两次。合并提取液，减压浓缩；浓缩液用石油醚萃
取，除去脂溶性杂质；水相用相同体积的乙酸乙酯萃
取，萃取后的水相经安珀莱特XAD-7柱色谱纯化，用
水洗脱除去糖、蛋白质、有机酸等杂质，0.1% HCl甲
醇洗脱花色苷。收集花色苷洗脱液，真空浓缩至干。
再溶于10% 甲醇，经HPLC-DAD-ESI-MS分析。
1.2.2色谱质谱条件
色谱柱：Waters Sunfire C18 (2.1×150mm，5μ)；
流动相：A液为1%乙酸，B液为甲醇。线性梯度洗
脱：0→20min，B液0→80%；20→30min，B液80%
→100%。流速：0.3ml/min。柱温35℃，进样量
20μl。DAD检测器，花色苷检测波长520nm。 质谱条
件：正离子扫描(ESI+，m/z100～ 00)，毛细管电压：
3.8kV；锥孔电压：30V；光电倍增器电压：650V；离
子源温度：120℃；脱溶剂气温度：300℃；检测分流
比1:5。
2 结果与分析
花色苷为水溶性色素，常用酸化甲醇提取，其中
酸有利于提高花色苷的稳定性，防止非酰基化的花色苷
的降解。本实验采用0.1% HCl甲醇溶液提取牡丹花辨，
提取液为紫红色；浓缩后先后经石油醚和乙酸乙酯萃
取，水相经Amberlite XAD-7柱色谱纯化。纯化后的样
品进行HPLC-DAD-ESI-MS分析。
2.1牡丹花花色苷提取液的DAD检测分析
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本实验利用HPLC-DAD对6个品种牡丹花的花色苷
提取液进行了检测分析，图2为洛阳红品种在280和
350、520nm三个波长检测的高效液相色谱图。
280nm检测波长，主要检测到17个峰，其中有8
个峰(峰7，9，10，13～17)同时出现在350nm波长检
测的色谱图中，紫外吸收光谱显示这些化合物均在
280nm 和350nm左右有两个吸收峰(图略)，因此确定为
黄酮类化合物。峰1～4仅在280nm有一个吸收峰，且
在色谱图中先流出，表明极性较大，可能为简单的酚
酸类化合物，而非黄烷醇。
峰5、6、8和10 同时出现在280nm和520nm波长
检测的色谱图中，表明这些化合物可能为花色苷类物
质，紫外吸收光谱显示这些化合物均在280nm和520nm
左右有两个吸收峰(见图3)，且在300～330nm(酰基化花
色苷的特征吸收)无明显吸收峰， 因此确定为花色苷类物
质，且无酰基化。峰5、6、8和10的λmax-visble为514～
517nm，其中峰5和峰6的的λ440/λmax相近，为0.193和
0.187；而峰8和峰10的λ440/λmax相近，分别为0.352和
0.335，约为峰5和峰6的2倍。花色苷的λ440/λmax值与
糖苷位置有关。GHOSHN等[9]报道5-取代花色苷的λ440/
λmax约为相应的5-OH花色苷的一半左右，由此可区分
3-糖苷和3,5-糖苷。因此，峰5和峰6可能为5-取代
花色苷，而峰8和峰10可能为5-OH花色苷。
除检测到上述四种花色苷外，在十八好、胡红、
梨花小翠和赵粉四个品种中，还检测到另一种花色苷成
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图3 峰 5、5、6、8和 10的紫外吸收光谱图(峰号见图2)
Fig.3 UV-Vis spectra corresponding to peak 5, 5, 6, 8
and peak 10 (Peak numbers refer to HPLC Chromatograms)
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分，如图2A所示，其出峰时间在峰5和峰6之间，保
留时间为12.9min，紫外吸收光谱图显示λmax-visble为499nm
(见图3)，与报道的天竺葵色素接近[7]。
以上结果表明，牡丹花的花色苷提取液含有多种黄
酮化合物，但由于在现有高效液相色谱条件下这些黄酮
化合物与花色苷分彼此分离情况较好，并且可利用二极
管阵列检测器检测到的紫外可见吸收光谱加以区分，因
此不影响对花色苷的分析。
2.2牡丹花色苷的MS检测分析
峰8 的质谱图中，正离子扫描的m/z 449为[M+H]+
峰，碎片离子m/z 287表明峰8为矢车菊花色苷，由
m/z 449失去一个质量数162(六碳糖基)中性碎片所得。迄
2007, Vol. 28, No. 08 食品科学 ※分析检测370
图4 牡丹花色苷的ESI正离子质谱图(峰号见图2)
Fig.4 Mass fragmentation patt ern of anthocyanins in tree peony
flower under ESI-MS in positive mode(Peak numbers refer to HPLC
chr omat ogram s in Fig .2)
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595今为止，牡丹花中发现的花色苷均为葡萄糖苷，且花
色素的3-羟基总是以糖基化形式存在(花色素分子中的游
离3-羟基可破坏发色团的稳定性)；因此，推断峰8为
矢车菊-3-O-葡萄糖苷。
峰5的 [M+H]－ m/z为611，碎片离子为m/z 449，
287。m/z 449为[M+H]+ m/z 611失去一个葡萄糖基(质量
数162)的中性碎片而形成； m/z 287与 m/z 449之间也相
差质量数为162的中性碎片，这表明峰5为含二个葡萄
糖的矢车菊花色苷。由于牡丹中未见花色素-7-糖苷报
道，因此，另一个葡萄糖糖基化可能发生在5-羟基，
或在3-羟基位形成双糖苷。由于5-取代花色苷的λ440/
λmax值约为相应的5-OH花色苷的一半左右[9]，结合比较
峰5、8的λ440/λmax值，推断峰5为矢车菊-3，5-O-二
葡萄糖苷。
峰10 的[M+H]+ m/z为463，碎片离子m/z 301表明
峰10为芍药花色苷，由m/z 463失去一个质量数162的
中性碎片所得。因此，推断峰10为芍药-3-O-葡萄糖苷。
峰6的[M+H]+ m/z为625，碎片离子为m/z 463，301。
m/z 463为[M+H]+ m/z 625失去一个葡萄糖基的中性碎片
而形成，与峰10相比较，峰6应为含二个葡萄糖的芍
药糖苷。峰6的λ440/λmax(0.187)约为峰10(0.335)的1/2，
由此推断峰6为矢车菊-3,5-O-二葡萄糖苷。
峰5 的[M+H]+ m/z为595，碎片离子为m/z 433，
271。m/z 271表明该峰为天竺葵花色苷，m/z 433为
[M+H]+ m/z 595失去一个葡萄糖基中性碎片而形成，
m/z 271为m/z 433再失去一个葡萄糖基碎片而得，这表
明此花色苷为天竺葵糖苷，含二个葡萄糖。将峰5的
紫外可见吸收光谱和质谱图与已报道的数据相比照[7]，
推断为天竺葵-3,5-二-O-葡萄糖苷。Wang等[3-5]报道了
牡丹花中存在天竺葵-3,5-O-二葡萄糖苷，且为某些牡丹
品种的主要成分。
综上所述，六个品种牡丹花提取液中共检测到基于
天竺葵、芍药和矢车菊色素的五种花色苷，分别为矢
车菊-3,5-O-二葡萄糖苷、矢车菊-3-O-葡萄糖苷、芍药-
3,5-O-二葡萄糖苷、芍药-3-O-葡萄糖苷和天竺葵-3,5-O-
371※分析检测 食品科学 2007, Vol. 28, No. 08
二葡萄糖苷。据报道，牡丹花中存在天竺葵、芍药和
矢车菊色素的3-O-葡萄糖苷和3,5- O-二葡萄糖苷，共
六种[3-5]。但在本实验的六个牡丹品种中未检测到天竺
葵-3-O-葡萄糖苷。各花色苷在反相色谱柱中按照极性
由大至小的顺序流出，与报道相一致[10]。各色谱峰的识
别见表1。
2.3不同品种牡丹的花色苷检测分析
本实验对六个牡丹品种的花色苷相对含量进行了分
析。以各花色苷峰面积占色谱图中花色苷总峰面积的比
例表示花色苷的相对含量，结果如表2所示。
紫红色的两个品种洛阳红和首案红均不含天竺葵
花色苷，且单糖苷的含量相对较高，分别为43%和
17.3%；粉色和红色的四个品种中，均存在天竺葵花色
苷，且单糖苷含量较低(低于5%)。洛阳红中，矢车菊
花色苷与芍药花色苷含量相当，各占总量一半左右；首
案红中以芍药花色苷为主，占花色苷总量的73.2%。两
个红色品种(胡红和十八好)矢车菊花色苷含量均较低(低
于10%)，胡红中主要成分为芍药-3,5-O-二葡萄糖苷，
占花色苷总量的80.7%；十八好中以天竺葵-3,5-O-二葡
萄糖和芍药-3,5-O-二葡萄糖苷为主，分别占花色苷总量
的40.4%和52.2%。粉色系的两个品种梨花小翠和赵粉
中未检测到矢车菊花色苷，仅存在少量的芍药花色苷，
天竺葵-3,5-二-O-葡萄糖苷是其中的主要成分，在两个
品种中均占花色苷总量的93%以上。
3 结 论
采用高效液相色谱-电喷雾质谱联用可有效地分离
分析牡丹花中花色苷类物质。牡丹花中存在的主要花色
苷为芍药和矢车菊色素的3-O-葡萄糖苷和3,5- O-二葡萄
糖苷以及天竺葵-3,5- O-二葡萄糖苷；不同花色品种中
各花色苷的含量有很大区别。关于花色苷类别和含量对
牡丹花色的影响有待于进一步深入研究。
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色谱峰号 保留时间tR(min) λmax(nm) λ440/λmax 分子离子[M+H]+ 碎片离子 花色苷类别
5 11.7 514, 2780.193 611 449, 287矢车菊-3, 5 -O-二葡萄糖苷
5 12.9 499, 276 595 433 天竺葵-3, 5-O-二葡萄糖苷
6 13.6 514, 2780.187 625 463, 301芍药-3, 5-O-二葡萄糖苷
8 14.8 514, 2800.352 449 287 矢车菊-3-O-葡萄糖苷
10 16.8 517, 2790.335 463 301 芍药-3-O-葡萄糖苷
表1 牡丹花的花色苷辨别
Table 1 Identification of anthocyanin compounds in tree peony flowers by using their HPLC-DAD, LC-MS data
注：峰号见图2。
品种 花色
Cy Pg Pn粉苷 配粉类
3G5G3G 3G5G3G 3G5G3G Cy Pg Pn 3G5G3G
洛阳红 紫红 20.928.7 － － 36.114.3 49.6 － 50.457 43
首案红 紫红 19.1 7.7 － － 63.6 9.6 26.8 － 73.282.717.3
十八好 红 3.3 1.9 40.4 － 52.2 2.2 5.2 40.454.495.94.1
胡红 红 6.3 － 12.7 － 80.7 0.3 6.3 12.781.099.70.3
梨花小翠 粉 － － 93.6 － 5.9 0.5 － 93.6 6.4 99.50.5
赵粉 粉 － － 95.4 － 4.6 － － 95.4 4.6 100 －
表2 不同品种牡丹花中花色苷含量分析(%)
Table 2 Qualitativ e and relative quantitative anthocyanin content of six t ree peony cult ivars(%)
注：Cy.矢车菊色素；Pg.天竺葵色素；Pn.芍药色素. 3G5G. 3,5- O-二葡萄糖苷；3G. 3-O-葡萄糖苷；－.未检测到。