全 文 ：西北林学院学报 ２０１２，２７（１）：１５０～１５４
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－７４６１．２０１２．０１．３１
花烟草中黄酮类化合物种类及含量的分析
　收稿日期：２０１１－０１－０１　修回日期：２０１１－０３－１１
　基金项目：国家林业局重点攻关项目：秦岭野生花卉资源保护与利用研究（２００６－７３）
　作者简介：崔亚静，女，在读硕士，主要从事园林植物育种研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｎｄｉｃｅ＿ｓｈｉｒｌｅｙ＠１２６．ｃｏｍ
＊通讯作者：张延龙，女，教授，博士，硕士生导师，主要从事园林植物研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｚｌ２２＠１２６．ｃｏｍ
崔亚静１，张延龙１＊，牛立新２，刘亚婷２，汪晓谦２，王润丰１，孙安妮１
（１．西北农林科技大学 林学院，陕西 杨陵７１２１００；２．西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨陵７１２１００）
摘　要：将加拿大引进的花烟草按花色分为九个大类，用潘通色卡进行花色标定，并采用分光光度
计、光谱扫描和高效液相色谱仪对黄酮（醇）类物质的组成及含量进行分析以此推测花色素成分。
结果表明，各色花烟草中均不含有类胡萝卜素、Ｃ３－ＯＨ氢游离的黄酮醇、查儿酮，都含有橙酮，且除
白色花外，均含有花青苷，紫色系的花青苷含量最高，可知花青苷是影响花色的主要因素。
关键词：花烟草；花色素；黄酮类物质；高效液相色谱；光谱扫描
中图分类号：Ｓ６８１．９　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－７４６１（２０１２）０１－０１５０－０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ　ｉｎ　Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ａｌａｔａ
ＣＵＩ　Ｙａ－ｊｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧ　Ｙａｎ－ｌｏｎｇ１＊，ＮＩＵ　Ｌｉ－ｘｉｎ２，ＬＩＵ　Ｙａ－ｔｉｎｇ２，
ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｑｉａｎ２，ＷＡＮＧ　Ｒｕｎ－ｆｅｎｇ１，ＳＵＮ　Ａｎ－ｎｉ　１
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ａ　＆Ｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１２１００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ａ　＆Ｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ａｌａｔａ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｆｒｏｍ　Ｃａｎａｄａ　ｗａｓ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｇｒｏｕｐｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ
ｔｈｅｉｒ　ｃｏｌｏｒｓ，ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　Ｐａｎｔｏｎ　Ｃｏｌｏｕｒ　Ｃｈａｒｔ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｍｉ－
ｎｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ，ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＨＰＬＣ）
ｔｏ　ｓｐｅｃｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｐｉｇｍｅｎｔｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｎｏ　ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ，３－ｆｌａｖｏｎｏｌｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒｃｏｌｓ　ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｇｒｏｕｐｓ．Ａｕｒｏｎｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ａｌ　ｇｒｏｕｐｓ．Ｅｘｃｅｐｔ　ｆｏｒ　ｗｈｉｔｅ　ｆｌｏｗｅｒ　ｇｒｏｕｐｓ，ｏｔｈｅｒｓ　ａｌ　ｃｏｎｔａｉｎｅｄ　ａｎ－
ｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ．Ｔｈｅ　ｐｕｒｐｌｅ　ｇｒｏｕｐ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒ
ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗｅｒ　ｃｏｌｏｒ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ａｌａｔａ；ｐｉｇｍｅｎｔ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ；ＨＰＬＣ；ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｓｃａｎｎｉｎｇ
　　花烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ　ａｌａｔａ）为茄科烟草属，是一
年生草本花卉，花色丰富，结种量大，有烟草属植物
特有的香气，具有较好的观赏特性和园林应用前景。
国内外对花烟草的主要研究方向集中在自交不亲和
机理的研究［１－４］，关于花色方面的研究甚少。
色素的种类和含量是花卉呈现不同的花色的根
本原因，不同花色栽培品种的选育是近几年的研究热
点［５］。除了叶绿素，还有３种重要的植物色素，即呈
现红色和蓝色的黄酮类化合物，呈现桔黄和黄色的类
胡萝卜素和呈现紫色和黄色的培他兰。黄酮类化合
物是植物产生的一种重要的次生代谢物，它与一系列
的生理机能都有关系，如叶表面毛状体的黄酮醇使植
物能吸收较短波长的紫外线［６］从而使叶子免受紫外
线的伤害，黄酮类化合物还能形成和改变花色［７］。已
有文献提出黄酮醇可能与雄性植株的育性有关，如调
节玉米和矮牵牛花粉的萌发和花粉管的生长，但在洋
桔梗中不具备这样的作用［８－１１］。芦丁是黄酮醇的一
种，它对蝗虫有诱食剂的作用［１２］。芦丁还是柑橘和
荞麦中含有的主要黄酮醇类物质，它能有效清除一氧
化氮，并能防止由一氧化氮导致的组织损伤［１３］。花
青素在植物的花瓣、叶、茎、根、块茎、果实和种子中都
存在［１４］，有关报道证明它可以使器官表现出粉色，红
色，橘黄色，猩红色，紫色，蓝色和黄色［１５］，而组织的
颜色及其深度大部分取决于羟基化和糖基化结构。
基因水平上研究黄酮类花青素类物质的合成是一种
重要的方法。通过生物化学、分子生物学和基因学，
人们已经克隆出了控制花青素合成途径的大部分基
因［１６－１７］，反义基因方法已经成功的应用在了花色改变
上［１８］。类胡萝卜素使果实和花呈现出黄色到红色，
而且它还在光合作用中担当重要组成成分［１９］。测定
花烟草中所含色素的种类是进行花色研究和花色选
育的前提步骤。据已有文献得知，花烟草中含有槲皮
素苷类、山奈酚苷类［２０］。
本文用高效液相色谱方法对花烟草中的类胡萝
卜素、花青素、类黄酮进行定性分析，并对芦丁、山奈
酚和槲皮素这三种黄酮醇类化合物进行了定量分析
鉴定，分析出现不同花色性状的原因和花烟草抗一
氧化氮损害的功能，且建立了系统科学的黄酮醇类
成分的定性定量分析方法，步骤包括：目测－初步测
定色素种类－色素定性测定－色素定量测定，最终
得出所含色素的种类和几种黄酮类物质的浓度，为
观赏花卉的色素和抗性的分析程序提供参考并为花
烟草花色的育种研究提供了理论基础。
１　材料和方法
１．１　材料采集与处理
花烟草是２００６年９月从加拿大温哥华布查特
花园引进，２００７年到２０１０年种植于陕西杨陵西北
农林科技大学园艺场。肉眼观察，将其按花色分为
三大系九小类，三大类为白色系、红色系、紫色系，将
九种花色用潘通色卡标记。
在晴天上午采集盛花期柱头分泌粘液时期的花
朵，按花色分别装入塑料自封袋内，用冰盒带回实验
室。在花筒与花瓣结合凸起部位将花筒与雌蕊雄蕊
剪掉，只留下有颜色的花瓣部分进行定性定量实验。
１．２　花瓣色素初步定性
参照安田齐［２１］的方法，取各色新鲜花瓣０．１ｇ
分别加入石油醚、１０％的盐酸和２５％氨水５ｍＬ，研
磨至匀浆，过滤到玻璃试管中观察滤液颜色，并用潘
通色卡记录颜色编号。初步鉴定花瓣中是否含有类
黄酮或类胡萝卜素。
１．３　花色素定性测定
花色素苷含量测定采用盐酸甲醇法［２２］。量取
３７％的盐酸０．１ｍＬ，用甲醇定容至１００ｍＬ，制成
０．１％的盐酸甲醇溶液作提取液备用。各个花色称
０．１ｇ新鲜花瓣，分别加入５ｍＬ提取液研磨至匀
浆，转移到小药剂瓶中，再在研钵中加入５ｍＬ提取
液润洗一遍，二者混合，４℃下提取１６～２０ｈ。用
３８０２ＵＶ／ＶＺＳ紫外可见光分光光度计测５３０ｎｍ
（黄酮类物质吸收峰）和３５０ｎｍ（花青苷吸收峰）下
的吸光度，参比液为０．１％的盐酸甲醇溶液。并在
２２０～６００ｎｍ下进行光谱扫描，间隔为１ｎｍ。通过
吸光度值可以初步测定是否含有花青苷和黄酮类物
质，并可进行含量比较，得出影响花色的主要色素种
类。通过光谱曲线可以初步测定其是否含有Ｃ３－
ＯＨ氢游离的黄酮醇、查耳酮、橙酮和花青苷。
１．４　黄酮醇类的高效液相色谱定性定量分析
称新鲜花瓣各１ｇ，用液氮研磨至粉末状，加入５
ｍＬ色素提取液（甲醇∶水∶甲酸∶三氟乙酸＝７０∶
２７∶２∶１）［２３－２４］，转入小药剂瓶中，再加入５ｍＬ提取
液将研钵润洗一遍，再转入小药剂瓶中，将二者混合
均匀，放入４℃冰箱中低温避光提取２４ｈ，水为超纯
水，其他３种药品均为分析纯。用滤纸和０．２２μｍ的
滤纸依次过滤，滤液保存于－２０℃冰箱中备用。流
动相Ａ液为水∶磷酸＝９８．５∶１．５，Ｂ液为水∶乙腈
∶磷酸∶甲酸＝５３．５∶２５∶１．５∶２０，流动相为Ａ和
Ｂ的混合液，Ａ∶Ｂ＝８０∶２０～４０∶６０［２５］，乙腈为色谱
级，水为超纯水，其他药品为分析纯。Ａ液、Ｂ液用
０．２２μｍ滤膜过滤后置于－２０℃冰箱中保存备用。
标准品：山奈酚、槲皮素、芦丁均购买于天津一
方科技有限公司
色谱仪的型号：岛津－２０１０，紫外检测器，色谱柱
为Ｃ１８柱，泵为ＬＣ－１０ＡＤ，ＬＣ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ工作站。
分析条件：柱温３０℃，流速０．８ｍＬ·ｍｉｎ－１，
进样体积１０μＬ，３种黄酮醇的检测波长为３６０
ｎｍ［２６］。线性梯度洗脱，程序如下：０ｍｉｎ，４０％ Ｂ；
６０ｍｉｎ，６０％Ｂ；７０ｍｉｎ，４０％Ｂ。
２　结果与分析
２．１　１～９号花色色卡标记
按花色将花烟草分为３个色系，即白色系、红色
系和紫色系（表１）。白色系花和红色系中的２１２Ｃ花
的花瓣无任何杂色，属于纯色类，其他几类均混有规
则花纹，沿星状或脉状分布的颜色条纹，形状规则。
２．２　色素简易定性试验中颜色记录
分析方法参照安田齐［２１］。应用石油醚、盐酸、
氨水测试（表２）。石油醚测试中均为无色，证明不
含有类胡萝卜素。
盐酸测定均出现不同程度的黄色红色的混合颜
色，黄色代表可能含有黄酮类化合物，出现红色说明
可能含有花青苷，黄红色则代表可能同时含有黄酮
类和花青苷。
１５１第１期 崔亚静 等　花烟草中黄酮类化合物种类及含量的分析
表１　花色标记
Ｔａｂｅｌ　１　Ｍａｒｋｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｌｏｒ　ｎｕｍｂｅｒ
花色标号 花色描述 系列
１ 白色 白色系
２ 白底色 浅粉色星状条纹 红色系
３　 ２３６５Ｃ底色 略深脉状条纹 红色系
４　 ２２３Ｃ底色 略深脉状条纹 红色系
５　 ２１２Ｃ 红色系
６　 ２１０Ｃ底色 略深脉状条纹 红色系
７　 ２５７Ｃ底色 略深脉状条纹 紫色系
８ 白底色 蓝紫色星状条纹 紫色系
９　 ２５０Ｃ底色 略深脉状条纹 紫色系
表２　颜色记录
Ｔａｂｅｌ　２　Ｃｏｌｏｒ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ
反应试剂 石油醚 １０％盐酸 ２５％氨水
１ 透明无色 浅绿７４８５Ｃ 黄绿３７９Ｃ
２ 透明无色 黄红７４０１Ｃ 黄绿３９６Ｃ
３ 透明无色 黄红７４０１Ｃ 黄棕７４０７Ｃ
４ 透明无色 黄红７４０１Ｃ 黄棕７４０７Ｃ
５ 透明无色 暗红６９４Ｃ 黄棕６１１Ｃ
６ 透明无色 黄红７５１３Ｃ 黄棕６１１Ｃ
７ 透明无色 黄红４８９Ｃ 黄绿６０９Ｃ
８ 透明无色 桔黄７２６Ｃ 黄绿６１０Ｃ
９ 透明无色 黄红４８８Ｃ 黄棕７４０７Ｃ
氨水测试中出现黄色，证明含有类黄酮，白色系
白底色、浅粉色星状条纹品种和紫色系浅色品种均
出现黄绿色，是由花青苷呈现的蓝色与类黄酮呈现
的黄色混合而成［２７－２８］，证明白色系、浅粉色星状条纹
品种和紫色系浅色品种含有花青苷和类黄酮两种；
红色系和２５０Ｃ底色具有深脉状条纹品种出现黄棕
色表明可能还含有黄酮醇类化合物。
　　综上所述，花烟草花瓣中不含有类胡萝卜素，含
有花青苷和类黄酮两种色素，其中红色系和２５０Ｃ
底色具有深脉状条纹品种中可能还含有黄酮醇类化
合物。
２．３　花色素定性
２．３．１　吸光度测定结果　吸光度值越高，说明对应
物质的含量越高［２２］。图１为两个波长下各花色测
得的吸光度值，８号含黄酮醇类物质最多，２５０Ｃ底
色具有深脉状条纹品种含花青苷最多，白色系不含
有花青苷，只含有黄酮类物质。红色品种中花青苷
含量呈现规律变化，与其花朵颜色渐变规律相同，说
明花青苷是影响花朵红色程度的主要因素，２５０Ｃ底
色具有深脉状条纹品种出现例外，推测与其花色为
紫色粉色的杂合色有关系。
图１　各花色吸光度测定
Ｆｉｇ．１　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｃｏｌｏｒ
２．３．２　色谱扫描后测定结果　图２横坐标代表吸
收波长，均为２２０～６００ｎｍ。纵坐标代表吸光度值，
均为０～３．０，为花色色谱扫描结果。
图２　１～９号的色谱扫描图（微机植字）
Ｆｉｇ．２　１－９ｃｏｌｏｒ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ　ｍａｐ
２５１ 西北林学院学报 ２７卷　
　　通过不同类黄酮化合物的紫外光谱吸收值分布
范围，分析其所含色素种类［２９］。带Ⅰ主要吸收峰有
５３９ｎｍ，４１５～４１７ｎｍ，３００～３４０ｎｍ；带Ⅱ主要吸收
峰有２２０～２８０ｎｍ；３２０～３４０ｎｍ吸收峰证明花烟
草花瓣中不含有Ｃ３－ＯＨ氢游离的黄酮醇、也不含有
查儿酮；４１５～４１７ｎｍ吸收峰证明花烟草花瓣可能
含有橙酮；５３９ｎｍ吸收峰证明花烟草花瓣含有花青
素及苷，白色品种花瓣中不含有花青素及苷。
小结：白色品种中不含有Ｃ３－ＯＨ氢游离的黄酮
醇、查儿酮、花青素及苷；红色系紫色系中均不含有
Ｃ３－ＯＨ氢游离的黄酮醇、查儿酮。
２．４　高效液相色谱测定结果
经过高效液相色谱分析，在检测波长为３６０ｎｍ
时，未检测到槲皮素和芦丁，说明花烟草中不含有槲
皮素和芦丁两种黄酮醇成分，只含有山奈酚，各个花
色的山奈酚含量如图３，紫色系中２５７Ｃ底色具深脉
状条纹品种的山奈酚含量最高，红色系２１２Ｃ品种
的山奈酚含量最低。红色系普遍含量偏低，紫色系
和白色系含量偏高。
图３　各个花色的山奈酚含量
Ｆｉｇ．３　Ｋａｅｍｐｆｅｒｏｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｃｏｌｏｒ　ｇｒｏｕｐ
３　结论与讨论
由实验知，花烟草中不含有类胡萝卜素、Ｃ３－
ＯＨ氢游离的黄酮醇及查儿酮，各花色均含有山奈
酚这种黄酮醇成分。高效液相色谱分析得知，花瓣
提取液均不含有槲皮素和芦丁，这不同于前人的分
析结果［３］。因其不含有芦丁，故在传统的黄酮醇类
物质总含量测定方法中，不能用芦丁作为标品，且推
测花烟草可能对一氧化氮无抵抗能力。
植物花色是一个复杂的性状，它主要由三大类
色素决定，即类黄酮、类胡萝卜素和生物碱［３０－３１］，花
烟草中不含有类胡萝卜素，这就解释了没有黄色系
花色的原因，其含有的类黄酮和生物碱类型有待进
一步测定。花色还受到ｐＨ值［３２］、花瓣细胞性状［３３］
的影响。所以，花烟草花色需进行下一步的研究。
通常花青素都与糖苷结合，据已有文献可知，烟草中
含有矢车菊苷，Ｎａｋａｔｓｕｋａ等［３４］用ＲＮＡｉ方式抑制
烟草内源Ｆ３′Ｈ 单个基因表达，使得矢车菊苷在花
瓣中的积累减少，最终导致花色明显变淡，但是色调
没有改变，推测烟草本身ＤＦＲ不能催化ＤＨＫ转化
成花葵素。烟草中不含有Ｆ３′５′Ｈ 基因［３０］，因而不
能产生飞燕草色素，所以烟草中没有蓝色花。利用
转基因技术，将Ｆ３′５′Ｈ基因转入烟草品种中，就能
使其积累飞燕草色素［３５－３７］，但花朵呈现出的是紫红
或淡紫色，并非蓝色，对蓝色花基因水平的研究有待
进一步加深。
花色的种类和深浅还与羟基化和糖基化程度有
关，带糖苷的花青素种类和含量还有待进一步研究。
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３５１第１期 崔亚静 等　花烟草中黄酮类化合物种类及含量的分析
Ｒｕｔｉｎ：ａｐｈａｇｏｓｔｉｍｕｌａｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｏｌｙｐｈａｇｏｕｓ　ａｃｒｉｄｉｄ　Ｓｃｈｉｓｔｏ－
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４５１ 西北林学院学报 ２７卷