全 文 ：300
HPLC MS法分离鉴定土人参色素组成
陈姗姗1，2，常 彦1，王 丹1，张 超1，马 越1，张 晖2，赵晓燕1，*
( 1.北京市农林科学院蔬菜研究中心、农业部华北地区园艺作物生物学
与种质创制重点实验室、农业部都市农业( 北方) 重点实验室，北京 100097;
2.江南大学食品学院，江苏无锡 214122)
摘 要:采用液质方法( HPLC－MS) ，将土人参色素不同组分分离，并对其进行结构鉴定。结果表明:土人参茎和果中
色素均为甜菜苷类色素，从土人参茎中分离出五种甜菜苷色素，果中分离出六种，其中五种是二者均有，分别为甜菜苷
5－O－β－葡萄糖、甜菜苷 6－O－β－葡萄糖、异甜菜苷 6－O－β－葡萄糖、2－脱羧基－甜菜苷－6－O－ ( 6’－O－阿魏酰) －β－葡
萄糖苷、5，6－二吲哚乙酸－5－O－β－葡萄糖苷。新甜菜苷 5－O－β－葡萄糖苷仅存在于土人参果中，在茎中未发现。各
组分在土人参茎和果中所占百分数均不同，使二者光谱特征等性质不同。
关键词:土人参，甜菜苷，液质方法
Identification of the pigments from
Talinum paniculatum( Jacq.) Gaertn by HPLC－MS
CHEN Shan－shan1，2，CHANG Yan1，WANG Dan1，ZHANG Chao1，MA Yue1，ZHANG Hui2，ZHAO Xiao－yan1，*
( 1.Beijing Vegetable Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Science，Key Laboratory
of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops( North China) ，Ministry of Agriculture，
Key Laboratory of Urban Agriculture( North) ，Ministry of Agriculture，Beijing 100097，China;
2.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)
Abstract: Talinum Crassifolium pigments were tentatively isolated and identified by HPLC－MS.It was concluded that
the pigments from Talinum Crassifolium stem and fruit were betacyanins.A total of 6 kinds of betacyanins were
isolated and characterized.They were identified as betanidin 5 －O－ β－ glucoside，betanidin 6 －O－ β－ glucoside，
isobetanidin 6－O－β－glucoside，2－decarboxy－betanidin 6－O－ ( 6－`O－ feruloyl) －β－glucoside，5，6－Dihydroxyindole
－5 － O － β － glucoside and neobetanidin 5 － O － β － glucoside，only identified in Talinum Crassifolium fruit. The
percentage of betacyanins in Talinum Crassifolium stem and fruit was different，resulting in the different spectral
characteristics.
Key words: Talinum Crassifolium; betacyanins; HPLC－MS
中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2013)07－0300－05
收稿日期:2012－09－12 * 通讯联系人
作者简介:陈姗姗( 1986－ ) ，女，硕士研究生，研究方向:谷物功能成分。
基金项目:北京市自然科学基金( 重点项目 6111001 ) ; 现代农业产业
技术体系建设专项资金( CARS－25－E－02) 。
土人参(Talinum paniculatum(Jacq.)Gaertn) ，别
名人参菜、水人参、参草，习称栌兰，由于其根形状似
人参，故名土人参，属马齿苋科土人参属，一年生或
多年生草本植物。土人参原产热带美洲，我国中部
和南部均有栽培。目前土人参的相关研究主要集中
在其根和叶，对于茎和果的研究尚未见相关报道。
土人参根和叶均可入药，性平味甘，补中益气，润肺
生津，具有清热解毒、滋补强身的功效［1－2］。二者还
可食用，营养物质丰富，作为一种可食可药的野菜已
广泛出现在闽东南地区市民餐桌［3－4］，然而茎和果是
否也同样具有功能性，目前未有研究。土人参茎和
果呈紫红色，富含天然色素，但其色素成分、化学结
构尚不明确，限制了其开发利用。随着人们对食品
营养和安全性的要求越来越高，天然色素也受到人
们越来越多的关注。与合成色素相比，天然色素更
加安全无毒，并且大多数天然色素还具有一定的营
养、保健作用，市场前景广阔。本文利用液质联机技
术对土人参茎和果中色素进行分离鉴定，有利于土
人参的综合利用及土人参色素的开发应用，提高其
附加价值。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
土人参 由北京市农林科学院供应;无水乙醇
(分析纯)、盐酸(分析纯)、甲醇(分析纯)、丙酮(分
析纯)、乙醚(分析纯)、石油醚(分析纯) 北京化工
厂;乙腈(色谱纯) Dima 技术公司;甲酸(色谱
纯) 西亚化工股份限公司。
UV1800 紫外可见分光光度计 日本岛津仪器
有限公司;pH计 梅特勒－托利多仪器有限公司;真
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.07.020
301
空旋转蒸发仪 瑞士 BUCHI 公司;冷冻干燥机 德
国 CHIST 公司;安捷伦液质联用仪 HPLC 1200
series，Ion Trap 6310(配有电喷雾离子源和 Agilent
Chemstation Rev.A.09.01 数据处理系统) 安捷伦科
技有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 酸化乙醇法提取土人参色素 将土人参茎和
果分开，茎剪为 4cm 左右的小段，果揉碎后分别提
取。提取溶剂为 60%乙醇水溶液，用 1mol /L盐酸调
节 pH至 3，料液比为 1 ∶10，50℃下提取 2h，二次提
取，离心过滤后取上清液混合，旋蒸浓缩后，冻干。
1.2.2 土人参色素的基本性质 将土人参茎和果的
色素提取液分别进行紫外可见光谱扫描，用 1mol /L
的盐酸和 1mol /L的氢氧化钠调节溶液 pH，观察其在
不同 pH条件下颜色变化。将土人参色素冻干粉加
入水、乙醚、石油醚、50%甲醇水溶液、50%乙醇水溶
液和 50%丙酮水溶液，并观察其溶解性。
1.2.3 色谱条件 色谱柱:Waters XBridge C18(4.6 ×
250mm，5μm) ;流动相:A 相为 0.2%甲酸水溶液，B
相为乙腈;进样量 20μL;流速 1mL /min;柱温 30℃;
线性洗脱梯度:0～4min，5% B;4 ～7min，5% ～7% B;
7～24min，7% ～10% B;24～32min，10% B;32～47min，
10% ～ 15% B;47 ～ 62min，15% ～ 17% B;62 ～ 70min，
17% ～100%B。DAD 检测器，检测波长 535nm［5］。色
谱柱分离后样品经三通阀分流后进入质谱分析。
1.3.4 质谱条件 电喷雾离子源;正离子扫描模式;
离子扫描范围 m/z 100～1500;干燥气温度 350℃;氮
气流速 12L /min;毛细管电流 34nA;雾化器压力
310kPa;目标质量数 m/z 500。
2 结果与分析
2.1 土人参色素颜色及其在不同溶液中的溶解性
土人参茎和果均呈紫红色，易溶于水及乙醇、甲
醇、丙酮和水的混合溶液，难溶于石油醚、乙醚等非
极性有机溶剂。根据其颜色和溶解性质初步判断其
属于花色苷类色素或甜菜苷类色素。
2.2 pH对土人参色素颜色的影响
土人参色素提取液在不同 pH条件下颜色不同，
在酸性条件下呈深紫红色，色泽相对稳定，当 pH 增
大至 10时，溶液颜色迅速变为黄色。这一变化规律，
与花色苷酸性条件下呈红色，碱性条件下呈蓝色不同，
可初步判断土人参色素不属于花色苷类物质［6］。
2.3 土人参色素的光谱信息
图 1为土人参茎和土人参果色素提取液的紫外可
见光谱图。如图所示，土人参茎和土人参果色素提取
液的光谱特征整体相似，均有两个最大吸收峰，分别在
可见光区的 535nm 和紫外光区 265nm 处。但在紫外
光区二者光谱特征略有不同，土人参茎在 335nm处有
肩峰，而土人参果在 300nm下有肩峰。二者光谱特征
的不同可能是由于其色素组成不同。甜菜苷类色素最
大吸收峰为 535nm，与此一致，结合溶液 pH对其颜色
的影响，初步判断土人参色素为甜菜苷类色素［7－9］。
2.4 土人参色素的结构鉴定
图 2 为土人参茎和果色素提取液在 535nm 下的
图 1 土人参茎和土人参果的光谱信息
Fig.1 Spectrum information
of Talinum crassifolium stem and fruit
色谱图。如图 2 所示，土人参茎色素提取液的色谱
图中主要有五个峰，土人参果中主要有七个峰。本
文结合保留时间、质谱碎片信息和相关文献鉴定其
具体结构。
图 2 土人参 HPLC图谱(535nm，a土人参茎，b土人参果)
Fig.2 HPLC chromatogram(535nm)
of Talinum crassifolium stem(a)and fruit(b)
各峰对应的质谱信息及结构鉴定结果，如表 1
所示。峰 1 的分子离子［M + H］+为 m/z 551，碎片离
子为 m/z 389(图 3) ，是甜菜苷的特征离子，是由分
子离子失去一个质量数为 162(葡萄糖基) ［M + H－
162］+的中性碎片而得。峰 2、峰 3 与峰 1 的质谱信
息相同，正离子模式下，分子离子均为 551，碎片离子
为 389，表明峰 1、2、3 为同分异构体。甜菜红素结构
如图 4 所示，C2 和 C15 位为不对称原子，存在差向异
构体。其 C5、C6 位易通过糖苷键与葡萄糖等连接，
糖苷键所在位置的不同易形成构造异构。Yi－ zhong
Cai等人［10－11］对多种常见苋科植物中甜菜苷类色素
进行了分离鉴定，得到四个分子离子均为 551 的甜
菜苷类色素，经鉴定分别为甜菜苷－5－O－β－葡萄糖、
异甜菜苷－5－O－β－葡萄糖、甜菜苷－6－O－β－葡萄糖
和异甜菜苷－6－ O－ β－葡萄糖，其保留时间分别为
302
14.8、16.8、32.8 和 35.2min，糖苷键在 C6 位上甜菜苷
类保留时间明显大于糖苷键在 C5 位的甜菜苷，糖苷
键在相同碳位的差向异构体保留时间相近。同时，
结合其他相关文献，推测峰 1 为甜菜苷 5－O－β－葡萄
糖，峰 2 为甜菜苷 6－O－ β－葡萄糖，峰 3 为异甜菜
苷－6－O－β－葡萄糖［12－13］。
图 3 (a)峰 1 的 MS图(b)峰 1 的 MS /MS图
Fig.3 (a)MS profile of peak 1(b)MS /MS profile of peak 1
峰 4 的分子离子［M + H］+为 m/z 683，碎片离子
为 m/z 551，389(图 4)。碎片离子 m/z 551，是由分
子离子失去一个质量数为 132 的中性碎片而得到
的，碎片离子 m/z 389 是由 m/z 551 失去质量数为
162(葡萄糖基)的中性碎片形成。结合文献，推测其
为甜菜苷－6－O－(6’－O－阿魏酰)－β－葡萄糖苷(m/z
727，又称千日红苷)的脱羧基后产物，即 2－脱酸基－
甜菜苷－6－O－(6－O－阿魏酰)－β－葡萄糖苷［12，14－15］，
但未发现千日红苷。
峰 5 的分子离子峰［M + H］+为 m/z 312，碎片离
子为 m/z 150(图 5) ，由分子离子失去一个质量数为
162(葡萄糖基)的中性碎片而得。结合文献［5］，推测
其为 5，6－二吲哚乙酸－5－O－β－葡萄糖苷，是甜菜苷
经水解作用、脱羧作用、脱氢作用后所得。
峰 6 的分子离子峰［M + H］+为 m/z 375，碎片离
子为 m/z 331，285，239，150(图 6) ，未发现甜菜苷类
特征离子，初步判断其非甜菜苷类物质，但无法推知
其具体结构。
峰 7 的分子离子峰［M + H］+为 m/z 549，碎片离
子为 m/z 387(图 7)。碎片离子 m/z 387，是由分子
离子失去一个质量数为 162(葡萄糖基) ［M + H－
162］+的中性碎片而得，是新甜菜苷的特征离子峰。
结合文献［5，16－17］，推测峰 7 为新甜菜苷－5－O－β －葡萄
糖苷。
2.3 土人参茎和果中甜菜苷类色素组成
如图 9 所示，土人参茎和土人参果中色素主要
图 4 (a)峰 4 的 MS图(b)峰 4 的 MS /MS图
Fig.4 (a)MS profile of peak 4(b)MS /MS profile of peak 4
图 5 (a)峰 5 的 MS图(b)峰 5 的 MS /MS图
Fig.5 (a)MS profile of peak 5(b)MS /MS profile of peak 5
由组分 1、2、3 组成，但三组分在土人参茎和土人参
果中所占百分数不同。土人参果中组分 2、组分 3 所
占的百分比均为土人参茎中对应组分所占百分比的
2 倍左右，组分 1 为茎中对应组分的 0.64 倍。组分 7
仅存在于土人参果中，在土人参茎中未发现。
3 结论
3.1 土人参茎和果中色素均为甜菜苷类色素，可见
光区最大吸收波长为 535nm，紫外光区最大吸收波长
为 265nm。
3.2 土人参茎及果中共含有六种甜菜苷色素，分别
为甜菜苷 5－O－β－葡萄糖，甜菜苷 6－O－β－葡萄糖，
303
表 1 土人参色素各组分质谱信息及结构鉴定
Table 1 Mass spectrometric data and identification of Talinum crassifolium pigments
峰号 保留时间(min) ［M + H］+ MS /MS 推测甜菜苷结构
1 3.5 551 389 甜菜苷 5－O－β－葡萄糖
2 8.4 551 389 甜菜苷 6－O－β－葡萄糖
3 10.6 551 389 异甜菜苷 6－O－β－葡萄糖
4 11.6 683 551，389 2－脱羧基－甜菜苷－6－O－(6’－O－阿魏酰)－β－葡萄糖苷
5 12.9 312 150 5，6－二吲哚乙酸－5－O－β－葡萄糖苷
6 13.6 375 331，285，239，150 未知
7 16.6 549 387 新甜菜苷 5－O－β－葡萄糖苷
图 6 (a)峰 6 的 MS图(b)峰 6 的 MS /MS图
Fig.6 (a)MS profile of peak 6(b)MS /MS profile of peak 6
图 7 (a)峰 7 的 MS图(b)峰 7 的 MS /MS图
Fig.7 (a)MS profile of peak 7(b)MS /MS profile of peak 7
异甜菜苷 6－O－β－葡萄糖，2－脱羧基－甜菜苷－6－O－
图 8 甜菜红素的结构式
Fig.8 Chemical structure of betanin
图 9 土人参茎和果中甜菜苷类色素组成
Fig.9 Composition of betalains from
Talinum crassifolium stem and fruit
注:各峰序号所代表花色苷组分结构与表 1 一致。
(6－O－阿魏酰)－β－葡萄糖苷，5，6－二吲哚乙酸－5－
O－β－葡萄糖苷和新甜菜苷 5－O－β－葡萄糖苷。其
中，新甜菜苷 5－O－β－葡萄糖苷仅存在于果中。
3.3 甜菜苷 5－O－β－葡萄糖，甜菜苷 6－O－β－葡萄
糖和异甜菜苷 6－O－β－葡萄糖为色素主要组成成分，
但三者在土人参茎和果色素中所占比例不同。
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2063－2070.
( 上接第 292 页)
3 结论与讨论
3.1 利用一种新型大宗茶鲜叶原料分级机，通过抛
掷的方式进行分级作业。设置投叶量为 5kg /min、振
动频率为 50Hz，使用第二批次鲜叶原料分级，得到平
均分净率为 79.04%，挂网率为 3.60%。实验结果表
明，应用抛掷式大宗茶鲜叶原料分级机对机采大宗
茶鲜叶进行分级是可行的。为改善大宗茶品质，实
现标准化加工提供了可行性。
3.2 分级槽体长短和网孔大小的配置是影响分级质
量优劣的必要因素。适度增加分级槽体长度，合理
配置网孔孔径大小，有助于减少各区段鲜叶重叠交
叉现象的产生，降低分级机的误分率。同时，为保证
分级过程中鲜叶厚度均匀一致，防止展叶状态小的
原料提前或滞后出现，可在投叶口配置匀叶器，为实
现加工技术装备的标准化提供了可能。
3.3 机采大宗茶鲜叶经分级机分级，可有序地筛分断
碎、粗老芽叶与中间段质量较好的优质原料。选用优
质原料制得的优质大宗茶，可有效地提高大宗茶质量
和增加其经济效益。同时，使传统观念对大宗茶原料
粗老、品质低劣、效益贫乏的看法得到改观，有利于带
动我国茶叶消费的转型和茶产业的发展。
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