全 文 :园艺学报,2016,43 (1):100–108.
Acta Horticulturae Sinica
100 doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0827;http://www. ahs. ac. cn
紫结球甘蓝功能性成分的提取、鉴定与分析
宋 亚,杨 静,朱祝军*
(浙江农林大学农业与食品科学学院,浙江省农产品品质改良重点实验室,浙江临安 311300)
摘 要:采用 HPLC–DAD–ESI/MS 技术,对紫结球甘蓝(Brassica oleracea L. ssp. capitata f. rubra)
中花青苷、硫代葡萄糖苷(简称硫苷)、酚酸和黄酮的含量和成分进行了鉴定和分析。结果表明,紫结球
甘蓝中总花青苷含量为 1 187.92 μg · g-1 FW,分离出的 14 种不同花青苷均为矢车菊素苷及其衍生物。其
中矢车菊–3–阿魏酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷和矢车菊–3–p–香豆酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷为最主
要的种类,分别占花青苷总含量的 35.12%和 26.76%;其次为矢车菊–3–槐糖苷–5–葡萄糖苷,占花青
苷总含量的 14.27%。紫结球甘蓝中总硫代葡萄糖苷(硫苷)含量达到 6.39 μmol · g-1 FW,共 10 种,由 6
种脂肪族硫苷、3 种吲哚族硫苷和 1 种芳香族硫苷组成。4–戊烯基硫苷和 3–丁烯基硫苷为最主要的硫
苷,分别占硫苷总含量的 40.76%和 30.92%,其次是 2–羟基–3–丁烯基硫苷和 3–吲哚基甲基硫苷,分
别占硫苷总含量的 11.39%和 7.38%。此外,建立了同时测定 17 种酚酸、黄酮的高效液相色谱分析方法,
经 HPLC-DAD-ESI-MS 鉴定,紫结球甘蓝中总酚酸、黄酮含量为 2 003.79 μg · g-1 FW,共鉴定出 11 种,
包含 5 种酚酸物质和 6 种黄酮物质。其中阿魏酸和咖啡酸含量最高,分别占总含量的 10.62%和 10.41%;
木犀草素是含量最高的黄酮,占总含量的 10.10%。
关键词:紫结球甘蓝;花青苷;硫代葡萄糖苷;酚酸;黄酮
中图分类号:S 635.1 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2016)01-0100-09
Identification and Analysis of the Functional Compounds in Red Cabbage
SONG Ya,YANG Jing,and ZHU Zhu-jun*
(School of Agricultural and Food Science,Key Laboratory of Quality Improvement of Zhejiang Province,Zhejiang A & F
University,Lin’an,Zhejiang 311300,China)
Abstract:The HPLC–DAD–ESI/MS method was used to analyze components and amounts of
anthocyanins,glucosinolates(GS)and phenolic compounds in red cabbage(Brassica oleracea L. ssp.
capitata f. rubra). Totally 14 different anthocyanins were separated and identified in red cabbage. The total
content of anthocyanins was 1 187.92 μg · g-1 FW and they were all cyanidins and derivatives. The main
anthocyanins were cyanidin 3-feruloylsophoroside-5-glucoside,cyanidin 3-p-coumaroylsophoroside-5-
glucoside and cyanidin 3-sophoroside-5-glucoside,accounting for 35.12%,26.76% and 14.27%. Content
of total glucosinolates in red cabbage reached 6.39 μmol · g-1 FW. There were six aliphatic GS,three indole
GS and one aromatic GS. Glucobrassicanapin,gluconapin,progoitrin and glucobrassicin as the major GS
in red cabbage accounting for 40.76%,30.92%,11.39% and 7.38% respectively. Meanwhile,a reversed-
收稿日期:2015–11–09;修回日期:2016–01–05
基金项目:浙江省自然科学基金重点项目(LZ14C150001)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:zhuzj@zafu.edu.cn)
宋 亚,杨 静,朱祝军.
紫结球甘蓝功能性成分的提取、鉴定与分析.
园艺学报,2016,43 (1):100–108. 101
phase high performance liquid chromatographic coupled to ultraviolet detection(RP-HPLC/UV)method
was developed for simultaneous determination of 17 phenolic compounds in red cabbage. Five phenolics
and 6 flavonols identified by LC–ESI–MS further,and content of total phenolic compounds was 2
003.79 μg · g-1 FW. Ferulic acid and caffeic acid were the main phenolic acids,accounting for 10.62% and
10.41% respectively. Luteolin was the main flavonoids,accounting for 10.10%.
Key words:red cabbage;anthocyanin;glucosinolate;phenolic compound
芸薹属蔬菜中所含的花青苷、硫代葡萄糖苷(硫苷)、类黄酮物质及其降解产物等功能性物质
的生理活性及作用机制已经逐渐清晰,在抗癌、抑制肿瘤细胞生长、预防心血管疾病、抗氧化(Cartea,
2011)、抗菌(Jaiswal,2011)等功效上引起高度关注。作为芸薹属蔬菜中最重要的蔬菜之一,紫结
球甘蓝(Brassica oleracea L. ssp. capitata f. rubra)的全球消费量急剧增加(Lucier & Plummer,2003)。
目前关于紫结球甘蓝功能性物质的分离、鉴定和分析的研究多集中在花青苷上,而硫苷、酚酸
和类黄酮等其他抗氧化功能性物质的研究相对较少。同时,植物体中这些次生代谢产物种类丰富,
降解产物多变,致使精确分离和分析存在一定难度。特别是花青苷,属于生物类黄酮物质,与酚酸、
黄酮有结构上的重复性,在对酚酸、黄酮的精确定性分析中存在一定干扰。而紫结球甘蓝花青苷含
量丰富,各功能性物质的分离与鉴定尤其困难。如 McDougall 等(2007)、Panagiotis 等(2008)、
Wiczkowski 等(2013)和张淑江等(2014)分别从紫结球甘蓝中分离出了 18、24、20 和 15 种不同
花青苷,经鉴定均为矢车菊花青苷类,但具体种类相差甚远。在硫苷方面,Park 等(2014b)从紫
结球甘蓝中分离出了包括 4–甲基硫氧丁基在内的 8 种硫苷成分,而 Volden 等(2008)则从紫结球
甘蓝中分离了10种硫苷组分,仅有5种组分与前者研究结果相同。在酚酸和黄酮方面,Park等(2014a)
仅从紫结球甘蓝中分离出 3 ~ 4 种酚酸以及 2 种黄酮物质,其他相关研究报道较少。
本研究中采用高效液相色谱—质谱联用技术(HPLC–MS)对紫结球甘蓝中花青苷、硫苷,特
别是酚酸和黄酮成分分别进行了分离、鉴定和定量分析,为准确鉴定花青苷、硫苷、酚酸、黄酮等
功能性物质及深入研究利用提供一定理论基础和参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料和仪器
2015 年 3 月于浙江临安市蔬菜基地采集紫结球甘蓝样品,品种为‘红亩’(美国引进的中熟紫
结球甘蓝品种)。将叶片分离,用无菌水冲洗表面砂石尘土后,将可食部分切分成利于混匀的合适尺
寸,然后充分混合,于通风处沥干待取样。样品经液氮处理,再用冷冻干燥机进行冷冻干燥 72 h,
经磨粉机磨成粉末后,过 40 目筛,保存于–80 ℃冰箱待用。
分析所用 2–丙烯基硫苷、矢车菊–3,5–双葡萄糖苷、没食子酸等 17 种酚酸、黄酮标准品均购
自 Sigma 公司。高效液相色谱仪:LC-20AT(日本岛津公司);高效液相色谱离子质谱联用仪:6460
Triple Quad LC/MS(配有电喷雾离子源和 Agilent Chemstation Qualitative Analysis B.07.00 数据处理
系统,美国安捷伦科技有限公司)。
1.2 花青苷的提取和测定
提取方法参考 Park 等(2014a)的方法稍作修改。称取约 0.200 g 样品,加入 5%甲酸水溶液 10
Song Ya,Yang Jing,Zhu Zhu-jun.
Identification and analysis of the functional compounds in red cabbage.
102 Acta Horticulturae Sinica,2016,43 (1):100–108.
mL,经漩涡振荡 5 min,再超声提取 1 h,最后经 8 000 r · min-1 离心 15 min,取上清液过 0.22 μm 滤
膜后待分析。色谱柱:Inert Sustain C18(4.6 mm × 250 mm,5 μm);流动相 A 为 5%甲酸水溶液,B
为 5%甲酸乙腈;进样量 10 μL;流速 1.0 mL · min-1;柱温 40 ℃;线性洗脱梯度:0 ~ 8 min,5%B;
8 ~ 13 min,13%B;13 ~ 20 min,17%B;20 ~ 23 min,17%B;23 ~ 30 min,20%B;30 ~ 40 min,
20%B;40 ~ 40.1 min,5%B;40.1 ~ 50 min,5%B;检测波长 520 nm。样品定量采用外标法,标准
品为矢车菊–3,5–双葡萄糖苷(张淑江 等,2014)。
1.3 硫苷的提取和测定
硫苷提取方法参照 Schonhof 等(2008)和陈新娟等(2007)的方法加以改进。称取 0.250 g 样
品粉末于 75 ℃水浴中预热 1 min 后,用 4 mL 70%甲醇于 75 ℃水浴条件下提取 10 min。冷却后加入
1 mL 乙酸钡,用漩涡仪充分混合后,4 000 r · min-1 离心 10 min。保存上清液,沉淀再用 3 mL 70%
甲醇提取 2 次。将 3 次提取的上清液定容至 10 mL。同时做 1 个平行重复,在另 1 份样品中加入 200
μL 5 mmol · L-1 的 2–丙烯基硫苷作为内标,其它操作相同。取 5 mL 提取液在负压下用 DEAE
SephadexTM A25 固相萃取。当提取液完全流经萃取柱后,在固相柱中加入 250 μL 硫酸酯酶,待酶流
经小柱后 30 ℃恒温反应 12 h 后,用 5 mL 超纯水洗脱过柱。再经 0.22 μm 滤膜过滤,得到洗脱液待
分析。色谱柱为 C18 ODS2 柱(250 mm × 4 mm,5 μm)。流动相 A 为超纯水,B 为乙腈,进样量为
20 μL;流速 1.0 mL · min-1;柱温 35 ℃。梯度洗脱程序:0 ~ 2 min,0%B;2 ~ 34 min,20%B;34 ~
40 min,20%B;40 ~ 45 min,100%B;45 ~ 52 min,100%B;52 ~ 54 min,0%B;54 ~ 64 min,0%B;
检测波长 229 nm。硫苷的定量分析参考标准方法(European Community,1990),以 2–丙烯基硫苷
为当量的相关系数进行计算。
1.4 酚酸、黄酮的提取和测定
称取样品 0.500 g,加入含有 0.1% HCl 的甲醇溶液 25 mL,超声提取 1 h 后过滤,再定容至 25 mL。
取上清液过 0.22 μm 滤膜后待分析。色谱柱:Inert Sustain C18(4.6 mm × 250 mm,5 μm);流动相
A 为 1%乙酸水溶液,B 为乙腈;进样量 10 μL;流速 1.0 mL · min-1;柱温 30 ℃;线性洗脱梯度:0
min,10%B;25 ~ 40 min,30%B;40 ~ 50 min,50%B;50 ~ 65 min,95%B;65 ~ 65.01 min,100%B;
65.01 ~ 70 min,100%B;70 ~ 70.01 min,10%B;70.01 ~ 80 min,10%B;检测波长 280 nm。样品
定量采用外标法。
1.5 MS条件
样品提取液经色谱柱分离,再经三通阀分流后进入质谱分析。质谱条件:电喷雾离子源;正/
负离子扫描模式;离子扫描范围 m/z 100 ~1 000;干燥气温度 325 ℃;氮气流速 11 L · min-1;毛细管
电压 3 500 V;雾化器压 45 kPa;目标离子 m/z 1000。采用综合色谱相对保留时间、质谱分子离子峰
和碎片离子峰等确定其分子结构。
2 结果与分析
2.1 紫结球甘蓝中花青苷的种类鉴定和含量分析
紫结球甘蓝花青苷提取液经高效液相色谱共分离出 17 个主要峰(图 1)。经 HPLC–ESI/MS 分
析,结合保留时间、液相图谱、分子碎片和文献,对各个色谱峰进行结构推断(表 1),获得了花青
宋 亚,杨 静,朱祝军.
紫结球甘蓝功能性成分的提取、鉴定与分析.
园艺学报,2016,43 (1):100–108. 103
苷的种类和含量。
图 1 紫结球甘蓝花青苷的液相色谱图
Fig. 1 HPLC chromatogram for the anthocyanins of red cabbage
表 1 紫结球甘蓝中花青苷组成
Table 1 Composition of anthocyanins in red cabbage
组分
Peak
No.
保留时间/min
Retention time
质谱离子/(m/z)
[M+H]+/[M-H]-
二级质谱碎片
离子/(m/z)
Fragment
推测结构
Tentative identification
含量/
(μg · g-1 FW)
Content
比例/%
Percentage
1 8.253 773/771 611,609,449,
287
矢车菊–3–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-sophoroside-5-glucoside
169.53 ± 7.97 14.27
2 9.117 611/609 650,449,287 矢车菊–3,5–双葡萄糖苷 Cyanidin 3,5-diglucoside 24.55 ± 1.67 2.07
3 10.652 611/609 287 矢车菊–3,5–双葡萄糖苷 Cyanidin-3,5-diglucoside 5.85 ± 0.90 0.49
4 11.007 1141/1139 979,287 矢车菊–3–咖啡酰–芥子酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-caffeoylsinapoylsophoroside-5-glucoside
16.07 ± 2.12 1.35
5 11.223 – – – – –
6 11.445 979/977 817,287 矢车菊–3–芥子酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-sinapoylsophoroside-5-glucoside
36.04 ± 1.54 3.03
7 13.817 1081/1079 919,287 矢车菊–3–咖啡酰–p–香豆酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-caffeoyl-p-coumaroylsophoroside-5-glucoside
20.68 ± 1.88 1.74
8 14.112 – – – – –
9 14.438 1141/1139 979,449,287 矢车菊–3–咖啡酰–芥子酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-caffeoylsinapoylsophoroside-5-glucoside
11.50 ± 1.97 0.97
10 15.693 935/933 449,287 矢车菊–3–咖啡酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-caffeoylsophoroside-5-glucoside
25.42 ± 4.29 2.14
11 17.485 919/917 757,449,287 矢车菊–3–p–香豆酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-p-coumaroylsophoroside-5-glucoside
317.93 ± 9.39 26.76
12 17.525 – – – – –
13 17.885 949/947 787,287 矢车菊–3–阿魏酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-feruloylsophoroside-5-glucoside
417.15 ± 68.63 35.12
14 19.423 979/977 817,287 矢车菊–3–芥子酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-sinapoylsophoroside-5-glucoside
19.29 ± 2.06 1.62
15 20.752 1125/1123 979,449,287 矢车菊–3–芥子酰–p–香豆酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-sinapoyl-p-coumaroplsophoroside-5-glucoside
40.97 ± 1.82 3.45
16 22.142 1155/1153 993,949,287 矢车菊–3–芥子酰–阿魏酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-sinapoylferuloylsophoroside-5-glucoside
46.50 ± 4.99 3.91
17 23.475 1185/1183 817,449,287 矢车菊–3–芥子酰–芥子酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-disinapoylsinapoylsophoroside-5-glucoside
36.46 ± 6.38 3.07
Song Ya,Yang Jing,Zhu Zhu-jun.
Identification and analysis of the functional compounds in red cabbage.
104 Acta Horticulturae Sinica,2016,43 (1):100–108.
紫结球甘蓝中含有 14 种不同花青苷,均发现有矢车菊素母核特征质荷比 m/z = 287,进而可推
断紫结球甘蓝中花青苷均为矢车菊素结合不同结构糖分子形成。经分析,各质谱峰正负离子高质量
区均存在[M+H]+和[M-H]-离子,同时结合[M-G+H]+和[M-G-H]-以及[M+Na]+和[M-Na]-等碎片离
子 m/z 值可推断并验证这些化合物的相对分子质量。
其中当保留时间为 9.117 min 时,还出现了[M+K]+碎片离子 m/z 650.1,推断并验证其分子质量
为 610(矢车菊–3,5–双葡萄糖苷)。同时,当保留时间为 14.438 min 时,MS 响应比较杂,正离子
高质量区同时出现两个[M+H]+离子 m/z 1 111.3 和 1 141.3,而二者[M-G+H]+碎片离子 m/z 949.2 和
979.2 MS 响应均较高,推测此化合物相对分子质量为 1 110 或者 1 140。而负离子高质量区仅存在
[M-H]-离子 m/z 1 109.2,进而可验证此化合物相对分子质量为 1 110,推知其为矢车菊–3–咖啡酰
–阿魏酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷。此外,当保留时间为 10.652 min 时,正负离子高质量区均出现
[M+H]+和[M-H]-离子 m/z = 611.1 和 609.1,但[M-G+H]+和[M-G-H]-以及[M+Na]+和[M-Na]-等碎
片离子 m/z 值未出现,无从验证,因此该化合物相对分子质量仅能推测可能为 610,该化合物可能
为矢车菊–3,5–双葡萄糖苷。
试验结果表明,紫结球甘蓝中总花青苷含量为 1 187.92 μg · g-1 FW,共分离鉴定出 14 种不同矢
车菊素苷,其中峰 5、峰 8、峰 13 因在 ESI–MS 中没有出现响应峰排除在外。其中矢车菊–3–阿
魏酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷和矢车菊–3–p–香豆酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷含量最高,分别占花
青苷总含量的 35.12%和 26.76%,其次为矢车菊–3–槐糖苷–5–葡萄糖苷,占花青苷总含量的
14.27%。
2.2 紫结球甘蓝中硫苷的种类鉴定和含量分析
紫结球甘蓝硫苷提取液经高效液相色谱分离出 12 个主要峰(图 2),其硫苷的种类推断和含量
分析结果见表 2。
提取硫苷时硫酸酯酶的加入会使硫苷发生水解去掉硫酸根,正离子极性下脱硫硫苷易与 H+离子
结合形成质子化合物[M+H]+,也极易与 Na+、K+结合形成钠化分子[M+Na]+和钾化分子[M+K]+。
因此,各质谱峰均存在正离子丰度最大的两个离子[M+Na]+和[M+K]+。而在负离子电喷雾碰撞激
活下,所有脱硫硫苷容易丢失 1 个葡萄糖分子(G)形成碎片离子[M-G-H]-,同时也极易结合 1 个
氯离子形成碎片离子[M+Cl]-,也成为硫苷组分鉴定的主要依据。通过查阅相关文献确定这些化合
物分别为 2–羟基–3–丁烯基硫苷(Pasini et al.,2012)、4–甲基硫氧丁基硫苷(Park et al.,2014b)、
2–羟基–4 戊烯基硫苷(Barbieri et al.,2008)、3–丁烯基硫苷(Lee et al.,2014)、未知、4–戊
烯基硫苷、3–吲哚基甲基硫苷(Hong et al.,2011)。
同时,当保留时间为 13.283、31.010、32.273 和 40.500 min 时,正离子电喷雾碰撞激活下还均
能发现[M-G+H]+碎片离子,进而为推断这些化合物提供更有力地参考。这些化合物的相对分子质
量(名称)分别为 371(5–甲基亚硫酰戌烷基硫苷)(Park et al.,2014b)、343(2–苯乙基硫苷)
(Cartea et al.,2008)、398(4–甲氧基–3–吲哚基甲基硫苷)、398(1–甲氧基–3–吲哚基甲基
硫苷)(陈新娟 等,2007)。
紫结球甘蓝中总硫苷含量为 6.39 μmol · g-1 FW,分别由 6 种脂肪族硫苷(5.84 μmol · g-1 FW)、3
种吲哚族硫苷(0.51 μmol · g-1 FW)和 1 种芳香族硫苷(0.04 μmol · g-1 FW)组成,以 4–戊烯基硫
苷和 3–丁烯基硫苷为主,分别占硫苷总含量的 40.76%和 30.92%;其次是 2–羟基–3–丁烯基硫
苷和 3–吲哚基甲基硫苷,分别占硫苷总含量的 11.39%和 7.38%。
宋 亚,杨 静,朱祝军.
紫结球甘蓝功能性成分的提取、鉴定与分析.
园艺学报,2016,43 (1):100–108. 105
图 2 紫结球甘蓝中硫苷液相色谱图
Fig. 2 HPLC chromatogram for the glucosinolates of red cabbage
表 2 紫结球甘蓝中硫代葡萄糖苷组成
Table 2 Composition of glucosinolates in red cabbage
组分
Peak
No.
保留时间/min
Retention time
碎片离子/(m/z)
Fragment
推测结构
Tentative identification
含量/
(μmol · g-1 FW)
Content
比例/%
Percentage
1 7.773 332[M+Na]+,348[M+K]+,146[M-G-H]-,
308.1[M]-,344[M+Cl]-
2–羟基–3–丁烯基硫苷
Progoitrin
0.7 3± 0.01 11.38
2 9.727 380[M+Na]+,396[M+K]+,193.9[M-G-H]-,
356.1[M]-,392[M+Cl]-
4–甲基硫氧丁基硫苷
Glucoraphanin
0.29 ± 0.01 4.55
3 12.057 346[M+Na]+,362[M+K]+,160[M-G-H]-,
321.9[M]-,358[M+Cl]-
2–羟基–4 戊烯基硫苷
Gluconapoleiferin
0.13 ± 0.00 2.06
4 13.283 394[M+Na]+,410[M+K]+,372.1[M+H]+,210.1[M-G+H]+,
160[M-G-H]-,369.9[M]-,406[M+Cl]-
5–甲基亚硫酰戌烷基硫苷
Glucoalyssin
0.11 ± 0.01 1.71
5 14.633 316[M+Na]+,332[M+K]+,130[M-G-H]-,
292[M]-,328[M+Cl]-
3–丁烯基硫苷 Gluconapin 1.97 ± 0.12 30.90
6 18.533 318[M+Na]+,334[M+K]+,132[M-G-H]-,
293.9[M]-,330[M+Cl]-
未知 Unknown – –
7 21.747 330[M+Na]+,346[M+K]+,144[M-G-H]-,
306[M]-,342[M+Cl]-
4–戊烯基硫苷
Glucobrassicanapin
2.60 ± 0.08 40.74
8 26.517 391[M+Na]+、407[M+K]+、205[M-G-H]-,
367[M],403[M+Cl]-
3–吲哚基甲基硫苷
Glucobrassicin
0.47 ± 0.01 7.37
9 27.567 349[M+Na]+,365[M+K]+,162.8[M-G-H]-,
325[M]-,361[M+Cl]-
未知 Unknown – –
10 31.010 366[M+Na]+,382[M+K]+,344.2[M+H]+,182[M-G+H]+,
180[M-G-H]-,342[M],378[M+Cl]-
2–苯乙基硫苷
Gluconasturtiin
0.04 ± 0.01 0.68
11 32.273 421[M+Na]+,437[M+K]+,398.9[M+H]+,237.1[M-G+H]+,
234.9[M-G-H]-,397[M]-,433[M+Cl]-
4–甲氧基–3–吲哚基甲基硫苷
4-methoxy-glucobrassicin
0.03 ± 0.00 0.50
12 40.500 421[M+Na]+,437[M+K]+,237[M-G+H]+,
234.9[M-G-H],396.8[M]-,433[M+Cl]-
1–甲氧基–3–吲哚基甲基硫苷
1-methoxy-glucobrassicin
0.01 ± 0.00 0.11
2.3 紫结球甘蓝中酚酸、黄酮的种类鉴定和含量分析
如图 3 所示,酚酸、黄酮高效液相色谱流动相梯度能同时分离 17 种酚酸和黄酮单体。但是由
于紫结球甘蓝中花青苷等物质的干扰,酚酸、黄酮液相色谱图谱出峰复杂,即便有标准品作对照仍
然难于分析,因此对样品进行 HPLC–ESI/MS 分析。
Song Ya,Yang Jing,Zhu Zhu-jun.
Identification and analysis of the functional compounds in red cabbage.
106 Acta Horticulturae Sinica,2016,43 (1):100–108.
图 3 酚酸、黄酮 17 种混合标准品液相色谱图
1:没食子酸;2:儿茶素;3:对羟基苯甲酸;4:绿原酸;5:香草酸;6:咖啡酸;7:丁香酸;8:对香豆酸;9:阿魏酸;
10:芥子酸;11:安息香酸;12:芦丁;13:山奈素;14:槲皮素;15:异鼠李素;16:杨梅酮;17:木犀草素。
Fig. 3 HPLC chromatogram of a mixture of 17 phenolic compounds
1:Gallic acid;2:Catechin;3:4-hydroxybenzoic acid;4:Chlorogenic acid;5:Vanillic acid;6:Caffeic acid;7:Syringic acid;
8:β-coumaric acid;9:Ferulic acid;10:Sinapic acid;11:Benzoic acid;12:Rutin;13:Kaempferide;
14:Quercetin;15:Lsorhamnetin;16:Myricetin;17:Luteolin.
表 3 酚酸、黄酮高效液相色谱标准曲线及验证参数
Table 3 Validation parameters of the developed RP-HPLC/UV method
出峰序号
Peak No.
化合物
Compound
保留时间/min
Retention
time
线性范围/
(mg · L-1)
Linearity range
线性方程
Linearity equation
r2 精确度
*/%
Accuracy
回收率*/%
Recovery
1 没食子酸 Gallic acid 8.812 2.87 ~ 287.20 Y = 36007.28X–47180.65 0.99999 2.1 98.1
2 儿茶素 Catechin 22.404 2.77 ~ 276.80 Y = 9541.49X–10937.49 0.99998 1.6 98.4
3 对羟基苯甲酸
4-hydroxybenzoic acid
23.905 2.40 ~ 240.00 Y = 18412.2X–13320.2 0.99997 3.2 100.1
4 绿原酸 Chlorogenic acid 26.392 2.44 ~ 244.40 Y = 22616.02X–23175.9 0.99999 0.5 100.5
5 香草酸 Vanillic acid 28.456 2.60 ~ 260.40 Y = 24503.68X–24755.79 0.99999 2.3 101.2
6 咖啡酸 Caffeic acid 29.631 2.74 ~ 274.00 Y = 48474.59X–59018.52 0.99999 4.5 98.3
7 丁香酸 Syringic acid 31.307 2.56 ~ 256.40 Y = 43752.24X–45324.23 0.99999 2.2 100.3
8 对香豆酸 β-coumaric acid 41.326 2.62 ~ 262.40 Y = 84572.64X–94593.23 0.99999 0.5 102.3
9 阿魏酸 Ferulic acid 46.577 2.81 ~ 280.80 Y = 46097.02X–54051.26 0.99999 3.4 100.8
10 芥子酸 Sinapic acid 47.983 2.68 ~ 267.60 Y = 22052.83X–25162.43 0.99999 2.6 100.6
11 安息香酸 Benzoic acid 50.893 3.55 ~ 355.20 Y = 5103.286X–7976.601 0.99999 1.6 101.6
12 芦丁 Rutin 56.615 2.63 ~ 262.80 Y = 10238.12X–9754.789 0.99999 1.7 100.1
13 山奈素 Kaempferide 58.541 2.88 ~ 288.00 Y = 15346.86X–34606.98 0.99993 1.3 99.8
14 槲皮素 Quercetin 61.549 2.69 ~ 269.20 Y = 16999.45X–23590.88 0.99998 1.5 98.2
15 异鼠李素 Lsorhamnetin 62.524 2.38 ~ 237.60 Y = 33755.06X–35019.27 0.99998 2.6 100.4
16 杨梅酮 Myricetin 63.719 2.64 ~ 264.40 Y = 26493.3X–32777.94 0.99999 1.4 99.6
17 木犀草素 Luteolin 64.133 2.83 ~ 283.20 Y = 10851.14X–12252.68 0.99999 2.5 102.2
* n = 6.
紫结球甘蓝中酚酸和黄酮物质的种类推断和含量分析结果见表 4。
负离子极性下,共有11种酚酸、黄酮化合物产生响应。通过负离子下丰度最大的碎片离子m/z
值推测为[M-H]-,进而推测各质谱峰物质的相对分子质量,再结合混合标准品液相色谱出峰顺序和
时间,可基本断定各化合物。
宋 亚,杨 静,朱祝军.
紫结球甘蓝功能性成分的提取、鉴定与分析.
园艺学报,2016,43 (1):100–108. 107
其中,当保留时间 58.541、64.133 min 时,碎片离子[M-H]- m/z 均为 285,而山奈素和木犀草
素相对分子质量也均为 286,结合混合标准品的液相色谱图发现,前者先于后者出峰,因而可推知
此两种化合物分别为山奈素和木犀草素。
紫结球甘蓝中总酚酸、黄酮含量为 2 003.79 μg · g-1 FW,共分离和鉴定 11 种,包含 5 种酚酸物
质(964.45 μg · g-1 FW)和 6 种黄酮物质(1 039.34 μg · g-1 FW),阿魏酸和咖啡酸是含量最高的酚酸,
分别占总含量的 10.62%和 10.41%,而木犀草素是含量最高的黄酮,占总含量的 10.10%。
表 4 紫结球甘蓝中酚酸和黄酮的组成
Table 4 Composition of phenolic compounds in red cabbage
出峰序号
Peak No.
保留时间/min
Retention time
分子离子/(m/z)
[M]-
推测结构
Tentative identification
含量/(μg · g-1 FW)
Content
比例/%
Percentage
1 8.812 169 没食子酸 Gallic acid 156.23 ± 2.67 7.90
4 26.392 353 绿原酸 Chlorogenic acid 199.63 ± 0.78 7.95
6 29.631 179 咖啡酸 Caffeic acid 204.72 ± 2.84 10.41
8 41.326 163 对香豆酸 β-coumaric acid 195.31 ± 3.05 9.90
9 46.577 193 阿魏酸 Ferulic acid 208.56 ± 1.12 10.62
12 56.615 609 芦丁 Rutin 177.88 ± 0.96 9.02
13 58.541 285 山奈素 Kaempferide 149.87 ± 1.34 7.60
14 61.549 301 槲皮素 Quercetin 172.35 ± 2.45 8.73
15 62.524 315 异鼠李素 Lsorhamnetin 154.66 ± 2.84 7.87
16 63.719 317 杨梅酮 Myricetin 195.76 ± 1.25 9.91
17 64.133 285 木犀草素 Luteolin 188.82 ± 3.41 10.10
3 讨论
3.1 紫结球甘蓝中花青苷的含量和组分
本研究结果表明,紫结球甘蓝中花青苷含量丰富(1 187.92 μg · g-1 FW),略高于 Wiczkowski 等
(2013)、张淑江等(2014)的研究结果,可能与采摘季节和采摘地点的不同有关。经鉴定,紫结球
甘蓝中花青苷均为矢车菊花青苷,这与前人的研究结果相同。此外,矢车菊–3–阿魏酰–槐糖苷–
5–葡萄糖苷、矢车菊–3–p–香豆酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷和矢车菊–3–槐糖苷–5–葡萄糖苷
是紫结球甘蓝中主要的花青苷,这也与 Wiczkowski 等(2013)、张淑江等(2014)的研究结论一致。
3.2 紫结球甘蓝中硫苷的含量和组分
紫结球甘蓝中硫苷含量为 6.39 μmol · g-1 FW,略高于 Volden 等(2008)的研究结果。经鉴定,
紫结球甘蓝中硫苷组分共 10 种,其中包含 2–羟基–3–丁烯基硫苷在内的 6 种与 Volden 等(2008)
的研究结果一致,包含 4–甲基硫氧丁基硫苷在内的 4 种与 Park 等(2014b)所报道结果相同。4–
戊烯基硫苷和 2–羟基–4 戊烯基硫苷在紫结球甘蓝中均为首次发现。
此外,4–戊烯基硫苷、3–丁烯基硫苷、2–羟基–3–丁烯基硫苷和 3–吲哚基甲基硫苷等脂
肪族硫苷是紫结球甘蓝中主要的硫苷组分,除 4–戊烯基硫苷以外,Volden 等(2008)和 Park 等
(2014b)也得到同样的结论。
3.3 紫结球甘蓝中酚酸和黄酮的含量和组分
本试验建立了酚酸、黄酮高效液相色谱流动相梯度,能成功分离包括没食子酸在内的 17 种酚
酸、黄酮单体,且同样适用于其他植物体中酚酸和黄酮物质提取液的检测。本试验中紫结球甘蓝中
Song Ya,Yang Jing,Zhu Zhu-jun.
Identification and analysis of the functional compounds in red cabbage.
108 Acta Horticulturae Sinica,2016,43 (1):100–108.
酚酸和黄酮物质的定性分析可能受到高含量花青苷干扰,故而引入液质联用技术。经鉴定,咖啡酸、
对香豆酸、阿魏酸、山奈素和槲皮素的存在和 Park 等(2014a)的研究结果一致,且三者均为紫结
球甘蓝中主要的酚酸物质。因此,没食子酸、绿原酸、芦丁、异鼠李素、杨梅酮和木犀草素在紫结
球甘蓝中均为首次发现。
References
Barbieri G,Pernice R,Maggio A,Pascale S D,Fogliano V. 2008. Glucosinolates profile of Brassica rapa L. subsp. sylvestris L. Janch. var. esculenta
Hort. Food Chemistry,107:1687–1691.
Cartea M E. 2011. Phenolic compounds in Brassica vegetables. Molecules,16 (1):251–280.
Cartea M E,Velasco P,Obregón S,Padilla G,Haro A D. 2008. Seasonal variation in glucosinolate content in Brassica oleracea crops grown in
northwestern Spain. Phytochemistry,69:403–410.
Chen Xin-juan,Zhu Zhu-jun,Qian Qiong-qiu,Ni Xiao-lei,Yang Jing. 2007. Extraction,separation and identification of glucosinolates. Journal
of Chinese Institute of Food Science and Technology,7 (3):43–47. (in Chinese)
陈新娟,朱祝军,钱琼秋,倪晓蕾,杨 静. 2007. 硫代葡萄糖苷的提取、分离和鉴定. 中国食品学报,7 (3):43–47.
Hong E,Kim S J,Kim G H. 2011. Identification and quantitative determination of glucosinolates in seeds and edible parts of Korean Chinese cabbage.
Food Chemistry,128:1115–1120.
Jaiswal A K. 2011. Phenolic composition,antioxidant capacity and antibacterial activity of selected irish Brassica vegetables. Natural Product
Communications,6 (9):1299–1304.
Lee M K,Chun J H,Byeon D H,Chung S O,Park S U,Park S,Arasu M V,Al DhabiN A,Lim Y P,Kim S J. 2014. Variation of glucosinolates
in 62 varieties of Chinese cabbage(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)and their antioxidant activity. Food Science and Technology,58:93–
101.
Lucier G,Plummer C. 2003. Vegetables and melon outlook. Economic Research Service,145:291–297.
McDougall G J,Fyffe S,Dobson P,Stewart D. 2007. Anthocyanins from red cabbage–stability to simulated gastrointestinal digestion.
Phytochemistry,68:1285–1294.
Panagiotis A,Per J R. Sjöberg,Charlotta T. 2008. Characterisation of anthocyanins in redcabbage using high resolution liquid chromatography
coupled with photodiode array detection and electrospray ionization-linear ion trap mass spectrometry. Food Chemisty,10:219–226.
Park S,Arasu M V,Jiang N,Choi S H. 2014a. Metabolite profiling of phenolics,anthocyanins and flavonols in cabbage(Brassica oleracea var.
capitata). Industrial Crops and Products,60:8–14.
Park S,Arasu M V,Lee M K,Chun J H,Seo J M,Al Dhabi N A,Kim S J. 2014b. Analysis and metabolite profiling of glucosinolates,anthocyanins
and free amino acids in inbred lines of green and red cabbage(Brassica oleracea L.). Food Science and Technology,58:203–213.
Pasini F,Verardo V,Caboni M F,Antuono L F. 2012. Determination of glucosinolates and phenolic compounds in rocket salad by HPLC–DAD–
MS:Evaluation of Eruca sativa Mill. and Diplotaxis tenuifolia L. genetic resources. Food Chemistry,133:1025–1033.
Schonhof I,Krumbein A,Brückner B. 2008. Genotypic effects on glucosinolates and sensory properties of broccoli and cauliflower. Nahrung/Food,
48 (1):25–33.
Volden J,Borge G I A,Bengtsson G B,Hansen M,Thygesen I E,Wicklund T. 2008. Effect of thermal treatment on glucosinolates and antioxidant
related parameters in red cabbage(Brassica oleracea L. ssp. capitata f. rubra). Food Chemistry,109:595–605.
Wiczkowski W,Szawara-Nowak D,Topolska J. 2013. Red cabbage anthocyanins:Profile,isolation,identification,and antioxidant activity. Food
Research International,51:303–309.
Zhang Shu-jiang,Ma Yue,Xu Xue-ling,Qian Wei,Zhang Shi-fan,Li Fei,Zhang Hui,Sun Ri-fei. 2014. Components and amounts of anthocyanins
in several Brassica vegetables. Acta Horticulturae Sinica,41 (7):1451–1460. (in Chinese)
张淑江,马 越,徐学玲,钱 伟,章时蕃,李 菲,张 慧,孙日飞. 2014. 芸薹属 5 种紫红色蔬菜花青素苷含量及组分分析. 园艺
学报,41 (7):1451–1460.