全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2010, 37 (1) : 59 - 64
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2009 - 08 - 11; 修回日期 : 2009 - 12 - 08
基金项目 : 国家 ‘863’计划项目 (2008AA10Z111) ; 国家自然科学基金项目 (30370974) ; 教育部新世纪优秀人才支持计划项
目 (NECT20520516) ; 教育部霍英东基金优选资助课题 (104034) ; 教育部博士后科学基金项目 (20080441259)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: qiaomeiw@ zju1edu1cn)
青花菜不同器官生物活性物质和营养成分的研究
孙　勃 1 , 许映君 2 , 徐铁锋 1 , 袁高峰 1 , 郭容芳 1 , 汪炳良 1 , 汪俏梅 13
(1浙江大学园艺系 , 农业部园艺植物生长发育与生物技术重点开放实验室 , 杭州 310029; 2 慈溪市农业技术推广中
心 , 浙江慈溪 315300)
摘 　要 : 分析了青花菜花球、茎、叶和根中生物活性物质和营养成分组分与含量的差异。结果发现 ,
花球中的总脂肪类、总吲哚类、总芥子油苷以及抗癌活性最强的 4 - 甲基硫氧丁基芥子油苷的含量均显著
高于其它器官 , 根系中苯乙基芥子油苷、4 -甲基硫丁基芥子油苷和 4 - 甲氧基 - 吲哚 - 3 - 甲基芥子油苷
含量显著高于其它器官 ; 花球中的可溶性蛋白、还原糖和可溶性固形物含量显著高于其它器官 ; 叶片中的
多酚、维生素 C、叶绿素和类胡萝卜素含量以及抗氧化能力显著高于其它器官。叶片和根系生物活性物质
含量丰富 , 可加以综合利用。
关键词 : 青花菜 ; 器官 ; 生物活性物质 ; 芥子油苷 ; 营养成分
中图分类号 : S 635　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2010) 0120059206
Var ia tion of B ioactive Com pounds and Nutr ien ts Am ong D ifferen t O rgan s of
Broccoli ( B rassica o le racea var. ita lica Planck)
SUN Bo1 , XU Ying2jun2 , XU Tie2feng1 , YUAN Gao2feng1 , GUO Rong2fang1 , WANG B ing2liang1 , and
WANG Q iao2mei13
(1D epartm en t of Horticulture, Zhejiang U niversity, Key Laboratory of Horticu ltural P lant Grow th, D evelopm ent and Q uality
Im provem ent, M inistry of A gricu lture, Hangzhou 310029, Ch ina; 2 C ixi A gricu lture Technology and Populariza tion Cen ter, C ix i,
Zhejiang 315300, China)
Abstract: The p resent study investigated the contents of bioactive compounds and nutrients, as well as
antioxidant capacities in heads, stem s, leaves and roots of mature broccoli (B rassica oleracea var. ita lica
Planck) p lants. The results showed that the heads had the highest amounts of aliphatic glucosinolates, indole
glucosinolates, total glucosinolates and glucoraphanin, which was one of the most potential anticarcinogenic
glucosinolate identified thus far. The contents of gluconasturtiin, glucoerucin and 42methoxyglucobrassicin in
the roots were remarkably higher than those in the other organs. A s for the nutrients, the broccoli heads con2
tained markedly higher concentrations of soluble p roteins, reducing sugars and soluble solids than those in the
leaves, roots and stem s. The highest contents of total phenols, L2ascorbic acid, chlorophyll and carotenoids,
as well as antioxidant capacities were observed in leaves, and the significant differences existed between leaves
and other organs. The leaves and roots of broccoli, which are rich sources of bioactive components, have great
potential for p roducing health2p romoting p roducts and biological pesticides as raw materials.
Key words: broccoli; organ; bioactive compound; glucosinolate; nutrient
青花菜 (B rassica oleracea var. ita lica Planck) 具有很高的营养价值 , 特别是含有芥子油苷 ( Glu2
园 　　艺 　　学 　　报 37卷
cosinolates) 和多酚 ( Total phenols) 等多种生物活性物质。芥子油苷是一类含硫和氮的植物次生代谢
产物 , 其降解产物异硫代氰酸盐具有抗癌活性 (汪俏梅和曹家树 , 2001)。植物多酚在抗诱变、抗肿
瘤、抗病毒、抗微生物及抗衰老等方面具有显著的作用 (Chun et al. , 2005; Volden et al. , 2009) , 除
此以外 , 青花菜还具有较强的抗氧化能力 (Leja et al. , 2001; Bahorun et al. , 2004)。
青花菜的营养品质和保健价值一直是蔬菜研究中的热点 , (Leja et al. , 2001; Bahorun et al. ,
2004; Chun et al. , 2005; Xu et al. , 2006; J ia et al. , 2009) , 但主要集中在产品器官花球上 , 对其它
器官的研究鲜有报道。本试验以青花菜的不同器官为研究对象 , 从青花菜综合利用的角度 , 研究不同
器官中生物活性物质和营养成分的含量 , 为青花菜叶和根的开发利用提供理论依据。
1　材料与方法
111　材料与处理
供试青花菜 (B rassica oleracea var. ita lica Planck) 品种为 ‘优秀 ’。2008年 8月 10日在浙江省慈
溪市播种育苗 , 1个月后定植于露地 , 11月底至 12月初产品器官成熟 , 12月 5日采收。挑选生长健
壮 , 花球成熟度一致 , 无病虫害及机械损伤的植株 15株 , 每 5株为 1个重复 , 共 3个重复。整株采
收 , 根部带有一定量的土壤 , 放进铺有冰的泡沫箱中 , 迅速运回实验室。
将整株按照花球、茎、叶和根 4个器官分割 , 清洗 , 叶片取植株中部健壮的成熟叶片 , 重复间取
相同叶位。一部分材料用于测定含水量、维生素 C、叶绿素、类胡萝卜素和可溶性固形物 , 另一部分
冷冻干燥 (V ir Tis, USA) 72 h, 粉碎成粉 , - 80 ℃保存备用。
112　测定方法
11211　含水量、可溶性固形物、叶绿素、类胡萝卜素、还原糖和可溶性蛋白含量的测定 　
将不同器官取样 , 洗净 , 105 ℃杀青 2 h, 70 ℃下烘干至恒重 , 测定其含水量 ; 可溶性固形物用
手持阿贝折射仪测定 ; 叶绿素和类胡萝卜素用乙醇提取 , 分光光度法测定 ; 还原糖含量用 DNS比色
法测定 ; 可溶性蛋白含量用考马斯亮蓝 G2250染色法测定。
11212　维生素 C含量的测定　
参照 N isperos2Carriedo等 (1992) 的方法并加以改进。准确称取鲜样 3 g于研钵中 , 加入草酸溶
液研磨 , 残渣用草酸溶液洗涤 , 合并滤液 , 用草酸溶液定容到 25 mL, 离心 , 吸取上清液 , 过滤 , 用
于 HPLC分析。通过标准曲线计算不同器官中的维生素 C含量。
11213　芥子油苷组分和含量的分析 　
参照 Xu等 (2006)、J ia等 (2009) 的方法。5 mL ddH2O 加适量不同器官冻干粉置于离心管中 ,
沸水浴 10 m in, 离心 , 将提取液吸出 , 再加入 5 mL ddH2 O, 沸水浴 10 m in, 合并提取液 , 于 - 20 ℃
冰箱保存。将提取液通过 DEAE2Sephadex柱吸附 , 洗脱 , 得到纯化样品。将纯化样品过滤 , 进行
HPLC (W aters, USA) 分析 , 以 oNPG为内标 (响应因子为 017) , 以内标法计算芥子油苷的含量。
HPLC条件 : 检测波长为 226 nm, 流速为 110 mL·m in - 1 , 色谱柱为 C18反相色谱柱。
11214　总多酚含量的分析 　
参照 Volden等 (2009) 的方法并加以改进。称取适量冻干粉加入乙醇 , 水浴 1 h, 离心 , 吸取上
清液作为多酚提取液。取提取液 013 mL分别加入 Folin2Ciocalteaupis溶剂和碳酸钠溶液 , 静置 2 h, 在
760 nm下测量吸光值 , 用乙醇作为对照。根据标准曲线计算样品中多酚的含量。
11215　FRAP法测定抗氧化能力 　
参照 Benzie和 Strain (1996) 的方法。称取适量冻干粉于研钵中 , 加入乙醇 , 充分研磨后定容至
25 mL, 水浴 1 h, 离心 , 吸取上清液作为提取液。提取液中加入 FRAP工作液 , 水浴 10 m in, 593 nm
波长测吸光值 , 在 FRAP工作液中加入乙醇用作对照。根据标准曲线计算样品的抗氧化能力。
06
　1期 孙 　勃等 : 青花菜不同器官生物活性物质和营养成分的研究 　
113　数据分析
本试验数据为 3次重复的平均值 ±标准差 , 试验数据均采用 Excel 2003软件进行处理 , 用 DPS软
件进行数据统计和差异显著性分析。
2　结果与分析
211　青花菜不同器官的芥子油苷组分与含量
由表 1可见 , 在青花菜中共检测到 11种芥子油苷 , 其中 6种脂肪类芥子油苷 , 4种吲哚类芥子
油苷和 1种芳香类芥子油苷。花球中主要为 4 -甲基硫氧丁基芥子油苷 , 吲哚 - 3 -甲基芥子油苷和 1
-甲氧基 -吲哚 - 3 -甲基芥子油苷 ; 茎中主要为 4 -甲基硫氧丁基芥子油苷 , 吲哚 - 3 - 甲基芥子油
苷 , 4 -甲氧基 - 吲哚 - 3 - 甲基芥子油苷和 1 - 甲氧基 - 吲哚 - 3 - 甲基芥子油苷 ; 叶片中主要为吲
哚 - 3 -甲基芥子油苷和 1 -甲氧基 -吲哚 - 3 -甲基芥子油苷 ; 根系中主要为 1 -甲氧基 -吲哚 - 3 -
甲基芥子油苷 , 4 -甲基硫丁基芥子油苷 , 苯乙基芥子油苷和 4 -甲氧基 -吲哚 - 3 -甲基芥子油苷。
花球中总芥子油苷含量最高 , 达到 27167μmol·g- 1 DW , 其中脂肪类占 37193% , 吲哚类占
61156% , 芳香类占 0151% ; 茎中总芥子油苷含量最低 , 仅为 2194μmol·g- 1 DW , 其中脂肪类占
47187% , 吲哚类占 49109% , 芳香类占 3104% ; 叶片中总芥子油苷含量为 6189μmol·g- 1 DW , 其中
脂肪类占 11146% , 吲哚类占 88154% ; 根系中总芥子油苷含量为 22149μmol·g- 1 DW , 其中脂肪类
占 21179% , 吲哚类占 58116% , 芳香类占 20105%。
表 1　青花菜不同器官中芥子油苷的组分和含量
Table 1　The com position and con ten t of glucosinola tes am ong d ifferen t organ s of broccoli / (μmol·g - 1 DW )
芥子油苷
Glucosinolate
花球
Head
茎
Stem
叶
Leaf
根
Root
脂肪类 A liphatic glucosinolates
　3 - 甲基硫氧丙基芥子油苷 Glucoiberin 0179 ±0120 a 0112 ±0103 b 0115 ±0107 b 0111 ±0104 b
　2 - 羟基 - 3 - 丁烯基芥子油苷 Progoitrin 2190 ±0126 a 0118 ±0103 c 0105 ±0101 c 0147 ±0105 b
　烯丙基芥子油苷 Sinigrin 0160 ±0105 a 0110 ±0102 c 0108 ±0101 c 0132 ±0102 b
　4 - 甲基硫氧丁基芥子油苷 Glucoraphanin 5154 ±0133 a 0161 ±0112 b 0152 ±0115 b 0131 ±0109 b
　3 - 丁烯基芥子油苷 Gluconap in 0153 ±0113 a 0114 ±0100 b - 0120 ±0103 b
　4 - 甲基硫丁基芥子油苷 Glucoerucin 0114 ±0105 c 0127 ±0106 b - 3148 ±0103 a
　总脂肪类芥子油苷 Total aliphatic glucosinolates 10150 ±0197 a 1141 ±0115 c 0180 ±0124 c 4189 ±0117 b
吲哚类 Indole glucosinolates
　4 - 羟基 -吲哚 - 3 -甲基芥子油苷 42Hydroxyglucobrassicin 0141 ±0104 a 0107 ±0100 c - 0116 ±0101 b
　吲哚 - 3 -甲基芥子油苷 Glucobrassicin 7195 ±0134 a 0141 ±0105 d 3179 ±0117 b 2105 ±0109 c
　4 - 甲氧基 - 吲哚 - 3 - 甲基芥子油苷 42Methoxyglucobrassicin 1137 ±0112 b 0141 ±0101 d 0170 ±0107 c 4146 ±0112 a
　1 - 甲氧基 - 吲哚 - 3 - 甲基芥子油苷 Neoglucobrassicin 7129 ±0130 a 0155 ±0104 d 1160 ±0105 c 6141 ±0127 b
　总吲哚类芥子油苷 Total indole glucosinolates 17102 ±0177 a 1144 ±0106 d 6109 ±0118 c 13108 ±0146 b
芳香类 A romatic glucosinolate
　苯乙基芥子油苷 Gluconasturtiin 0114 ±0101 b 0109 ±0102 b - 4152 ±0146 a
　总芳香类芥子油苷 Total aromatic glucosinolates 0114 ±0101 b 0109 ±0102 b - 4152 ±0146 a
总芥子油苷 Total glucosinolates 27167 ±1138 a 2194 ±0123 d 6189 ±0141 c 22149 ±0174 b
　　注 : 表中数据为平均值 ±标准差 , 同一行数据中不同字母表示差异达 5%显著水平。 - : 未检测到。
Note: Values are means ±SE1 D ifferent letters within the same row indicate significant difference at 5% level1 - : Not detected1
212　青花菜不同器官的总多酚含量和抗氧化能力
由表 2可见 , 青花菜不同器官中总多酚含量 ( GAE) 差异显著 , 叶片中含量最高 , 达到 89318
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μg·g- 1 FW , 其次是花球和根系 , 含量分别为 64810和 60718μg·g- 1 FW , 茎中的含量最低 , 仅为
32117μg·g- 1 FW , 不足叶片中含量的 40%。青花菜不同器官的抗氧化能力差异显著。叶片的抗氧
化能力 ( Fe2 + ) 最强 , 达到 18149μmol·g- 1 FW , 根和花球其次 , 分别为 11121和 9148μmol·g- 1
FW , 茎最低 , 仅为 6109μmol·g- 1 FW , 叶片的抗氧化能力为茎的 3103倍。
表 2　青花菜不同器官中总多酚含量和抗氧化能力
Table 2　The con ten t of tota l phenols and an tiox idan t capac ity am ong d ifferen t organ s of broccoli
器官
O rgan
总多酚 / (μg·g - 1 FW )
Total phenols
抗氧化能力 / (μmol·g - 1 FW )
Antioxidant capacity
花球 Head 64810 ±817 b 9148 ±0117 c
茎 Stem 32117 ±2118 d 6109 ±0153 d
叶 Leaf 89318 ±1019 a 18149 ±0191 a
根 Root 60718 ±715 c 11121 ±0128 b
　　注 : 表中数据为平均值 ±标准差 , 同一列数据中字母不同者表示差异达 5%显著水平。
Note: Values are means ±SE1 D ifferent letters within the same column indicate significant difference at 5% level1
213　青花菜不同器官的维生素 C、叶绿素和类胡萝卜素含量
维生素 C、叶绿素和类胡萝卜素是青花菜重要的营养成分。表 3结果表明叶片中的维生素 C含量
最高 , 达到 1 36117μg·g- 1 FW , 茎中含量最低 , 仅为 64415μg·g- 1 FW , 不足叶片中的 50%。叶
片、花球和茎中的叶绿素 a、叶绿素 b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均差异显著 , 叶片中的含量最高 ,
花球次之 , 茎中含量最低。叶片中叶绿素 a、叶绿素 b、总叶绿素和类胡萝卜素的含量分别为花球中
的 3178倍、4153倍、3194倍和 3144倍 , 为茎中的 92198倍、305121倍、112165倍和 17153倍。
表 3　青花菜不同器官中维生素 C、叶绿素和类胡萝卜素的含量
Table 3　The v itam ine C, chlorophyll and caroteno ids am ong d ifferen t organ s of broccoli / (μg·g - 1 FW )
器官
O rgan
维生素 C
V itam ine C
叶绿素 a
Chl1a 叶绿素 bChl1b 总叶绿素Chl1 ( a + b) 类胡萝卜素Carotenoid
花球 Head 1 16311 ±2619 b 45719 ±4614 b 12810 ±1113 b 58519 ±3519 b 12019 ±915 b
茎 Stem 64415 ±5919 c 　 1816 ±210 c 　119 ±012 c 　 2015 ±212 c 2317 ±015 c
叶 Leaf 1 36117 ±6511 a 1 72914 ±3810 a 57919 ±1817 a 2 30913 ±5617 a 41515 ±912 a
　　注 : 表中数据为平均值 ±标准差 , 同一列数据中字母不同者表示差异达 5%显著水平。
Note: Values are means ±SE1 D ifferent letters within the same column indicate significant difference at 5% level1
214　青花菜不同器官的可溶性蛋白、还原糖、可溶性固形物含量和含水量
从表 4可见 , 青花菜花球中的可溶性蛋白含量最高 , 叶片中含量也比较高 , 根和茎中的含量最
低。还原糖在花球和茎中含量高 , 叶片中含量最低。可溶性固形物也是花球中的最高 , 其次是叶 , 茎
中的最低。叶片和茎中的含水量最高 , 其次是花球 , 根系含水量最低。
表 4　青花菜不同器官中可溶性蛋白、还原糖、可溶性固形物含量和含水量
Table 4　The soluble prote in s, reduc ing sugars, soluble solids and wa ter con ten t am ong d ifferen t organ s of broccoli
器官
O rgan
可溶性蛋白 / (mg·g - 1 FW )
Soluble p rotein
还原糖 / (mg·g - 1 FW )
Reducing sugar
可溶性固形物 /%
Soluble solid
含水量 /%
W ater content
花球 Head 16125 ±0169 a 32130 ±0199 a 1614 ±018 a 86187 ±0134 b
茎 Stem 5136 ±0146 c 29131 ±0159 b 616 ±016 b 88197 ±1177 a
叶 Leaf 13180 ±0139 b 9181 ±0160 d 1110 ±010 c 88194 ±0151 a
根 Root 6105 ±0125 c 12140 ±1132 c - 80104 ±0188 c
　　注 : 表中数据为平均值 ±标准差 , 同一列数据中字母不同者表示差异达 5%显著水平。 - : 未检测。
Note: Values are means ±SE1 D ifferent letters within the same column indicate significant difference at 5% level1 - : Not detected1
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　1期 孙 　勃等 : 青花菜不同器官生物活性物质和营养成分的研究 　
3　讨论
311　芥子油苷
芥子油苷作为一类重要的次生代谢物质 , 是评价青花菜品质的重要指标之一 (袁晶 , 2006)。本
试验在青花菜的花球中检测到芥子油苷的含量为 27167μmol·g- 1 DW , 其中 4 -甲基硫氧丁基芥子油
苷的含量为 5154μmol·g- 1 DW , 与文献中报道 (Xu et al. , 2006; J ia et al. , 2009; Verkerk et al. ,
2009) 的基本吻合。在不同器官、不同组织及不同发育时期 , 芥子油苷的组分和含量均有明显差异
(B rown et al. , 2003)。本试验结果表明 , 青花菜不同器官中的芥子油苷组分和含量差异显著 , 与
B rown等 (2003) 的结论一致。本试验中青花菜花球中 4 - 甲基硫氧丁基芥子油苷的含量显著高于其
它器官 , 这种芥子油苷是迄今为止发现的抗癌活性最强的芥子油苷 ( Zhang et al. , 1994) , 许多研究
都表明 , 它在青花菜中的含量和比例都是比较高的 (Xu et al. , 2006; J ia et al. , 2009; Verkerk et al. ,
2009)。叶片中吲哚类芥子油苷的相对含量很高 , 这可能与吲哚类芥子油苷参与植物对昆虫和病原菌
的抗性有关 (Agerbirk et al. , 2009)。另外 , 还有一些研究表明 , 吲哚 - 3 -甲基芥子油苷的降解产物
吲哚 - 3 -甲醇可强烈诱导肝、肠酶的活性 , 具有一定的抗癌活性 (Rosa & Heaney, 1993)。B rader等
(2006) 研究表明 , 某些芳香类芥子油苷和植物的抗病性具有密切关系。本研究表明 , 在青花菜根系
中芳香类芥子油苷的含量显著高于其它器官 , 因此我们推测芳香类芥子油苷在青花菜根系中的分布很
可能与根系对土壤中病原菌的抗性有关。有研究表明 , 4 - 甲基硫丁基芥子油苷的降解产物可以抑制
畸雌腐霉和立枯丝核菌等病原体生长 , 具有一定的抗菌功能 (陈亚州和闫秀峰 , 2007)。作者发现根
系中 4 -甲基硫氧丁基芥子油苷的含量不高 , 但是其修饰前体 4 - 甲基硫丁基芥子油苷的含量显著高
于其它器官 , 这很可能是经过长期的进化与环境选择 , 根系中由 4 - 甲基硫丁基芥子油苷转化为 4 -
甲基硫氧丁基芥子油苷的过程受到抑制 , 导致 4 - 甲基硫丁基芥子油苷在根系中大量累积 , 而 4 - 甲
基硫氧丁基芥子油苷含量却不高。还有研究表明 , 4 -甲氧基 -吲哚 - 3 -甲基芥子油苷和植物的广谱
抗病性密切相关 (Clay et al. , 2009) , 本试验中发现根系中这种芥子油苷的含量显著高于其它器官 ,
这也表明植物体内芥子油苷的分布与植物对环境的适应性密切相关。
312　其它生物活性物质和营养成分
除了含有丰富的芥子油苷外 , 青花菜中的维生素 C、类胡萝卜素和多酚的含量及其抗氧化能力也
备受关注。本试验发现 , 叶片中维生素 C、类胡萝卜素和多酚的含量及其抗氧化能力最高 , 都显著超
过了其它器官 , 花球中这些成分的含量也较高 , 检测到的含量也与文献中报道的一致 (Leja et al. ,
2001; Bahorun et al. , 2004; Chun et al. , 2005; 袁晶 , 2006)。花球中可溶性蛋白、还原糖和可溶性固
形物的含量均显著高于其它器官 , 这也说明青花菜产品器官营养丰富 , 非常适合人类日常消费。
313　青花菜的综合利用
试验结果表明 , 青花菜的茎、叶片和根系作为农业生产中的废弃物具有潜在开发价值。随着青花
菜生产规模的不断扩大 , 具备了规模化生产生物饲料的条件 , 可以以茎和叶片为原料 , 生产奶牛、羊
和兔等动物的饲料。根系和叶片中含有丰富的吲哚类芥子油苷、4 - 甲基硫丁基芥子油苷和苯乙基芥
子油苷 , 它们具有天然的抗虫和抗菌功能 , 可用于研发安全无毒的生物农药。另外叶片中含有丰富的
维生素 C、类胡萝卜素和多酚类物质 , 并且有很强的抗氧化能力 , 可用于功能食品的开发。
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