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Evaluation of Glucosinolate Composition and Contents in Tai-tsai

薹菜中硫代葡萄糖苷的鉴定与含量分析



全 文 :园 艺 学 报 2008,35(8):1161—1166
Aeta Horticulturae Sinica
薹菜中硫代葡萄糖苷的鉴定与含量分析
宋廷宇 ,侯喜林 ,何启伟 ,吴春燕 ,徐苑芳
( 南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,南京 210095; 山东农业科学院蔬菜研究所,济南 250100;
山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安 271018; 济南北方农艺科学研究所,济南 250100)
摘 要:采用 HPLC的方法,以薹菜 (Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino var.tai—tsai Hort)4
个品种 ‘京研薹菜’、‘南京小叶薹菜’、‘花叶薹菜’和 ‘小叶薹菜’为试材,在相同的栽培管理条件下
对不同品种、不同食用部位 (叶片、叶柄)以及不同的生长季节 (春季和秋季)薹菜中的硫苷成分和含量
进行了研究。4个品种均含有8种硫苷成分,分别为 2一羟基 一3一丁烯基硫苷、3一丁烯基硫苷、4一羟基
一 3一吲哚基甲基硫苷、4一戊烯基硫苷、2一苯基乙基硫苷、吲哚 一3一甲基硫苷、1一甲氧基 一3一吲哚基
甲基硫苷和 4一甲氧基吲哚 一3一甲基硫苷。各品种叶片中的硫苷含量显著高于叶柄;秋季栽培的薹菜硫苷
含量高于春季;品种之间所含硫苷成分虽然相同,但含量差异较大。
关键词:薹菜;硫代葡萄糖苷;HPLC分析
中图分类号:S 634.7 文献标识码:A 文章编号:0513-353X (2008)08—1161-06
Evaluation of Glucosinolate Composition and Contents in Tai·tsai
SONG Ting.yu ,HOU Xi.1inh
, HE Qi.wei h,WU Chun.yan。,and XU Yuan.fang
( State Key Laboratory ofCrop Genetics and Germplasm Enhancement,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China;
Institute of Vegetable,Shandong Academy ofAgricultural Sciences,Jinan 250100,China; Department of Horticultural Sciences
and Engineering,Shandong Agricultural University,Tai~n,Shandong 271018,China; Jinan Northern Institute ofAgricultural
Sciences,Jinan 250100,China )
Abstract:Four Tai.tsai(Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino var.tai—tsa Hon)cuhivars.
eg.‘Jingyan Taicai’,‘Nanjing Xiaoye Taicai’,‘Huaye Taicai’and‘Xiaoye Taicai’grown in spring and
autumn were used to evaluate glucosinolate composition and contents in leaf blade and petiole of plants by
HPLC analysis.The results showed that eight glucosinolate ingredients including Pro,NAP,40H,GBN,
NAS。GBC.NEO and 4ME were detected in all testing materials.It also showed that glucosinolate contents in
leaf blade were higher than that in petiole.Moreover.glucosinolate contents in those cultivated in autumn were
higher than that in spring.Great variation of glucosinolate contents were also found among the four cuhivars.
Key words:tai-tsai;glucosinolate;HPLC analysis
硫代葡萄糖苷 (glucosinolates,简称硫苷 Gs)是十字花科蔬菜中一类重要的含硫次生代谢产物。
近年来研究发现硫苷与植物的风味和抗病虫等功能有关 (Giamoustaris&Mithen,1995)。目前已发现
的硫苷有 120多种,十字花科蔬菜中含有约 l5种,但是大多数植物只含有少数几种硫苷,且含量不
高。根据硫苷侧链 R基团的不同,可把硫苷分为脂肪族、芳香族和吲哚族硫苷 (Mikkelsen et a1.,
收稿日期:2008—05—05;修回日期:2008—07—14
基金项目:山东省良种工程产业化项 目
通讯作者 Author for correspondence(E-mail:hxl@njau.edu.an;hqwl215@sohu.com)
致谢:本研究得到了国家蔬菜工程技术研究中心何洪巨研究员的大力帮助,青岛农业大学刘维信教授对本文英文摘要进行了审
校和修改,并对本试验提出了中肯建议,在此对他们表示衷心感谢。
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园 艺 学 报 35卷
2000)。目前欧洲学者对起源于欧洲的芸薹属蔬菜中的硫苷作了很多研究 (Verhoeven et a1.,1997)。
而我国对于芸薹属蔬菜,尤其是我国特有的一些芸薹属蔬菜的硫苷研究较少。
本研究中以薹菜 (Brasica c口,印 fr L.sp.chinens~Makino var.tai一拈口 Hoa)为试材,对不同
品种、不同栽培季节 (秋季和春季)和薹菜不同组织部位的硫苷成分和含量进行研究和分析,旨在
为薹菜资源保护、种质资源利用以及对芸薹属蔬菜中硫苷形成的影响因素等方面进一步研究提供科学
依据。
1 材料与方法
1.1 材料
2005年从北京、南京和济南收集4个薹菜品种,即 ‘京研薹菜’、 ‘南京小叶薹菜’、 ‘花叶薹
菜’与 ‘小叶薹菜’。
于2006年 8月种植于济南北方农艺科学研究所露地,2007年2月种植在济南北方农艺科学研究
所日光温室内,每个品种一个小区,随机排列,3次重复。2006年 10月和2007年4月对叶片和叶柄
分别取样,样品用液氮迅速冷冻,真空冷冻干燥粉碎后备用。
1.2 硫苷的提取
准确称取0.2 g冷冻干燥样品于15 mL塑料管中,依次加入0.25 mL内标 (苯甲基硫苷)和5 mL
煮沸的甲醇 (100%),80℃恒温水浴20 min。离心 (3 000 r·min~,10 min),上清液倒人另一塑
料管中,冰浴保存。再用5 mL 70%的甲醇重复上述过程两次,然后合并上清液。取 2 mL上清液经
DEAE离子交换柱,然后用 2 mL 0.02 mol·L 醋酸钠溶液冲洗柱子。把柱子转移至另一试管,加入
75 L硫酸酯酶 (Helix Pomatia Type H一1,Sigma company),在室温下封口过夜。第 2天用0.5 mL双
蒸水清洗柱子3次。洗出液经0.45 m滤膜过滤后用于HPLC分析。
1.3 HPLC分析
采用 Waters M820高效液相色谱系统,510型梯度泵,717型自动进样器,2487型紫外检测器,
检测波长为 229 nm,Novapak C18色谱柱,进样量 20 L。流动相:A (0.05%四甲基氯化铵);B
(0.05%四甲基氯化铵双蒸水:乙腈 =4:1;体积比)。流动相流速为 1 mL·min~。梯度洗脱在31 min
内可使硫苷全部分离。
流动相A和 B呈梯度变化:0~1 min(A,100%;B,0);1~21 min(A,100% ~0;B,0~
100% );21~26 min(A,0~100%;B,100% ~0);26~31 min(A,0~100%;B,0)。
采用苯甲基硫苷 (购自波兰)作为内标,根据保留时间、峰面积、内标和响应因子 (Verkerk et
a1.,2004)对硫苷组分定量测定。
2 结果与分析
2.1 叶柄中硫苷成分的鉴定与分析
薹菜典型样品色谱图如图 1所示。
春季与秋季栽培的4个薹菜品种叶柄中所测得的硫苷成分相同,均为 8种 (表 1)。且在 8种硫
苷成分中,有 3种为脂肪族硫苷,分别为2一羟基 一3一丁烯基硫苷、3一丁烯基硫苷和4一戊烯基硫
苷;有 1种芳香族硫苷,为2一苯基乙基硫苷;4种吲哚族硫苷,分别为4一羟基一3一吲哚基甲基硫
苷、吲哚 一3一甲基硫苷、1一甲氧基 一3一吲哚基甲基硫苷和4一甲氧基吲哚一3一甲基硫苷。
从3类硫苷成分的总量来看,不同栽培季节均为脂肪族硫苷总量最高,吲哚族硫苷总量次之,而
芳香族硫苷总量最低。在4个薹菜叶柄的脂肪族硫苷总量中,硫苷的春季含量为94.0~208.1 mo1.
kg~FM,秋季含量为209.1~606.2 m01.kg~FM,秋季含量明显高于春季;在芳香族硫苷总量中,
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8期 宋廷字等:薹菜中硫代葡萄糖苷的鉴定与含量分析 ll63
硫苷的春季含量为20.9~39.1 p~mol·kg~FM,秋季含量为 6.2~16.3 p~mol·kg~FM,秋季含量略
低于春季;而在吲哚族硫苷总量中,硫苷的春季含量为55.1~104.4 p~mol·kg~FM,秋季含量为
97.0~166.4 p~mol·kg~FM,秋季含量高于春季,这与脂肪族硫苷的情况一致。
49
39
28
≥ l7
<
6
.5
. 16
札 己 n
时间/min Time
图1 薹菜样品硫代葡萄糖苷色谱图
① 2一羟基 一3一丁烯基硫代葡萄糖苷;② 3一丁烯基硫代葡萄糖苷;③ 4一羟基 一3一口9I哚基甲基硫代葡萄糖苷;
④ 4一戊烯基硫代葡萄糖苷;⑤ 苯甲基硫代葡萄糖苷;⑥ 吲哚 一3一甲基硫代葡萄糖苷;
⑦ 2一苯基乙基硫代葡萄糖苷;⑧ 4一甲氧基呵f哚 一3一甲基硫代葡萄糖苷;
⑨ l一甲氧基一3一吲哚基甲基硫代葡萄糖苷。下同。
Fig. 1 Chromatogram of glucosinolates in Tai-tsai samples
① Progoitrin;② Gglueonapin;③ 4-hydroxyglucobrassicin;④ G1uc0hrassicanapi“;
⑤ Glucotropaeolin;⑥ Glucobrassicin;⑦ Gluconasturtin;
⑧ 4-methoxyglueobrassiein;⑨ Neog1ucobmssicin.The same below.
表 1 不同薹菜品种叶柄中硫代葡萄糖苷的组成和含量
Table 1 Composition and content of GSs in petiole of the diferent Tai-tsai cultivars /(p~mol·kg一 FM)
品种
Cuhivar
季节
Season
脂肪族硫苷
Aliphatic GSs

l13.5±4.03

l4.0±0.36

23.5 ±0.87
芳香族硫苷
Aromatic GSS

口9I哚族硫苷
Indolv1 GSs
3.7±0.12 23.2±1.1l l6.3±0.70 l8.2±l。ll 京研薹菜
Jingyan
Taicai
南京小叶薹菜
Nanjing Xiaoye
Taicai
花叶薹菜
Huave
Taicai
小叶薹菜
Xiaove
cai
春季
Spring
秋季
Autumn
春季
Spring
秋季
Autumn
春季
Spring
秋季
Autumn
春季
Spring
秋季
Autumn
28.2±0.44
55.0±1.95 53.3±1.32 l21.1±4.43 9。5±0.17 22.9±0。76 31.7±l。3l 24.7±1.14 66.0±4.06
35.0±1.25 32.8±0.79 26.2±0.95 20.9±0.32 6.6±0.27 l4.2±0.56 l0.8±0.49 23.5±1.47
16.2±0.57 100.4±2.46 92.5±3.39 6,2±0.1 14.7士0,49 17.5士0.76 18.9士0.87 45.9士2.85
51.2±1.78 65.9±1.6l 79.1±2.87 25.9±0.44 8.0±0.27 26.3±1.05 l9.6±0.87 32.3±2.03
36.8±l。3l l66.1±4.12 403.3±l4.7l l6.3±0.27 l6.3±0.53 37.3±l。5l 31.2±1.42 81.6±5.07
l0o.8±3.56 4_4.2±1.()6 63.1±2.32 39.1±0.6l l2.8±0.4_4 23.9±0.95 25.5±1.14 42。2±2.59
76.0±2.67 l31.2±3.25 24 .7±8。95 l1.1±0.17 l5.8±0.53 26.9±1.1l 3O.3±1.37 45.0±2.78
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8种硫苷组分中,2一羟基 一3一丁烯基硫苷和2一苯基乙基硫苷含量为春季栽培的高于秋季,其
余组分为秋季栽培的高于春季,且不同基因型的薹菜表现一致。
在叶柄中,8种硫苷成分的含量差别很大,通过春季和秋季栽培的比较发现,4个品种中硫苷相
对含量最高的是秋季栽培的花叶薹菜中的4一戊烯基硫苷,含量达到叶柄中硫苷总量的51.12%,而
相对含量最低的是春季栽培的京研薹菜中的4一羟基 一3一吲哚基甲基硫苷,含量仅为叶柄中硫苷总
量的 1.54%。
2.2 叶片中硫苷成分的鉴定与分析
由表2可见,在4个薹菜品种的叶片中,春季和秋季硫苷成分和种类与叶柄中相同,同样也只检
测到 8种。同样叶片中也含有脂肪族 (3种)、芳香族 (1种)和吲哚族 (4种)这3类硫苷,且硫
苷成分相同,与叶柄中的情况一致。
表2 不同薹菜品种叶片中硫苷的组成和含量
Table 2 Composition and content of GSs in leaf blade of the
diferentTai-tsai cultivars /(Ixmol-kg一 FM)
从叶片中所含 3类硫苷成分的总量来看,均表现为脂肪族硫苷总量最高,吲哚族硫苷总量次之,
而芳香族硫苷总量最低。在 4个薹菜叶片的脂肪族硫苷总量中,春季硫苷的含量为 334.2~437.2
p~mol·kg~FM,秋季含量为760.4~2 049.8 p~mol·kg~FM,秋季含量明显高于春季;在芳香族硫
苷总量中,春季硫苷的含量为 61.3~125.5 p~mol·kg~FM,秋季含量为69.1~264.13 p~mol·kg
FM,秋季含量高于春季;而在吲哚族硫苷总量中,春季硫苷的含量为 146.6~278.0 p~mol·kg~FM,
秋季含量为 333.2~689.7 p~mol·kg~FM,秋季含量明显高于春季。
叶片中8种组分的变化趋势同叶柄中的情况一致,也是秋季栽培硫苷含量高于春季栽培的硫苷含
量,但个别品种中也略有差别,如京研薹菜中的2一羟基 一3一丁烯基硫苷和2一苯基乙基硫苷含量表
现为春季栽培高于秋季栽培;南京小叶薹菜中的4一羟基 一3一吲哚基甲基硫苷和吲哚 一3一甲基硫苷
含量秋季栽培略低于春季栽培。
在叶片中,8种硫苷的含量差别也很大,通过比较发现无论在春季还是秋季栽培,4个品种中硫
苷相对含量最高的是秋季栽培的花叶薹菜中4一戊烯基硫苷,达到叶片中硫苷总量的45.67%,而相
对含量最低的是秋季栽培的小叶薹菜中的4一羟基 一3一吲哚基甲基硫苷,含量仅占叶片中硫苷总量
的0.297%,这也和叶柄中的情况相似。
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8期 宋廷宇等:薹菜中硫代葡萄糖苷的鉴定与含量分析 l165
2.3 叶片和叶柄中硫苷成分的比较
通过表3的进一步比较可知,不同薹菜品种叶片中硫苷的含量无论春季栽培还是秋季栽培都明显
高于叶柄中的硫苷含量,如叶片中的脂肪族硫苷含量是叶柄中脂肪族硫苷含量的 1.80~3.81倍;吲
哚族硫苷含量叶片是叶柄的 1.70~4.14倍;而芳香族硫苷含量变化最大,变化范围为2.37~20.97
倍,含量差异较为明显。4个薹菜品种叶片中的硫苷总量/nf柄中的硫苷总量变化范围为 1.86~4.06。
虽然叶片中的各类硫苷均高于叶柄中的硫苷含量,各种硫苷的总体趋势也是叶片高于叶柄,但是也有
例外,4一羟基 一3一吲哚基甲基硫苷在叶片中的含量基本上略低于叶柄,这与叶片中其他硫苷成分成
倍高于叶柄的情况不一致。
表3 薹菜叶片硫苷含量与叶柄硫苷含量的比值
Table 3 Comparison of GSs in leaf blade and petiole of the different Tai-tsai cultivars
3 讨论
在本试验设定的条件下,在薹菜中检测出了8种硫苷,其中脂肪族硫苷的含量最高,吲哚族硫苷
次之,芳香族硫苷最低,这与前人 (何洪巨 等,2002)报道的结果一致。
本研究表明,薹菜的叶片和叶柄的硫苷含量差别较明显,同一品种叶片中硫苷含量高于叶柄,这
与陈新娟等 (2006)报道的芥蓝叶片和薹中硫苷的比较结果相似,说明植物不同组织部位的硫苷含
量不同。
有研究表明,植物中的硫苷含量变化极不稳定,加工、贮藏与机械损伤等都会引起硫苷含量的急
剧变化 (Hansen et a1.,1995)。本研究中同一薹菜品种,在不同季节中相同硫苷的含量差异也较大,
这说明不同的生长季节也会引起植物中的硫苷的含量发生变化。
有些学者 (McNaughton et a1.,2000;何洪巨 等,2002)仅对芸薹属各类蔬菜之间的硫苷进行
了比较分析,而本研究表明同一薹菜的不同品种之间硫苷含量也有较大差异。
何洪巨等 (2002)报道,4一戊烯基硫苷和 1一甲氧基 一3一吲哚基甲基硫苷是薹菜中两种含量最
高的硫苷。在本研究中4一戊烯基硫苷是薹菜中含量最高的硫苷,而 1一甲氧基 一3一吲哚基甲基硫苷
含量也较高,但和其它硫苷含量比较,其并不是薹菜中的含量最高的硫苷。
本研究在给定的条件下检测出了8种硫苷,并没有对检测条件发生变化时硫苷组分和含量是否发
生变化进行探讨,因此还需要进一步研究。
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中国园艺学会杨梅分会在浙江慈溪成立
“中国园艺学会杨梅分会成立大会暨全国杨梅产业发展研讨会”于 2008年 6月 18—20日在浙江慈溪隆重举行。
来自浙江、福建、江苏、广东 、广西、云南、贵州、湖南、重庆、江西等杨梅主产省市的200余名代表参加了会议。
中国园艺学会副理事长中国农业大学韩振海教授 、中国园艺学会副理事长南京农业大学侯喜林教授、中国园艺学
会办公室张彦主任以及来自农业部农技推广处 、科技部农业项目攻关处 、浙江省农业厅、浙江省林业厅、宁波市林业
局、慈溪市人民政府的领导应邀出席了会议 ,对中国园艺学会杨梅分会的成立表示祝贺并寄于殷切期望。
全国杨梅产业发展研讨会主要围绕杨梅产业概况、种质资源与育种、栽培与生理以及采后与加工4个主题进行了
交流。会议录用论文 36篇,汇编了交流文集,有 1 1位代表应邀作了大会专题报告。
大会选举产生了中国园艺学会杨梅分会第一届理事会 40位理事 (其中 16位常务理事),推选浙江大学陈昆松教
授任分会理事长,福建省农业科学院果树研究所郑少泉研究员 、江苏省苏州市园艺站徐春明研究员、浙江省农业科学
院园艺研究所戚行江研究员、浙江省农业厅经济作物管理局孙钧高级农艺师任分会副理事长,浙江大学徐昌杰教授任
分会秘书长,浙江省宁波市林特科技推广中心郑金土高级农艺师、江苏省苏州市吴中区东山多种经营服务公司杨忠星
农艺师、福建省农业科学院果树研究所张泽煌副研究员任分会副秘书长。中国园艺学会杨梅分会挂靠在浙江大学果树
科学研究所。
中国园艺学会杨梅分会的成立与本次会议的召开对于交流总结我国杨梅生产情况和研究与技术研发进展 ,促进杨
梅工作者的沟通和交流,推进杨梅产业稳步健康发展均具有重要意义。
中国园艺学会杨梅分会
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