全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2006) 02-0134-04
海南热带植物叶黄素和 -胡萝卜素含量分析
刘国道1, 2 , 王东劲1 , 侯冠 1 , 郑学勤2
( 1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所, 儋州 571737;
2. 中国热带农业科学院热带作物生物技术国家重点实验室, 海口 571101)
摘要: 应用高效液相色谱法分析海南 113 种热带植物的叶黄素和 -胡萝卜素含量。结果表明: 叶黄素含量> 1000 m g/ kg
者 44种, 500 mg / kg< 叶黄素含量< 1000 mg / kg 者 42 种, 200 mg / kg< 叶黄素含量< 500 mg / kg 者 21 种、在200 m g/ kg
以下者 6 种; -胡萝卜素含量> 50 g / kg 者 33 种、20 g / kg< -胡萝卜素含量< 50 g / kg 者 65 种、小于20 g / kg 者15 种;研
究结果对热带植物类胡萝卜素资源综合开发与利用者有一定参考价值。
关键词: 热带植物; 叶黄素; -胡萝卜素
中图分类号: S 812 文献标识码: A
Analysis of Xanthophyll and Beta-Carotene Content in Hainan Tropical Plant
LIU Guo-dao
1, 2, WANG Dong-jin
1 , HOU Guan-yu
1, ZHENG Xue-qin
2
( 1. T ropical Crop Genetic Resources Inst itute, Ch ines e Academ y of T ropical Agriculture S cience, Dan zhou, 571737 Ch ina;
2. Nation al Key Biotechnology Laboratory of T rop ical Crops, CAT AS, Haikou 571101, China)
Abstract: T he content o f Xanthophy ll and beta-Carotene of to tal 113 Hainan tropical plants w er e analysed w ith
high performance liquid chr omatogr aphic. Results show ed 44 plant breeds o f Xanthophy ll content more than
1000 mg/ kg , 42 breeds o f Xanthophy ll content fr om 500 to 1000 mg / kg, and 6 breeds content low 200 mg/ kg .
33 plants breeds of Beta-Caro tene content mor e than 50 g / kg , 65 pants content f rom 20 to 50 g / kg, and 15
plant content low 20 g / kg . T he results had r elat ive value for exploitat ion and ut ilizat ion of carotenoids r esource
w ith tr opical plant .
Key Words : T ropical plant ; Xanthophyll ; -carotene
叶黄素( Xanthophyll)和 -胡萝卜素( -caro tene)
同属类胡萝卜素( caro tenoids) , 二者主要存在于植物叶
片的叶绿体以及许多花和果实的有色体中[ 1]。叶黄素具
有抗氧化、预防疾病、保健和着色等功能[ 2]。-胡萝卜素
是人类和动物体内维生素A 合成的前体[ 3] ,具有抗氧化、
增强免疫、抗癌和强化营养的作用[ 4]。目前, 随着对叶黄
素和 -胡萝卜素理化性质、生物学活性研究的深入,以及
发酵工程、酶工程、基因工程等生物技术的应用, 叶黄素
和 -胡萝卜素产品已在医药、食品、饲料和化妆品工业中
发挥着巨大作用[ 4]。因此, 探索天然叶黄素和-胡萝卜素
含量高的植物资源将成为今后研究的重点。
海南地理位置特殊,植物资源丰富,到目前为止,
已发现 4000多种植物,其中药用植物 2500多种 [ 5] , 饲
用植物 1064种 [ 6]。本文旨在通过对海南 113种热带植
物进行叶黄素和 -胡萝卜素分析,以期发现其中含量
较高的植物, 为天然叶黄素和 -胡萝卜素的开发与利
用提供借鉴。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
2005年 7-10 月, 在海南地区随机采集 113种开
花期或结实期的热带植物叶片或果实,快速烘干后, 研
磨成粉待测。
1. 2 测定方法
1. 2. 1 仪器和设备
Shimadzu 10AVP 高效液相色谱仪。SPD-10 AV P
收稿日期: 2005-06-03;修回日期: 2006-05-19
基金项目: 海南省自然科学基金项目(编号: 30508)
作者简介: 刘国道( 1963-) ,男,云南腾冲人,研究员, 主要从事热带牧草种质资源研究, 专著有《海南饲用植物志》等, E-mail: l iuguodao@ scu ta.
edu . cn
第 14卷 第 2期
Vo l. 14 No . 2
草 地 学 报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
2006年 6 月
June 2006
紫外检测器、乙氰、氯仿为色谱纯、丙酮、95%乙醇为分
析纯。
1. 2. 2 标准样品的配制
标准样为 xanthophy ll ( Lutein) 和 beta-carotene
( Sigma 公司) ,在- 70℃保存。取标准样各( 1 mg ) 1
支,用丙酮溶解,配成 500 g/ m l的溶液, 在- 40℃下
贮存,使用时配成所需浓度。
1. 2. 3 样品处理和分析
每种植物茎叶粉各 0. 5 g /份,分别加入 40 ml 丙
酮乙醇混合提取液, 用研磨、超声提取等方法提取, 溶
液过滤后上机测定。
色谱条件:色谱柱为Nova-pakC18 ( 3. 9×300 mm) ,
流动相为乙氰∶氯仿( V∶V= 92∶8) ,流速为1. 0 m l/
min, 35℃, 检测波长为446 nm ( xanthophy ll)、450 nm
( beta-car otene) ,进样量为10 l。每个样品在不同时间测
定两次,结果误差很小,选其一作为本文实验数据。
2 结果与分析
2. 1 海南热带植物叶黄素和 -胡萝卜素含量
表 1 113 种热带植物叶黄素和 -胡萝卜素含量
T able 1 Contents of x anthophyll and beta-car ot ene in 113 species o f tropical plant s
样品名称
Sample
拉丁名[ 7]
Lat in
叶黄素( mg/ kg )
Xanthophyl l
-胡萝卜素( g/ kg)
-carotene
干物质( % )
DM
革命菜 Gy nura c repidioid es Benth 2840 122. 90 8. 83
黄秋葵 A belmoschus esculentus( Linn . ) Moench Meth 2370 93. 95 15. 86
决明 Cassia tora L. 2230 70. 04 19. 68
勒籽树 Mimosa sep iar ia Benth 2220 95. 05 33. 58
长穗槐(叶) S op hora tomentosa L. 2130 77. 30 31. 16
排钱草 Desmodium p ulchel lum( L . )Benth 2000 96. 70 32. 20
木薯橡胶 Manihot glaz iov ii 1970 109. 60 28. 07
四棱豆 Psop hocarp us t erag onolobus DC 1880 76. 29 12. 27
一点红 Emilia sonchif olia( L. ) DC 1830 41. 04 7. 41
洋紫荆 Bauhinia var ieg ate L. 1730 83. 96 34. 86
番木瓜 Carica p ap aya L. 1620 65. 26 13. 61
土人参 Wahlenber gia marg inata ( T hunb . ) A. D C 1580 62. 08 5. 11
华南 8002号木薯 M . esculenta cv. Huanan No. 8002 1540 81. 10 26. 44
银珠 Boehmeria niv ea (L . ) Gaud 1540 55. 53 52. 93
荭草 Polyg onum or iental e L. 1530 55. 39 16. 36
三叶鬼针草 Bidei s p ilosa L . 1460 42. 74 13. 52
华南 6068号木薯 M . esculenta cv. Huanan No. 6068 1460 81. 26 22. 63
树菊 Ti thoia d iv er sif olia Gray 1420 42. 78 14. 99
海刀豆 Canavalia mari time (Aubl. ) T hou 1420 64. 17 24. 56
华南 5号木薯 M . esculenta cv. Huanan No. 5 1420 83. 89 27. 51
假败酱 S tachy tarp heta j amaicensis 1400 59. 24 13. 47
蛋黄木薯 Manihot esculenta 1390 42. 92 26. 36
黄牛木 Cratoxylon lig ustr inum( Spach ) BI 1390 33. 80 34. 82
葫芦茶 Desmodium triquet rum( L. ) DC. 1380 47. 42 30. 99
田菁 S esbania gr and if lora( L. ) Pers. 1260 35. 34 18. 52
番石榴 Psid ium guaj ava L. 1250 40. 12 37. 87
大青 Ind ig of era suf f rut icosa Mil l 1240 40. 72 32. 10
毛排钱草 Desmodium blandum Van 1240 49. 21 39. 02
水车前 Ottel ia alismoide s( L. ) Pers 1240 55. 75 7. 92
Sm 2300-1木薯 M . e sculenta cv. Sm 2300-1 1170 33. 61 28. 19
玉叶金花 Mussaend a pu bescens Ait . f 1150 41. 57 30. 27
Zm8639木薯 M . e sculenta cv. Zm8639 1140 61. 77 24. 21
构树 Br oussonetia p apyrif er a( L. ) Vent 1140 47. 14 20. 84
Smr38-120-10木薯 M . e sculenta cv. Smr38-120-10 1130 61. 19 23. 81
坡柳 Dod onaea v iscose( L. ) Jacq 1130 52. 69 31. 37
爪哇葛藤 Pue raria p haseoloid es Benth 1110 38. 77 14. 69
花叶木薯 M . e sculenta var. variegata 1090 54. 91 24. 24
破布叶 Micr ocos p aniculata L. 1070 21. 25 40. 36
五指毛桃 Ficus simp li cissima Lour. var . h irta( Vahl )M ogo 1060 48. 48 18. 20
华南 8013木薯 M . e sculenta cv.Hu anan No. 8013 1050 58. 53 24. 90
凤凰木 Delonix regia (Boj. ) Raf 1050 61. 53 36. 06
高山榕 F. alt issima Bl 1040 47. 56 28. 58
大叶山蚂蝗 Desmodium gang etic um( L. ) DC 1040 38. 58 19. 94
Zm8229木薯 M . e sculenta cv. Zm8229 1000 56. 18 23. 98
雨树 Samanea saman( Jacq. ) Merr 990 54. 42 35. 77
单节荚假木豆 Desmodium dunnii Merr 980 57. 48 37. 34
糙伏山马蝗 D . str ig il losum 980 45. 68 32. 28
大飞扬 Euph orbiaceae eup horbiahirta L . 970 58. 97 22. 63
热研 1号银合欢 L eucaena leu cocep hala cv. Reyan No. 1 950 48. 72 27. 12
135第 2期 刘国道等:海南热带植物叶黄素和 -胡萝卜素含量分析
样品名称
Sample
拉丁名[ 7]
Lat in
叶黄素( mg/ kg )
Xanthophyl l
-胡萝卜素( g/ kg)
-carotene
干物质( % )
DM
合萌 A eschynomene indica Linn 950 82. 91 22. 83
紫花大翼豆 Macrop ti lium at rop urpur eum( DC ) Urban 900 28. 34 14. 69
粉葛 Pue raria th omsonii Benth 900 27. 25 19. 79
白花地胆头 Elep hantopus scader L. 890 27. 91 16. 29
山芝麻 H el icter es ang ustif ol ia L. 890 35. 36 23. 51
狗爪豆 Mucuna cochinchinensis( Lour. ) A . Ch eval 860 42. 72 20. 71
马占相思 A cacia mangium Willd 850 43. 74 28. 87
黑面神 Br ey nia f ruti cosa( L. ) Hook. f 810 46. 55 32. 96
华南 6号木薯 M . e sculenta cv.Hu anan No. 6 850 50. 82 25. 31
乳豆 Galactia el lip tif oli ola Merr 850 26. 91 18. 65
叶下珠 Phyl lanthus urinaria L. 830 43. 80 21. 53
西卡柱花草 S tylosanthes scabra Vog 830 34. 96 32. 94
厚藤 Ip omoea p escap rae (L . ) Sw eet 830 49. 33 15. 86
大果榕 Ficus auri culata L ou r 810 32. 09 21. 15
面包木薯 M . e sculenta 770 50. 19 24. 06
大果蝴蝶豆 Centr osema mac rocarp um Benth 760 44. 56 26. 70
朱樱花 Call iand ra haematocep ha 750 44. 60 38. 00
假木豆 Desmodium triang ulare( Retz. ) Merr 740 36. 72 39. 38
肖梵天花 Urena lobata L. 730 - 30. 27
有钩柱花草 S . hamata( L. ) Taub 720 26. 18 22. 87
倒扣草 A chyr anthes asp era L. 710 23. 43 21. 02
鳢肠 Ecl ip ta p rostr ata L. 700 24. 13 13. 78
大翼豆 M . at rop urp ureum( DC. ) Urb 690 31. 43 21. 61
异叶银合欢 L . d iv esif ol ia( S chlecht . ) Benth 680 36. 94 25. 31
倒吊笔 Wright ia p ubescens R. Br 670 37. 54 24. 32
白背叶 Mallotus ape lta (L ou r. ) Muell. Arg 650 39. 01 33. 38
华楹 A lbi z zia chinenesis( Osbeck) M err 650 35. 39 32. 13
木豆 Caj anus caj an( L . )Hr th 640 39. 22 31. 25
对叶榕 F. hisp ida L. f . 610 19. 63 18. 51
厚皮树 Lannea g rand is( Denns t . )E ngl 600 27. 53 38. 19
克拉豆 Cratyl ia arg entea Chun ex Ts iang 580 21. 61 27. 92
金合欢 Mimosa f arnesiana( L . )W illd 580 51. 49 45. 43
矮刀豆 C. ensif ormis( L. ) DC 570 33. 17 19. 61
蓝花豆(蝶豆) Cli tor ia ternatea L. 550 37. 35 16. 88
龙珠果 Passif lora f oet ida 550 34. 00 27. 93
美洲百合 Crotalar ia anagy roides H. B. K 530 25. 33 22. 38
毛蔓豆 Calop og onium mucunoid es Desv 500 15. 53 20. 81
山毛豆 Tep hrosia v ogel ii 470 34. 31 29. 74
蝴蝶豆 Centr osema p ubescens Ben th 460 19. 72 17. 26
光叶野花生(花) A rachis glabra 460 27. 80 9. 09
青葙 Celosia ar gentea L . 430 19. 36 10. 70
热研 13号柱花草 S . guianensis cv. Reyan No. 13 420 24. 74 23. 67
大叶千斤拔 Moghania macrop hy lla( Wil ld) Kuntze 410 27. 52 33. 39
爪哇大豆 Gly cine j avanica 400 19. 60 23. 49
南亚松 Pinus latte ri 370 22. 53 38. 32
卵叶山蚂蝗 Desmodium ovalif olium Wall 360 22. 79 25. 78
热研 10号柱花草 S . guianensis cv. Reyan No. 10 360 24. 49 21. 63
野花生 17434 A rachis p intoi 310 18. 02 20. 94
虫豆 Cantharosp ermum volubi le (Blanco) Merr 300 13. 04 34. 12
光叶野花生(叶) A rachis glabra 270 13. 29 26. 93
热研 5号柱花草 S . guianensis cv. Reyan No. 5 270 14. 86 24. 89
热研 2号柱花草 S . guianensis( Aubl . ) Sw . cv. Reyan No. 2 260 16. 33 23. 84
湿地松 Pinus el li ott ii Engelm 260 21. 61 31. 61
小叶龙船花(红) L xora chinensis Lam 230 17. 52 18. 88
任豆 Zenia insig nis 220 27. 37 32. 65
小叶龙船花(黄) L xora chinensis Lam 200 13. 07 17. 29
刺桐 Erythrina vari egata 200 21. 85 18. 31
甜荚豆 Gl iri cid ia sep ium H. B. K 200 26. 10 27. 85
紫花豆 Macrop ti lium lathyroid es( L . )U rb 140 14. 53 17. 46
长穗槐(花) S op hora tomentosa L. 130 23. 17 12. 10
圆叶决明 Chamaecri sta r otundif olia cv. Wynn 120 33. 92 23. 21
华南松 Pinus kw angtungensi s Chun ex Ts iang 120 18. 25 39. 90
江蓠 Graci lar ia cacalia 80 9. 84 8. 08
阔叶丰花草 Borrer ia latif olia( Bubi. ) K . Schum 80 5. 72 11. 84
136 草 地 学 报 第 14卷
从上表看出,海南主要热带植物的叶黄素和 -胡
萝卜素含量比较丰富, 其中叶黄素含量大于 1000 mg /
kg 的有 44种, 在 500～1000 mg/ kg 之间的有 42种,
在 200～500 mg/ kg 之间的有 21种,在 200 mg / kg 以
下的植物 6种。-胡萝卜素含量大于 50 g / kg 的有 33
种,在 20 ～50 g / kg 之间的 65种,小于 20 g/ kg 的 15
种。干物质大部分在 20%～30%之间。
3 讨 论
3. 1 类胡萝卜素由于分子中存在许多不饱和双键, 对
光、热、氧、水份较为敏感[ 8]。卢小良[ 9]等指出,水份和
温度是影响柱花草叶粉天然色素退色的主要原因, 随
着贮存时间的延长, 叶黄素和胡萝卜素含量均随之下
降。无氧贮存的叶黄素损失率低于有氧贮存,二者差异
显著[ 9]。矮象草和柱花草以不同方法贮存,分 3个时间
段测定叶黄素和胡萝卜素含量, 结果表明, 二者在各时
间段都较前一时间段的损失增加 [ 10]。本研究分析的样
本涉及 113种热带植物,由于采集和干燥保存样本时
间较长,受气温、湿度、自身氧化变化和非氧化变化等
因素的影响, 所分析的叶黄素和 -胡萝卜素含量可能
存在一定程度的损失, 但损失的程度尚需进一步试验。
3. 2 本文对海南热带植物叶黄素和 -胡萝卜素的分
析结果表明, 叶黄素含量最高的是革命菜 2840 mg /
kg,而普通万寿菊叶黄素含量在 16000～20000 mg / kg
之间 [ 11] , 二者相差较大;与气象万寿菊 60000 mg / kg
和泛美万寿菊 79800 mg / kg 相比[ 12] , 显然差距更大。
用作提取原料的叶黄素产品,成本可能会有所增加。但
在饲料方面, 植物叶粉用作着色剂的报道较多,其中起着
色作用的主要是叶黄素[ 13]。如肉鸡饲料添加3%～5%的
黄秋葵叶粉,饲喂 3周时,鸡皮肤则显现较黄颜色, 且与
对照组差异显著[ 14]。还有报道,银合欢粉含有 950 mg /
kg 的叶黄素, 在日粮中添加 5%～8%喂鸡,则蛋黄颜色
加深;苜蓿粉含500 mg / kg 胡萝卜素, 在日粮中添加8%
～12% ,蛋黄和皮肤的颜色也可以加深[ 15]。在本研究中,
86种植物叶黄素含量大于 500 mg / kg, 在饲料成分搭配
适宜的情况下, 应该具有较好的着色能力。-胡萝卜素的
含量普遍较高,无论是提取还是植物叶粉直接利用,热带
植物都应该是较好的选择。
3. 3 目前,由于天然植物叶黄素和-胡萝卜素对人体
有重要的生理功能, 在生物活性利用领域具有广阔的
开发前景,已成为研究的新热点。1995年,美国 FDA
批准叶黄素作为食品补充剂用于食品饮料。国际市场
将叶黄素誉为“植物黄金”[ 2]。-胡萝卜素作为食品添
加剂和营养补充剂已被联合国粮农组织认定为 A 类
优秀营养色素,并在世界 52个国家获准应用,年需求
量在1000 t左右[ 4]。所以,对主要热带植物进行类胡萝
卜素资源开发市场前景看好。另外, 不同产地、不同植
物的类胡萝卜素含量差距较大, 万寿菊种植试验表明:
光照时间是导致不同产地、不同品种的叶黄素含量和
鲜花产量差异明显的主要原因[ 12]。因此,根据海南光
照充足、终年无霜及生物产量高的优势,应当考虑进行
类胡萝卜素含量高的热带植物新品种选育和高产栽培
技术研究工作,以期为不断增长的类胡萝卜素市场需
求提供原材料保障。
参考文献:
[ 1] 朱长莆,陈 星,王英典. 植物类胡萝卜素生物合成及相关基因在
基因工程中的应用[ J ] . 植物生理与分子生物学学报, 2004, 30
( 6) : 609-618
[ 2] 朱海霞,郑建仙. 叶黄素的结构、分布、物化性质及生理功能 [ J] .
中国食品添加剂, 2005, 5: 48-55
[ 3] Yon Lin tig J, Wys s A. M olecular analysis of vitamin A forma-
t ion: cloning and char acterizat ion of beta-carotene 15, 15′-
dioxygenas es [ J] . Ar ch Biochem Bioph ys, 2001, 385 ( 1) : 47-52
[ 4] 朱秀灵,车振明, 徐 伟,等. -胡萝卜素的生理功能及其提取技
术的研究进展[ J] .广州食品工业科技, 2004, 20( 2) : 158-162
[ 5] 李应济, 胡光辉, 开 泉, 等. 海南年鉴[ M ] . 海口:海南年鉴出
版社, 2002. 8
[ 6] 刘国道, 罗丽娟. 中国热带饲用植物资源[ M ] . 北京:中国农业大
学出版社, 1999. 5
[ 7] 朱 家.拉汉英种子植物名称[ M ] . 北京:科学出版社, 2001. 9
[ 8] 杨政水, 袁德奎, 罗显华. 天然类胡萝卜素色素的特性与开发利
用研究[ J] . 食品研究与开发, 2005, 26( 1) : 110-113
[ 9] 卢小良, 蒲英远, 陈荣珍, 等. 干燥和贮存对柱花草叶黄素和胡
萝卜素的影响[ J] . 草地学报, 2001, 9( 1) : 39-43
[ 10 ] 李建华. 不同加工贮存方法对牧草天然色素的影响[ J ] . 饲料研
究, 2002, 5: 30-32
[ 11] 于晓丽. 叶黄素产品研究[ J] . 内蒙古石油化工, 2005, 5: 2-3
[ 12 ] 张学杰, 黄善武. 色素万寿菊不同品种叶黄素含量的综合评价
[ J] . 北方园艺, 2005, ( 6) : 74-75
[ 13 ] Perez-Vendrell A M, Hernandez J M , Llaurado L, et al .
In fluence of sour ce and radio of xan th ophyll s p igmen ts on broiler
chicken pigmentat ion and per form ance [ J ] . Poult ry Science,
2001, 80: 320-326
[ 14] 侯冠 ,刘国道,王东劲.日粮中添加黄秋葵茎叶粉对大麻花鸡皮
服及脂肪着色的影响[ J ] .中国农学通报, 2006. 22( 3) : 11-15
[15] 谢仲权, 牛树琦. 天然植物饲料添加剂生产技术与质量标准
[ M ] . 北京:中国农业科学技术出版社, 2004. 5, 76-77
(责任编辑 孟昭仪)
137第 2期 刘国道等:海南热带植物叶黄素和 -胡萝卜素含量分析