不同西蘭花品種中硫代葡萄糖苷的組分與含量分析

丁云花，何洪巨，宋曙輝，簡元才，趙學志，王文琪

（北京市農林科學院蔬菜研究中心，100097）

硫代葡萄糖苷（Glucosinolates，簡稱硫苷）是西蘭花及其他十字花科蔬菜作物中一類重要的次生代謝物，在內源黑芥子酶（Myrosinase）的水解作用下，可產生異硫氰酸鹽和硫氰酸鹽等一系列重要的生物活性物質[1]。許多研究表明，這類活性物質具有抵抗細菌、真菌、病毒和蚜蟲等功效[2～6]，同時還具有抗氧化、延緩衰老、防癌抗癌等作用，對人類身體健康具有重要的作用，如由4-甲基硫氧丁基硫苷（Glucoraphanin，RAA）水解產生的蘿卜硫素和由3-甲基吲哚基硫苷（GBC）水解產生的3-吲哚-甲醇被研究證實具有抗癌功效[7～10]。由于西蘭花中含有的萊菔硫烷和異硫代氰酸鹽具有很強的防癌抗癌功能[11～15]，西蘭花的營養保健價值受到越來越多科研人員的關注。

西蘭花不同品種之間硫苷含量存在明顯的差異，Vallej等[14]研究發現，生長條件一致的12個西蘭花品種中，最高的硫苷含量為28.3 μmoL/g（干質量，下同），最低的僅3.0 μmoL/g。因此，在西蘭花品質育種中，硫苷組分與含量是一個值得關注的重要指標。本研究對24個綜合表現優良的候選品種和5個市場上流通品種的硫苷組分和含量進行了測定與分析，以期為選育高硫苷含量的西蘭花品種提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試的29個西蘭花品種由北京市農林科學院蔬菜研究中心提供。所有品種于2012年春季種植于露地，田間常規管理，花球長至直徑12～13 cm時采收。品種名稱及來源詳見表1。

1.2 試驗方法

①硫苷的提取 取新鮮西蘭花的花球，分割成小塊，真空冷凍干燥。稱取冷凍干樣0.2 g，放入15 mL塑料管中。加入內標TRO（苯甲基硫苷）0.25 mL，迅速加入100%預熱的甲醇，在80℃下水浴20 min，每隔4～5 min渦旋1次。3 000 r/min下離心10 min，取上清液倒入15 mL塑料管中，放在冰盆中。繼續用70%的甲醇提取2次沉淀物，同上述處理，合并上清液，即為樣品液。取一次性注射器，加入玻璃棉，塞緊，放在試管上。加入DEAE膠溶液2 mL，用2 mL雙蒸水洗滌，然后加入樣品液2 mL。待樣品液不再滴下時，加入0.02 mol/L的NaAc溶液。待不再有液體滴下，將注射器轉移到另一試管上，并加入75 μL硫酸酯酶溶液，封口過夜。將過夜的注射器，用雙蒸水洗滌3次，每次0.5mL。用注射頭擠壓注射器，使液體盡可能轉移到試管中。將試管中液體通過0.45 μm的濾膜轉移到小玻璃瓶中，冷凍保存，待測。

表1 29個西蘭花品種及來源

②硫苷的分析 HPLC分析條件：Waters C18色譜柱，3.9mm×150 mm，5μm；檢測波長229nm；柱溫25℃；進樣量10μL；流動相流速為1.0 mL/min，梯度洗脫條件見表2。

流動相 A：1 g四甲基氯化銨（TMACl）溶于2.0 L雙蒸水中，混勻，抽濾。

流動相 B：1 g 四甲基氯化銨（TMACl）溶于1.6 L雙蒸水中，加入400 mL色譜純乙腈，混勻，抽濾。

采用苯甲基硫苷作為內標，根據保留時間和峰面積對硫苷組分定量測定。利用內標和響應因子來計算硫苷的含量，以μmoL/g為單位。

2 結果與分析

2.1 西蘭花硫代葡萄糖苷的組分與分布

采用HPLC法檢測，以苯甲基硫苷（Glucotropaeolin，TRO）為內標，根據保留時間及特征峰形面積對西蘭花硫苷組分進行定性和定量測定。結果可以檢測到8種硫苷：3-甲基硫氧烯丙基硫苷（Glucoiberin，IBE）、 2-羥基-3-丁烯基硫苷（Progoitrin，PRO）、4-甲基硫氧丁基硫苷（Glucoraphanin，RAA）、3-丁烯基硫苷（Gluconapin，NAP）、4-羥基吲哚基-3-甲基硫苷 （4-Hydroxyglucobrassicin，4OH）、3-甲基吲哚基硫苷（Glucobrassicin，GBC）、4-甲氧基吲哚基-3-甲基硫苷（4-Methoxyglucobrassicin，4ME）、 1-甲氧基吲哚基-3-甲基硫苷（Neoglucobrassicin，NEO）。根據側鏈R基團的不同，前4種屬于脂肪族硫代葡萄糖苷，后4種屬于吲哚族硫代葡萄糖苷。29個西蘭花品種所含8種硫苷的含量見表3。

表3表明，29個西蘭花品種中8種硫苷的總含量均值為11.27 μmol/g，其中吲哚族硫苷含量與脂肪族硫苷相比，總體略高，各占53.06%和46.94%。在各組分中，RAA含量最高，占總硫苷含量的34.78%；其次是 GBC，占 25.02%；第 3是 NEO，占 23.25%（表4）。說明RAA、GBC和NEO是西蘭花中3種主要的硫苷成分。

表2 脫硫硫苷的HPLC梯度洗脫條件

表3 西蘭花不同品種的硫代葡萄糖苷組成及含量 μmoL/g

表4 西蘭花硫代葡萄糖苷成分與分布

2.2 不同西蘭花品種總硫代葡萄糖苷含量

圖1顯示，29個西蘭花品種的總硫苷含量存在較大差異，最高含量是最低的3倍。其中B20和B15的總硫苷含量較高；其次是B19、B9、B35；最低的是B7。以 2 μmol/g為單位分級，從 4～18 μmol/g區間，每級的品種數目分別是 1、3、5、9、7、2、2 個，說明大多數品種的總硫苷含量都分布在中間值附近，高含量和低含量的品種占少數。

2.3 不同西蘭花品種脂肪族硫代葡萄糖苷含量

由表3可知，29個西蘭花品種均檢測出IBE、PRO、RAA和NAP 4種脂肪族硫苷。該4種脂肪族硫苷的總含量在不同品種之間存在差異 （圖2），其中含量最高的是B15，達11.01 μmol/g，其次是 B9，最低的是 B4，僅2.81 μmol/g，約為 B15的1/4。其余 26 個品種的脂肪族硫苷含量為 2.85～7.03 μmol/g。在脂肪族硫苷含量中貢獻最大的硫苷成分是RAA，它占4種脂肪族硫苷總量的74.10%；而IBE、PRO和NAP的含量分別僅占脂肪族硫苷總量的5.29%、15.31%和5.29%。而RAA的含量以B9最高，其次是B1，最低的是B4。

2.4 不同西蘭花品種吲哚族硫代葡萄糖苷含量

4 種 吲 哚 族 硫 苷 4OH、GBC、4ME 和NEO在29個西蘭花品種中均有檢出，總含量在不同品種之間也存在較大差異 （圖3），變異范圍在 2.75～10.91 μmol/g，B35、B20、B42和B19的吲哚族硫苷含量較高，均在9.0 μmol/g以上。在吲哚族硫苷含量中貢獻最大的為GBC和NEO兩種硫苷成分，它們分別占4種吲哚族硫苷總量的47.16%和43.81%；4OH和4ME的含量很少，僅占吲哚族硫苷總量的2.68%和6.35%。GBC含量較高的品種有 B20、B19、B40、B22、B49和 B42，均高于 4.0 μmol/g；NEO含量較高的品種有 B35、B42、B16等，均高于 4.4 μmol/g。

圖1 不同西蘭花品種總硫代葡萄糖苷含量

圖2 不同西蘭花品種總脂肪族硫代葡萄糖苷含量

圖3 不同西蘭花品種總吲哚族硫代葡萄糖苷含量

3 討論與結論

本研究的29個品種中，B18～B23為市場上流通的品種，總硫苷含量 10.99～17.04 μmol/g；其他品種均為商品性優良的候選品種，其中B1～B3來自同一個母本，總硫苷含量 9.34～11.00 μmol/g；B4、B5、B34、B40～B43來自同一個母本，總硫苷含量 6.93～13.50 μmol/g；B6～B9來自同一個母本，總硫苷含量5.60～14.19 μmol/g；B10～B14來自同一個母本，總硫苷含量7.22～12.50 μmol/g；B15～B17、B35、B44、B49來自同一個母本，總硫苷含量 10.90～16.96 μmol/g。由此可見，不同親本來源的品種總硫苷含量都存在較大的變異范圍，但 B15～B17、B35、B44、B49這 組 品 種 的 總 硫 苷 含 量 與B18～B23這組市場上流通的商品種基本接近，都處于比較高的水平。前人研究證明，不同品種間由于基因型不同硫苷種類與含量存在差異[16]，本研究也說明不同基因型的品種硫苷含量存在差異，而B15這組品種的親本在西蘭花富硫苷的品質育種上或許更有利用價值。

硫苷在同一植物不同器官中含量也存在明顯差異，快速生長的幼嫩部位硫苷含量要高于成熟或衰老組織，如種子和幼芽中的硫苷總量為70～100 mmol/g（鮮質量），而同一品種在營養生長后期，總硫苷含量一般只有1～4 mmol/g（鮮質量）[17,18]。本研究從蔬菜育種角度考慮，西蘭花的商品器官是成熟的花球，因此考量的是西蘭花商品球的硫苷成分與含量，至于花球中硫苷含量高的品種，其種子和幼芽及其他組織器官的硫苷含量是否也高還有待進一步的研究。

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