水果蘿卜肉質根和葉片硫代葡萄糖苷鑒定及含量分析

袁偉玲 袁尚勇 崔 磊 甘彩霞 於校青 邱正明

（1湖北省農業科學院經濟作物研究所，湖北武漢 430064；2武漢中農南方科技有限公司，湖北武漢430041；3湖北省蔬菜辦公室，湖北武漢 430070）

水果蘿卜肉質根和葉片硫代葡萄糖苷鑒定及含量分析

袁偉玲1，2袁尚勇3崔 磊1甘彩霞1於校青1邱正明1

（1湖北省農業科學院經濟作物研究所，湖北武漢 430064；2武漢中農南方科技有限公司，湖北武漢430041；3湖北省蔬菜辦公室，湖北武漢 430070）

采用高效液相色譜法，對心里美、超級鄭研、沙窩蘿卜3個水果蘿卜品種肉質根和葉片的硫代葡萄糖苷組分與含量進行了鑒定和分析。結果表明，3個水果蘿卜品種肉質根和葉片中均檢測到9種硫苷組分，其中包括6種脂肪族硫苷（4-甲基亞磺酰-3-丁烯基硫苷、2-丙烯基硫苷、4-甲基亞磺酰丁基硫苷、5-甲基亞磺酰戊基硫苷、4-甲硫基丁基硫苷、4-甲硫基-3-丁烯基硫苷）和3種吲哚族硫苷（4-甲氧基吲哚甲基硫苷、吲哚-3-甲基硫苷、1-甲氧基吲哚甲基硫苷），但不同品種及器官之間的硫苷含量存在明顯差異。3個水果蘿卜品種肉質根總硫苷含量分別為22 472.84、13 585.86、28 200.70 μg·g-1（DM），其中95%以上是脂肪族硫苷；肉質根總硫苷含量分別是葉片的4.56、2.71、4.55倍；肉質根和葉片中主要脂肪族硫苷組分均為4-甲基亞磺酰-3-丁烯基硫苷，分別占總硫苷含量的90.11%～93.92%和63.03～73.72%。

水果蘿卜；硫代葡萄糖苷；葉片；肉質根

硫代葡萄糖苷（glucosinolates，GSL，簡稱硫苷）是十字花科蔬菜中重要的生物活性物質，在內源黑芥子酶的作用下水解產生多種具有生物活性的降解產物異硫氰酸酯鹽，而異硫氰酸酯鹽是迄今為止蔬菜中發現的抗癌效果最好的生物活性物質（Mithen，2001），同時還具有抗氧化、延緩衰老、抵抗細菌、真菌、病毒和蚜蟲等功效，對人類身體健康具有重要作用（Buskov et al.，2002；Kliebenstein et al.，2002，Pedras et al.，2002）。

蘿卜是一種重要的藥食兩用型蔬菜。目前蔬菜中共分離到120多種硫苷，蘿卜中主要含有3種硫苷：4-甲基亞磺酰基-丁基硫苷、4-甲基亞磺酰基-3-丁基硫苷和4-甲硫基-3-丁烯基硫苷。其中，4-甲基亞磺酰基-3-丁基硫苷是蘿卜種子中的主要硫苷，而4-甲硫基-3-丁烯基硫苷是蘿卜肉質根中的主要硫苷（Visentin et al.，1992）。張麗等（2010）研究了6個蘿卜品種中硫代葡萄糖苷的組分及含量，檢測出5種類型的硫苷，不同蘿卜品種中硫苷總量相差較大，但均以4-甲硫基-3-丁烯基硫苷為主，占總含量的70.5%～87.5%。不同類型蘿卜品種幼苗中的硫苷組分也不同（張麗 等，2012）。此外，在蘿卜中還發現了4-甲硫基-3-丁烯基硫苷的降解產物苯基-異硫氰酸鹽（Nakamura et al.，2001；Barillari et al.，2005）。

近年來，十字花科蔬菜硫苷的組分、含量成為研究的熱點（修麗麗和鈕昆亮，2004；李鮮 等，2006；胡麗萍 等，2015）。已有的研究表明，相同蔬菜不同品種、同一植株不同部位的硫苷組成和含量均存在差別（孫文彥 等，2009；張麗 等，2010），本試驗以3個不同基因型蘿卜為試材，測定蘿卜膨大期肉質根和葉片中硫苷的組分和含量，以期為蘿卜的品種改良以及選育富含硫苷的蘿卜新品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗以3個不同基因型蘿卜品種心里美、超級鄭研、沙窩蘿卜為試材，其中心里美和超級鄭研由鄭州市蔬菜研究所鄭研種苗中心提供；沙窩蘿卜由夭津市西青區明輝蔬菜購銷中心提供。心里美是北京地方品種，上表皮淺綠色，下部黃白色，肉色紫紅；沙窩蘿卜是夭津地方品種，綠皮綠肉；超級鄭研是鄭州蔬菜研究所選育的綠皮綠肉蘿卜品種。

各試驗材料均于2016年9月18日播種于湖北省咸寧市嘉魚縣湖北金潤農業發展有限公司試驗園，采用露地直播方式，每個品種3次重復，小區面積約20 m2，株距25 cm，行距20 cm，11月30日采收。蘿卜生育期間按常規管理，膨大期取肉質根和葉片進行硫苷測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 硫苷的提取 硫苷的提取參考何洪巨等（2002）的方法，并適當修改。采收后分別取新鮮蘿卜肉質根和葉片進行冷凍干燥處理。稱取1 g樣品于150 mL三角瓶中，為使芥子酶失活，加入45 mL煮沸的甲醇，80 ℃恒溫水浴15 min。將提取液通過1.0 μm濾膜過濾，殘留物經40 mL 80%甲醇提取10 min。混合2次提取的濾液，通過旋轉蒸發儀濃縮至2 mL，用10 mL的容量瓶進行定容，加入1 mL 0.4 mol·L-1醋酸鋇，7 000 r·min-1離心10 min。上清液經0.45 μm濾膜過濾后用于HPLC分析。

1.2.2 HPLC分析 采用SP8450高效液相色譜系統，510型梯度泵，717型自動進樣器，2487型紫外檢測器，波長為230 nm；Novapak C18色譜柱，進樣量20 μL。流動相A，0.05%四甲基氯化銨；流動相B，0.05%四甲基氯化銨。流動相流速為1 mL·min-1。按表1中的梯度洗脫，在30 min內可使硫苷全部分離。

表1 流動相梯度組成

采用苯甲基硫苷作為內標，根據保留時間和峰面積測定出硫苷組分含量。利用內標和響應因子計算出硫苷的含量。

1.3 數據分析

試驗結果以每次測得的3次重復平均值與標準差來表示，試驗數據采用SPSS 10.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 水果蘿卜肉質根硫苷組分與含量

從表2可以看出，3個水果蘿卜品種肉質根均檢測到9種硫苷組分。其中6種屬于脂肪族硫苷，包括4-甲基亞磺酰-3-丁烯基硫苷、2-丙烯基硫苷、4-甲基亞磺酰丁基硫苷、5-甲基亞磺酰戊基硫苷、4-甲硫基丁基硫苷、4-甲硫基-3-丁烯基硫苷；3種屬于吲哚族硫苷，包括4-甲氧基吲哚甲基硫苷、吲哚-3-甲基 硫苷、1-甲氧基吲哚甲基硫苷。

從表2還可以看出，3個水果蘿卜品種肉質根總脂肪族硫苷含量存在明顯差異，沙窩蘿卜的總脂肪族硫苷含量最高，為27 002.97 μg·g-1（DM，下同），其次為心里美，超級鄭研最低。3個品種肉質根中6種脂肪族硫苷含量及占比也表現出顯著的差異，但均以4-甲硫基-3-丁烯基硫苷含量最高，約占總硫苷含量的90.11%～93.92%，其中含量最高的是沙窩蘿卜，為26 145.06 μg·g-1，其次是心里美，而超級鄭研只有12 304.20 μg·g-1。

3個水果蘿卜品種肉質根的吲哚硫苷含量也表現出較大差異，沙窩蘿卜的總吲哚族硫苷含量最高，為1 197.73 μg·g-1；心里美次之，超級鄭研最低，僅為 572.06 μg·g-1。

2.2 水果蘿卜葉片硫苷組分與含量

從表3可以看出，心里美和超級鄭研葉片中總脂肪族硫苷含量較為接近，分別為4 425.38 μg·g-1和4 423.63 μg·g-1，占總硫苷含量的比例均接近90%。沙窩蘿卜葉片總脂肪族硫苷含量為4 990.59 μg·g-1，但其占比僅為80.59%。在脂肪族硫苷里，3個品種的4-甲硫基-3-丁烯基硫苷占比均達到60%以上，為葉片中的主要脂肪族硫苷。4-甲基亞磺酰-3-丁烯基硫苷的含量也相對較高，是僅次于4-甲硫基-3-丁烯基硫苷的一種重要脂肪族硫苷組分。此外，沙窩蘿卜的2-丙烯基硫苷含量也相對較高，達到575.22 μg·g-1，是該品種的次要脂肪族硫苷。

從表3還可以看出，3個水果蘿卜品種葉片的總吲哚族硫苷組分間的含量也表現出明顯差異。沙窩蘿卜葉片總吲哚族硫苷含量為1 202.10 μg·g-1，是心里美和超級鄭研的2倍，并且占比達19.41%。3個品種葉片中的吲哚-3-甲基硫苷含量為 481.46～1 152.01 μg·g-1，沙窩蘿卜含量最高，約是其他2個品種的2倍；并且沙窩蘿卜吲哚-3-甲基硫苷的占比達到18.60%，而其他2個品種僅為10%左右。

表2 水果蘿卜肉質根中硫苷組成與含量

表3 水果蘿卜葉片中硫苷組成與含量

2.3 不同水果蘿卜總硫苷含量的比較

從表2和表3可以看出，心里美、超級鄭研和沙窩蘿卜肉質根和葉片中硫苷組分相同，主要脂肪族硫苷組分均為4-甲硫基-3-丁烯基硫苷，主要吲哚族硫苷組分均為吲哚-3-甲基硫苷。3個水果蘿卜品種肉質根總硫苷含量分別為22 472.84、13 585.86、28 200.70 μg·g-1，葉片總硫苷含量分 別 為 4 932.68、5 010.08、6 192.69 μg·g-1，肉質根總硫苷含量是葉片的2.71～4.56倍（圖 1）。

圖1 3個水果蘿卜品種肉質根和葉片總硫苷含量

3個品種肉質根和葉片總脂肪族和吲哚族硫苷含量和占比也存在明顯差異（表2、3）。肉質根總脂肪族硫苷含量范圍為13 013.80～27 002.97 μg·g-1，而葉片只有 4 423.63～4 990.59 μg·g-1。3 個蘿卜品種肉質根總脂肪族硫苷含量占總硫苷含量的比例均達到95%以上，而葉片卻只有80%～90%。肉質根中總吲哚族硫苷含量與葉片相差不大，但品種之間存在明顯差異，心里美的肉質根總吲哚硫苷含量是葉片的1.56倍，而超級鄭研和沙窩蘿卜葉片中的總吲哚硫苷含量反而更高。3個水果蘿卜品種肉質根總吲哚硫苷的占比為3.53%～4.25%，而葉片卻高達10.28%～19.41%。

3 結論與討論

硫苷廣泛存在于十字花科蔬菜作物中，如青花菜、花椰菜、蘿卜、甘藍、芥菜、蕪菁、油菜等，是十字花科植物重要的次生代謝物質，硫苷及其降解產物對植物抗病蟲害、特殊風味組成以及人類的健康具有重要作用（Ciska et al.，2000；陳亞州和閻秀峰，2007）。目前關于十字花科植物硫苷的研究較多，主要集中在硫苷組分及其降解產物的生物活性功能等方面，尤其是硫苷在抗癌方面的有益作用日益受到人們的重視（Talalay et al.，1995；林海鳴 等，2015）。Talayap等（1995）研究表明，4-甲基亞磺酰-3-丁烯基硫苷降解產物蘿卜硫素和吲哚族硫苷降解產物吲哚-3-甲醇、吲哚-3-酰腈等都具有防癌和抗癌作用。4-甲硫基-3-丁烯基硫苷降解產物異硫氰酸酯是蘿卜葉片中所含對桃蚜具有很強引誘活性的揮發物組分之一（闞煒 等，2001）。2-丙烯基硫苷等脂肪族硫苷大都為特殊風味物質（van Doorn et al.，1998），其降解產物可以抑制直腸結腸癌細胞的增殖和加速其細胞程序化死亡（Smith et al.，1998）。蘿卜芽的抗氧化功能已在小白鼠上得到證實（Ippoushi et al.，2007）。

本試驗在3個水果蘿卜品種肉質根和葉片中均檢測出6種脂肪族硫苷和3種吲哚族硫苷，沒有檢測到芳香族硫苷。而且肉質根主要硫苷組分都是4-甲硫基-3-丁烯基硫苷，均占總硫苷含量的90%以上。這與楊麗娟等（2012）從地方品種蘿卜肉質根和葉片中檢測的硫苷組分和含量類似。但與張麗等（2012）的研究結果不同，本試驗檢測到了2-丙烯基硫苷、5-甲基亞磺酰戊基硫苷和4-甲氧基吲哚甲基硫苷，卻沒有檢測到3-丁烯基硫苷，也沒有檢測到芳香族2-苯基乙基硫苷，這可能與品種的差異有關。

隨著人們生活水平的提高，水果蘿卜日益受到消費者的青睞。李秋云等（2008）研究表明，心里美葉片主要硫苷組分是吲哚基-3-甲基硫苷；而本試驗中心里美、超級鄭研和沙窩蘿卜葉片的主要硫苷均是4-甲硫基-3-丁烯基硫苷，占總硫苷含量63.03%～73.72%，而吲哚-3-甲基硫苷占比只有9.76%～18.60%，屬于次要硫苷。而且3個水果蘿卜品種肉質根硫苷含量明顯高于葉片，是葉片的2.71～4.56倍。可見，不同基因型蘿卜硫苷含量不同，同一基因型不同器官硫苷含量也不同。

近年來，癌癥的發病率逐年上升，硫苷的降解產物異硫氰酸鹽是迄今為止蔬菜中發現抗癌、防癌效果最好的夭然生物活性物質，同時，這些降解產物還具有防蟲、抗菌等功能，選育高硫苷含量的藥食兩用蔬菜品種逐漸得到育種家的重視。在日本，學者們正在進行高硫苷含量蘿卜新品種的選育工作。研究和優化水果蘿卜中硫代葡萄糖苷及其水解產物的組成和含量，使之在人類保健和植物防御等方面發揮最大作用成為一個非常有意義的研究領域。本試驗以3個水果蘿卜品種為試材，初步測定了其肉質根和葉片之間硫苷組分及含量，發現蘿卜肉質根和葉片中都含有豐富的硫苷，可見，蘿卜是具有很大利用價值和開發潛力的蔬菜作物，對于其中各個硫苷組分的生物學和保健價值尚待進一步研究。

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Identif i cation and Content Analysis of Glucosinolates in Leaf and Root of Fruity Radish（Raphanus sativas L.）

YUAN Wei-ling1，2，YUAN Shang-yong3，CUI Lei1，GAN Cai-xia1，YU Xiao-qing1，QIU Zheng-ming1

（1Institute of Cash Crops，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430070，Hubei，China；2Wuhan Zhongnan Science and Technology Co.，Ltd.，Wuhan 430041，Hubei，China；3Vegetable Office of Hubei Province，Wuhan 430070，Hubei，China）

The composition and content of glucosinolates（referred to as ‘GSL’）in leaf and root of 3 fruity radishes ‘Xinlimei’，‘super Zhengyan’，‘Shawo’were identified and analyzed by HPLC method．The results showed that 9 glucosinolates compositions in fleshy roots and leaf blades were detected，including 6 kinds of aliphatic glucosinolates（4-methyl sulfonyl-3-butylene glucosinolate，2-allyl glucosinolate，4-methyl sulfonyl butyl glucosinolate，5-methyl sulfonyl amyl glucosinolate，4-methyl-butyl glucosinolate，4-methyl thio-3-butylene glucosinolate）and 3 kinds of indole glucosinolates（4-methoxy indole methyl glucosinolate，indolymethyl-3-butenyl glucosinolate，1-methoxy methyl indole glucosinolate）．But，there existed significant differences in total sulfur glycoside contents between different varieties and organs．The total glucosinolates contents in fleshy roots of the 3 fruity radishes were 22 472.84，13 585.86，28 200.70 μg·g-1（DM），among which over 95% was total aliphatic sulfid．The total glucosinolates contents in fleshy root of the fruity radish were 4.56，2.71，4.55 times of that in leaf blades，respectively．The main aliphatic sulfide component in fleshy root and leaf blade was 4-methyl thio-3-butylene glucosinolate，accounting for 90.11%～93.92% and 63.03%～73.72% in the total glucosinolates content，respectively．

Fruity radish；Glucosinolates；Leaf blade；Fleshy root

袁偉玲，女，博士，副研究員，主要從事蔬菜品質和栽培技術方面的研究，E-mail：625041913@qq.com

2017-05-18；接受日期：2017-07-14

湖北省第二批現代農業產業技術體系項目，武漢市“黃鶴英才計劃”資助項目