三種芽菜生物活性物質及其抗氧化能力分析

王挺進，陳浩，王崢嶸，向珣

（浙江大學農業與生物技術學院，杭州，310058）

隨著社會經濟的發展、生活水平的提高，健康越來越被人們所重視，蔬菜的營養品質成為市場的又一熱點。芽苗類蔬菜易栽培、生產周期短，在生產過程中無需使用農藥和化肥，是無污染、無公害的綠色食品，同時芽菜鮮嫩適口，含有多種對人體有益的營養物質，包括抗氧化物質、維生素、花青素以及芥子油苷等，深受廣大消費者的青睞。

芽菜除常見的豆類芽菜外，還包括很多十字花科蔬菜芽菜。目前國內市場十字花科蔬菜芽菜以蘿卜芽菜為代表。芥子油苷（Glucosinolate，GS）是一類含氮、硫的植物次生代謝產物，主要分布于十字花科植物。芥子油苷通常作為重要的風味物質存在，隨著研究的深入，人們發現芥子油苷還與人體健康有密切的關系[1]。在完整的植物體中，芥子油苷貯藏在液泡中，黑芥子酶主要存在細胞質中，二者之間有一道天然的物理屏障。在植物組織受到破壞時（如蔬菜加工、烹飪過程中），兩者得以接觸而發生水解反應，產生一系列揮發性或非揮發性的生物活性物質，如異硫氰酸鹽、硫氰酸鹽、腈等，可用于抗癌藥劑、生物殺蟲劑或風味調和劑原料。根據氨基酸側鏈的不同，GS分為脂肪族芥子油苷（Aliphatic glucosinolates，AGS）、 吲 哚 族 芥 子 油 苷 （Indole glucosinolate，IGS）、芳香族芥子油苷等。其中 3-甲基亞磺酰丙基芥子油苷（Glucoiberin，GIB）、2-丙烯基芥子油苷 （Sinigrin，SIN）、4-甲硫丁基芥子油苷（Glucoerucin，GER），4-甲 基 硫 氧 丁 基 芥 子 油 苷（Glucoraphanin，GRA），對于膀胱癌、結腸癌和肺癌等具有很強的抗癌功效。十字花科蔬菜芽菜還富含葉綠素、維生素C、花青素等生物活性物質。葉綠素有造血、提供維生素、解毒、抗病等多種食療功效。花青素是自然界中一類廣泛存在于植物內的水溶性天然色素，屬類黃酮化合物，具有強有力的抗氧化性，能夠有效清除自由基，減少自由基對機體的損害[2，3]。維生素是維持人體正常生命活動不可缺少的一種營養物質，但是人體無法自身合成，只能從食物中攝取。研究表明，人體所需90%以上的維生素C來自蔬菜、水果，因此維生素C是衡量蔬菜品質的一項重要指標。大量的臨床實驗表明，食用富含葉綠素、維生素C、花青素、芥子油苷等生物活性物質可以延緩衰老，降低患許多疾病的風險，對人體具有重要的保健功效[4，5]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用市售濰縣蘿卜種子、大筍遲花芥藍種子、碧玉青花菜種子。

①材料消毒 將所選蘿卜、芥藍、青花菜種子（每種約850粒）分裝于3個50 mL離心管中，先用蒸餾水沖洗2次，再加入0.7%的次氯酸鈉溶液消毒0.5 h，然后用蒸餾水沖洗8次。

②育苗培養 將蘿卜、芥藍、青花菜種子分別均勻播種于育苗紙上，加入適量蒸餾水至恰好浸潤育苗紙，于25℃光照培養室中培養，光暗周期16 h/8 h，光照強度20 000 lx，相對濕度80%。定期觀察芽菜長勢，補充蒸餾水至浸潤育苗紙。

③取樣 待芽菜播種后7 d開始取樣，從根莖交接處剪斷，取地上部為試驗材料。將3種芽菜分別混勻，液氮速凍后保存于-80℃冰箱中，部分鮮樣制成凍干粉，保存于-40℃冰箱中，以備進行芥子油苷、維生素C、花青素、葉綠素含量和抗氧化能力等檢測。

1.2 葉綠素測定

各取3種芽菜鮮樣 0.2 g，剪碎后至于2 mL離心管中提取。將提取液倒入光徑1 cm的比色皿中，用分光光度計測定645、663、652、470 nm 下 的吸光度值，以80%丙酮為空白對照。

1.3 芥子油苷測定

3種芽菜各取凍干粉 0.02 g，加入6 mL沸騰的 ddH2O，100℃沸水浴 10 min，7000r/min離心5 min，取上清液 4 mL，-20℃保存待用。取1 mL上清液純化（DEAE-Sephadex）， 再用醋酸吡啶溶液淋洗5 mL，將芥子油苷吸附在柱上、洗脫，即得脫硫芥子油苷純化樣品。高效液相色譜（HPLC）分析，以1 mmol/L、20 μL ONPG為內標計算芥子油苷的含量。

1.4 維生素C的提取與HPLC分析

3種芽菜各取鮮樣0.2 g，參照Pellegrin等[6]方法，用維生素C的標準品制作標準曲線，通過標準曲線計算3種芽菜的維生素C含量。

1.5 花青素的提取與測定

3種芽菜各取凍干粉0.02 g，參照Teng等[7]的方法，用分光光度計測定其在A530、A657下的吸收值后計算。設定當吸光度A530為0.1時的花青素濃度為1個單位（unit），以此來計算花青素的相對含量。相對花青素含量=A530-1/4×A657。

1.6 FRAP法測定抗氧化能力

各取3種芽菜鮮樣0.2 g，參照Benzie等[8]方法，以提取物空白液為對照。FRAP值通過七水硫酸亞鐵標準曲線計算，以達到同樣吸光度所需的硫酸亞鐵的毫摩爾數表示。

圖1 播種7 d后的3種芽菜地上部分

圖2 播種7 d后的3種芽菜苗

1.7 統計分析

運用Microsoft Excel軟件計算各組平均值和標準差，采用SPSS軟件的方差分析（ANOVA）比較品種間各組分含量的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 育苗培養

播種7 d后，3種芽菜在生長速度和整齊度存在明顯的差別（圖1、2），其中蘿卜芽菜生長最快，地上部分平均長度4.5 cm，已經出現明顯的倒伏；芥藍芽菜長勢最為健壯，且種子發芽率高、整齊度一致，有較高的觀賞性，地上部分平均長度2.5 cm；青花菜芽菜長勢較差，部分種子剛剛露白，整齊度較差，地上部分平均長度1.5 cm。

2.2 生物活性物質測定

①葉綠素、維生素C、花青素含量比較 青花菜芽菜葉綠素含量最高，為1.291 mg/g（FW）。芥藍芽菜葉綠素含量最低，為1.114 mg/g（FW），但3種芽菜葉綠素含量并沒顯著差異（圖3）。在花青素的含量方面（圖4），青花菜芽菜含量最高，為42.17 units/g（DW），芥藍芽菜次之，蘿卜芽菜含量最少，青花菜芽菜與其余2種芽菜花青素含量存在顯著差異（P=0.05）。從維生素 C 含量來看（圖 5），芥藍芽菜含量最高，為18.945 1 mg/g（DW），蘿卜芽菜與青花菜芽菜基本相同，芥藍與后兩者之間維生素C含量差異顯著（P=0.05）。

②芥子油苷含量比較 對蘿卜、芥藍、青花菜芽菜中11種不同芥子油苷組分進行檢測（表1、2），結果顯示，不同種類芽菜在芥子油苷種類豐度上表現出明顯差異：在芥藍芽菜中檢測到11種芥子油苷（GS）；在青花菜芽菜中檢測到7種GS；蘿卜芽菜GS種類最少，僅檢測到4種。不同芽菜AGS種類存在顯著差異：芥藍芽菜AGS種類最豐富，檢測到7種；蘿卜芽菜AGS種類最少，僅1種；青花菜芽菜4種。3種芽菜IGS種類差異不顯著，芥藍芽菜檢測到4種IGS、蘿卜和青花菜均含有3種IGS。

3種芽菜中GS大多以AGS形式存在，其中芥藍芽菜中 GNA 含量最多，為 33.39 μmol/g（DW），且4種抗癌活性組分均檢測到，SIN含量最高，為16.718 μmol/g（DW）；蘿卜芽菜中 GER 含量最高，為125.96 μmol/g（DW），也是檢測到的唯一抗癌活性GS；青花菜芽菜中抗癌活性組分GRA含量最多，為17.604 μmol/g（DW），4種抗癌活性 GS 僅 GIB 沒有檢測到。

圖3 3種芽菜葉綠素含量

圖4 3種芽菜花青素相對含量

圖5 3種芽菜維生素C含量

總GS中，抗癌活性GS所占比例分別為：芥藍芽菜37%、蘿卜芽菜95%、青花菜芽菜72%。GER 3種芽菜均檢測到，蘿卜芽菜中GER含量極高，為125.96 μmol/g（DW），且是其檢測到的唯一抗癌活性GS。芥藍芽菜和青花菜芽菜GER含量相似，無明顯差異。芥藍芽菜中4種抗癌活性GS豐度相對含量，GIB∶SIN∶GRA∶GER=8∶50∶20∶22。 青花菜芽菜中3種抗癌活性 GS豐度相對含量，SIN∶GRA∶GER=10∶67∶23。

表1 試驗檢測所得芥子油苷組分

表2 3種芽菜中芥子油苷含量 μmol/g（DW）

2.3 抗氧化能力測定

3種芽菜皆具有較強的抗氧化能力，其中青花菜最弱，其抗氧化能力為645.808 Fe2+mmol/g（FW），芥藍芽菜抗氧化能力最強，為921.193 Fe2+mmol/g（FW），差異顯著（P=0.05）（圖 6）。

3 小結與討論

從生長狀況和生長量的積累來看，播種7 d后，蘿卜芽菜由于生長速度過快，易發生倒伏現象，且種子萌發不整齊；青花菜芽菜則因為生長速度過慢，觀賞性和食用性均難以達到要求；芥藍芽菜生長速度適中，且種子萌發整齊。3種芽菜葉綠素和維生素C含量豐富，具有較高的抗氧化能力，能滿足人體健康的需要。相比于豆類芽菜，十字花科蔬菜芽菜還含有特有的芥子油苷。在蔬菜烹飪過程中，溫度、時間以及預處理方式，都對芥子油苷分解產物有很大的影響。比較日常5種不同烹飪方式（水煮、蒸、微波、油炒、燙漂）對小白菜芥子油苷含量的影響，結果表明，燙漂可最大程度地保持小白菜芥子油苷含量，其抗癌活性芥子油苷保存率在96%以上；其次是蒸、油炒和微波；如果采用水煮法，最好連湯一起食用。研究白菜和包心菜芥子油苷濃度變化時發現，水煮10 min后芥子油苷總量損失50%[9~11]。芥子油苷自身對溫度的敏感程度也不同。據報道，IGS比AGS更容易擴散到水蒸氣中，水蒸氣中IGS含量是AGS的3.5~4.0倍。在AGS中，變化最大的是PRO，大約40%；GIB變化最小，約27%；GIB和4-OMGBS比其他GS的熱不穩定性都高[12，13]。

在3種芽菜中，蘿卜芽菜最富含抗癌活性GS，雖然GER是蘿卜芽菜中唯一檢測到抗癌活性GS，但其絕對含量高達 132.434 μmol/g（DW），占總GS含量的95%。因為人體的腸道中也存在黑芥子酶，所以芥子油苷也可以被人體直接分解吸收，生食是蘿卜芽菜的最佳食用方式，能最大限度地保留蘿卜芽菜的抗癌活性GS、維生素、葉綠素等成分，有效調節機體免疫力，激活巨噬細胞，更好地起到防癌、抗癌的作用。芥藍芽菜抗癌活性GS組分豐富，檢測到4種抗癌活性GS，占總GS含量的37%，其中SIN含量最高，為 16.718 μmol/g（DW）。十字花科蔬菜中的苦味主要來自IGS和含烯基R基團的芥子油苷，如PRO、GNA、SIN、GNL。 對苦味敏感度不高的人群，建議生食芥藍芽菜；對苦味敏感的人群，快速燙漂芥藍芽菜是最佳烹飪方式，其次是水煮和大火快炒。由于青花菜芽菜總GS含量最低，為36.386 μmol/g（DW），因而在3種芽菜中，其芥子油苷特殊風味感最弱，同時除GIB外，其余3種抗癌活性GS都有檢測到，占總GS含量的72%，所以建議生食青花菜芽菜，以更好地起到防癌、抗癌作用。

圖6 3種芽菜抗氧化能力