不同品種蘿卜芽苗菜生長過程中活性成分的變化研究

王宏達，莊莉，郭麗萍*

（1.青島農業大學食品科學與工程學院，山東青島 266109；2.青島特種食品研究院，山東青島 266109）

十字花科芽苗菜含有豐富的維生素E、維生素C、酚類、花色苷、類胡蘿卜素、膳食纖維、硫代葡萄糖苷（簡稱硫苷）等活性物質。植物細胞破碎時，硫苷在黑芥子酶的作用下生成硫氰酸酯、異硫氰酸酯、腈類等物質，其中異硫氰酸酯由于顯著的抗癌功效而受到廣泛關注[1]。西蘭花芽苗菜、蘿卜芽苗菜作為常見的十字花科植物日漸成為研究熱點。因為西蘭花、甘藍、花椰菜等存在上皮硫特異蛋白（ESP），產生腈類物質較多，異硫氰酸酯產量下降[2]。蘿卜芽苗菜中不存在ESP，形成的具有抗癌功效的異硫氰酸酯含量更高，因此蘿卜芽苗菜被認為是比西蘭花芽苗菜更具潛力的抗癌蔬菜[3]，在我國食用量較多。

目前，關于蘿卜芽苗菜的研究，主要集中在不同條件對其營養成分和活性成分影響分析上。魯燕舞等[4]試驗發現藍光和UV-B 能增加蘿卜芽苗菜總酚含量，提高其營養品質。崔瑾等[5]研究表明UV-B 處理下，楊花蘿卜芽苗菜中活性物質顯著增加。張立偉等[6]發現紅藍混合光處理下蘿卜芽苗菜的營養品質較好，其中VC、蛋白質和類黃酮含量較單色光處理更高。張曉燕等[7]發現富氫水通過提高花青苷合成途徑中結構基因的表達，提高了蘿卜芽苗菜抗氧化能力。周慶紅等[8]研究表明浸種12 h 有利于促進蘿卜種子的發芽，同時可以顯著提高蘿卜芽苗菜的芽長和產量。但上述研究均未涉及硫苷和異硫氰酸酯，且關于不同品種蘿卜芽苗菜在生長過程中營養和活性成分的比較還鮮有報道。鑒于此，本文以長春白蘿卜、濰縣青蘿卜和撫順紅蘿卜三個品種的芽苗菜為研究對象，對生長3、5、7 d 的芽苗菜中總酚、花色苷、抗壞血酸、硫苷、異硫氰酸酯含量及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）清除能力、還原能力進行評價，為蘿卜芽苗菜的工業化生產和相應功能性食品的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料與試劑

蘿卜種子為長春白蘿卜（長白）、濰縣青蘿卜（濰青）和撫順紅蘿卜（撫紅）三個品種，由青島農發蔬菜種子有限公司提供。

草酸、碘、乙醇、甲醇、鹽酸、福林醇、碳酸鈉、二氯甲烷、過氧化氫、氨乙醇、DPPH·溶液、鐵氰化鉀、三氯乙酸、氯化鐵溶液、乙腈、醋酸鈉、硫酸酯酶等，由萊陽市康德化工有限公司提供。

1.1.2 儀器與設備

噴霧發芽機，永康市貝欣五金電器廠；AR224CN 電子天平，奧豪斯儀器有限公司；WFZ UV-200 型紫外可見分光光度計，尤尼柯儀器有限公司；TGL-16M 臺式高速冷凍離心機，長沙湘儀離心機儀器有限公司；DHP-9082 型電熱恒溫培養箱，龍口市先科儀器公司；Agilent 1200 液相色譜儀，美國安捷倫公司。

1.2 試驗方法

稱取各品種種子10 g，在30 ℃下蒸餾水中浸泡4 h，均勻播種于發芽盤中，然后置于自動噴霧發芽機中，于25 ℃恒溫培養箱中（16 h 光照/8 h 黑暗）培養，分別于3、5、7 d 取樣測定各項指標。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 生長指標

選擇各品種中長度均勻的芽苗菜，以30 株芽苗為一組，用游標卡尺測量芽長，用天平稱取鮮質量。

1.3.2 活性成分

抗壞血酸含量：參照王志英等[9]的方法。取2.0 g 芽苗菜，用5 mL 草酸（20 mg/mL）研磨勻漿，10 000×g 離心10 min 后取上清液，進行HPLC 測定。

花色苷含量：根據于海鑫等[10]的方法測定。

總酚含量：參照Guo 等[11]的方法。稱取0.5 g 芽苗菜，用甲醇研磨后離心得上清液，加入福林酚1 mL、2% Na2CO32 mL，避光反應2 h 后，于765 nm 處測定吸光值。

硫苷含量：參照Guo 等[11]的方法測定。

異硫氰酸酯含量：參照王志英等[9]的方法并作適當修改。稱取0.5 g 芽苗菜，用5 mL 蒸餾水研磨均漿，置于37 ℃下反應3 h，離心得上清液后加入甲醇、硼砂緩沖液、1,2-苯二硫醇置于65 ℃反應1 h，進行HPLC 分析。

1.3.3 DPPH·清除能力

根據龔春燕等[12]的方法測定。取0.2 g 蘿卜芽苗菜，加入5 mL、50%甲醇研磨，離心后取0.1 mL 上清液加入1 mL DPPH·溶液與1 mL 無水乙醇混合均勻，于517 nm處比色測得吸光值A1，同時測定不加上清液的為A0，無DPPH·溶液的為A2，計算公式見式（1）。

1.3.4 還原能力的測定

參照郭麗萍等[13]的方法測定。取0.5 g 芽苗菜，加入3 mL 磷酸緩沖液研磨均漿，離心后取1 mL 上清液與2.5 mL、1%的鐵氰化鉀混勻，50 ℃水浴20 min，加入2.5 mL 三氯乙酸，離心10 min 后取上清液4 mL，加入蒸餾水和0.1%FeCl3溶液0.8 mL，700 nm 下測得吸光值，測得吸光值越高，還原能力越強。

1.4 數據處理

本試驗進行3 次重復，用Excel 2003 進行數據處理和作圖，SPSS 20.0 進行統計分析，均值比較采用Duncan’s 多重比較，在0.05 水平上進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 生長指標

圖1～2 顯示了不同品種蘿卜芽苗菜生長狀況。由圖1 可知，在蘿卜芽苗菜生長過程中，三個品種芽苗菜芽長趨勢變化明顯，濰青的芽長最長，長白的芽長次之，變化幅度最大。圖2 顯示了濰青的鮮質量最大，長白的鮮質量變化最大。可見，濰青的芽長和鮮質量的指標最高，生長能力最強。

2.2 生理活性成分

2.2.1 不同品種蘿卜芽苗菜中抗壞血酸含量的變化

由圖3 可知，植物種子在發芽過程中逐漸形成抗壞血酸，三個品種的抗壞血酸含量均為第5 d 時最高，其中濰青中抗壞血酸含量顯著高于其它兩個品種，在第5 d時最高，達64.9 mg/100 gFW，分別比長白和撫紅高23.13%和64.10%。

2.2.2 不同品種蘿卜芽苗菜中花色苷含量的變化

圖4 顯示了不同品種蘿卜芽苗菜生長過程中花色苷含量。由圖4 可知，三個品種的蘿卜芽苗菜含有的花色苷含量變化呈現先增加后減小的趨勢。撫紅的花色苷含量遠高于長白和濰青，第5 d 時含量最高，分別是長白和濰青的3.13 倍和2.59 倍，是第3 d 自身的1.7 倍。

2.2.3 不同品種蘿卜芽苗菜中總酚含量的變化

圖5 顯示了不同品種蘿卜芽苗菜生長過程中的總酚含量。由圖可以看出，總酚含量在芽苗菜生長過程中呈遞減趨勢，第5 d 和7 d 各品種芽苗菜的總酚含量無顯著性差異。第5 d 時測得總酚的含量較第3 d 時顯著降低，其中長白中總酚的含量下降幅度最大，下降了288.44 mg/100 gFW，濰青和撫紅分別下降了230.07 mg/100 gFW 和211.72 mg/100 gFW。

2.2.4 不同品種蘿卜芽苗菜中硫苷含量的變化

硫苷是廣泛存在于十字花科蔬菜中的一類重要的生理活性物質，在防癌抗癌方面具有顯著效果。研究發現，芽苗菜在生長過程中硫苷含量逐漸降低[14]，但是顯著高于成熟蔬菜[15]，芽苗菜是硫苷的良好來源。圖6 顯示了不同品種蘿卜芽苗菜生長過程中硫苷含量變化。供試的品種由圖可知，硫苷含量呈現減少的趨勢，濰青芽苗菜的硫苷含量顯著高于長白、撫紅兩個品種。第3 d 時，濰青芽苗菜硫苷含量達到15.63 μmol/gFW，分別是長白和撫紅的1.2和1.1 倍。第7 d 時長白芽苗菜硫苷含量僅為濰青的40%。

2.2.5 不同品種蘿卜芽苗菜中異硫氰酸酯形成量的變化

圖7 顯示了不同品種蘿卜芽苗菜生長過程中異硫氰酸酯形成量的變化。由圖7 可得，濰青和撫紅芽苗菜在生長過程中，異硫氰酸酯形成量均呈下降趨勢，與硫苷含量變化趨勢一致。第3 d 時，濰青和撫紅芽苗菜中異硫氰酸酯含量較高，分別為2.80 mg/g 和2.45 mg/g，長白芽苗菜中的異硫氰酸酯含量最低，僅為濰青芽苗菜的24.64%。撫紅芽苗菜中異硫氫酸酯含量降低幅度最大，第7 d 時僅為第3 d 的30.6%。

2.3 抗氧化能力

2.3.1 不同品種蘿卜芽苗菜中DPPH·清除率的變化

圖8 顯示了不同品種蘿卜芽苗菜生長過程中的DPPH·清除率。由圖可知，在蘿卜芽苗菜生長過程中，三個品種的DPPH·清除率呈遞減趨勢，長白蘿卜芽苗菜下降幅度最大，第7 d 較第3 d 下降了85%。撫紅蘿卜芽苗菜的DPPH·清除率顯著高于其它兩個品種，其中第3 d的最高，為75%；長白芽苗菜與濰青芽苗菜在第7 d 時清除能力無顯著差異。

2.3.2 不同品種蘿卜芽苗菜中還原能力的變化

圖9 結果顯示了不同品種蘿卜芽苗菜生長過程中的還原能力，由圖可以看出，第3 d 時三個品種的蘿卜還原能力無明顯差異，5 d 時還原能力最低；長白芽苗菜的還原能力變化幅度最大。第5 d 的撫紅蘿卜芽苗菜還原能力高于長白芽苗菜，第7 d 兩者之間無顯著差異，但均顯著高于濰青芽苗菜。

3 討論

本研究發現三種蘿卜芽苗菜中生長過程中濰青芽苗菜的芽長和鮮質量變化均為最大，生長能力最強。三種芽苗菜中抗壞血酸的含量均呈現出了先增加后減少的變化趨勢，這與郭麗萍等[14]研究得出的西蘭花種子發芽過程中抗壞血酸含量的變化趨勢基本一致。Pérez-Balibrea 等[15]的研究也表明，第5 d 的西蘭花芽苗菜中抗壞血酸含量高于第3 d 和7 d 的。這可能與抗壞血酸合成過程中的關鍵酶L-半乳糖酸-1,4-內酯脫氫酶活力在蘿卜芽苗菜生長過程中的變化有關。花色苷是以黃酮核為基礎的一種能呈現紅色的化合物，主要存在于胚軸中，撫紅蘿卜芽苗菜胚軸顏色明顯較其它兩個品種要深，故撫紅品種花色苷含量最高。隨著芽苗菜的生長，花色苷含量得到稀釋，下胚軸顏色變淺，因此含量在第7 d 時降低。雖然酚類物質在種子發芽過程中會進一步合成，但種子吸水經過發芽之后，芽苗含水量增加，酚類物質在芽苗中得到稀釋[16]，以及水溶性酚類的流失，因此隨著芽苗菜的生長酚類含量均出現下降。硫苷分為脂肪族硫苷、芳香族硫苷和吲哚族硫苷，不同品種芽苗菜中硫苷種類和含量差異都很大，但隨著生長硫苷含量逐漸降低[11,17]。本研究也發現這3 個品種的蘿卜芽苗菜中硫苷含量在生長過程中均呈下降趨勢。硫苷和黑芥子酶在十字花科植物細胞中處于不同的位置，當細胞破壞后，黑芥子酶與硫苷接觸生成異硫氫酸酯和腈類等物質，異硫氫酸酯具有抗癌、抑菌、預防心血管疾病和抗炎等功效。本研究中撫紅和濰青芽苗菜中異硫氰酸酯產量變化與硫苷含量變化趨勢基本一致。此外，吲哚族硫苷形成的異硫氰酸酯極不穩定，容易降解，因此本文中長白芽苗菜中異硫氰酸酯形成量變化趨勢與硫苷變化趨勢不同的原因可能是不同種類硫苷含量的變化以及黑芥子酶活力不同所致。抗壞血酸、花色苷、酚類物質和異硫氰酸酯等均具有抗氧化作用，本研究中撫紅蘿卜芽苗菜DPPH·清除能力最強，長白蘿卜芽苗菜次之；而還原能力3 d 芽苗菜在各品種間無顯著差異，5 d 芽苗菜中撫紅品種最強；各抗氧化成分之間是否存在協同作用還有待進一步研究。

本文研究還發現，蘿卜芽苗菜中抗壞血酸、花色苷、硫苷、異硫氰酸酯等活性物質含量受蘿卜品種影響較大。長白、濰青、撫紅三個品種的蘿卜芽苗菜的總酚含量差異不顯著，這三個品種芽苗菜中抗壞血酸和花色苷含量在生長過程中先增加后降低。總酚、硫苷和異硫氰酸酯含量在生長過程中不斷下降。濰青蘿卜芽苗菜的生長能力最強，抗壞血酸、硫苷、異硫氰酸酯含量最高。隨著芽苗菜的生長，DPPH·清除能力不斷下降，但還原能力變化不顯著。綜上所述，濰青蘿卜更適合作為工業化生產芽苗菜的品種。本研究為今后蘿卜芽苗菜的實際生產應用以及新產品的開發提供理論依據。