觀賞羽衣甘藍葉片的主要呈色色素成分

張 潔， 蔡 霞， 張德軍， 郭驚濤， 孟平紅

(1.貴州省園藝研究所 貴州省園藝工程技術研究中心， 貴州 貴陽 550006； 2.貴州省農業信息中心， 貴州 貴陽 550003； 3.貴州省農業科學院， 貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】羽衣甘藍(BrassicaoleraceaL. var.acephalaD.C.)是結球甘藍的園藝變種，屬十字花科蕓薹屬2年生觀葉草本花卉，起源于歐洲地區的地中海沿岸。羽衣甘藍葉片顏色和葉片形態多樣，整個植株形似牡丹，故又稱之為牡丹菜和葉牡丹[1]，其葉片的外葉有翠綠色、深綠色、灰綠色和黃綠色，內葉顏色有白色、肉色、黃色、粉紅色、紅色和復色等，葉片形態又可分為皺葉、裂葉、圓葉和波浪葉。羽衣甘藍觀賞期較長，適應性強，觀賞價值較高，可作為晚秋至早春花壇和花境的景觀觀賞植株應用，亦可制作成切花、插花和干花保存[2]。羽衣甘藍于20世紀90年代引入中國，種植歷史較短，特別是近十幾年才有少量種植，且都分布在上海和北京等大中城市[3]。由于不同羽衣甘藍品種間色素含量存在較大差異，因此探究不同品種葉片主要呈色色素成分的差異，對羽衣甘藍新品種的選育及其在花壇和花境上應用具有重要意義。【前人研究進展】花青苷是一類廣泛存在于植物的花、果、莖、葉和種子中的水溶性天然色素，屬于黃酮多酚類化合物，是植物體內一大類次生代謝物，其種類和含量都十分豐富[4]。花青苷色素主要有飛燕草色素(Delphinidin)、矢車菊色素(Cyanidin)、矮牽牛色素(Petunidin)、天竺葵色素(Pelargonidin)、芍藥色素(Peonidin)和錦葵色素(Malvidin)6種[5]。MATIN等[6]報道，矢車菊素甲基化形成芍藥花色素，矮牽牛花色素和錦葵色素則由飛燕草素不同程度的甲基化形成。張潔等[7]研究發現，貼梗海棠花瓣中共含有6種花青苷，其中，矢車菊素-3-O-半乳糖苷(Cy3Ga)、天竺葵素-3-O-半乳糖葡萄糖苷〔Pg3(Ga-G)〕和矢車菊素-3-O-琥珀酸-阿拉伯糖苷(Cy3SucAra)是決定花色的主要色素，其含量增加可使花色顯著變紅。張圓圓等[8]對觀賞向日葵的花青苷元類型進行測定分析發現，矢車菊類花青苷是紅色向日葵舌狀花顯現紅色的化學基礎。朱書香等[9]對紫葉矮櫻葉片紅色素進行理化分析表明，該色素對溫度、食品添加劑及酸性條件較穩定，而對光、氧化劑和還原劑較不穩定。【研究切入點】目前，關于羽衣甘藍葉片的呈色機理、主要呈色色素成分分析尚處于初步探索階段，相關研究報道較少。【擬解決的關鍵問題】探明白名古屋、瀧井白名古屋和紅名古屋等7個羽衣甘藍品種6種主要花青苷色素含量的差異，旨在闡明羽衣甘藍葉片的呈色機理，以期為其新品種的選育及其在花壇和花境上應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 品種 觀賞羽衣甘藍分別為白名古屋、瀧井白名古屋和紅名古屋等7個品種，其基本信息見表1。

表1 7個觀賞羽衣甘藍品種的基本信息

1.1.2 儀器 L-3000高效液相色譜儀，購于北京普源精電科技有限公司；5415R小型高速冷凍離心機，德國艾本德股份公司生產。

1.2 方法

1.2.1 育苗、移栽與取樣 試驗于2020年10月至2021年2月在貴州省園藝研究所蔬菜試驗基地溫室進行。2020年10月10日采用72穴育苗穴盤進行播種育苗，待長至8～10片葉齡時，于11月24日移栽定植大田，12月24日葉片開始轉色(圖1)，2021年2月18日進入觀賞期，即葉片完成轉色，且植株冠幅及高度停止生長。2021年2月20日進行葉片取樣，鮮樣均用液氮速凍處理，并保存于-20℃冰箱備用。

1.2.2 色素的提取 稱取供試樣品約0.2 g，放入研缽中磨碎后，加入預冷的提取液1 mL，然后移入EP管內，超聲提取40 min。以8 000 r/min離心10 min，取上層清液后，殘渣加入0.5 mL提取液后繼續超聲20 min，離心后再次取上層清液，并將2次上清液合并，于沸水浴中水解1 h，然后氮吹吹至近干為止。最后，將其移至0.5 mL容量瓶內，用10%鹽酸甲醇定容，取適量溶液用針頭式過濾器過濾于帶有內襯管的樣品瓶內待測。

1.2.3 花青苷測定 采用高效液相色譜法測定花青苷成分含量，色譜柱為Kromasil C18反相色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)。流動相以甲酸水溶液(A液)和甲酸乙腈水溶液(B液)進行二元洗脫。其中，A液分別以0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%甲酸水溶液進行梯度洗脫，經HPLC條件的優化，以1.0%甲酸水溶液效果最好。因此，A液選擇1.0%甲酸水溶液；B液選擇公認效果較好的濃度，即1.0%甲酸乙腈水溶液。最終以1.0%的A液和1.0%的B液進行二元洗脫，柱溫35℃，進樣10 μL，流速0.8 mL/min，走樣時間40 min，紫外檢測波長530 nm。1.0%甲酸水溶液和1.0%甲酸乙腈作流動相的花青苷標準品與供試樣品花青苷提取物的液相色譜圖見圖2，根據色譜圖計算花青苷成分的含量。

1.3 數據處理與分析

采用WPS 2007和SPSS 20.0對數據進行統計與分析，用one-way ANOVA單因素方差分析方法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

從表2可知，羽衣甘藍、白珊瑚和白名古屋等7個羽衣甘藍品種觀賞期葉片的飛燕草色素、矢車菊色素和矮牽牛色素等6種主要花青苷含量的變化。飛燕草色素：各品種為0.189～0.639 mg/g FW，紅鷗最高，為0.639 mg/g FW；瀧井白名古屋其次，為0.425 mg/g FW；羽衣甘藍最低，為0.189 mg/g FW；紅鷗顯著高于其余品種；羽衣甘藍顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著或不顯著。矢車菊色素：各品種為0.127～0.183 mg/g FW，白珊瑚最高，為0.183 mg/g FW；白名古屋其次，為0.167 mg/g FW；紅名古屋最低，為0.127 mg/g FW；白珊瑚顯著高于其余品種；紅名古屋顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著或不顯著。矮牽牛色素：各品種為0.147～2.302 mg/g FW，紅鷗最高，為2.302 mg/g FW；粉羽一號其次，為1.469 mg/g FW；羽衣甘藍最低，為0.147 mg/g FW；紅鷗顯著高于其余品種，羽衣甘藍顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著或不顯著。天竺葵色素：各品種為0.123～0.269 mg/g FW，白名古屋最高，為0.269 mg/g FW；白珊瑚其次，為0.265 mg/g FW；紅名古屋最低，為0.123 mg/g FW；白名古屋與白珊瑚間差異不顯著，二者顯著高于其余品種，紅名古屋顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著。芍藥色素：各品種為0.151～0.326 mg/g FW，紅名古屋最高，為0.326 mg/g FW；白珊瑚其次，為0.284 mg/g FW；粉羽一號最低，為0.151 mg/g FW；紅名古屋著高于其余品種，粉羽一號顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著。錦葵色素：各品種為0.116～0.249 mg/g FW，紅鷗最高，為0.249 mg/g FW；白珊瑚其次，為0.229 mg/g FW；白名古屋最低，為0.116 mg/g FW；紅鷗著高于其余品種，白名古屋顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著。

表2 不同品種羽衣甘藍觀賞期6種主要花青苷色素的含量

3 討論

花青苷是花果呈現顏色的花色素之一，在自然界廣泛存在于植物中，目前已發現常見的花青苷色素有飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛色素、天竺葵色素、芍藥色素和錦葵色素6種。ARBOME等[10-11]研究表明，天竺葵色素呈現橙紅色，矢車菊色素呈現紫紅色，飛燕草色素、矮牽牛色素和錦葵色素呈現藍紫色。WU等[12]研究發現，紅洋蔥和紅豆的主要花青苷苷元為矢車菊。研究結果表明，羽衣甘藍、白珊瑚和白名古屋等7個羽衣甘藍品種觀賞期葉片的飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛色素、天竺葵色素、芍藥色素和錦葵色素分別為0.189～0.639 mg/g FW、0.127～0.183 mg/g FW、0.147～2.302 mg/g FW、0.123～0.269 mg/g FW、0.151～0.326 mg/g FW和0.116～0.249 mg/g FW，分別以紅鷗、白珊瑚、紅鷗、白名古屋、紅名古屋和紅鷗最高，羽衣甘藍、紅名古屋、羽衣甘藍、紅名古屋、粉羽一號和白名古屋最低。表明，7個羽衣甘藍品種觀賞期葉片的呈色不一，推測與其所含呈色色素成分含量有關。

花青苷的基元是花色素，其基本結構為3,5,7-三羥基-2-苯基苯并吡喃，而花青苷的顏色主要取決于苯環上的R1和R2取代基團。甲基取代時變為紅色，與黃酮醇或黃酮結合產生藍色，不同花青苷彼此相連則產生深紅色或藍色。此外，細胞液泡pH也會影響顏色的變化，在酸性溶液中多數花青苷呈紅色，pH上升則呈紫紅色或藍色，從而致使葉片和花的顏色變化[13]。按照顏色劃分，羽衣甘藍可分為黃白色和紫紅色2個觀賞種類。王雅瓊[14]研究發現，羽衣甘藍與多數紫甘藍中的花青苷種類相似，只有矢車菊色素1種花青苷苷元，其他所有花青苷均是矢車菊色素與不同糖或被有機酸酰化的糖殘基衍生物結合形成。劉玉芹等[15]研究發現，在紫甘藍和羽衣甘藍中含有錦葵-3-(p-香豆酰基)-蕓香苷。LIN等[16]研究發現，紫甘藍中的花青苷色素種類有錦葵花色素-3-葡萄糖苷、錦葵花色素-5-葡萄糖苷和錦葵花色素-3,5-葡萄糖苷。

4 結論

7個羽衣甘藍品種觀賞期葉片的飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛色素、天竺葵色素、芍藥色素和錦葵色素分別以紅鷗、白珊瑚、紅鷗、白名古屋、紅名古屋和紅鷗最高，羽衣甘藍、紅名古屋、羽衣甘藍、紅名古屋、粉羽一號和白名古屋最低。