不同红甜菜品种与火龙果中甜菜红色素含量的比对研究初报

吴则东，刘乃新，吴玉梅*，马龙彪

（1.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室，哈尔滨150080；2.中国农业科学院甜菜研究所/黑龙江大学农作物研究院，哈尔滨150080；3.中国农业科学院北方糖料作物资源与利用重点开放实验室，哈尔滨150080 4.农业部糖料产品质量安全风险评估实验室，哈尔滨150080）

不同红甜菜品种与火龙果中甜菜红色素含量的比对研究初报

吴则东1，2，3，4，刘乃新1，2，3，4，吴玉梅1，2，3，4*，马龙彪1，2，3

（1.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室，哈尔滨150080；2.中国农业科学院甜菜研究所/黑龙江大学农作物研究院，哈尔滨150080；3.中国农业科学院北方糖料作物资源与利用重点开放实验室，哈尔滨150080 4.农业部糖料产品质量安全风险评估实验室，哈尔滨150080）

利用水萃取法分别对11个食用红甜菜品种块根和红心火龙果中的甜菜红色素进行提取测定，以检测不同食用红甜菜品种以及红甜菜和红心火龙果中甜菜红色素的差异。结果表明：11个红甜菜品种中，除了紫菜头、工大食甜1号、日本红甜菜和880274红色素含量较低外，其余品种红色素含量均较高，且美国红甜菜色素含量最高，紫菜头与日本红甜菜、必久和Pablo之间甜菜红色素差异不显著，其余样品红色素平均值之间均呈极显著差异，有8个红甜菜品种甜菜红色素的含量超过火龙果。本研究为以甜菜红色素为主要加工产品的企业和种植者在选择红甜菜品种上提供参考。

红甜菜；甜菜红色素；火龙果；提取

甜菜红色素（Betalain）是一种天然的水溶性色素，广泛存在于石竹目中，如仙人掌科、藜科及苋科等[1]。在一些高等真菌中也发现有甜菜红色素的存在[2]。由于甜菜红色素最早是在红甜菜中提取，因此甜菜红色素名字就来自于甜菜的拉丁名（Beta vulgaris）[3]。甜菜红色素因其来自于天然，因此被广泛用做食品添加剂、衣物染料以及化妆品等，另外由于甜菜红色素具有天然的抗氧化性，使得其医药上的应用逐渐得到重视。Kapadia等人[4]实验发现，给老鼠喂食甜菜红苷可以很好地降低化学药剂或者紫外线诱发肿瘤的机率；甜菜红色素的抗癌能力来源于其强大的抗氧化性，其抗氧化的能力是维生素C的3～4倍[5]，并且纯化后的甜菜红色素抗氧化能力更强[6]；另外甜菜红色素还具有降低血脂[7]和降低血糖的作用[8]。目前常见的含有甜菜红色素的植物是食用红甜菜以及红肉火龙果的果肉和果皮[9]，目前市场上出售的甜菜红色素大都以食用红甜菜为原料加工而成。甜菜红色素的提取方法很多，由于甜菜红色素溶于水，所以基本的提取方法就是水萃取法，如李伟等人[10]分别利用80%的乙醇和蒸馏水对甜菜红色素进行提取，发现蒸馏水提取的甜菜红色素具有较好的耐光性和稳定性；史淑芝等人[11]利用稀盐酸和蒸馏水分别提取红甜菜中的甜菜红色素，发现水萃取法提取的效率更高。另外一些辅助方法包括γ射线[12]、高压脉冲电场[13]、超声波辅助萃取技术[14]、超临界萃取技术[15]以及膜处理技术[16]等。但是最基本的提取方法依然是水浸提法，水浸提法不需要复杂的仪器设备，只需要简单的设备就可以提取。目前在国内种植的红甜菜品种有10余个，本文拟利用水浸提法对不同的食用红甜菜品种以及红肉火龙果中的甜菜红色素进行提取，通过不同红甜菜以及火龙果中甜菜红色素含量的比对，为红甜菜种植者以及以红甜菜为原料生产红色素的企业选择品种提供参考。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 供试样品实验用的11份红甜菜品种有7个是在国内市场上买到的，工大食甜1号由哈尔滨工业大学糖业研究所提供，甜研红1号由中国农业科学院甜菜研究所育种室提供，880274由中国农业科学院甜菜研究所品种资源研究室提供，品种名称及编号见表1。11份品种均于2015年4月28日播种在黑龙江大学呼兰校区实验田，每个品种播种两行区，10m，行距66cm，株距15cm，2015年9月28日收获。

1.1.2 实验仪器水浴锅，高速冷冻离心机，紫外可见分光光度计，三角瓶，制糊机。

表1 实验品种名称及编号

1.2实验方法

采用水萃取法提取红甜菜及火龙果中的甜菜红色素，参考史淑芝等人的方法[11]，略有改动。每份材料取有代表性的块根10个，洗净去皮后，利用农业部甜菜品质检测中心的制糊机将样品打成糊状，然后混匀，每个样品均称取4g放入事先加好50mL蒸馏水的三角瓶中，每个样品设3次重复，将三角瓶封口，利用具有摇床功能的水浴锅60℃水浴1h，然后离心，取上清液在530nm处测其吸光度。

2 结果与分析

不同红甜菜品系及火龙果提取液的吸光度见表2。从表2可以看出，不同品种的红甜菜中甜菜红色素的含量差异很大，其中2号品种和7号品种甜菜红色素的含量最低，11号红甜菜品种中甜菜红色素含量最高。利用SPSS软件进行方差分析，结果，除了品种7和品种2、品种4和品种5之间差异不显著，其余品种平均值之间均呈极显著差异，除了2号品种、7号品种和10号品种外，其余红甜菜品种中甜菜红色素的含量均高于越南进口的红心火龙果。比较而言，11个红甜菜品种中，除了2号品种、6号品种、7号品种和10号品种外，其余7个品种中甜菜红色素平均吸光度值均超过了1，色素含量均较高，均可作为提取甜菜红色素的待选品种，但具体使用哪一个品种作为提取甜菜红色素的品种，还要根据红甜菜的产量以及储藏性等因素进行考虑。

表2 不同红甜菜品种及火龙果提取液OD的吸光度

3 结论与讨论

3.1 利用蒸馏水萃取法提取红甜菜中的甜菜红色素，方法简单而且效率较高，并且不会掺杂进入外来的杂质，因此甜菜红色素的提取多采用水浸提法[17]，可以作为食品添加剂安全的提取方法使用。虽然测定甜菜红色素的方法一般采用高效液相色谱法[18-19]或者分光光度计法，但高效液相色谱法相对复杂，一般实验室不具备条件，而1999年公布的国家食品添加剂甜菜红的行业标准（QB/T3791-1999）就采用分光光度计法来测量甜菜红色素中甜菜苷的含量[20]。因此采用水萃取法提取甜菜红色素并利用分光光度计法测定甜菜红色素的含量简单易行。

3.2 实验中发现不同红甜菜品种中甜菜红色素的含量差异较大，如紫菜头和日本红甜菜在块根的纵切面上仅能见少量红色，甜菜红色素的含量极低，而像甜研红1号和奥托这样的品种，块根的纵切面鲜红，甜菜红色素的含量很高，因此对于红甜菜的种植者来说，品种的选择很重要，一定要选择甜菜红色素含量高的品种，同时兼顾耐储性以及根产量等因素。

3.3 红肉火龙果中甜菜红色素的含量大约是红甜菜中甜菜红色素的1/3～1/2，由于火龙果可以直接食用，对于不喜欢红甜菜口味而需要补充甜菜红色素的人群来说是一个不错的选择，由于红肉火龙果价格较高，大约是红甜菜价格的5～7倍，因此对于以甜菜红色素为最终产品的企业来说，应该选择价格便宜、甜菜红色素含量高的红甜菜为原料。

3.4 甜菜红色素的提取与检测都需要先将红甜菜绞碎，越碎提取的效率就越高，我们在实验中利用较为先进的制糊机，将红甜菜块根制成糊，提高了甜菜红色素的提取效率，同时利用具有摇床功能的水浴锅，不仅摇动均匀，也不需要再进行人工摇动。

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Comparative Study on Betalain Content of Redbeet Varieties and Pitaya

WU Ze-dong1,2,3,4，LIU Nai-xin1,2,3,4，WU Yu-mei1,2,3,4，MA Long-biao1,2,3
（1.Key Laboratory of Sugar Beet Genetic Breeding,Heilongjiang University,Harbin 150080;2.Sugar Beet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences/Crop Academy of Heilongjiang University,Harbin 150080;3.Key Laboratory of North Sugar Crop Resource and Utilization,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080;4.Laboratory of Quality&Safety Risk Assessment for Sugar Crops Products(Harbin),Ministry of Agriculture,150080）

Water extraction method was used to determine the betalain content respectively in roots of 11 edible red beet varieties and red-core pitaya so as to analyse the difference in the betalain content of them.The results showed that,in the 11 red beet varieties,except 4 varieties(barbabietola beetroot,No.1 Gongdashitian,Japanese red beet and 880274),betalain content were relatively high;American red beet has the highest betalain content in all varieties.There was no significant difference in betalain content of some varieties(barbabietola beetroot, Japanese red beet,Bijiu and Pablo),but there was significant difference in mean betalain content among the other redbeet varieties.Eight red beet varieties had higher betalain content than that of pitaya.The study provided a reference for enterprises that produced beet betalain as main products and redbeet planters how to select varieties.

redbeet;betalin;pitaya;extraction

S566.3；TS249.9

A

1007－2624（2017）02－0018－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.02.006

2016-11-13

国家农产品质量安全风险评估专项(GJFP2016010)。

吴则东（1972-），男，黑龙江依兰县人，副研究员，博士，主要从事甜菜遗传及分子育种的研究。Tel：0451-86604561，E-mail：331056376@qq.com

吴玉梅（1959-），女，研究员，内蒙古扎兰屯市人，主要从事甜菜质量安全和检测研究工作。Tel：0451-86609502，E-mail：zjzxwym@163.com