不同品种温州芜菁块根中主要品质成分分析

雷霖国 ，郑晓林 ，郁有健 ，邵勤 ，朱祝军

（1.浙江农林大学农业与食品科学学院/浙江省农产品品质改良技术研究重点实验室，杭州，311300；2.温州科技职业学院）

蔬菜产品的品质与人体的健康密切相关，人类流行病学研究结果表明，摄食十字花科蔬菜，如芜菁、羽衣甘蓝、大白菜等可以预防胰腺癌、肺癌、直肠癌、乳腺癌及前列腺癌等多种癌症的发生[1]。

芜菁（Brassica rapaL.）是十字花科芸薹属芸薹种芜菁亚种，主要食用部分为其肉质根，既可以熟食，也可以生食、腌制以及加工，其营养价值为根菜类之冠[2，3]。芜菁在浙江省温州地区大量种植，成为温州地区冬季的主要时令蔬菜。因其外形像圆盘，当地又称“盘菜”。芜菁的肉质根富含糖、蛋白质、矿物质、多种维生素。肉质根的品质是个复合概念，其中营养品质如可溶性糖、可溶性固形物、抗坏血酸等是一个重要方面，是评价肉质根内在品质的重要指标。植物中存在众多消除活性氧自由基的抗氧化类功能因子，包括生物类黄酮、类胡萝卜素、总多酚、有机酸等物质，这些天然化合物可抑制氧化过程和化学致癌的发生。此外，近年来，有研究表明芜菁中的硫代葡萄糖苷（简称硫苷）对辐射损伤具有明显的防御和修复作用，对癌细胞的生长有明显的抑制作用[4～6]。因此，芜菁的生产、供应与优质品种的选育，对保障蔬菜的供应和居民生活水平的提高具有重要的作用[7]。

试验选取了温州地区15个芜菁主要品种，对其可溶性糖、可溶性固形物、抗坏血酸、类黄酮、总多酚、硫代葡萄糖苷含量进行分析和比较，鉴定其品质特性，为温州芜菁资源的开发与优质品种选育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种由温州市蔬菜所提供，代号分别是13p-08、13p-21、15p-18、15p-39、15p-45、15p-59、15p-60、15p-66、15p-69、15p-112、15p-246、15p-461、15p-462、15p-469、15p-471。

1.2 试验方法

①样品处理 试验材料于2015年10月播种，2016年1月收获。肉质根收获后，在实验室去根、去叶，进行可溶性固形物、可溶性糖和抗坏血酸含量的测定。样品冻干后，磨粉，过60目筛，冷藏于-80℃冰箱中备用。

②可溶性固形物的测定 利用手持式折光仪测定芜菁中的可溶性固形物总含量。

③可溶性糖的测定 运用蒽酮比色法[8]测定。首先制作标准曲线，回归方程为：A=6.7913 8C+0.037 40，相关系数为R2=0.999 63，然后进行可溶性糖的提取与测定。结果计算：可溶性糖含量（以葡萄糖计，%）=ρ×稀释倍数×10-4， 式中：ρ为从标准曲线查得的糖浓度 （μg/mL）；10-4为将 μg/mL换算为%的系数。

④抗坏血酸（维生素C）的测定 维生素C具有化学还原性，利用2，6-二氯酚靛酚滴定法[9]测定。

⑤类黄酮的测定 称取芜菁干粉0.1 g于离心管中，加入5 mL 30%乙醇，45℃水浴1 h，7 000 r/min离心10 min后，过滤取上清液。加入0.3 mL 5%亚硝酸钠溶液，静置5 min，加入0.3 mL 10%硝酸铝，静置6 min，加入4 mL 4%氢氧化钠溶液，静置5 min。最后用30%乙醇定容至10 mL，于500 nm处测吸光值，用乙醇作为对照[10，11]。 类黄酮含量（g/100 g）=（C×V）/M×100%，其中：C为样液中类黄酮的浓度（mg/mL）；V为样液的稀释体积 （mL）；M为样品质量（g）。

芦丁标准曲线的绘制：称取干燥至恒重后冷却至室温的芦丁标准品10.0 mg，加入30%乙醇水溶液至100 mL，配成浓度为0.1 mg/L的芦丁标准溶液。精确吸取标准标液 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，分别置于10 mL容量瓶中，加入30%乙醇水溶液至5 mL，摇匀后，各加5%亚硝酸钠水溶液0.3 mL，摇匀，静置5 min，再加10%硝酸铝水溶液0.3 mL，摇匀，静置6 min，最后加入4%NaOH 溶液4.0 mL，摇匀，并用30%乙醇水溶液定容至10 mL。放置15 min后，以第一管试剂溶液作空白对照，在λ=500 nm处测吸光度。以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线。测得回归线方程为：y=9.372 4x+0.026 4（R2=0.998 56）。

⑥总多酚的测定 参照Volden等[12]的方法进行总多酚的提取和测定。准确称取0.2 g芜菁冻干粉加入5 mL 30%乙醇，水浴1 h，然后7 000 r/min离心10 min，吸取上清液作为多酚提取液。取提取液0.3 mL加入1.5 mL 0.2 mol/L的福林酚溶剂，并混匀，3 min后，加入1.2 mL 7.5%的碳酸钠溶液，静置1～2 h，在760 nm处测量吸光值，并用乙醇作为对

照[13]。

没食子酸标准曲线的绘制：精确吸取0.2 mg/mL的没食子酸标准溶液 0、0.1、0.3、0.5、0.7 mL，按测定步骤中步骤加入福林酚试剂和7.5%碳酸钠溶液，并用蒸馏水定容至25 mL，避光反应后，以蒸馏水为对照，于760 nm波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线[14]。测得回归线方程为：y=6.645 00x+0.089 15（R2=0.999 02）。

⑦硫代葡萄糖苷的测定 依据Krumbein等[15]报道的方法，并经过Zhu等[16]修改。首先，称取0.25 g冻干的芜菁样品粉末于10 mL试管中，然后加4 mL热70%甲醇溶液，同时加入200 μL 5 mmol/L的2-丙烯基硫苷内标。在75℃水浴锅中用水浴10 min后，5 000 r/min离心10 min。收集上清液，剩余沉淀继续用70%甲醇提取2次，合并上清液，最终定容至10 mL。取5 mL粗提液在0.03 MPa压力下流经DEAESephadexA25 （Amersham Biosciences，Sweden）固相萃取柱，待提取液全部流出小柱后，加入 250 μL 硫酸酯酶（Sigma，USA）。 室温反应 12 h后用5.0 mL超纯水洗脱，洗脱液用0.45 mm滤膜过滤后在-20℃条件下保存。等待HPLC分析。

HPLC条件：分析进样量为20 μL。使用的色谱柱 是 C-18 反 相 柱 （250 ×4 μm，5 μm，Bischoff,Leonberg，Germany），柱温 30℃，流动相为超纯水和乙腈，梯度条件是0～45 min内乙腈浓度线性梯度：0～20%。检测波长为229 nm，流速1.0 mL/min。

1.3 数据处理

利用SPSS 22.0软件对15种芜菁材料各项性状指标进行统计分析，比较不同性状间差异，重复3次，试验数据以均值±标准误差（x±s）表示。

2 结果与分析

2.1 不同品种芜菁营养品质分析

可溶性糖直接影响口感，一般可溶性糖含量越高越好。从表1中可以看出，各品种芜菁的可溶性糖含量平均值为45.21%，变化幅度36.43%（15p-462）～57.12%（13p-21）， 13p-08与 15p-246相比、15p-469与15p-471相比、15p-18与15p-112相比差异不显著,其他9个不同芜菁品种的可溶性糖含量之间存在显著差异。

可溶性固形物是评价蔬果内在品质的主要特性指标。由表1可知，不同芜菁品种的可溶性固形物含量存在较大的差异。各品种芜菁的可溶性固形物含量平均值为5.04%，变化幅度4.03%（15p-461）～7.23%（15p-469）。 15P-18 与 15p-39、15p-246 相比、15p-66和15p-69相比、15p-462与15p-471相比差异不显著，其他8个不同芜菁品种的可溶性固形物含量之间存在显著差异。

维生素C含量是芜菁块根营养品质中重要的指标之一。经分析表明，15份芜菁材料的块根中，维生素C含量存在一定差异，变化幅度10.21 mg/kg（15p-112） ～26.36 mg/kg（15 p-462）， 平 均 值 为16.51 mg/kg（表 1）。其中 15p-60、15p-462 维生素 C含量最高，且明显高于其他品种。

表1 不同品种芜菁营养品质分析

对类黄酮含量进行分析，结果如表1所示，15个温州芜菁品种中类黄酮的含量变化幅度为0.82～1.94 mg/g，平均值为1.29 mg/g。其中，含量最高的为15p-39，与其他14个品种间差异显著；含量最低的为13p-21；类黄酮含量高于平均值的有7个，从高到低分别是15p-39、15p-18、15p-469、15p-45、15p-69、15p-112、15p-60。

如表1所示，15个温州芜菁品种块根中总多酚含量的平均值为3.11 mg/g，变化幅度在2.07～4.29 mg/g。其中，含量最高的为15p-60，与其他14个品种间差异显著；含量最低的为15p-471；块根中总多酚含量高于平均值的有6个，从高到低分 别 是 15p-60、15P-39、15p-18、15p-59、15p-69、15p-66、13p-08。

2.2 不同芜菁品种硫代葡萄糖苷组成及含量分析

由表2可知，供测的15个温州芜菁品种的块根中含有丰富的硫苷，每个品种均检测出2-羟基-3-丁烯基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-羟基吲哚甲基硫苷、4-戊烯基硫苷、3-吲哚基甲基硫苷、2-苯乙基硫苷、4-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷和1-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷8种硫苷组分。15个品种中，13p-21、13p-08、15p-39、15p-60、15p-18、15p-39 和15p-112 7个品种以3-丁烯基硫苷为主要硫苷；15p-461、15p-69、15p-246、15p-471 和 15p-462 5个品种中最主要的硫苷为2-苯乙基硫苷；15p-66、15p-45以2-羟基-3-丁烯基硫苷为主要硫苷；15p-469以4-戊烯基硫苷为主要硫苷。

根据侧链结构的不同，硫苷一般可分为脂肪族硫苷、芳香族硫苷和吲哚族硫苷。如图1所示，供试的15个温州芜菁品种中，除15p-471、15p-461以芳香族硫苷为主外，其他品种均以脂肪族硫苷为主，且脂肪族硫苷含量显著高于芳香族硫苷和吲哚族硫苷。如图1所示，脂肪族硫苷含量最高的5个品种间差异显著，吲哚族硫苷含量明显低于脂肪族硫苷含量，且品种间差异不显著。其中，15p-18的总硫苷含量、脂肪族硫苷含量和芳香族硫苷含量最高，与其他品种间差异显著。芳香族硫苷含量最高的5个品种中，从高到低依次是：15p-18、15p-246、15p-66、15p-39、15p-462。

3 讨论与结论

本研究对15个温州芜菁品种块根中的3个主要功能性组分进行测定分析，结果表明，不同品种间的功能性成分含量表现出不同程度的差异。大量研究表明，类黄酮、总多酚等生物活性物质均具有较强的抗氧化性，而抗氧化能力则是反映样品所有抗氧化物综合效果的指标[17，18]。本研究表明，15p-39、15p-60、15p-18、15p-69 等温州芜菁品种中不仅含有丰富的类黄酮，还含有充足的总多酚，具有良好的抗氧化能力，长期食用有延年益寿的功效[19]。维生素C既是食品营养元素，又可作为抗氧化剂，它不仅有增强人体抵抗力、预防感冒的功效，已经被证实是一种特别有效的抗氧化剂，能够捕捉游离的氧自由基，还原黑色素，促进胶原蛋白合成，甚至能够有效地对抗日晒对肌肤造成的伤害。维生素C是鉴定评选蔬果是否优质的条件之一，但不能作为唯一条件决定某一品种是否优劣。例如，一些品种中虽然维生素C含量高，但是其他营养品质极差，产量也低，显然不能称之为优质品种。相反一些品种的维生素C含量虽低，但其他性状极佳，显然不失为优质品种。糖不仅是能量来源和结构物质，还是植物生长发育和基因表达的重要调节因子，并且在信号转导中具有类似激素的初级信使作用[20]。可溶性糖是蔬菜中重要的功能性成分之一，芜菁块根中可溶性糖在不同品种间存在很大差异，这可能与品种的可溶性固形物含量有关，二者直接影响蔬果的口感。果实中糖的组成是衡量果实风味品质的重要指标，糖的组分和含量存在差异，可以很大程度上影响果品风味的形成。

近年来食源性抗癌成分的研究进展表明，十字花科植物的重要抗癌活性成分前体是生物活性物质硫代葡萄糖苷[21]。芳香族硫苷中的苯乙基硫苷具有很强的抗癌活性，其降解产物苯乙基异硫氰酸酯是抗癌活性较强的一种天然植物化学物质。从表2可知，供试的15个温州芜菁品种中均含有苯乙基硫苷，变化幅度在 2.30～9.28 μmol/g。 另外，不同的硫苷组成还影响着整体风味，2-羟基-3-丁烯基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-戊烯基硫苷等的降解产物具有一定苦味，苯乙基硫苷降解产物具有芳香味[22]。刘艺等[23]研究了芜菁中硫苷的抑菌作用，证实总硫苷粗提液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用，且表现出一定的剂量效应关系。本研究表明，温州芜菁品种中含有丰富的硫苷，特别是含有丰富的苯乙基硫苷[24]。建议消费者在丰富菜肴种类的时候可以适当地增加温州芜菁的食用量，以达到更好的保健目的。

图1 不同品种芜菁脂肪族、芳香族、吲哚族硫苷含量分析

试验结果表明，各芜菁品种间的营养成分含量变异幅度较大，因此可以通过优良品种之间的杂交育种，增加新品种芜菁中的相关功能性组分的含量，从而提高温州地区芜菁的综合营养品质。王娜等[7]在对不同来源芜菁品种进行营养品质分析后，发现不同来源的芜菁品种在品质方面有较大的差异。马国财等[25]对新疆芜菁主产区的13个芜菁品种的营养成分进行了分析评价，发现绿昆芜菁具有高氨基酸、高矿质元素、高蛋白等优良品质，是当地的优质栽培品种。因此，在育种和栽培实践中，也可以有目的地选择优良温州芜菁自交系品种和新疆等其它地区优良芜菁自交系品种进行杂交育种，以发挥其各自的优势进行高品质芜菁品种的选育，从而有针对性地进一步改良和提高温州地区芜菁品种的品质。

[1]张文芳.Medicine preparation with cruciferous plant extract as active component:CN,CN 103181942 A[P].2013.

[2]孙继，叶利勇，陶月良.芜菁种质资源形态性状的多样性分析[J].浙江农业科学，2007（3）：248-251.

[3]万文韬.芜菁[J]．食品与生活，2005（3）：46-47.

[4]钱晓薇，朱睦元，倪向勇，等.芜菁叶汁对小鼠辐射损伤的防护效应[J].浙江大学学报：农业与生命科学版，2001（27）：411-414.

[5]钱晓薇.芜菁汁对正常肝细胞及肝癌细胞株的影响[J].营养学报，2003，25（2）：222-224.

[6]贺昱甦，彭彤，郭亦然，等.芸薹属植物胃肠道生理活性研究进展[J].世界中医药，2015（1）：126-130，134.

[7]王娜，高杰，妥秀兰，等.不同来源芜菁品种营养品质分析与评价[J].天津农业科学，2015（10）：1-6.

[8]翁霞，辛广，李云霞.蒽酮比色法测定马铃薯淀粉总糖的条件研究[J].食品研究与开发，2013（17）：86-88.

[9]李玲，李娘辉，蒋素梅，等.植物生理学模块实验指导[M].北京：科学出版社，2009．

[10]梁永红，阿提合尼木，海力茜·陶尔大洪，等.分光光度法测定芜菁中总黄酮含量 [J].中国实用医药，2012（10）：36-38.

[11]马菁，幸让新，王华强，等.恰玛古中类黄酮的提取工艺研究[J].食品科技，2010（5）：208-213.

[12]Volden J B,engtsson G B,Wicklund T.Glucosinolates,L-ascorbic acid,total phenols,anthocyanins,antioxidant capacities and colour in cauliflower(Brassica oleraceaL.ssp.botrytis);effects of long-term freezer storage[J].Food Chemistry,2009,112:967-976.

[13]苗慧莹.葡萄糖和植物激素协同调控十字花科植物中芥子油苷生物合成的机制研究[D].杭州：浙江大学，2015.

[14]牛雪.福林酚法测定葡萄酒总酚的优化研究[D].银川：宁夏大学，2015.

[15]Krumbein A,Schonhof I,Schreiner M.Composition and contents of phytochemicals (glucosinolates,carotenoids and chlorophylls)and ascorbic acid in selectedBrassicaspecies (B.juncea,B.rapasubsp.nipposinicavar.chinoleifera,B.rapasubsp.chinensisandB.rapasubsp.rapa)[J].Journalof Applied Botany&Food Quality,2005,79(3):168-174.

[16]Zhu B,Yang J,He Y,et al.Glucosinolate accumulation and related gene expression in pakchoi(Brassica rapaL.ssp.chinensisvar.communis[N.Tsen&S.H.Lee]Hanelt)in response to insecticide application [J].Journal of Agricultural&Food Chemistry,2015,63(44):9 683-9 689.

[17]王萍.中国主要芸薹属蔬菜抗氧化能力基因型差异和环境效应的研究[D].杭州：浙江大学，2005.

[18]郑瑞生，封辉，戴聪杰，等.植物中抗氧化活性成分研究进展[J].中国农学通报，2010，26（9）：85-86.

[19]马龙，屈卫东，邓淑文，等.新疆芜菁抗衰老作用的研究[J].新疆医学院学报，1998（21）：34-37.

[20]朱琼艳，高建荣，韩亮.2-（2'，4'-二氯苯氧乙酰）氨基-2-脱氧-D-葡萄糖的合成及生物活性[J].浙江工业大学学报，2012，40（1）：8-11.

[21]李鲜，陈昆松，张明方，等.十字花科植物中硫代葡萄糖苷的研究进展[J].园艺学报，2006（3）：675-679.

[22]Halkier B A,Gershenzon J.Biology and biochemistry of glucosinolates[J].Annual Review of Plant Biology,2006,57:303-333.

[23]刘艺.合阳蔓菁化学成分及药理活性研究[D].西安：陕西科技大学，2011.

[24]陈新娟，周胜军，杨悦俭，等.3个芜菁品种硫代葡萄糖苷含量的比较研究[J].浙江农业科学，2009（2）：415-417.

[25]马国财，王玉茹，轩正英.新疆芜菁不同品种营养成分分析与比较[J].食品工业科技，2016（4）：360-364.