水果萝卜肉质根和叶片硫代葡萄糖苷鉴定及含量分析

袁伟玲 袁尚勇 崔 磊 甘彩霞 於校青 邱正明

（1湖北省农业科学院经济作物研究所，湖北武汉 430064；2武汉中农南方科技有限公司，湖北武汉430041；3湖北省蔬菜办公室，湖北武汉 430070）

水果萝卜肉质根和叶片硫代葡萄糖苷鉴定及含量分析

袁伟玲1，2袁尚勇3崔 磊1甘彩霞1於校青1邱正明1

（1湖北省农业科学院经济作物研究所，湖北武汉 430064；2武汉中农南方科技有限公司，湖北武汉430041；3湖北省蔬菜办公室，湖北武汉 430070）

采用高效液相色谱法，对心里美、超级郑研、沙窝萝卜3个水果萝卜品种肉质根和叶片的硫代葡萄糖苷组分与含量进行了鉴定和分析。结果表明，3个水果萝卜品种肉质根和叶片中均检测到9种硫苷组分，其中包括6种脂肪族硫苷（4-甲基亚磺酰-3-丁烯基硫苷、2-丙烯基硫苷、4-甲基亚磺酰丁基硫苷、5-甲基亚磺酰戊基硫苷、4-甲硫基丁基硫苷、4-甲硫基-3-丁烯基硫苷）和3种吲哚族硫苷（4-甲氧基吲哚甲基硫苷、吲哚-3-甲基硫苷、1-甲氧基吲哚甲基硫苷），但不同品种及器官之间的硫苷含量存在明显差异。3个水果萝卜品种肉质根总硫苷含量分别为22 472.84、13 585.86、28 200.70 μg·g-1（DM），其中95%以上是脂肪族硫苷；肉质根总硫苷含量分别是叶片的4.56、2.71、4.55倍；肉质根和叶片中主要脂肪族硫苷组分均为4-甲基亚磺酰-3-丁烯基硫苷，分别占总硫苷含量的90.11%～93.92%和63.03～73.72%。

水果萝卜；硫代葡萄糖苷；叶片；肉质根

硫代葡萄糖苷（glucosinolates，GSL，简称硫苷）是十字花科蔬菜中重要的生物活性物质，在内源黑芥子酶的作用下水解产生多种具有生物活性的降解产物异硫氰酸酯盐，而异硫氰酸酯盐是迄今为止蔬菜中发现的抗癌效果最好的生物活性物质（Mithen，2001），同时还具有抗氧化、延缓衰老、抵抗细菌、真菌、病毒和蚜虫等功效，对人类身体健康具有重要作用（Buskov et al.，2002；Kliebenstein et al.，2002，Pedras et al.，2002）。

萝卜是一种重要的药食两用型蔬菜。目前蔬菜中共分离到120多种硫苷，萝卜中主要含有3种硫苷：4-甲基亚磺酰基-丁基硫苷、4-甲基亚磺酰基-3-丁基硫苷和4-甲硫基-3-丁烯基硫苷。其中，4-甲基亚磺酰基-3-丁基硫苷是萝卜种子中的主要硫苷，而4-甲硫基-3-丁烯基硫苷是萝卜肉质根中的主要硫苷（Visentin et al.，1992）。张丽等（2010）研究了6个萝卜品种中硫代葡萄糖苷的组分及含量，检测出5种类型的硫苷，不同萝卜品种中硫苷总量相差较大，但均以4-甲硫基-3-丁烯基硫苷为主，占总含量的70.5%～87.5%。不同类型萝卜品种幼苗中的硫苷组分也不同（张丽 等，2012）。此外，在萝卜中还发现了4-甲硫基-3-丁烯基硫苷的降解产物苯基-异硫氰酸盐（Nakamura et al.，2001；Barillari et al.，2005）。

近年来，十字花科蔬菜硫苷的组分、含量成为研究的热点（修丽丽和钮昆亮，2004；李鲜 等，2006；胡丽萍 等，2015）。已有的研究表明，相同蔬菜不同品种、同一植株不同部位的硫苷组成和含量均存在差别（孙文彦 等，2009；张丽 等，2010），本试验以3个不同基因型萝卜为试材，测定萝卜膨大期肉质根和叶片中硫苷的组分和含量，以期为萝卜的品种改良以及选育富含硫苷的萝卜新品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验以3个不同基因型萝卜品种心里美、超级郑研、沙窝萝卜为试材，其中心里美和超级郑研由郑州市蔬菜研究所郑研种苗中心提供；沙窝萝卜由夭津市西青区明辉蔬菜购销中心提供。心里美是北京地方品种，上表皮浅绿色，下部黄白色，肉色紫红；沙窝萝卜是夭津地方品种，绿皮绿肉；超级郑研是郑州蔬菜研究所选育的绿皮绿肉萝卜品种。

各试验材料均于2016年9月18日播种于湖北省咸宁市嘉鱼县湖北金润农业发展有限公司试验园，采用露地直播方式，每个品种3次重复，小区面积约20 m2，株距25 cm，行距20 cm，11月30日采收。萝卜生育期间按常规管理，膨大期取肉质根和叶片进行硫苷测定。

1.2 试验方法

1.2.1 硫苷的提取 硫苷的提取参考何洪巨等（2002）的方法，并适当修改。采收后分别取新鲜萝卜肉质根和叶片进行冷冻干燥处理。称取1 g样品于150 mL三角瓶中，为使芥子酶失活，加入45 mL煮沸的甲醇，80 ℃恒温水浴15 min。将提取液通过1.0 μm滤膜过滤，残留物经40 mL 80%甲醇提取10 min。混合2次提取的滤液，通过旋转蒸发仪浓缩至2 mL，用10 mL的容量瓶进行定容，加入1 mL 0.4 mol·L-1醋酸钡，7 000 r·min-1离心10 min。上清液经0.45 μm滤膜过滤后用于HPLC分析。

1.2.2 HPLC分析 采用SP8450高效液相色谱系统，510型梯度泵，717型自动进样器，2487型紫外检测器，波长为230 nm；Novapak C18色谱柱，进样量20 μL。流动相A，0.05%四甲基氯化铵；流动相B，0.05%四甲基氯化铵。流动相流速为1 mL·min-1。按表1中的梯度洗脱，在30 min内可使硫苷全部分离。

表1 流动相梯度组成

采用苯甲基硫苷作为内标，根据保留时间和峰面积测定出硫苷组分含量。利用内标和响应因子计算出硫苷的含量。

1.3 数据分析

试验结果以每次测得的3次重复平均值与标准差来表示，试验数据采用SPSS 10.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 水果萝卜肉质根硫苷组分与含量

从表2可以看出，3个水果萝卜品种肉质根均检测到9种硫苷组分。其中6种属于脂肪族硫苷，包括4-甲基亚磺酰-3-丁烯基硫苷、2-丙烯基硫苷、4-甲基亚磺酰丁基硫苷、5-甲基亚磺酰戊基硫苷、4-甲硫基丁基硫苷、4-甲硫基-3-丁烯基硫苷；3种属于吲哚族硫苷，包括4-甲氧基吲哚甲基硫苷、吲哚-3-甲基 硫苷、1-甲氧基吲哚甲基硫苷。

从表2还可以看出，3个水果萝卜品种肉质根总脂肪族硫苷含量存在明显差异，沙窝萝卜的总脂肪族硫苷含量最高，为27 002.97 μg·g-1（DM，下同），其次为心里美，超级郑研最低。3个品种肉质根中6种脂肪族硫苷含量及占比也表现出显著的差异，但均以4-甲硫基-3-丁烯基硫苷含量最高，约占总硫苷含量的90.11%～93.92%，其中含量最高的是沙窝萝卜，为26 145.06 μg·g-1，其次是心里美，而超级郑研只有12 304.20 μg·g-1。

3个水果萝卜品种肉质根的吲哚硫苷含量也表现出较大差异，沙窝萝卜的总吲哚族硫苷含量最高，为1 197.73 μg·g-1；心里美次之，超级郑研最低，仅为 572.06 μg·g-1。

2.2 水果萝卜叶片硫苷组分与含量

从表3可以看出，心里美和超级郑研叶片中总脂肪族硫苷含量较为接近，分别为4 425.38 μg·g-1和4 423.63 μg·g-1，占总硫苷含量的比例均接近90%。沙窝萝卜叶片总脂肪族硫苷含量为4 990.59 μg·g-1，但其占比仅为80.59%。在脂肪族硫苷里，3个品种的4-甲硫基-3-丁烯基硫苷占比均达到60%以上，为叶片中的主要脂肪族硫苷。4-甲基亚磺酰-3-丁烯基硫苷的含量也相对较高，是仅次于4-甲硫基-3-丁烯基硫苷的一种重要脂肪族硫苷组分。此外，沙窝萝卜的2-丙烯基硫苷含量也相对较高，达到575.22 μg·g-1，是该品种的次要脂肪族硫苷。

从表3还可以看出，3个水果萝卜品种叶片的总吲哚族硫苷组分间的含量也表现出明显差异。沙窝萝卜叶片总吲哚族硫苷含量为1 202.10 μg·g-1，是心里美和超级郑研的2倍，并且占比达19.41%。3个品种叶片中的吲哚-3-甲基硫苷含量为 481.46～1 152.01 μg·g-1，沙窝萝卜含量最高，约是其他2个品种的2倍；并且沙窝萝卜吲哚-3-甲基硫苷的占比达到18.60%，而其他2个品种仅为10%左右。

表2 水果萝卜肉质根中硫苷组成与含量

表3 水果萝卜叶片中硫苷组成与含量

2.3 不同水果萝卜总硫苷含量的比较

从表2和表3可以看出，心里美、超级郑研和沙窝萝卜肉质根和叶片中硫苷组分相同，主要脂肪族硫苷组分均为4-甲硫基-3-丁烯基硫苷，主要吲哚族硫苷组分均为吲哚-3-甲基硫苷。3个水果萝卜品种肉质根总硫苷含量分别为22 472.84、13 585.86、28 200.70 μg·g-1，叶片总硫苷含量分 别 为 4 932.68、5 010.08、6 192.69 μg·g-1，肉质根总硫苷含量是叶片的2.71～4.56倍（图 1）。

图1 3个水果萝卜品种肉质根和叶片总硫苷含量

3个品种肉质根和叶片总脂肪族和吲哚族硫苷含量和占比也存在明显差异（表2、3）。肉质根总脂肪族硫苷含量范围为13 013.80～27 002.97 μg·g-1，而叶片只有 4 423.63～4 990.59 μg·g-1。3 个萝卜品种肉质根总脂肪族硫苷含量占总硫苷含量的比例均达到95%以上，而叶片却只有80%～90%。肉质根中总吲哚族硫苷含量与叶片相差不大，但品种之间存在明显差异，心里美的肉质根总吲哚硫苷含量是叶片的1.56倍，而超级郑研和沙窝萝卜叶片中的总吲哚硫苷含量反而更高。3个水果萝卜品种肉质根总吲哚硫苷的占比为3.53%～4.25%，而叶片却高达10.28%～19.41%。

3 结论与讨论

硫苷广泛存在于十字花科蔬菜作物中，如青花菜、花椰菜、萝卜、甘蓝、芥菜、芜菁、油菜等，是十字花科植物重要的次生代谢物质，硫苷及其降解产物对植物抗病虫害、特殊风味组成以及人类的健康具有重要作用（Ciska et al.，2000；陈亚州和阎秀峰，2007）。目前关于十字花科植物硫苷的研究较多，主要集中在硫苷组分及其降解产物的生物活性功能等方面，尤其是硫苷在抗癌方面的有益作用日益受到人们的重视（Talalay et al.，1995；林海鸣 等，2015）。Talayap等（1995）研究表明，4-甲基亚磺酰-3-丁烯基硫苷降解产物萝卜硫素和吲哚族硫苷降解产物吲哚-3-甲醇、吲哚-3-酰腈等都具有防癌和抗癌作用。4-甲硫基-3-丁烯基硫苷降解产物异硫氰酸酯是萝卜叶片中所含对桃蚜具有很强引诱活性的挥发物组分之一（阚炜 等，2001）。2-丙烯基硫苷等脂肪族硫苷大都为特殊风味物质（van Doorn et al.，1998），其降解产物可以抑制直肠结肠癌细胞的增殖和加速其细胞程序化死亡（Smith et al.，1998）。萝卜芽的抗氧化功能已在小白鼠上得到证实（Ippoushi et al.，2007）。

本试验在3个水果萝卜品种肉质根和叶片中均检测出6种脂肪族硫苷和3种吲哚族硫苷，没有检测到芳香族硫苷。而且肉质根主要硫苷组分都是4-甲硫基-3-丁烯基硫苷，均占总硫苷含量的90%以上。这与杨丽娟等（2012）从地方品种萝卜肉质根和叶片中检测的硫苷组分和含量类似。但与张丽等（2012）的研究结果不同，本试验检测到了2-丙烯基硫苷、5-甲基亚磺酰戊基硫苷和4-甲氧基吲哚甲基硫苷，却没有检测到3-丁烯基硫苷，也没有检测到芳香族2-苯基乙基硫苷，这可能与品种的差异有关。

随着人们生活水平的提高，水果萝卜日益受到消费者的青睐。李秋云等（2008）研究表明，心里美叶片主要硫苷组分是吲哚基-3-甲基硫苷；而本试验中心里美、超级郑研和沙窝萝卜叶片的主要硫苷均是4-甲硫基-3-丁烯基硫苷，占总硫苷含量63.03%～73.72%，而吲哚-3-甲基硫苷占比只有9.76%～18.60%，属于次要硫苷。而且3个水果萝卜品种肉质根硫苷含量明显高于叶片，是叶片的2.71～4.56倍。可见，不同基因型萝卜硫苷含量不同，同一基因型不同器官硫苷含量也不同。

近年来，癌症的发病率逐年上升，硫苷的降解产物异硫氰酸盐是迄今为止蔬菜中发现抗癌、防癌效果最好的夭然生物活性物质，同时，这些降解产物还具有防虫、抗菌等功能，选育高硫苷含量的药食两用蔬菜品种逐渐得到育种家的重视。在日本，学者们正在进行高硫苷含量萝卜新品种的选育工作。研究和优化水果萝卜中硫代葡萄糖苷及其水解产物的组成和含量，使之在人类保健和植物防御等方面发挥最大作用成为一个非常有意义的研究领域。本试验以3个水果萝卜品种为试材，初步测定了其肉质根和叶片之间硫苷组分及含量，发现萝卜肉质根和叶片中都含有丰富的硫苷，可见，萝卜是具有很大利用价值和开发潜力的蔬菜作物，对于其中各个硫苷组分的生物学和保健价值尚待进一步研究。

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Identif i cation and Content Analysis of Glucosinolates in Leaf and Root of Fruity Radish（Raphanus sativas L.）

YUAN Wei-ling1，2，YUAN Shang-yong3，CUI Lei1，GAN Cai-xia1，YU Xiao-qing1，QIU Zheng-ming1

（1Institute of Cash Crops，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430070，Hubei，China；2Wuhan Zhongnan Science and Technology Co.，Ltd.，Wuhan 430041，Hubei，China；3Vegetable Office of Hubei Province，Wuhan 430070，Hubei，China）

The composition and content of glucosinolates（referred to as ‘GSL’）in leaf and root of 3 fruity radishes ‘Xinlimei’，‘super Zhengyan’，‘Shawo’were identified and analyzed by HPLC method．The results showed that 9 glucosinolates compositions in fleshy roots and leaf blades were detected，including 6 kinds of aliphatic glucosinolates（4-methyl sulfonyl-3-butylene glucosinolate，2-allyl glucosinolate，4-methyl sulfonyl butyl glucosinolate，5-methyl sulfonyl amyl glucosinolate，4-methyl-butyl glucosinolate，4-methyl thio-3-butylene glucosinolate）and 3 kinds of indole glucosinolates（4-methoxy indole methyl glucosinolate，indolymethyl-3-butenyl glucosinolate，1-methoxy methyl indole glucosinolate）．But，there existed significant differences in total sulfur glycoside contents between different varieties and organs．The total glucosinolates contents in fleshy roots of the 3 fruity radishes were 22 472.84，13 585.86，28 200.70 μg·g-1（DM），among which over 95% was total aliphatic sulfid．The total glucosinolates contents in fleshy root of the fruity radish were 4.56，2.71，4.55 times of that in leaf blades，respectively．The main aliphatic sulfide component in fleshy root and leaf blade was 4-methyl thio-3-butylene glucosinolate，accounting for 90.11%～93.92% and 63.03%～73.72% in the total glucosinolates content，respectively．

Fruity radish；Glucosinolates；Leaf blade；Fleshy root

袁伟玲，女，博士，副研究员，主要从事蔬菜品质和栽培技术方面的研究，E-mail：625041913@qq.com

2017-05-18；接受日期：2017-07-14

湖北省第二批现代农业产业技术体系项目，武汉市“黄鹤英才计划”资助项目