20种深色表皮农产品中花青素研究

刘玉晗 邢丽杰 李先义 罗瑞峰 王远 邹良君

摘要 为比较常见深色表皮农产品中花青素的种类和含量，采用高效液相色谱法对市场内常见的20种深色表皮农产品中6种花青素（飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素、芍药色素和锦葵色素）进行测定分析。结果表明，20种深色表皮农产品中花青素种类和含量差异较大，花青素种类为1～5种不等，含量在2.6～1 144.2 mg/kg，其中黑果枸杞花青素含量最高，蓝莓、巨峰葡萄果皮和黑加仑葡萄干中检出花青素品种较多。

关键词 农产品;深色表皮;花青素;高效液相色谱;种类;含量测定

中图分类号 TS-207.3文献标识码 A文章编号 0517-6611（2021）11-0186-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.11.050

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on Anthocyanins in 20 Kinds of Dark Skinned Agricultural Products

LIU Yu-han1，2， XING Li-jie1，2， LI Xian-yi1，2 et al

（1.Analysis and Testing Center of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Shihezi，Xinjiang 832000;2.Xinjiang Production and Construction Corps Institute of Food Inspection， Shihezi，Xinjiang 832000）

Abstract In order to compare the kinds and contents of anthocyanins in common dark skinned agricultural products， six kinds of anthocyanins （delphinidin， cyanidin， petunia， pelargonidin， paeoniflorin and malliflorin） in 20 kinds of dark skinned agricultural products were determined by high performance liquid chromatography. The results showed that there were significant differences in anthocyanin types and contents among 20 kinds of dark skinned agricultural products. The anthocyanin types was 1-5， and the content was 2.6-1 144.2 mg/kg. Among them， Lycium ruthenicum Murr. had the highest anthocyanin content， and anthocyanins were the more diverse in blueberry， the peel of Kyoho grape and raisin of blackcurrant.

Key words Agricultural product;Dark skinned;Anthocyanin;High performance liquid chromatography;Type;Content determination

花青素和甜菜色素、胡蘿卜素、叶绿素并称为四大类植物色素，是一类含有多种酚羟基的黄酮类化合物，广泛分布于植物的根、茎、叶、花及果实组织中，是植物呈现紫色、红色等鲜艳颜色的重要原因之一[1]。已知自然界中花青素有20多种，其中飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素、芍药色素和锦葵色素是高等植物中常见的6种花青素[2]。花青素因其独特的结构特性，具有抗氧化、抗炎抗菌、抗肿瘤、预防心脑血管疾病、降血糖等功效，同时由于来源广泛、细胞毒性小和食用安全等特点受到国内外学者的广泛关注[3-4]。

花青素在自然状态下较少以游离状态存在，通常与糖结合形成花色苷，而花色苷中的羟基和糖苷基与羧酸及衍生物进行酰基化反应转变成较为稳定的花色苷[5]。因为花色苷的种类多、含量少，难以提纯保存，故通常通过碎片离子进行物质的推测[6]。目前，关于植物中花青素的检测方法主要包括液相色谱法[7]、pH示差法[8]、分光光度法[9]等。其中pH示差法和分光光度法易受外在环境条件以及样品中其他物质的干扰，造成检测结果偏高。液相色谱法因其方法灵敏度高、稳定性好等特点可用于花青素的分析测定。同时，关于多种植物中花青素比较研究相对较少。因此，笔者以市场里常见的深色表皮农产品为研究对象，将花色苷水解为花青素，采用高效液相色谱仪准确地分析测定样品中花青素的种类和含量，为开发和利用富含花青素的农产品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 仪器与设备。

高效液相色谱仪配备二极管阵列检测器（e2695+2998，美国Waters 公司）;匀浆机（T25，德国IKA公司）;KQ-600DE超声仪（江苏昆山市超声仪器公司）;SHA-C恒温振荡器（常州国华电器有限公司）;SK快速混匀器（江苏正基仪器有限公司）;电热恒温水浴锅（北京市永光明医疗仪器有限公司）;超纯水仪（成都超纯科技有限公司）;PM4600 型电子天平（上海超声波仪器厂）。

1.1.2 试剂。

甲醇和乙腈（HPLC级，德国 MERCK公司）;无水乙醇（色谱级，德国迪马公司）;盐酸（优级纯，天津市东丽区天大化学试剂厂）;甲酸（HPLC 级，德国CNW公司）;所用水为超纯水。飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素、芍药色素和锦葵色素标准物质（纯度为 98.5%，德国 PhytoLab公司）。

1.1.3 试材。

水果类10种（桑葚、红心火龙果果肉、西梅、樱桃、黑布林、巨峰葡萄、蓝莓、杨梅、红香蕉、山竹）、蔬菜类5种（红洋葱、紫皮长茄子皮、紫甘蓝、紫薯、紫花菜）、干果类3种（黑果枸杞、玫瑰香葡萄干、黑加仑葡萄干）、粮食类2种（黑米、黑豆），均购于当地超市和农贸市场。火龙果取其果肉，西梅、樱桃、黑布林和杨梅去核后取其果肉，巨峰葡萄、红香蕉和紫皮长茄子取表皮部分，山竹取壳，所有样品切成小块，匀浆机混匀，-20 ℃保存，备用。

1.2 試验方法

样品的提取和水解均参照 NY/T 2640—2014《植物源性食品中花青素的测定 高效液相色谱法》。当样品中花青素含量超出线性范围时，则将样品进行适当稀释测定。数据运用SPSS 13.0软件进行比较和相关分析。

2 结果与分析

2.1 花青素的分离及线性关系

通过对液相色谱条件的优化，6种花青素标准品以1%甲酸水溶液和1%甲酸乙腈为流动相，经XBridge-C18色谱柱（5 μm，4.6 mm×150 mm，柱温35 ℃）分离，在530 nm波长测定，得到了较好分离效果（图1）。

分别配制0.5、1.0、5.0、25.0和50.0 μg/mL 6种花青素的混合标准溶液，以浓度为横坐标、峰面积为纵坐标进行线性回归分析，结果表明（表1），6种花青素浓度在0.5～50.0 μg/mL呈良好的线性关系，决定系数（R2）均大于0.99。

2.2 深色表皮农产品中花青素的比较分析

20种深色表皮农产品经提取水解，在优化的色谱条件下进行测定，结果如表2所示。从表2可以看出，20种农产品中花青素含量和种类差异较大，花青素的总量在2.6～1 144.2 mg/kg，花青素种类为1～5种不等。对20种农产品中花青素的占比进行分析，结果显示（图2），锦葵色素是含量最丰富的花青素，占总含量的33%，天竺葵素和芍药色素含量占比较少，不足2%，且仅在桑葚中检测到天竺葵素。

在水果及其干制品中，黑果枸杞中花青素含量最高（1 144.2 mg/kg），蓝莓（865.3 mg/kg）和桑葚（315.9 mg/kg）次之，这与很多学者测定花青素的结果差异不大：黑果枸杞（1 650 mg/kg）[10]、蓝莓（0.444 g/L）[11]、桑葚（1.02～122.57 mg/L）[12]。且蓝莓的花青素种类与王欢等[13]在蓝莓酒中检测到的花青素种类一致。在红心火龙果果肉、西梅、樱桃、黑布林和山竹壳中仅检测到矢车菊素，含量在3.3～47.5 mg/kg，与周存山等[14]通过pH 示差法测得西梅的花青素含量（1.52 mg/g）差异较大，而火龙果、黑布林和山竹壳的研究目前主要集中在其干燥的果皮中[15-16]。解红霞等[17]采用pH 示差法测得杨梅的花青素含量为1.69 mg/g，Fu等[18]通过pH 示差法测得红香蕉皮的花青素含量为154.57 μg/g，与该研究测定的结果相差较大。巨峰葡萄果皮的花青素总量（195.9 mg/kg）与谭西等[19]用分光光度法测定的花青素含量（0.13～3.93 mg/g）差异不大。其中巨峰葡萄果皮和黑加仑葡萄干的花青素种类与欧盟规定（编号 E163）葡萄皮花青素提取物中所含的花色苷母核种类一致，玫瑰香葡萄干仅含有3种花青素，其中锦葵色素均为主要花青素。

在该研究中，蔬菜的花青素种类单一，除紫花菜含有2种花青素外，其余仅含有1种花青素，且花青素含量均不高，含量最高的紫花菜花青素总量（130.3 mg/kg）仅为黑果枸杞的11%。该研究与殷丽琴等[20]通过高效液相色谱法测定的紫薯花青素含量（7.2～433.8 mg/kg）相似，与很多学者通过pH 示差比色法测定花青素的结果差异较大：紫花菜（305.2～787.7 mg/kg）[21]、茄子果皮（587.35 mg/g）[22]、红洋葱（299.9 mg/kg）[23]、紫甘蓝（0.608 mg/g）[24]。

在粮食类中，黑米的花青素总量是黑豆的7.5倍，远远高于黑豆，其中矢车菊色素均为其主要的花青素，占比均高于90%，这与Hou等[25]的研究结果一致。有研究通过分光光度法检测到黑米的花青素得率为1.249%[26]，黑豆的花青素得率为1.101 mg/g[27]。

综上所述，导致该研究与其他研究结果不同的原因可能是样品品种的差异、个体成熟度的不同、花青素提取的方法不同和检测方法的不同。

3 结论

该研究通过高效液相色谱法明确了20种农产品中花青素的组成成分和具体含量，20种农产品的花青素种类和含量因品种的不同差异较大，黑果枸杞的花青素总量最高（1 144.2 mg/kg），其次是蓝莓（865.3 mg/kg）和黑米（494.9 mg/kg）。含有的花青素种类从1种到5种不等，仅在桑葚中检测到天竺葵素;水果及其干制品中的花青素种类差异较大，如蓝莓、巨峰葡萄和黑加仑葡萄干存在5种花青素，红心火龙果、西梅、樱桃、黑布林和山竹壳仅含有矢车菊

色素。蔬菜的花青素种类较为单一，存在1种或2种色素，

且含量不高，总体低于水果的花青素含量;20种农产品中含有丰富的锦葵色素、矢车菊色素、矮牵牛色素和飞燕草色素，天竺葵色素和芍药色素较少。该研究为农产品中花青素的进一步开发利用提供理论参考，同时对消费者选择富含花青素产品具有指导意义。

参考文献

[1] TANAKA Y，SASAKI N，OHMIYA A.Biosynthesis of plant pigments：Anthocyanins，betalains and carotenoids[J].The plant journal，2008，54（4）：733-749.

[2] FERNANDES I，FARIA A，CALHAU C，et al.Bioavailability of anthocyanins and derivatives[J].Journal of functional foods，2014，7：54-66.

[3] 乔廷廷，郭玲.花青素来源、结构特性和生理功能的研究进展[J].中成药，2019，41（2）：388-392.

[4] KALT W，CASSIDY A，HOWARD L R，et al.Recent research on the health benefits of blueberries and their anthocyanins[J].Advances in nutrition，2020，11（2）：224-236.

[5] ONGKOWIJOYO P，LUNA-VITAL D A，DE MEJIA E G.Extraction techniques and analysis of anthocyanins from food sources by mass spectrometry：An update[J].Food chemistry，2018，250：113-126.

[6] 薛瑩，徐先顺，雍莉，等.杨梅功能活性成分的UPLC-ESI-Q-TOF/MS分析[J].食品研究与开发，2018，39（15）：123-127，148.

[7] 中华人民共和国农业部.植物源性食品中花青素的测定高效液相色谱法.NY/T 2640—2014[S].北京：中国农业出版社，2015.

[8] 陈建国，梁寒峭，李金霞，等.响应曲面法优化黑青稞花青素的提取工艺[J].食品工业，2016，37（1）：80-83.

[9] 吉林省质量技术监督局.紫穗玉米花青素测定分光光度法：DB 22/T 2529—2016[S].吉林省质量技术监督局，2016.

[10] 束彤，于瑶，马明芳，等.HPLC测定黑果枸杞鲜果中花青素含量的方法研究[J].安徽农学通报，2019，25（1）：24-29，54.

[11] 慈美琳，陈燕，张潇，等.响应曲面法优化蓝莓花青素提取工艺及其抗氧化活性[J].食品工业，2014，35（4）：39-44.

[12] 乔健，马智玲，魏长宾，等.湛江地区不同桑葚品种的品质比较[J].食品工业科技，2020，41（12）：264-268，290.

[13] 王欢，谯顺彬，田辉，等.高效液相色谱法测定蓝莓酒中六种花青素含量[J].食品与发酵工业，2020，46（8）：280-284.

[14] 周存山，马海乐，余筱洁，等.西梅花色苷浸提工艺及降解特性[J].江苏大学学报（自然科学版），2013，34（5）：536-542.

[15] 崔帅，何博，黄定强.响应曲面法优化火龙果中花青素的提取研究[J].化学世界，2020，61（11）：767-771.

[16] 刘妍，郭艳峰，李晓璐，等.三种水果果皮中花青素含量测定及其稳定性分析[J].保鲜与加工，2017，17（4）：89-93.

[17] 解红霞，陈相艳，王文亮，等.不同干燥方式对杨梅中总多酚和花青素含量的影响[J].食品科技，2014，39（2）：96-98，103.

[18] FU X M，CHENG S，LIAO Y，et al.Comparative analysis of pigments in red and yellow banana fruit[J].Food chemistry，2018，239：1009-1018.

[19] 谭西，王馨悦，周欣，等.不同产地葡萄花青素提取物的HPLC特征图谱构建及其生物活性分析[J].南方农业学报，2018，49（11）：2263-2272.

[20] 殷丽琴，彭云强，钟成，等.高效液相色谱法测定8个彩色马铃薯品种中花青素种类和含量[J].食品科学，2015，36（18）：143-147.

[21] 丁云花，何洪巨，赵学志，等.不同类型花椰菜主要营养品质分析[J].中国蔬菜，2016（4）：58-63.

[22] 周宝利，张琦，叶雪凌，等.不同品种茄子果皮花青素含量及其稳定性[J].食品科学，2011，32（1）：99-103.

[23] ZHANG S L，DENG P，XU Y C，et al.Quantification and analysis of anthocyanin and flavonoids compositions，and antioxidant activities in onions with three different colors[J].Journal of integrative agriculture，2016，15（9）：2175-2181.

[24] 张辉，刘奕廷，张宏林，等.16种含花青素植物经济价值评估[J].吉林中医药，2019，39（7）：944-948.

[25] HOU Z H，QIN P Y，ZHANG Y，et al.Identification of anthocyanins isolated from black rice（Oryza sativa L.）and their degradation kinetics[J].Food research international，2013，50（2）：691-697.

[26] 刘长姣，郑霞，熊湘炜，等.分光光度法测定黑米花青素方法的建立[J].粮食与油脂，2019，32（1）：73-77.

[27] 曹柏营，张雅婷，孙睿彤，等.黑豆花青素提取及抗氧化活性研究[J].食品研究与开发，2019，40（6）：94-99.