不同紅甜菜品種與火龍果中甜菜紅色素含量的比對(duì)研究初報(bào)

吳則東，劉乃新，吳玉梅*，馬龍彪

（1.黑龍江省普通高等學(xué)校甜菜遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所/黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院，哈爾濱150080；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080 4.農(nóng)業(yè)部糖料產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080）

不同紅甜菜品種與火龍果中甜菜紅色素含量的比對(duì)研究初報(bào)

吳則東1，2，3，4，劉乃新1，2，3，4，吳玉梅1，2，3，4*，馬龍彪1，2，3

（1.黑龍江省普通高等學(xué)校甜菜遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所/黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院，哈爾濱150080；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080 4.農(nóng)業(yè)部糖料產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150080）

利用水萃取法分別對(duì)11個(gè)食用紅甜菜品種塊根和紅心火龍果中的甜菜紅色素進(jìn)行提取測定，以檢測不同食用紅甜菜品種以及紅甜菜和紅心火龍果中甜菜紅色素的差異。結(jié)果表明：11個(gè)紅甜菜品種中，除了紫菜頭、工大食甜1號(hào)、日本紅甜菜和880274紅色素含量較低外，其余品種紅色素含量均較高，且美國紅甜菜色素含量最高，紫菜頭與日本紅甜菜、必久和Pablo之間甜菜紅色素差異不顯著，其余樣品紅色素平均值之間均呈極顯著差異，有8個(gè)紅甜菜品種甜菜紅色素的含量超過火龍果。本研究為以甜菜紅色素為主要加工產(chǎn)品的企業(yè)和種植者在選擇紅甜菜品種上提供參考。

紅甜菜；甜菜紅色素；火龍果；提取

甜菜紅色素（Betalain）是一種天然的水溶性色素，廣泛存在于石竹目中，如仙人掌科、藜科及莧科等[1]。在一些高等真菌中也發(fā)現(xiàn)有甜菜紅色素的存在[2]。由于甜菜紅色素最早是在紅甜菜中提取，因此甜菜紅色素名字就來自于甜菜的拉丁名（Beta vulgaris）[3]。甜菜紅色素因其來自于天然，因此被廣泛用做食品添加劑、衣物染料以及化妝品等，另外由于甜菜紅色素具有天然的抗氧化性，使得其醫(yī)藥上的應(yīng)用逐漸得到重視。Kapadia等人[4]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給老鼠喂食甜菜紅苷可以很好地降低化學(xué)藥劑或者紫外線誘發(fā)腫瘤的機(jī)率；甜菜紅色素的抗癌能力來源于其強(qiáng)大的抗氧化性，其抗氧化的能力是維生素C的3～4倍[5]，并且純化后的甜菜紅色素抗氧化能力更強(qiáng)[6]；另外甜菜紅色素還具有降低血脂[7]和降低血糖的作用[8]。目前常見的含有甜菜紅色素的植物是食用紅甜菜以及紅肉火龍果的果肉和果皮[9]，目前市場上出售的甜菜紅色素大都以食用紅甜菜為原料加工而成。甜菜紅色素的提取方法很多，由于甜菜紅色素溶于水，所以基本的提取方法就是水萃取法，如李偉等人[10]分別利用80%的乙醇和蒸餾水對(duì)甜菜紅色素進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)蒸餾水提取的甜菜紅色素具有較好的耐光性和穩(wěn)定性；史淑芝等人[11]利用稀鹽酸和蒸餾水分別提取紅甜菜中的甜菜紅色素，發(fā)現(xiàn)水萃取法提取的效率更高。另外一些輔助方法包括γ射線[12]、高壓脈沖電場[13]、超聲波輔助萃取技術(shù)[14]、超臨界萃取技術(shù)[15]以及膜處理技術(shù)[16]等。但是最基本的提取方法依然是水浸提法，水浸提法不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備，只需要簡單的設(shè)備就可以提取。目前在國內(nèi)種植的紅甜菜品種有10余個(gè)，本文擬利用水浸提法對(duì)不同的食用紅甜菜品種以及紅肉火龍果中的甜菜紅色素進(jìn)行提取，通過不同紅甜菜以及火龍果中甜菜紅色素含量的比對(duì)，為紅甜菜種植者以及以紅甜菜為原料生產(chǎn)紅色素的企業(yè)選擇品種提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 供試樣品實(shí)驗(yàn)用的11份紅甜菜品種有7個(gè)是在國內(nèi)市場上買到的，工大食甜1號(hào)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)糖業(yè)研究所提供，甜研紅1號(hào)由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所育種室提供，880274由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所品種資源研究室提供，品種名稱及編號(hào)見表1。11份品種均于2015年4月28日播種在黑龍江大學(xué)呼蘭校區(qū)實(shí)驗(yàn)田，每個(gè)品種播種兩行區(qū)，10m，行距66cm，株距15cm，2015年9月28日收獲。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器水浴鍋，高速冷凍離心機(jī)，紫外可見分光光度計(jì)，三角瓶，制糊機(jī)。

表1 實(shí)驗(yàn)品種名稱及編號(hào)

1.2實(shí)驗(yàn)方法

采用水萃取法提取紅甜菜及火龍果中的甜菜紅色素，參考史淑芝等人的方法[11]，略有改動(dòng)。每份材料取有代表性的塊根10個(gè)，洗凈去皮后，利用農(nóng)業(yè)部甜菜品質(zhì)檢測中心的制糊機(jī)將樣品打成糊狀，然后混勻，每個(gè)樣品均稱取4g放入事先加好50mL蒸餾水的三角瓶中，每個(gè)樣品設(shè)3次重復(fù)，將三角瓶封口，利用具有搖床功能的水浴鍋60℃水浴1h，然后離心，取上清液在530nm處測其吸光度。

2 結(jié)果與分析

不同紅甜菜品系及火龍果提取液的吸光度見表2。從表2可以看出，不同品種的紅甜菜中甜菜紅色素的含量差異很大，其中2號(hào)品種和7號(hào)品種甜菜紅色素的含量最低，11號(hào)紅甜菜品種中甜菜紅色素含量最高。利用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，結(jié)果，除了品種7和品種2、品種4和品種5之間差異不顯著，其余品種平均值之間均呈極顯著差異，除了2號(hào)品種、7號(hào)品種和10號(hào)品種外，其余紅甜菜品種中甜菜紅色素的含量均高于越南進(jìn)口的紅心火龍果。比較而言，11個(gè)紅甜菜品種中，除了2號(hào)品種、6號(hào)品種、7號(hào)品種和10號(hào)品種外，其余7個(gè)品種中甜菜紅色素平均吸光度值均超過了1，色素含量均較高，均可作為提取甜菜紅色素的待選品種，但具體使用哪一個(gè)品種作為提取甜菜紅色素的品種，還要根據(jù)紅甜菜的產(chǎn)量以及儲(chǔ)藏性等因素進(jìn)行考慮。

表2 不同紅甜菜品種及火龍果提取液OD的吸光度

3 結(jié)論與討論

3.1 利用蒸餾水萃取法提取紅甜菜中的甜菜紅色素，方法簡單而且效率較高，并且不會(huì)摻雜進(jìn)入外來的雜質(zhì)，因此甜菜紅色素的提取多采用水浸提法[17]，可以作為食品添加劑安全的提取方法使用。雖然測定甜菜紅色素的方法一般采用高效液相色譜法[18-19]或者分光光度計(jì)法，但高效液相色譜法相對(duì)復(fù)雜，一般實(shí)驗(yàn)室不具備條件，而1999年公布的國家食品添加劑甜菜紅的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB/T3791-1999）就采用分光光度計(jì)法來測量甜菜紅色素中甜菜苷的含量[20]。因此采用水萃取法提取甜菜紅色素并利用分光光度計(jì)法測定甜菜紅色素的含量簡單易行。

3.2 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同紅甜菜品種中甜菜紅色素的含量差異較大，如紫菜頭和日本紅甜菜在塊根的縱切面上僅能見少量紅色，甜菜紅色素的含量極低，而像甜研紅1號(hào)和奧托這樣的品種，塊根的縱切面鮮紅，甜菜紅色素的含量很高，因此對(duì)于紅甜菜的種植者來說，品種的選擇很重要，一定要選擇甜菜紅色素含量高的品種，同時(shí)兼顧耐儲(chǔ)性以及根產(chǎn)量等因素。

3.3 紅肉火龍果中甜菜紅色素的含量大約是紅甜菜中甜菜紅色素的1/3～1/2，由于火龍果可以直接食用，對(duì)于不喜歡紅甜菜口味而需要補(bǔ)充甜菜紅色素的人群來說是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，由于紅肉火龍果價(jià)格較高，大約是紅甜菜價(jià)格的5～7倍，因此對(duì)于以甜菜紅色素為最終產(chǎn)品的企業(yè)來說，應(yīng)該選擇價(jià)格便宜、甜菜紅色素含量高的紅甜菜為原料。

3.4 甜菜紅色素的提取與檢測都需要先將紅甜菜絞碎，越碎提取的效率就越高，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中利用較為先進(jìn)的制糊機(jī)，將紅甜菜塊根制成糊，提高了甜菜紅色素的提取效率，同時(shí)利用具有搖床功能的水浴鍋，不僅搖動(dòng)均勻，也不需要再進(jìn)行人工搖動(dòng)。

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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

國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估專項(xiàng)(GJFP2016010)。

吳則東（1972-），男，黑龍江依蘭縣人，副研究員，博士，主要從事甜菜遺傳及分子育種的研究。Tel：0451-86604561，E-mail：331056376@qq.com

吳玉梅（1959-），女，研究員，內(nèi)蒙古扎蘭屯市人，主要從事甜菜質(zhì)量安全和檢測研究工作。Tel：0451-86609502，E-mail：zjzxwym@163.com