美女櫻花色分光光度學檢測

劉瀅

摘要：美女櫻之所以會受到眾多園林景觀設計者的青睞，最重要的原因之一就是因為其色彩繁多且鮮艷奪目。本研究選用‘白色‘紅色‘藍色‘暗紅色‘珊瑚紅色‘間蘭色‘艾利斯藍色‘水粉色‘大花白色‘紅橙色‘玫紅色等11個花色品種作為試驗材料，利紫外分光光度法，分析美女櫻花瓣色素中的各主要成分以及呈色機理，有助于探索美女櫻花色的形成機理，為今后進一步開展美女櫻花色形成的分子機理研究奠定基礎。

關鍵詞：美女櫻；花色

一、材料與方法

（一）試驗材料

本試驗供試材料為來自美國、荷蘭以及沈陽農業(yè)大學的美女櫻品種。

（二）試驗方法

美女櫻花的色素分析取24種不同花色單株美女櫻的花冠，用打孔器（直徑為0.5cm）在黃色花心以外的花冠上打出小圓片30片，計數(shù)后放入研缽中，加入15ml丙酮—無水乙醇（體積比為1： 2.5）溶液研磨。研磨液倒入具塞試管中靜置沉淀。吸出上清液在15000m·s-2下離心20min，用雙光束紫外可見分光光度計（型號TU-1900/TU-1901，北京普析通用儀器有限責任公司）在330-700 nm波長范圍內對上清液進行光譜掃描，用丙酮—無水乙醇溶液校正基線。

向剩余的沉淀及約3mL丙酮—無水乙醇溶液中依次加5mL異辛烷、10ml水，振蕩，觀察水及異辛烷層顏色。水層在15 000m·s-2下離心20min， 用雙光束紫外可見分光光度計（型號TU-1900/TU-1901，北京普析通用儀器有限責任公司）在330-700 nm波長范圍內對上清液進行光譜掃描，用隨行空白水層校正基線。

二、結果與分析

（一）美女櫻花色素的紫外可見分光光譜學檢測

美女櫻所含花色素的性質及丙酮—乙醇提取液、水提取液光吸收分別見表1-1，圖1-1，1-2。表1-1顯示美女櫻花色中含有脂溶性和水溶性兩種色素。提取過程中丙酮—乙醇提取液顏色較深，幾乎與花色接近，且呈色穩(wěn)定，說明美女櫻花色素中脂溶性花色素含量較多，而經過異辛烷完全萃取之后的水提取液顏色較淺，呈色也很穩(wěn)定，說明水溶性色素含量相對較少。

圖1-1和圖1-2顯示在可見光區(qū)域內，水提取液的吸收峰較丙酮-無水乙醇提取液的吸收峰向短波方向移動2.5-7.0nm，且對應的吸光度值顯著降低。

根據物質呈色理論，物質呈現(xiàn)某種顏色是由于吸收了其互補色的原因。物質在溶液中的含量與吸光度成正比（同一波長、相同光程下），因此可以用吸光度表示物質的相對含量。而影響花色的物質為其內含的色素物質。因此可見美女櫻花色中水溶性色素顯著含量顯著低于其脂溶性色素含量。充分說明脂溶性色素是其主要的顯色色素。

Markham研究認為類黃酮的甲基化和糖基化均導致吸收峰向短波方向移動。增加B環(huán)羥基數(shù)，花色素λVmax偏向長波方向（天竺葵素、花青素和飛燕草素的λVmax分別為520、535和546 nm）且使花色趨藍；花色素B環(huán)甲基化使其顏色偏紅（李紹文，2001；趙昶靈，2005）.B環(huán)的一次芳香?；蛊洇薞max向長波方向移動約4 nm而更藍，但花色苷的脂肪族酰化幾乎不導致變色（張菊平等，2009）。由此可見，美女櫻‘M8‘M13 所含脂溶性花色素在其水溶性花色素基礎上多兩次B環(huán)的芳香?；?，‘M9 ‘BXM則多一次B環(huán)的芳香?；！甅12‘M17‘M20的脂溶性花色素較之水溶性花色素B環(huán)羥基數(shù)增加?！甅16則只含有脂溶性的花色素飛燕草素（又名花翠素、翠雀素）。

同時由以上光譜圖顯示可將供試品種分為白色系（品種M1白色，M18大花白色）、紅色系（M6紅色，M12珊瑚紅色，M17水粉色，M20橙紅色，BXM玫紅色）、紫色系（M8藍色，M9暗紅，M13間蘭，M16艾利斯藍色）。分別對該三組色系的光譜圖進行分析檢測（圖1-3）：

（二）美女櫻花朵中葉綠素的測定

所有品種的丙酮乙醇溶液在662nm和644nm處均吸收峰，這是葉綠素的特征吸收峰，這意味著這些品種花瓣中不含葉綠素。

（三）美女櫻花朵中類胡蘿卜素的測定

所有品種的丙酮乙醇溶液在類胡蘿卜素的特征吸收峰440nm和470nm處均無吸收峰，再次證實了美女櫻花瓣中不含脂溶性的類胡蘿卜素。但其水提取液中‘M20除了在511nm處有吸收峰外，在431nm處還有一個較弱的吸收峰，因此推測其可能含有δ胡蘿卜素（特征吸收峰：431，456，489nm），但卻不具有類胡蘿卜素所特有的“三指形”，也可能是提取液不同所致。（王海濱，2004）

（四）美女櫻花朵中類黃酮的測定

菊花不同色系品種花色素的紫外光譜存在顯著的差異。白色系品種‘M18所含的色素最為單一，只在330和270nm附近出現(xiàn)吸收峰，這是黃酮類化合物的特征吸收峰；紅色系品種‘M6‘M12‘M17 ‘BXM在520、330、270nm附近均出現(xiàn)了吸收峰，這分別是天竺葵素（又名花葵素）和黃酮類化合物的特征吸收峰。

靛色系中品種‘M8‘M9 丙酮乙醇溶液 在535、333、270nm附近均出現(xiàn)了吸收峰，表明其可能含矢車菊素（又名花青素）和黃酮類化合物，也可能含有甜菜苷，而品種‘M13 丙酮乙醇溶液則在542nm、268nm、330nm附近均出現(xiàn)了吸收峰，其水溶液在535nm處出現(xiàn)吸收峰，表明其含有飛燕草素（又名花翠素、翠雀素）和黃酮類化合物，也可能還含有矢車菊素（又名花青素）或者甜菜苷。而橙色系品種‘M20的色素成分是最為復雜的，除了含有類胡蘿卜素外，還含有天竺葵素（又名花葵素）和黃酮類化合物。

而白色系中‘M1‘M16 除了在330和270nm附近出現(xiàn)吸收峰外，分別在516.5nm、543nm出含有隱含的弱波峰，說明白色‘M1中含有天竺葵素（又名花葵素），而‘M16含有飛燕草素（又名花翠素、翠雀素），這與洪承裕（1996）的研究結論基本一致，但其只提出花翠素的合成基因F3?5?H基因在白色品系中有其表現(xiàn)，本研究表明天竺葵素（又名花葵素）在美女櫻白色品系中也有所表現(xiàn)。至于其為何沒有表現(xiàn)出天竺葵素（又名花葵素）所控制的轉紅色和飛燕草素（又名花翠素、翠雀素）所控制的紫紅色（張菊平等，2009），洪承裕（1996）推測可能在后轉譯時期受到調控因子的抑制，才無法積累藍色色素。此現(xiàn)象提供了有利于美女櫻花色調控機制的研究。

（五）甜菜色素的測定

甜菜色素是一種水溶性含氮化合物，所以只需對上述水溶液進行檢測。甜菜紅素的可見光最大吸收波長因溶劑不同在535? 538nm之間波動，甜菜黃素的可見光最大吸收波長在465nm附近，因此甜菜色素的含量通常用538和465nm吸光度來計算。（王長泉，2006）檢測發(fā)現(xiàn)只有‘M13的水溶性色素含有535nm的特征吸收峰。故排除‘M8‘M9含有甜菜苷的可能性。

甜菜苷和花青素具有相似的吸收光譜，但當用堿處理時，花青素變?yōu)樗{色，而甜菜昔變黃。（stafford，1994；王長泉等，2006），故再向‘M13的水溶性中滴入1N的NaOH溶液時溶液變?yōu)樗{色，可排除‘M13含有甜菜苷的可能性，說明‘M13中只含有燕草素（又名花翠素、翠雀素）、矢車菊素（又名花青素）和黃酮類化合物。再次印證了“甜菜素和花色素相互排斥，至今尚未發(fā)現(xiàn)在一種植物中同時存在這兩種色素”（stafford，1994；王長泉等，2006）。

三、結論與討論

分析表明美女櫻脂溶性色素為其主要的顯色色素，所有品種中均含有黃酮類化合物。除此之外，白色系中可能還含有天竺葵素（又名花葵素）或飛燕草素（又名花翠素、翠雀素）或者二者都不含；靛色系中的‘M8‘M9 含矢車菊素（又名花青素）而品種‘M13 飛燕草素（又名花翠素、翠雀素）、矢車菊素（又名花青素）；紅色系中的‘M6‘M12‘M17 ‘BXM含天竺葵素（又名花葵素）；而橙色系品種‘M20的色素成分是最為復雜的，除了可能含有類胡蘿卜素外，還含有天竺葵素（又名花葵素）和黃酮類化合物。

本研究已通過分光光度學檢測初步判定出美女櫻花瓣色素中含有的部分組分。今后可以通過紅外光譜以及核磁共振等方法詳細明確該類組分的結構信息，并利用HPLC-MS等方法檢測出尚未明確的組分，進而了解不同顏色品種花瓣色素中組分的差異，明確不同品種花色差異的生化機理，這也有利于今后對花色素昔積累與花色素普合成相關基因表達進行綜合分析，以期闡明美女櫻花色形成機理。

參考文獻：

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