觀賞羽衣甘藍(lán)葉片的主要呈色色素成分

張 潔， 蔡 霞， 張德軍， 郭驚濤， 孟平紅

(1.貴州省園藝研究所 貴州省園藝工程技術(shù)研究中心， 貴州 貴陽 550006； 2.貴州省農(nóng)業(yè)信息中心， 貴州 貴陽 550003； 3.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】羽衣甘藍(lán)(BrassicaoleraceaL. var.acephalaD.C.)是結(jié)球甘藍(lán)的園藝變種，屬十字花科蕓薹屬2年生觀葉草本花卉，起源于歐洲地區(qū)的地中海沿岸。羽衣甘藍(lán)葉片顏色和葉片形態(tài)多樣，整個植株形似牡丹，故又稱之為牡丹菜和葉牡丹[1]，其葉片的外葉有翠綠色、深綠色、灰綠色和黃綠色，內(nèi)葉顏色有白色、肉色、黃色、粉紅色、紅色和復(fù)色等，葉片形態(tài)又可分為皺葉、裂葉、圓葉和波浪葉。羽衣甘藍(lán)觀賞期較長，適應(yīng)性強(qiáng)，觀賞價值較高，可作為晚秋至早春花壇和花境的景觀觀賞植株應(yīng)用，亦可制作成切花、插花和干花保存[2]。羽衣甘藍(lán)于20世紀(jì)90年代引入中國，種植歷史較短，特別是近十幾年才有少量種植，且都分布在上海和北京等大中城市[3]。由于不同羽衣甘藍(lán)品種間色素含量存在較大差異，因此探究不同品種葉片主要呈色色素成分的差異，對羽衣甘藍(lán)新品種的選育及其在花壇和花境上應(yīng)用具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】花青苷是一類廣泛存在于植物的花、果、莖、葉和種子中的水溶性天然色素，屬于黃酮多酚類化合物，是植物體內(nèi)一大類次生代謝物，其種類和含量都十分豐富[4]。花青苷色素主要有飛燕草色素(Delphinidin)、矢車菊色素(Cyanidin)、矮牽牛色素(Petunidin)、天竺葵色素(Pelargonidin)、芍藥色素(Peonidin)和錦葵色素(Malvidin)6種[5]。MATIN等[6]報道，矢車菊素甲基化形成芍藥花色素，矮牽?；ㄉ睾湾\葵色素則由飛燕草素不同程度的甲基化形成。張潔等[7]研究發(fā)現(xiàn)，貼梗海棠花瓣中共含有6種花青苷，其中，矢車菊素-3-O-半乳糖苷(Cy3Ga)、天竺葵素-3-O-半乳糖葡萄糖苷〔Pg3(Ga-G)〕和矢車菊素-3-O-琥珀酸-阿拉伯糖苷(Cy3SucAra)是決定花色的主要色素，其含量增加可使花色顯著變紅。張圓圓等[8]對觀賞向日葵的花青苷元類型進(jìn)行測定分析發(fā)現(xiàn)，矢車菊類花青苷是紅色向日葵舌狀花顯現(xiàn)紅色的化學(xué)基礎(chǔ)。朱書香等[9]對紫葉矮櫻葉片紅色素進(jìn)行理化分析表明，該色素對溫度、食品添加劑及酸性條件較穩(wěn)定，而對光、氧化劑和還原劑較不穩(wěn)定?！狙芯壳腥朦c】目前，關(guān)于羽衣甘藍(lán)葉片的呈色機(jī)理、主要呈色色素成分分析尚處于初步探索階段，相關(guān)研究報道較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探明白名古屋、瀧井白名古屋和紅名古屋等7個羽衣甘藍(lán)品種6種主要花青苷色素含量的差異，旨在闡明羽衣甘藍(lán)葉片的呈色機(jī)理，以期為其新品種的選育及其在花壇和花境上應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 品種 觀賞羽衣甘藍(lán)分別為白名古屋、瀧井白名古屋和紅名古屋等7個品種，其基本信息見表1。

表1 7個觀賞羽衣甘藍(lán)品種的基本信息

1.1.2 儀器 L-3000高效液相色譜儀，購于北京普源精電科技有限公司；5415R小型高速冷凍離心機(jī)，德國艾本德股份公司生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 育苗、移栽與取樣 試驗于2020年10月至2021年2月在貴州省園藝研究所蔬菜試驗基地溫室進(jìn)行。2020年10月10日采用72穴育苗穴盤進(jìn)行播種育苗，待長至8～10片葉齡時，于11月24日移栽定植大田，12月24日葉片開始轉(zhuǎn)色(圖1)，2021年2月18日進(jìn)入觀賞期，即葉片完成轉(zhuǎn)色，且植株冠幅及高度停止生長。2021年2月20日進(jìn)行葉片取樣，鮮樣均用液氮速凍處理，并保存于-20℃冰箱備用。

1.2.2 色素的提取 稱取供試樣品約0.2 g，放入研缽中磨碎后，加入預(yù)冷的提取液1 mL，然后移入EP管內(nèi)，超聲提取40 min。以8 000 r/min離心10 min，取上層清液后，殘渣加入0.5 mL提取液后繼續(xù)超聲20 min，離心后再次取上層清液，并將2次上清液合并，于沸水浴中水解1 h，然后氮吹吹至近干為止。最后，將其移至0.5 mL容量瓶內(nèi)，用10%鹽酸甲醇定容，取適量溶液用針頭式過濾器過濾于帶有內(nèi)襯管的樣品瓶內(nèi)待測。

1.2.3 花青苷測定 采用高效液相色譜法測定花青苷成分含量，色譜柱為Kromasil C18反相色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)。流動相以甲酸水溶液(A液)和甲酸乙腈水溶液(B液)進(jìn)行二元洗脫。其中，A液分別以0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%甲酸水溶液進(jìn)行梯度洗脫，經(jīng)HPLC條件的優(yōu)化，以1.0%甲酸水溶液效果最好。因此，A液選擇1.0%甲酸水溶液；B液選擇公認(rèn)效果較好的濃度，即1.0%甲酸乙腈水溶液。最終以1.0%的A液和1.0%的B液進(jìn)行二元洗脫，柱溫35℃，進(jìn)樣10 μL，流速0.8 mL/min，走樣時間40 min，紫外檢測波長530 nm。1.0%甲酸水溶液和1.0%甲酸乙腈作流動相的花青苷標(biāo)準(zhǔn)品與供試樣品花青苷提取物的液相色譜圖見圖2，根據(jù)色譜圖計算花青苷成分的含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用WPS 2007和SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，用one-way ANOVA單因素方差分析方法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

從表2可知，羽衣甘藍(lán)、白珊瑚和白名古屋等7個羽衣甘藍(lán)品種觀賞期葉片的飛燕草色素、矢車菊色素和矮牽牛色素等6種主要花青苷含量的變化。飛燕草色素：各品種為0.189～0.639 mg/g FW，紅鷗最高，為0.639 mg/g FW；瀧井白名古屋其次，為0.425 mg/g FW；羽衣甘藍(lán)最低，為0.189 mg/g FW；紅鷗顯著高于其余品種；羽衣甘藍(lán)顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著或不顯著。矢車菊色素：各品種為0.127～0.183 mg/g FW，白珊瑚最高，為0.183 mg/g FW；白名古屋其次，為0.167 mg/g FW；紅名古屋最低，為0.127 mg/g FW；白珊瑚顯著高于其余品種；紅名古屋顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著或不顯著。矮牽牛色素：各品種為0.147～2.302 mg/g FW，紅鷗最高，為2.302 mg/g FW；粉羽一號其次，為1.469 mg/g FW；羽衣甘藍(lán)最低，為0.147 mg/g FW；紅鷗顯著高于其余品種，羽衣甘藍(lán)顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著或不顯著。天竺葵色素：各品種為0.123～0.269 mg/g FW，白名古屋最高，為0.269 mg/g FW；白珊瑚其次，為0.265 mg/g FW；紅名古屋最低，為0.123 mg/g FW；白名古屋與白珊瑚間差異不顯著，二者顯著高于其余品種，紅名古屋顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著。芍藥色素：各品種為0.151～0.326 mg/g FW，紅名古屋最高，為0.326 mg/g FW；白珊瑚其次，為0.284 mg/g FW；粉羽一號最低，為0.151 mg/g FW；紅名古屋著高于其余品種，粉羽一號顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著。錦葵色素：各品種為0.116～0.249 mg/g FW，紅鷗最高，為0.249 mg/g FW；白珊瑚其次，為0.229 mg/g FW；白名古屋最低，為0.116 mg/g FW；紅鷗著高于其余品種，白名古屋顯著低于其余品種，其余品種間差異顯著。

表2 不同品種羽衣甘藍(lán)觀賞期6種主要花青苷色素的含量

3 討論

花青苷是花果呈現(xiàn)顏色的花色素之一，在自然界廣泛存在于植物中，目前已發(fā)現(xiàn)常見的花青苷色素有飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛色素、天竺葵色素、芍藥色素和錦葵色素6種。ARBOME等[10-11]研究表明，天竺葵色素呈現(xiàn)橙紅色，矢車菊色素呈現(xiàn)紫紅色，飛燕草色素、矮牽牛色素和錦葵色素呈現(xiàn)藍(lán)紫色。WU等[12]研究發(fā)現(xiàn)，紅洋蔥和紅豆的主要花青苷苷元為矢車菊。研究結(jié)果表明，羽衣甘藍(lán)、白珊瑚和白名古屋等7個羽衣甘藍(lán)品種觀賞期葉片的飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛色素、天竺葵色素、芍藥色素和錦葵色素分別為0.189～0.639 mg/g FW、0.127～0.183 mg/g FW、0.147～2.302 mg/g FW、0.123～0.269 mg/g FW、0.151～0.326 mg/g FW和0.116～0.249 mg/g FW，分別以紅鷗、白珊瑚、紅鷗、白名古屋、紅名古屋和紅鷗最高，羽衣甘藍(lán)、紅名古屋、羽衣甘藍(lán)、紅名古屋、粉羽一號和白名古屋最低。表明，7個羽衣甘藍(lán)品種觀賞期葉片的呈色不一，推測與其所含呈色色素成分含量有關(guān)。

花青苷的基元是花色素，其基本結(jié)構(gòu)為3,5,7-三羥基-2-苯基苯并吡喃，而花青苷的顏色主要取決于苯環(huán)上的R1和R2取代基團(tuán)。甲基取代時變?yōu)榧t色，與黃酮醇或黃酮結(jié)合產(chǎn)生藍(lán)色，不同花青苷彼此相連則產(chǎn)生深紅色或藍(lán)色。此外，細(xì)胞液泡pH也會影響顏色的變化，在酸性溶液中多數(shù)花青苷呈紅色，pH上升則呈紫紅色或藍(lán)色，從而致使葉片和花的顏色變化[13]。按照顏色劃分，羽衣甘藍(lán)可分為黃白色和紫紅色2個觀賞種類。王雅瓊[14]研究發(fā)現(xiàn)，羽衣甘藍(lán)與多數(shù)紫甘藍(lán)中的花青苷種類相似，只有矢車菊色素1種花青苷苷元，其他所有花青苷均是矢車菊色素與不同糖或被有機(jī)酸?；奶菤埢苌锝Y(jié)合形成。劉玉芹等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在紫甘藍(lán)和羽衣甘藍(lán)中含有錦葵-3-(p-香豆?；?-蕓香苷。LIN等[16]研究發(fā)現(xiàn)，紫甘藍(lán)中的花青苷色素種類有錦葵花色素-3-葡萄糖苷、錦葵花色素-5-葡萄糖苷和錦葵花色素-3,5-葡萄糖苷。

4 結(jié)論

7個羽衣甘藍(lán)品種觀賞期葉片的飛燕草色素、矢車菊色素、矮牽牛色素、天竺葵色素、芍藥色素和錦葵色素分別以紅鷗、白珊瑚、紅鷗、白名古屋、紅名古屋和紅鷗最高，羽衣甘藍(lán)、紅名古屋、羽衣甘藍(lán)、紅名古屋、粉羽一號和白名古屋最低。