謝 倩，陽曉婷，楊 薇，李佳楠

（江漢大學 生命科學學院生物技術(shù)系，湖北 武漢 430056）

植物體內(nèi)的色素使其呈現(xiàn)出絢麗繽紛的色彩，植物色素在植物中分布極為廣泛，花色苷是一種天然的水溶性色素，主要存在于植物的花、葉和果實中，屬于黃酮類的化合物［1?2］?；ㄉ帐且环N配糖體，其以花青素作為配基，以糖苷鍵的方式與各種不同的糖類結(jié)合［3］，屬于花青素的衍生物?；ㄇ嗨貥O不穩(wěn)定，因此在植物中的主要存在形式是配糖體形式的花色苷，花色苷不僅可以使植物呈現(xiàn)出紅色、紫色和藍色等鮮艷的色彩，而且花色苷還具有抗氧化［4］、抗炎癥［5］和抗突變抗腫瘤［6］等生理功能，因此近年來市場上花色苷類的保健品也備受大眾青睞。

辣椒和豇豆是日常烹飪中不可缺少的蔬菜，在人們的飲食中占據(jù)極大的比重，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對飲食的要求也不再僅僅是裹腹，而是開始進一步追求食物的營養(yǎng)和保健功能，而花色苷作為具有生物功能的天然植物色素開始受到人們的青睞。相關(guān)研究［7］表明，紫色植物的花色苷含量遠遠大于綠色植物的花色苷含量，因此培育深色蔬菜或有助于選育出富含大量花色苷的蔬菜品種。本文通過測定新品種紫色辣椒皮和紫色豇豆皮的花色苷含量，為今后選育出高花色苷含量的優(yōu)良品種提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紫辣椒、紫豇豆；氯化鉀、醋酸鈉、鹽酸、95%乙醇等均為國產(chǎn)分析純；實驗用水均為純水；pH計，恒溫水浴鍋，分析天平，離心機，全波長酶標儀。

1.2 方法

1.2.1 紫色蔬菜樣品的選取 2019 年6 月在湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術(shù)研究中心選取了3 株果實形態(tài)良好的紫辣椒株系，分別為紫辣椒11?2?1、江大紫辣椒1 號、江大紫辣椒2 號，見圖1，其中紫辣椒11?2?1 為親本，江大紫辣椒1 號與江大紫辣椒2 號為培育的子代新品種；同時選取了 10 株果實形態(tài)良好的紫豇豆株系，分別為 JD0152、JD0140、JD0115、JD0312、JD0567、JD0169、JD0821、JD0170、JD0827、JD0138，見圖 2；以上材料均采其成熟期的果實。

圖1 3 種新品種紫辣椒Fig.1 3 new varieties of purple pepper

圖2 10 種新品種紫豇豆Fig.2 10 new varieties of purple cowpea

1.2.2 紫色蔬菜花色苷的提取 取紫色辣椒和紫色豇豆的成熟果實，洗凈，小心刮去果肉，取皮備用；稱取2 g 紫色果實皮于研缽中，研磨，按1∶20 g/mL 料液比加入40 mL 0.1%HCl 酸化的70%乙醇，水浴鍋40 ℃浸提1 h，8 000 r/min 離心10 min，殘渣再另加提取溶劑，重復操作2 次，洗提殘渣至無色，合并 3 次上清液，得總花色苷提取液V（mL）［8］。

1.2.3 緩沖液的制備［9］pH 1.0 緩沖液的配制：稱取1.86 g KCl 于燒杯中，加入適量純水溶解稀釋，用 12 mol/L 鹽酸調(diào)整 pH 至（1.0 ± 0.05），轉(zhuǎn)移至 1 000 mL 容量瓶中，用純水定容至刻度，混勻儲存?zhèn)溆谩?/p>

pH 4.5 緩沖液的配制：稱取54.43 g 三水合醋酸鈉于燒杯中，加入適量純水溶解稀釋，用12 mol/L 鹽酸調(diào)整 pH 至（4.5 ± 0.05），轉(zhuǎn)移至 1 000 mL 容量瓶中，用純水定容至刻度，混勻儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.4 經(jīng)驗公式的選取 花色苷的分子結(jié)構(gòu)會隨pH 值的不同而發(fā)生變化，與此同時其吸光值也會隨之改變，而具有干擾作用的物質(zhì)不隨pH 值而變。當pH = 1.0 時，花色苷以紅色的2?苯基苯并吡喃陽離子（即氧鎓離子）的形式存在，當pH = 4.5 時，花色苷的存在形式轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色的查爾酮［10］；pH 1.0 和pH 4.5 之間有著最大的吸光度差值，能較準確地反映出花色苷的含量，因此果蔬提取物中花色苷的含量可以采用pH 示差法來進行測定，再根據(jù)Fuleki T 公式即可計算出花色苷含量（C），即

式中，ApH1.0、ApH4.5：pH 為 1.0 和 4.5 時最大吸收波長下的吸光值；484.82：矢車菊素?3?葡萄糖苷的分子量；24 825：矢車菊素?3?葡萄糖苷的摩爾吸光系數(shù)；DF：稀釋倍數(shù)；V：花色苷提取液體積（mL）；m：稱取的紫色蔬菜果皮質(zhì)量（g）。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫色蔬菜最大吸收波長的測定

取1 mL 的澄清總花色苷提取液用pH 1.0 的溶液稀釋DF倍，另取1 mL 提取液用pH 4.5 的溶劑稀釋DF倍，充分混勻，用移液槍精密量取13 組供試溶液，以每孔200 μL 的體積分別加于酶標板中，每種樣品各設3 個平行孔，使用酶標儀在300 ～800 nm 的波長范圍內(nèi)進行光譜掃描，掃描結(jié)果見圖3與圖4。結(jié)果顯示紫辣椒的最大吸收波長為533 nm，紫豇豆的最大吸收波長為517 nm。

圖3 紫辣椒花色苷最大吸收波長Fig.3 Maximum absorption wavelength of anthocyanin in purple peppers

圖4 紫豇豆花色苷最大吸收波長Fig.4 Maximum absorption wavelength of anthocyanin in purple cowpeas

2.2 紫色蔬菜平衡時間的測定

樣品提取液在緩沖液中的平衡狀態(tài)會因時間而發(fā)生變化，為了確定最佳平衡時間，在最大吸收波長下，將樣品用pH 1.0 和pH 4.5 的緩沖液稀釋，用酶標儀每隔10 min 檢測一次吸光值［11］，參照吸光值的變化趨勢，確定樣品提取液在緩沖液最佳的平衡時間，結(jié)果見表1 和表2。由表1和表2 可知，在緩沖液的pH 為1.0 時，隨著時間的延長花色苷的吸光值逐漸增加，在緩沖液的pH 為4.5 時，隨著時間的延長花色苷吸光值逐步減小，綜合花色苷在兩種緩沖體系中的平衡時間，確定紫辣椒花色苷的平衡時間為100 min，紫豇豆花色苷的平衡時間為80 min。

表1 紫辣椒花色苷吸光值Tab.1 Absorption value of anthocyanin in purple peppers

表2 紫豇豆花色苷吸光值Tab.2 Absorption value of anthocyanin in purple cowpeas

2.3 紫色蔬菜總花色苷含量的測定

取花色苷提取液，分別用pH 1.0 和pH 4.5 的緩沖液稀釋，待達到平衡時間后，在最大吸收波長下測定吸光值，根據(jù)Fuleki T 公式計算得到花色苷含量，見圖5。

圖5 紫色蔬菜花色苷含量Fig.5 The anthocyanin content of purple vegetables

由圖5 可知，紫辣椒中花色苷含量最高的是江大紫辣椒2 號，為25.936 3 mg/100g，含量最低是江大紫辣椒1 號，為11.094 9 mg/100g，3 種紫辣椒花色苷含量的平均值為19.011 5 mg/100g，紫辣椒11?2?1、江大紫辣椒2 號花色苷含量均超過平均值；在紫豇豆中，花色苷含量最高的是JD0567，為 131.203 6 mg/100g，含量最低的是 JD0827，為 44.787 7 mg/100g，10 種紫豇豆花色苷含量的平均值為 87.355 mg/100g，其中 JD0140、JD0567、JD00821、JD0138 的花色苷含量均超過平均值。

3 討論與小結(jié)

目前已知的花色苷有17 種，常見的有天竺葵色素（pelargonidin）、矢車菊色素（cyanidin）、飛燕草色素（delphinidin）以及甲基化的芍藥色素（peonidin）、牽牛花色素（petunidin）、錦葵色素（malvi?din）［12?13］等，由于花色苷會結(jié)合不同種類和數(shù)量的糖和有機酸，不同的植物含有的花色苷種類也不盡相同，在此實驗中，紫辣椒和紫豇豆花色苷的最大吸收波長和平衡時間不同，可能是這兩種蔬菜含有的花色苷種類不同所致。

辣椒和豇豆是人們餐桌上不可缺少的蔬菜，對居民的日常飲食有著巨大的影響力。目前，我國辣椒品種果皮顏色多為綠色和淡綠色，紫色辣椒尚未推廣種植，市場上偶見紫色豇豆品種，但人們?nèi)粘Ｊ秤玫亩酁榫G色豇豆；對普通綠色辣椒和綠色豇豆皮的花色苷進行提取測定，結(jié)果并沒有出現(xiàn)花色苷的最大吸收波長，而花色苷的特征最大吸收波長應在可見光區(qū)的500 ～540 nm 附近，由此可推測綠色蔬菜的花色苷含量極低或者基本不含花色苷；同時取紫色辣椒和紫色豇豆的果實（紫色果皮帶綠色果皮）進行測定發(fā)現(xiàn)同樣沒有出現(xiàn)花色苷的最大吸收波長，對提取液進行旋蒸濃縮后的測定結(jié)果顯示果實的花色苷含量約為果皮的1/3，目前培育的紫辣椒和紫豇豆都是紫色果皮和綠色果肉，而以上實驗顯示紫色蔬菜的花色苷含量明顯高于綠色的，因此后期的育種目標是培育出果肉和果皮都為紫色的高花色苷含量的辣椒和豇豆。紫豇豆果皮的花色苷含量均高于紫辣椒果皮的花色苷含量，由此可知，在日常膳食中，紫豇豆比紫辣椒更適合用來補充花色苷。花色苷具有抗氧化和增強人體免疫力等功效，人們從日常蔬菜中補充花色苷對身體大有裨益。本文通過測定湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術(shù)研究中心培育的新品種紫辣椒和紫豇豆皮的花色苷，為今后合理進行高花色苷品種的選育工作提供了理論依據(jù)和方向，也可促進紫色蔬菜的推廣種植。