彩色马铃薯新品系花青素组分和含量的液质联用分析

姜超，于肖夏，于卓*，高喆，张明飞，杨东升，石悦

(1.内蒙古农业大学农学院，内蒙古 呼和浩特 010000；2.内蒙古大学生命科学学院，内蒙古 呼和浩特 010000)

彩色马铃薯新品系花青素组分和含量的液质联用分析

姜超1，于肖夏1，于卓1*，高喆2，张明飞1，杨东升1，石悦1

(1.内蒙古农业大学农学院，内蒙古 呼和浩特 010000；2.内蒙古大学生命科学学院，内蒙古 呼和浩特 010000)

为明确彩色马铃薯新品系蒙彩-01和蒙彩-02的块茎花青素组分和含量的差异，对其新品种育成及花青素开发应用提供依据，以彩色马铃薯品种红美作对照，利用高效液相色谱与质谱联用技术，进行了块茎花青素组分的定性和定量分析。结果表明：1) 对照品种红美的块茎花青素总含量为169.88 mg/100 g FW，共含4种花青素组分，即天竺葵素-3-芸香糖苷、矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷、天竺葵素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷，其中天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷含量较高，分别占总花青素含量的48.95%和39.97%。2) 新品系蒙彩-01的块茎花青素总含量为1051.65 mg/100 g FW，共含4种花青素组分，即矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖苷、矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和锦葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷。其中，矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷占总含量的79.14%，为主要组分。3) 新品系蒙彩-02的块茎花青素总含量为159.41 mg/100 g FW，共含5种花青素组分，分别为矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖苷、矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基--5-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷、芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和芍药素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷，其中矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷含量最高(54.08%)，芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷次之(24.06%)。综上，2个彩色马铃薯新品系块茎花青素组分和含量与对照品种红美有明显差别。

彩色马铃薯；新品系；花青素；组分；含量；液质联用分析

花青素是一类天然水溶性色素，是目前世界上发现的最强效的自由基清除剂，具有很好的抗氧化功能和药用价值。目前已知的花青素有20多种，常见的有6种：天竺葵色素、矢车菊色素、芍药色素、飞燕草色素、矮牵牛色素和锦葵色素[1]。自然状态下游离的花青素很少见，其多与糖基结合形成花色苷，广泛存在于植物器官的细胞液中，使植物呈现缤纷色彩[2]。前人研究发现，天竺葵素表现为砖红色，矢车菊素及芍药素则表现为紫红色，而飞燕草素、矮牵牛素和锦葵色素则呈现蓝紫色系[3]。

彩色马铃薯(Solanumtuberosum)中含有丰富的花青素，因其适应性强、生产成本低、栽培范围广、生育期短等特点，近年来成为重要的天然色素和抗氧化剂来源之一[4]。关于彩色马铃薯花青素组分国外已有一些研究报道，但国内研究甚少。不同颜色彩色马铃薯块茎花青素组分有一定差异，相同颜色不同基因型的彩色马铃薯块茎花青素组分也有差异。Rodriguez-Saona等[6]在红色马铃薯中发现了5种以天竺葵素为苷元的花青素。Lewis等[7]发现红色马铃薯含有大量的天竺葵色素和少量的芍药色素，而紫色马铃薯中则主要含有矮牵牛素和锦葵色素。Fossen[8]在紫色马铃薯中发现了3种矮牵牛素花青素和1种芍药素花青素。杨智勇等[9]在紫色马铃薯“黑金刚”检测出4种矮牵牛素花青素、2种芍药色素衍生物和1种飞燕草素衍生物。彩色马铃薯的抗氧化活性强弱与花青素的含量高低呈正相关，约为普通马铃薯的3～5倍。

液质联用技术(HPLC-MS)是20世纪90年代发展起来的一门综合性分析技术，HPLC的高分离效能与MS的高灵敏度、高选择性使之成为化合物未知组分研究中强有力的工具。大气压化学电离(Atmospheric Pressure Chemical Ionisation，API)、电喷雾电离(Electrospray Ionisation，ESI)、基质辅助激光解吸电离(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization，MALDI)、热喷雾电离(Thermal Spray，TSP)和快速原子轰击电离(Fast Atom Bombardment，FAB)等离子化方式以及各种多级质谱技术的出现，使该项技术日益成熟[10]。高效液相色谱串联质谱技术具有灵敏度高、快速检出的特点，克服了HPLC法缺少标准品的缺陷，显著提高了花青素组分鉴定的准确性，是花青素定性和定量分析的先进手段。

本试验用液质联用技术，以彩色马铃薯品种红美(Hongmei)为对照，对课题组育成的2个彩色马铃薯新品系蒙彩-01(Mengcai-01)和蒙彩-02(Mengcai-02)的块茎花青素组分及其含量进行了分析，旨在明确不同材料花青素组分和含量的差异，为彩色马铃薯新品种选育及其花青素的开发应用提供依据。

1 材料与方法

图1 供试材料块茎薯皮薯肉特征Fig.1 Tuber shin and flesh characteristic of tested materialsA: 蒙彩-01 Mengcai-01; B: 蒙彩-02 Mengcai-02; C: 红美Hongmei.

供试材料为课题组从“MIN-021×黑美人”杂交组合中选育出的彩色马铃薯优异新品系蒙彩-01(Mengcai-01)和从“红彩×黑美人”杂交组合中选育出的优异新品系蒙彩-02(Mengcai-02)，对照材料为彩色马铃薯品种红美(Hongmei)。蒙彩-01块茎为紫皮、黑紫肉，蒙彩-02块茎为灰紫皮、紫色薯肉，由内蒙古农业大学农学院马铃薯育种研究中心提供；品种红美块茎薯皮薯肉均为红色，由内蒙古马铃薯繁育中心李文刚研究员提供(图1)。各材料种植于呼和浩特市赛罕区内蒙古农业大学农场，土壤为沙壤土，肥力中等，有灌溉条件，在各材料块茎成熟后，分析花青素组分和含量。试验于2016年5月至10月在田间和室内进行。

1.2方法

1.2.1彩色马铃薯花青素的提取 将供试马铃薯材料的块茎用清水洗净、晾干，切成小块，在研钵内捣碎、研磨均匀。每种材料各取8 g放入用锡箔纸包裹避光的锥形瓶中作为提取物，加15 mL提取液(98 mL甲醇+2 mL甲酸)，常温下100 W超声波处理30 min，5000 r/min离心5 min，吸取上清液，重复3次，合并3次离心后的上清液，用滤纸过滤除去蛋白质、不溶物，以及多糖，再经0.22 μm微孔滤膜过滤，置4 ℃冰箱中备用。

1.2.2花青素组分的定性分析 用WATERS ACQUITY UPLC I-CLASS/SYNAPT G2-SI液质联用仪对块茎花青素组分进行分析。质谱条件：正离子模式全扫描和自动二级离子扫描；扫描范围(m/z)100～900 u；以氮气作为干燥气和喷雾气，干燥气温度350 ℃，氮气流速11.0 L/min，雾化气压35 psi；离子化方式为ESI+；所用的电离电压为+4000 V，毛细管出口电压106.0 V，八级射频电压振幅171 Vpp，skim电压40.0 V。

1.2.3花青素组分的含量分析 采用Waters1525高效液相色谱仪(泵Waters1525、检测器Waters 2998、自动进样器2707)进行块茎花青素组分的定量分析。色谱条件：色谱分析柱为TSK gel ODS-80 Ts QA(150.0 mm×4.9 mm，7 μm，Tosoh，Japan)，保护柱C18柱(10.0 mm×4.9 mm，7 μm，Kromasil，Sweden)；流动相A为10%含0.1%三氯乙酸的甲酸-水溶液，流动相B为15%甲醇-乙腈溶液，梯度洗脱条件见表1；流速1 mL/min，柱温30 ℃，检测波长525 nm，进样体积20 μL。

表1 梯度洗脱条件Table 1 The gradient elution program

1.2.4花青素组分定量分析的标准曲线绘制 标准品为矢车菊素-3-葡萄糖苷(Cyanidin-3-glucoside，Cy3G)。以质量浓度为横坐标，测得峰面积为纵坐标，进行线性回归，建立的标准曲线方程为：Y=92973X-20288，r=0.9995。其中，Y为色谱峰面积，X为矢车菊-3-葡萄糖苷的质量浓度，r为相关系数(>0.999)，即花青素质量浓度与峰面积的线性关系紧密。将供试样品中测得花青素成分峰面积代入标准曲线方程，计算各材料块茎花青素总含量及各组分含量，花青素含量用mg/100 g FW表示。试验重复3次。

施工前，提前1 h配制10 m3暂堵胶塞液体;施工时，先向油管内注入16 m3清水，适当平衡地层压力，然后注入5 m3暂堵胶塞液体，并用5 m3清水将暂堵胶塞顶替至目的位，关井等待成胶;4 h后油压由59 MPa降至29 MPa，暂堵压井成功。后续采用不丢手带压更换主控阀技术完成了异径法兰和阀门更换后，向油管注入12 m3解堵液;解堵液与顶替液存在浓度差，使得解堵液逐渐与胶塞接触，破胶、解堵，4 h后油压逐渐恢复，气井恢复产能，暂堵压井获得成功。

1.3统计分析

用统计软件Excel和SPSS进行分析。

2 结果与分析

2.1彩色马铃薯块茎花青素组分定性分析

图2 供试马铃薯材料块茎花青素HPLC色谱图(525 nm)Fig.2 The HPLC extracted chromatogram at 525 nm of tested colored potato tuber A:红美 Hongmei; B:蒙彩-01 Mengcai-01; C:蒙彩-02 Mengcai-02.

表2 彩色马铃薯块茎花青素质谱参数及推断结构Table 2 Mass spectrum data and tentative structures of anthocyanin detected in colored potato tuber

利用HPLC-MS方法对供试材料块茎花青素组分鉴定结果见图2和表2。3个彩色马铃薯材料共分离出10个有效峰，按保留时间顺序命名为P1～P10，分别代表10个组分。对照品种红美含P1、P3、P4和P10共4个组分；新品系蒙彩-01含P2、P5、P6和P8共4个组分，蒙彩-02含组分P2、P5、P6、P7和P9共5个组分。其中，组分P2、P5、P6为2个新品系的共有组分。

对色谱图中的有效峰进行质谱分析得到含有不同质荷比的准分子离子峰及二级碎片离子，根据正离子模式下色谱峰的一级质谱的分子离子和二级质谱离子碎片，获得化合物的准确分子量信息，分析每个谱峰，确定其分子量，并与文献报道的组分相比较，推测出色谱峰的花青素组分。

组分P1：准分子离子峰的质荷比为[M]+=m/z579，子离子碎片质荷比为MS/MS=m/z271，与天竺葵素苷元相符，中性丢失质量308 Da，308为芸香糖苷受到攻击裂解成葡萄糖基(162)和鼠李糖基(146)而形成的中性碎片，据此推测组分P1的为天竺葵素-3-芸香糖苷[11]。

组分P2：准分子离子峰的质荷比为[M]+=m/z771，子离子碎片质荷比为MS/MS=m/z317，为矮牵牛素衍生物，中性丢失质量454 Da，结合参考文献分析[12]，454基团由1分子脱水香豆酸(146)和1分子脱水芸香糖(308)组成，因二糖基团被酰基化，质谱条件下容易从苷元上完整脱落，获得单一的产物离子碎片，据此推测组分P2为矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖苷。

组分P3：准分子离子峰为[M]+=m/z595，二级碎片离子为m/z449和m/z287。m/z287对应矢车菊素苷元，而m/z449对应于矢车菊素单己糖苷(m/z=449=287+162，162是己糖参与糖苷化脱去1分子水后的质荷比)，常见的己糖包括葡萄糖和半乳糖，结合相关参考文献分析[6]，彩色马铃薯的花色苷成分中，己糖基团通常为葡萄糖，碎片离子m/z449来源于花色苷分子丢失质量146 Da所得(m/z=449=595-146)，146可能是五碳糖或是香豆酸的中性碎片，由于马铃薯花色苷至今未发现含有五碳糖基，而马铃薯花色苷常酰化香豆酸，由此判断失去的146是1分子脱水香豆酸，因此推测组分P3为矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷[14]。

组分P4：准分子离子峰[M]+=m/z917，二级碎片离子为m/z755、m/z433和m/z271，天竺葵素被1分子脱水葡萄糖取代得碎片离子m/z433(m/z=433=271+162)，而m/z755则源于花色苷分子失去1分子脱水葡萄糖(m/z=755=917-162)，且为天竺葵素经质荷比484的基团取代所得(m/z=755=271+484)，结合参考文献分析[15]，m/z484由1分子脱水芸香糖基(308)和1分子脱水阿魏酸(176)作为酰化基团，故推测组分P4为天竺葵素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷。

组分P5：准分子离子峰[M]+=m/z933，二级碎片离子为m/z771、m/z479和m/z317(图3)。碎片离子m/z479对应矮牵牛素单葡萄糖苷(m/z=479=317+162)，而m/z771则对应于花色苷分子失去1分子脱水葡萄糖(m/z=771=933-162)，也是矮牵牛素被m/z454基团取代所得(m/z=771=317+454)，与组分P2类似，m/z454基团由1个香豆酸(146)和1个芸香糖基(308)组成，因此推断组分P5为矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷[16]。

组分P6：[M]+=m/z963，二级碎片离子为m/z801、m/z479和m/z317，为矮牵牛素苷元，质谱碎裂方式与组分P4相似，推测为矮牵牛素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷[18]。

组分P7：准分子离子峰[M]+=m/z933，二级碎片离子为m/z771、m/z463和m/z301。m/z463为芍药素单葡萄糖苷(m/z=463=301+162)，m/z771为花色苷分子失去1分子脱水葡萄糖m/z=771=933-162)，且为芍药素被m/z470基团取代所得(m/z=771=301+470)，m/z470基团由1个咖啡酸(162)和1个芸香糖基(308)组成，故推测该组分为芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷[19]。

组分P8～P10：组分P8质谱数据为m/z947/785/493/331(图3)，为锦葵素衍生物；组分P9的质谱数据为m/z917/755/463和/301，为芍药素苷元；组分P10的质谱数据为m/z887/725/433/271(图3)，为天竺葵素苷元。这3个组分质谱碎裂形式均与组分P5相似，据此分别指认为锦葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷[20]、芍药素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷[15]。

2.2彩色马铃薯块茎花青素组分定量分析

依据花青素组分定量分析的标准曲线，对供试彩色马铃薯块茎的花青素组分含量进行计算，结果如表3所示。新品系蒙彩-01的总花青素含量高达1051.65 mg/100 g FW，新品系蒙彩-02总花青素含量为159.41 mg/100 g FW，对照品种红美的总花青素含量为169.88 mg/100 g FW，蒙彩-01、蒙彩-02与对照品种红美间差异极显著(P<0.01)。

新品系蒙彩-01和蒙彩-02共有的3种组分为矮牵牛素衍生物，其相对含量最高的组分均为矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷(P5)，分别占其总花青素含量的79.14%(832.26 mg/100 g FW)和54.08%(86.21 mg/100 g FW)。此外，蒙彩-01含有1种锦葵素衍生物，即锦葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷(P8)，含量为142.53 mg/100 g FW，占总含量的13.55%；蒙彩-02中含有2种芍药素衍生物，即芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷(P7)和芍药素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷(P9)，其中芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷的含量为38.35 mg/100 g FW，占24.06%。

图3 部分彩色马铃薯花色苷结构及ESI正离子质谱图Fig.3 Structures and MS spectra of anthocyanin extracted from the colored potato P5: 组分5 Component 5; P8:组分8 Component 8; P10:组分10 Component 10.

对照品种红美含有3种天竺葵素衍生物和1种矢车菊素衍生物。这4个花青素组分中，天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷(P10)的含量最高,为83.16 mg/100 g FW，占花青素总量的48.95%；矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷(P3)次之，为67.91 mg/100 g FW，占39.97%。

3 讨论

相关研究表明，颜色不同的彩色马铃薯块茎花青素组分有一定差异，薯肉颜色呈红色的马铃薯富含酰基化天竺葵素类和芍药素类花青苷，而紫色马铃薯则含有酰基化的牵牛花素、飞燕草素、锦葵素、芍药素的混合组分[21]。

表3 供试彩色马铃薯块茎花青素组分含量Table 3 The anthocyanin content of tested colored potato tuber

注：不同小写字母表示P<0.05水平差异显著，不同大写字母表示P<0.01水平差异极显著。

Note： The different lowercase letters show significant difference atP<0.05, and the different capital letters show significant difference atP<0.01.

本试验以本课题组育成的黑紫色和浅紫色薯肉的马铃薯品系蒙彩-01和蒙彩-02为材料，并以红色薯肉的马铃薯品种红美作对照，经液质联用分析发现，蒙彩-01和蒙彩-02均含有3种矮牵牛衍生物，其中矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷组分含量最高，分别占各自总花青素含量的79.14%和54.08%，该组分在蒙彩-01中的含量为蒙彩-02中的9.7倍，这可能是二者块茎薯肉分别呈现深黑紫色和浅紫色的原因所在。另外，新品系蒙彩-01还含有锦葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷(13.55%)，但未检测出飞燕草素和芍药素这2种花青素衍生物；蒙彩-02中仅含有2种芍药素衍生物，其占总花青素含量的29.83%，未发现有飞燕草素和锦葵素衍生物。这表明不同苷元的花青素组分也可能是导致2个紫色马铃薯品系薯肉颜色深浅不同的原因之一，此点有待深入研究。对照品种红美(红色薯肉)块茎花青素中检测出3种天竺葵素衍生物组分，占总花青素含量的60.03%，其中以天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷含量最高，占总含量的48.95%，表明它是决定块茎薯肉呈红色的主要色素组分之一，这与Lewis等[14]和胡艳梅等[27]的研究结果基本一致；此外，品种红美块茎花青素中还检测出含量较高的矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷，其占总花青素含量的39.97%，表明该组分也是决定块茎薯肉呈红色的重要组分。

自然界花青素的稳定性与花色苷组成有关，一般认为所含花色苷种类越多,稳定性越强，而酰基化形式的花色苷往往比单纯糖基取代方式占优势[28]。本研究中，3个彩色马铃薯材料所含的花色苷种类主要为酰化双糖基取代的形式，结构相对稳定。与蓝莓、紫色甘蓝和葡萄等天然色素资源相比较[29]，彩色马铃薯种植较为简单，且产量高，可作为天然色素的重要来源之一，尤其是新品系蒙彩-01，其总花青素含量高达1051.65 mg/100 g FW，具重要应用前景。

4 结论

1)彩色马铃薯新品系蒙彩-01和蒙彩-02均含有矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖苷、矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和矮牵牛素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷，其中矮牵牛素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷为主要组分；此外，蒙彩-01特有锦葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷组分，蒙彩-02中特有芍药素-3-咖啡酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和芍药素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷2种组分。2)对照品种红美含有天竺葵素-3-芸香糖苷、天竺葵素-3-阿魏酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷、天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷3种组分，其中天竺葵素-3-香豆酰-芸香糖基-5-葡萄糖苷和矢车菊素-3-香豆酰-葡萄糖苷为主要组分。3)新品系蒙彩-01块茎花青素总含量高达1051.65 mg/100 g FW，蒙彩-02和对照品种红美分别为159.41和169.88 mg/100 g FW，3个材料间差异极显著。

References：

[1] Jiang C, Yu X X, Yu Z,etal. Nutritional quality, cytology and SSR analysis of new colored potato hybrid lines. Journal of Northeast Normal University: Natural Science Edition, 2016, 48(3): 126-134.

姜超, 于肖夏, 于卓, 等. 彩色马铃薯营养品质及染色体构型和SSR分析. 东北师范大学学报：自然科学版, 2016, 48(3): 126-134.

[2] Fang F. Anti-Prostate Cancer Effect of Anthocvanin Extracts from Purple Potato (SolanumtuberosumL.)inVitro[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2014.

方芳. 紫色马铃薯花色苷提取物体外抗前列腺癌[D]. 杭州: 浙江大学, 2014.

[3] Kong J M, Chia L S, Goh N K,etal. Analysis and biological activities of anthocyanins. Phytochemistry, 2003, 64(5): 923-933.

[4] Yin L Q, Peng Y Q, Zhong C,etal. Determination of anthocyanins composition of different pigmengted potato (SolanumtuberosumL). Journal of Food Science, 2015, 36(18): 143-147.

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. 食品科学, 2015, 36(18): 143-147.

[5] Cui K S, Yu X X, Yu Z,etal. QTL location of anthocyanin content and yield in teraploid pigment potato. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(5): 116-124.

崔阔澍, 于肖夏, 于卓, 等. 四倍体彩色马铃薯花青素含量及产量性状的QTL定位. 草业学报, 2016, 25(5): 116-124.

[6] Rodriguez S L E, Giusti M M, Wrolstad R E. Anthocyanin pigment composition of red-fleshed potatoes. Journal of Food Science， 1998, 63(3): 458-465.

[7] Lewis C E, Walker J R L, Lancaster J E,etal. Changes in anthocyanins, flavonoids and phenolic acids in concentrations during development and storage of coloured potato (SolanumtuberosumL). Journal of the Science of Food and Agriculture, 1998, 79(2): 311-316.

[8] Fossen T. Anthocyanins from a norwegian potato cultivar. Food Chemistry, 2003, 81(2): 433-437.

[9] Yang Z Y, Li X S, Ma J Y,etal. Anthocyanin pomposition and content in “Heijingang” purple potato. Food Science, 2013, 34(14): 271-275.

杨智勇, 李新生, 马娇燕, 等. 紫色马铃薯“黑金刚”中花青苷组分和含量分析. 食品科学, 2013, 34(14): 271-275.

[10] Xu L L, An R, Wang X H. Application of liquid chromatography-mass spectrometry in traditional Chinese Medicine analysis. Chinese Traditional Patent Medicine, 2006, 28(2): 239-246.

许玲玲, 安睿, 王新宏. 液质联用技术在中药分析中的应用. 中成药, 2006, 28(2): 239-246.

[11] Zhang C, Ma Y, Zhao X Y,etal. Determination of anthocyanins for purple potato by HPLC-MS. Science and Technology of Food Industry, 2011, 32(7): 417-422.

张超, 马越, 赵晓燕, 等. 高效液相色谱-质谱法测定紫色马铃薯花色苷组成. 食品工业科技, 2011, 32(7): 417-422.

[12] Ishikura N. Anthocyanins in the flowers of Japanese garden iris belonging to ‘Higo’ line. Kumamoto Journal of Science Biology, 1978, 14(1): 9-15.

[13] Andersen M. Structure of petanin, an acylated anthocyanin isolated fromSolanumtuberosum, using homo-and hetero-nuclear two-dimensional nuclear magnetic tesonance techniques. Phytochemical Analsis, 1991, 2(5): 230-236.

[14] Lewis C E, Walker J R L, Lancaster J E,etal. Determination of anthocyanins, flavonoids and phenolic acids in potatoes Ⅰ: coloured cultivars ofSolanumtuberosumL. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1998, 77(1): 45-57.

[15] Naito K, Umemura Y, Mori M,etal. Acylated pelargonidin glycosides from a red potato. Phytochemisry, 1998, 47(1): 109-112.

[16] Harborne J B. Plantp olyphenols—XI: the structure of acylated anthocyanins. Phytochemistry, 1964, 3(2): 151-160.

[17] Nerdal W, Andersen M. Intermolecular aromatic acidassociation of an anthocyanin (petanin) evidenced by two-dimensional nuclear overhauser enhancement nuclear magnetic resonance experiments and distance geometry calculations. Phytochemical Analsis, 1992, 3(4): 182-189.

[18] Fossen T, Andersen M. Anthocyanins from tubers and shoots of the purple potato,Solanumtuberosum. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 2000, 75(3): 360-363.

[19] Fossen T, Ovstedal D O, Slimestad R,etal. Anthocyanins from a norwegian potato cultivar. Food Chemistry, 2003, 81(3): 433-437.

[20] Slimestad R, Aaberg A, Andersen M. Acylated anthocyanins from petunia flowers. Phytochemistry, 1999, 50(6): 1081-1086.

[21] Cristina A, Saavedra G, Pascual-teresas S D,etal. Identification of anthocyanins of pinta boca (Solanumstenotomum) tubers. Food Chemistry, 2004, 86(3): 441-448.

[22] Simirogiotis M J, Theoduloz C, Caligarri P D S,etal. Comparison of phenolic composition and antioxidant properties of two native chilean and one domestic strawberry genotypes. Food Chemistry, 2009, 113(2): 377-385.

[23] Hong V, Wrolsta D R E. Use of HPLC separation photodiodearray detection for characterization of anthocyanins. Food Chemistry, 1990, 38(3): 708-715.

[24] Reyes L F, Miller J C, Cisneros-zevallos L. Environmental condition influence the content and yield of anthocyanins and total phenolics in purple and red-flesh potatoes during tuber development. American Journal of Potato Research, 2004, 81(3): 187-193.

[25] Reyes L F, Miller J C, Cisneros-zevallos L. Antioxidant capacity, anthocyanins and total phenolics in purple and red-fleshed potato (SolanumtuberosumL.) genotypes. American Journal of Potato Research, 2005, 82(4): 271-278.

[26] Harborne J B. Plant polyphenols anthocyanin production in the cultivated potato. Biochemical Journal, 1960, 74(2): 262-269.

[27] Hu H M, Meng R R, Li Z,etal. Determination and analysis of total anthocyanin in colorful potatoes. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2013, 26(37): 950-956.

胡艳梅, 孟然然, 李周, 等. 彩色马铃薯块茎花色素苷分析测定. 西南农业学报, 2013, 26(37): 950-956.

[28] Luo X, Yang X, Su Y,etal. HPLC-MS determination of anthocyanins in pigmented tuber of potatoes. Seed, 2013, 32(7): 30-34.

罗弦, 杨雄, 苏跃, 等. 彩色马铃薯品种块茎花色苷HPLC-MS分析. 种子, 2013, 32(7): 30-34.

[29] Li M. Study on Component Analysis, Stability and Oxidation Resistance of Different Anthocyanins[D]. Nanjing: Nanjing University of Finance and Economics, 2013.

李敏. 不同花青素提取物的组成、稳定性及抗氧化性比较的研究[D]. 南京: 南京财经大学, 2013.

HPLC-MSanalysisofanthocyanincomponentsandcontentinnewstrainsofcoloredpotato

JIANG Chao1, YU Xiao-Xia1, YU Zhuo1*, GAO Zhe2, ZHANG Ming-Fei1, YANG Dong-Sheng1, SHI Yue1

1.AgronomyCollege,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Huhhot010000,China; 2.LifeScienceCollege,InnerMongoliaUniversity,Huhhot010000,China

To identify differences in anthocyanin composition and content in new varieties Mengcai-01 and Mengcai-02, and a control Hongmei and provide a foundation for colored potato breeding and the development and application of potato anthocyanin, qualitative and quantitative analysis of anthocyanin in each variety using high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS). The control variety Hongmei had a total anthocyanin content of 169.88 mg/100 g FW, and contained four anthocyanin components; pelargonidin-3-rutinoside, cyanidin-3-coumaryl-glucoside, pelargonidin-3-(4'''-feruloylrutinoside)-5-glucoside and pelargonidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside)-5-glucoside, of which pelargonidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside)-5-glucoside and cyanidin-3-coumary-glucoside were the main components, accounting for 48.95% and 39.97% of the total anthocyanin content, respectively. The new variety, Mengcai-01, had a total anthocyanin content of 1051.65 mg/100 g FW, and contained four anthocyanin components; petunidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside), petunidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside)-5-glucoside, petunidin-3-(4'''-feruloylrutinoside)-5-glucoside and malvidin-3-(4'''-p-coumar ylrutinoside-5-glucoside) of which petunidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside)-5-glucoside was the main component accounting for 79.14% of the total anthocyanin content. Mengcai-02 had a total anthocyanin content of 159.41 mg/100 g FW and contained five anthocyanin components; petunidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside), petunidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside)-5-glucoside, petunidin-3-(4'''-feruloylrutinoside)-5-glucoside, peonidin-3-(4'''-p-caffeylrutinoside)-5-glucoside and peonidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside)-5-glucoside, of which petunidin-3-(4'''-p-coumarylrutinoside)-5-glucoside was the most important followed by peonidin-3-(4'''-p-caffeylrutinoside)-5-glucoside was the second, accounting for 54.08% and 24.06% of the total anthocyanin content, respectively. In conclusion, there were clear differences of anthocyanin components between the two new colored potato strains and the control variety Hongmei.

colored potato; new strains; anthocyanin; composition; content; high liquid chromatography-tandem mass spectrometry analysis

10.11686/cyxb2017051http//cyxb.lzu.edu.cn

姜超, 于肖夏, 于卓, 高喆, 张明飞, 杨东升, 石悦. 彩色马铃薯新品系花青素组分和含量的液质联用分析. 草业学报, 2017, 26(10): 99-107.

JIANG Chao, YU Xiao-Xia, YU Zhuo, GAO Zhe, ZHANG Ming-Fei, YANG Dong-Sheng, SHI Yue. HPLC-MS analysis of anthocyanin components and content in new strains of colored potato. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(10): 99-107.

2017-02-17；改回日期：2017-05-22

内蒙古科技计划重点项目(2016ZD)，内蒙古自然科学基金博士基金(2014BS0324)和内蒙古自然科学基金重大项目(2013ZD03)资助。

姜超(1989-)，女，辽宁阜新人，在读博士。E-mail: jiangchao8905@sina.com

*通信作者Corresponding author. E-mail: yuzhuo58@sina.com