萝卜中莱菔子素含量及其在冷藏过程中的变化分析

姚玉庆+普布多吉+刘辰+徐文玲+刘贤娴+王淑芬

摘要：采用高效液相色谱法测定了43份萝卜材料肉质根中莱菔子素的含量，并分析了4份不同皮色和肉质色萝卜材料冷藏过程中莱菔子素含量和黑芥子酶活性的变化。结果表明：43份萝卜材料肉质根中均可检测到莱菔子素成分，其含量范围为43.26～468.27 μg/g，平均含量160.23 μg/g。冷藏4个月后，萝卜肉质根中黑芥子酶活性和莱菔子素含量均显著下降，与采收时相比，16Q1、16Q56、16Q62和16Q154中黑芥子酶活性分别下降了61.41%、68.96%、44.60%和81.39%，莱菔子素含量分别下降了26.74%、74.77%、50.04%和81.71%。通过本试验检测发现，莱菔子素含量较高的种质为红皮白肉类型，这为萝卜新品种选育及品种改良提供了依据和材料；明确了冷藏超过2个月后，萝卜肉质根中的莱菔子素含量和黑芥子酶活性大幅下降，今后需要发展新的贮藏技术以满足长期贮藏的要求。

关键词：萝卜；肉质根；莱菔子素；高效液相色谱；冷藏

中图分类号：S631.109文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）01-0029-05

Abstract Total 43 radish （Raphanus sativus L.） germplasms were used to detect the sulforaphene content in roots by high performance liquid chromatography， and 4 radish germplasms with different skin and fleshy colors were detected the variation of sulforaphene content and myrosinase activity during chilled storage. The results showed that sulforaphene could be detected in all the 43 radish roots， and the contents ranged from 43.26 μg/g to 468.27 μg/g with the mean of 160.23 μg/g.After 4 months of chilled storage， the myrosinase activity and sulforaphene content in radish roots reduced significantly， and those of 16Q1， 16Q56， 16Q62 and 16Q154 reduced by 61.41% and 26.74%， 68.96% and 74.77%， 44.60% and 50.04%， 81.39% and 81.71% respectively compared with the harvest value. This study discovered that the radish germplasms with red skin and white flesh had the higher sulforaphene content， which provided scientific bases and resources for breeding and development of new radish germplasms. And the sharp decrease of the myrosinase activity and sulforaphene content of radish roots was confirmed after 2 months of chilled storage， so new storage technologies needed to be developed to meet the demand of long-term storage.

Keywords Radish；Fleshy root；Sulforaphene；High performance liquid chromatography；Chilled storage

蘿卜（Raphanus sativus L.），又称莱菔，十字花科萝卜属异花授粉、一年或两年生草本植物，根类蔬菜，在我国已有2 700多年的栽培历史。萝卜根、茎叶、荚和芽苗都可食用，富含碳水化合物、VC、叶酸、抗氧化酶、蛋白质、纤维素等多种营养成分，对人体健康有非常重要的作用。

萝卜不仅同其他十字花科植物一样，含有多种硫代葡萄糖苷[1]，还富含其他十字花科蔬菜没有的萝卜苷（glucoraphenin，RAE）。RAE被黑芥子酶水解后可生成一种生物活性物质——莱菔子素（sulforaphene，SFE）。目前，十字花科蔬菜中，仅在萝卜中检测到此物质。莱菔子素是异硫氰酸酯的一种，在抑制细胞突变和抗氧化活性方面具有重要作用[2]。研究表明，莱菔子素对突变活性的抑制是莱菔硫烷的1.3～1.5倍[3]，在抑制肺癌A549细胞作用中反应最为敏感[4]。挖掘富含莱菔子素的萝卜种质资源，将为选育萝卜抗癌新品种及研究莱菔子素活性提供材料和依据。

目前，关于萝卜中硫代葡萄糖苷含量的研究较为深入。杨丽娟等（2010）[5]对萝卜叶和肉质根中的硫代葡萄糖苷组分和含量进行了检测，结果表明萝卜这两个器官中脂肪族硫苷组分相同，主要硫苷组分都是4-甲基硫代-3-丁烯基硫苷，并且都含有莱菔子素的前体物质RAE；同时指出RAE在肉质根中相对含量较少（0.16%～3.85%）。张丽等（2012）[6]也证实了萝卜幼苗中含有RAE。与硫代葡萄糖苷含量的研究相比，萝卜肉质根中莱菔子素含量的研究鲜有报道。endprint

低温冷藏能保持果蔬原有的色澤、风味和营养价值，是贮藏中减少果蔬营养损失的一种较好方法。目前已有多种果蔬的冷藏研究报告[7-16]，如魏永义等[12]研究发现白萝卜维生素C在低温冷藏方式中损失最为缓慢；杨国俊等[13]通过连续10 d的测定表明，冷藏处理能有效缓解胡萝卜中叶绿素和维生素C的流失速度；陈澍棠[14]的研究也表明低温可有效抑制西兰花的呼吸强度，减缓叶绿素的分解，初夏采收后，在0～2℃可保绿20天以上；张静等[15]发现低温冷藏（4℃）可以降低沾化冬枣的乙烯释放量，抑制其呼吸，减少贮藏物质消耗，减缓生命活动进程，利于延长贮藏保鲜期；王兰菊等[16]也证实低温贮藏可显著减少山药块茎营养物质及水分的损失，使产品保持较高的商品性。但有关冷藏条件下萝卜莱菔子素含量和芥子酶活性变化的研究还未见报道。

本试验采用高效液相色谱法（HPLC）测定了43份萝卜材料肉质根中莱菔子素含量，并分析了冷藏条件下4份萝卜材料肉质根中莱菔子素含量和黑芥子酶活性的变化规律，以期为萝卜品种改良及新品种选育提供材料和依据，并为开发萝卜肉质根长期贮藏技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以2016年种植于山东省农业科学院蔬菜花卉研究所试验田的43份萝卜材料为试材。采收期，每份萝卜材料选取6个单株的肉质根，取中间部位利用四分法取对角线部位，切成小丁混合取样，液氮快速冷冻后超低温保存；样品经冷冻干燥机真空冷冻干燥，研磨机粉碎成粉末，过60目筛，保存于超低温冰箱中备用。

收获期采收16Q1、16Q56、16Q62和16Q154 四份材料中大小一致、无机械损伤、成熟度一致的单株肉质根，洗净晾干，放入4℃冷藏仓库，每隔1个月取样一次，每份材料设置3个重复。

1.2 莱菔子素含量测定

称取萝卜粉末0.2 g，按固液比1∶20的比例加入pH 5.0的磷酸缓冲液混合均匀，20℃超声20 min，25℃酶解1 h，然后加入45 mL乙酸乙酯室温萃取30 min，经6 000 r/min离心3 min，取上清液；重复萃取2次后合并萃取液，旋转蒸发仪浓缩蒸干，最后用10 mL色谱甲醇定容，过0.22 μm有机滤膜，待HPLC定量分析。

HPLC测定条件：采用安捷伦HPLC-1200高效液相色谱仪，DAD检测器，C18柱（250 mm×4.6 mm，5.0 μm），柱温40℃，检测波长254 nm，自动进样量1.0 μg/mL，流动相A为水，流动相B为纯甲醇，流速1 mL/min，洗脱梯度见表1。

标准曲线制作：将10 mg莱菔子素标准品溶于10 mL色谱甲醇中，避光保存在冰箱中。将莱菔子素标准品溶液分别稀释成浓度为25、50、75、150、200、300 μg/g的标准品溶液，进行高效液相色谱分析，以测得的莱菔子素峰面积为横坐标（X），莱菔子素浓度（μg/g）为纵坐标（Y）进行线性回归。标准曲线方程为：

Y=0.077X-1.562，R2=0.996 。

1.3 黑芥子酶活性测定

黑芥子酶提取测定参考张蕾等[17]的方法。准确称取1.5 g样品粉末，加入10 mL预冷的10 mmol/L磷酸钾缓冲液（含1 mmol/L EDTA、3 mmol/L二硫苏糖醇、5%甘油，pH 7.2），4℃、1 200 r/min离心20 min，取上清液作为酶液备用。

黑芥子酶活性测定参照Eylen等[18]的方法，略有改进。取0.0667 mol/L磷酸钾缓冲液（pH 6.5）1.50 mL、1 mmol/L抗坏血酸溶液500 μL、25.18 mmol/L 黑芥子硫苷酸钾溶液50 μL和酶液20 μL，分别保温至37℃，混合平衡1 min。置于1 cm光路石英比色皿中，37℃反应30 min，测定227 nm处吸光度，按式（1）计算酶活力。

式中：N为反应时间内黑芥子酶降解黑芥子硫苷酸钾的量，μmol；t为反应时间，min；VE为酶液体积，mL；VEX为提取液体积，mL。

标准曲线制作：分别取25.18 mmol/L黑芥子硫苷酸钾标准品0、12.5、25.0、37.5、50.0、70.0 μL，用缓冲液定容至2.00 mL，测定其在227 nm处的吸光度，以浓度（mmol/L）为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，得到标准曲线方程为Y=0.9484X-0.0028，R2=0.9994 。

酶活力单位定义[16]：在pH 6.5、37℃条件下，1 min催化1 μmol黑芥子硫苷酸钾所需要的酶量为1个活力单位（U）。酶比活力（U/mg）定义为每毫克蛋白质中黑芥子酶的活力。

2 结果与分析

2.1 萝卜肉质根中莱菔子素含量分析

2.1.1 不同皮色和肉色萝卜材料肉质根中莱菔子素含量 从表2可以看出，43份萝卜材料肉质根中均检测到莱菔子素，其含量范围为43.26～468.27 μg/g，平均含量160.23 μg/g，其中红皮白肉材料16Q82中莱菔子素含量最高。综合来看，红皮白肉萝卜材料肉质根中莱菔子素平均含量最高，为374.99 μg/g；其次是绿皮红肉材料，为268.64 μg/g；白皮白肉萝卜肉质根中莱菔子素含量相对较低，平均含量108.30 μg/g；绿皮绿肉萝卜比白皮白肉萝卜肉质根中莱菔子素含量略高，平均含量为166.83 μg/g。

2.1.2 不同区段莱菔子素含量的萝卜种质分布频次 由图1可见，有16份萝卜材料的肉质根莱菔子素含量分布在>100～≤200 μg/g范围内，15份材料分布在>0～≤100 μg/g范围内，7份材料分布在>200～≤300 μg/g范围内，分布在>300～≤400 μg/g和400 μg/g以上的萝卜材料较少，分别为3份和2份。表明，大部分萝卜材料肉质根中的莱菔子素含量在0～200 μg/g之间，超过300 μg/g的较少。由此，可初步筛选出肉质根中高莱菔子素含量的萝卜种质，即：绿皮绿肉的16Q25和16Q53，红皮白肉的16Q62和16Q82，绿皮红肉的16Q56。endprint

2.2 冷藏条件下萝卜肉质根中黑芥子酶活性及莱菔子素含量的变化

2.2.1 冷藏对萝卜肉质根中黑芥子酶活性的影响 萝卜肉质根中的黑芥子酶活性影响着其莱菔子素含量的变化。由图2可见，4份萝卜材料在冷藏条件下的黑芥子酶活性变化趋势基本一致，即随着冷藏期的延长，先经过一段相对平稳的变化期后大幅降低。冷藏1个月，4份材料的黑芥子酶活性变化很小。冷藏超过1个月，16Q154的黑芥子酶活性快速下降，冷藏2个月与采收时相比下降了43.65%，之后降幅变缓。16Q56的黑芥子酶活性在冷藏1个月后也开始逐渐降低，2个月后大幅降低。16Q1和16Q62冷藏2个月内活性几乎无变化，但超过2个月后降幅加大。至冷藏4个月时，16Q62的黑芥子酶活性降幅最小，其余依次为16Q1、16Q56、16Q154，与采收时相比，分别下降了44.60%、61.41%、68.96%、81.39%。

2.2.2 冷藏条件下萝卜肉质根中莱菔子素含量的变化 冷藏1个月，16Q62、16Q56和16Q154肉质根中的莱菔子素含量均增加，其中16Q154的增幅最大，与采收时相比增加了100 μg/g；16Q1肉质根中的莱菔子素含量略有降低，但降幅很小。之后，16Q62和16Q154的莱菔子素含量快速下降，而16Q56和16Q1的含量持续上升，至冷藏2个月后下降。冷藏4个月后，4份萝卜材料肉质根中的莱菔子素含量由高到低依次为16Q62、16Q1、16Q56、16Q154，与采收时相比，分别下降了50.04%、26.74%、74.77%、81.71%，其中，16Q154含量明显低于其他萝卜材料。

3 讨论与结论

我国是萝卜发源地之一，在全国广泛种植，据《中国农业统计资料2006》显示，萝卜年栽培面积和总产量均位居我国各类栽培蔬菜的前三。萝卜口感脆嫩，甜辛适宜，广受人们喜爱。其含有的生物活性物质莱菔子素已被证实具有降低癌症患病的功能，这进一步提高了人们对萝卜营养价值和医学价值的认识。本试验对萝卜肉质根中莱菔子素含量及其在低温冷藏条件下的变化进行了分析，丰富了有关萝卜莱菔子素的研究理论。

许多研究表明，不同蔬菜、不同品种间硫代葡萄糖苷含量差异较大，这可能与基因型有较大关系。Mithen等[19]研究了19种十字花科芸薹属蔬菜中硫苷含量发现，抱子甘蓝最高，为34.9 μmol/g，花椰菜含量最低，仅为1.8 μmol/g，差异最高达18倍。何洪巨等[20]对芸薹属中白菜类、芥菜类和甘蓝类的硫代葡萄糖苷的组成和含量进行了评价，结果表明不同品种中硫苷的类型和含量不同。Vallejo等[21]研究表明，生长条件一致的12个青花菜品种之间硫苷含量存在明显差异，含量最高的品种I-9905为28.3 μmol/g，而含量最低的品种Pentathlon仅为3.0 μmol/g。谢祝捷等[22]研究表明，基因型对青花菜4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量的影响极显著。

本试验对43份不同皮色肉色萝卜材料肉质根的莱菔子素含量进行了分析，不同材料间的莱菔子素含量差异明显，最高含量约是最低含量的10.8倍，绿皮绿肉的16Q25和16Q53、红皮白肉的16Q62和16Q82、绿皮红肉的16Q56莱菔子素含量较高，超过300 μg/g。总体来看，红皮白肉类型的莱菔子素含量最高，其次是绿皮红肉萝卜、绿皮绿肉萝卜、白皮白肉萝卜。但就某一特定材料而言，其含量的分布并不是绝对的，例如有些绿皮绿肉材料的莱菔子素含量低于白皮白肉材料，这说明，萝卜肉质根中的莱菔子素含量可能也与基因型有较大关系。

此外，通过分析低温贮藏4个月过程中萝卜肉质根中莱菔子素含量和黑芥子酶活性的变化发现，黑芥子酶活性在贮藏过程中呈现逐步下降的趋势，16Q154、16Q56冷藏1个月后开始明显下降，而16Q62和16Q1冷藏2个月后才开始下降显著；莱菔子素含量总体来说表现为先上升后下降的变化规律，16Q62和16Q154冷藏1个月后开始明显降低，而16Q56和16Q1冷藏2个月才开始明显降低。综合上述分析，萝卜低温冷藏的最佳贮藏期为1～2个月，这远不能满足长期贮藏的要求，今后仍需开发新的采后处理和贮藏技术。

参 考 文 献：

[1] 李秋云，戴绍军，陈思学，等. 萝卜芥子油苷组分及含量的分析[J].园艺学报，2008，35（8）：1205-1208.

[2] Pocasap P， Weerapreeyakul N， Barusrux S. Cancer preventive effect of Thai rat-tailed radish （Raphanus sativus L. var. caudatus Alef） [J]. Journal of Functional Foods，2013，5（3）： 1372-1381.

[3] Shishu，Kaur I P. Inhibition of cooked food-induced mutagenesis by dietary constituents： comparison of two natural isothiocyanates [J]. Food Chemistry，2009，112（4）：977-981.

[4] 王楠，沈蓮清. 蔬菜种子中5种异硫代氰酸酯类化合物对人肺癌细胞抑制作用的研究[J].中国食品学报，2010，10（4）：67-72.

[5] 杨丽娟，周胜军，毛伟海，等. 萝卜叶片和肉质根硫代葡萄糖苷组分与含量分析[J]. 浙江农业学报，2010，22（3）：311-316.

[6] 张丽，何洪巨，赵学志，等.不同萝卜品种幼苗中硫代葡萄糖苷含量与组分分析[J]. 华北农学报，2012，27（4）：107-111.

[7] 张素文.玻璃态下冻结、冻藏及其后续解冻对西兰花品质的影响研究[D]. 无锡：江南大学，2011： 28-29.endprint

[8] 包海蓉，程裕东，俞骏. 冻藏温度对桑椹品质影响的研究[J]. 食品科学，2006，27（12）：130-133.

[9] 郭衍银，朱艳红，孙薇. 冬枣速冻冻藏条件的优化研究[J]. 制冷学报，2008，29（2）：54-59.

[10]刘亚武，李国旗，周薇，等. 不同贮藏方式对马铃薯种薯生理特性的影响[J]. 西北农业学报，2012，21（4）：65-70.

[11]古争艳. 不同贮藏方式对山药品质影响的研究[D]. 郑州：河南工业大学，2013： 28-29.

[12]魏永义，曾维丽，景利芳. 不同贮藏方式对白萝卜中维生素C含量的影响[J]. 北方园艺，2001（9）：142-143.

[13]杨国俊，李宁，李森，等. 不同贮藏条件对胡萝卜中叶绿素和VC含量的影响[J]. 食品科技，2015，40（3）：45-48.

[14]陈澍棠，钱仲贤. 茎椰菜贮运保鲜技术的初步研究[J]. 园艺学报，1982，9（1）：41-45.

[15]张静，鲁墨深. 鲁北（沾化）冬枣最适保鲜期的研究初报[J]. 落叶果树，2002，34（1）：34-35.

[16]王兰菊，李鹏鹤，屠琼芳. 不同贮藏方式对铁棍山药生理特性及品质的影响[J]. 浙江农业学报，2015，27（10）：1745-1751.

[17]張蕾，庞秋颖，王洋. 黑芥子酶提取及活性测定方法的改进[J]. 东北师范大学学报（自然科学版），2011，43（1）：118-121.

[18]Eylen V D，Indrawa T I，Hendrickx M，et al. Temperature and pressure stability of mustard seed （Sinaps abla L.） myrosinase [J]. Food Chem.，2006，97：263-271.

[19]Mithen R F，Dekker M，Verkerk R，et al. The nutritional significance， biosynthesis and biovailability of glucosinolates in human foods[J]. J. Sci. Food Agric.，2000，80（7）：967-984.

[20]何洪巨，陈杭. 芸薹属蔬菜中硫代葡萄糖苷鉴定与含量分析[J]. 中国农业科学，2002，35（2）：192-197.

[21]Vallejo F，Tomás Barberán F A，Garcia-Viguera C. Potential bioactive compounds in health promotion from broccoli cultivars grown in Spain[J].J.Sci.Food Agric.，2002，82（11）：1293-1297.

[22]谢祝捷，李媛，姚雪琴，等. 青花菜基因型和环境互作对花球 4–甲基亚磺酰丁基硫苷含量的影响[J]. 园艺学报，2010，37（4）： 625-630.endprint