不同品种萝卜芽苗菜生长过程中活性成分的变化研究

王宏达，庄莉，郭丽萍*

（1.青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛 266109；2.青岛特种食品研究院，山东青岛 266109）

十字花科芽苗菜含有丰富的维生素E、维生素C、酚类、花色苷、类胡萝卜素、膳食纤维、硫代葡萄糖苷（简称硫苷）等活性物质。植物细胞破碎时，硫苷在黑芥子酶的作用下生成硫氰酸酯、异硫氰酸酯、腈类等物质，其中异硫氰酸酯由于显著的抗癌功效而受到广泛关注[1]。西兰花芽苗菜、萝卜芽苗菜作为常见的十字花科植物日渐成为研究热点。因为西兰花、甘蓝、花椰菜等存在上皮硫特异蛋白（ESP），产生腈类物质较多，异硫氰酸酯产量下降[2]。萝卜芽苗菜中不存在ESP，形成的具有抗癌功效的异硫氰酸酯含量更高，因此萝卜芽苗菜被认为是比西兰花芽苗菜更具潜力的抗癌蔬菜[3]，在我国食用量较多。

目前，关于萝卜芽苗菜的研究，主要集中在不同条件对其营养成分和活性成分影响分析上。鲁燕舞等[4]试验发现蓝光和UV-B 能增加萝卜芽苗菜总酚含量，提高其营养品质。崔瑾等[5]研究表明UV-B 处理下，杨花萝卜芽苗菜中活性物质显著增加。张立伟等[6]发现红蓝混合光处理下萝卜芽苗菜的营养品质较好，其中VC、蛋白质和类黄酮含量较单色光处理更高。张晓燕等[7]发现富氢水通过提高花青苷合成途径中结构基因的表达，提高了萝卜芽苗菜抗氧化能力。周庆红等[8]研究表明浸种12 h 有利于促进萝卜种子的发芽，同时可以显著提高萝卜芽苗菜的芽长和产量。但上述研究均未涉及硫苷和异硫氰酸酯，且关于不同品种萝卜芽苗菜在生长过程中营养和活性成分的比较还鲜有报道。鉴于此，本文以长春白萝卜、潍县青萝卜和抚顺红萝卜三个品种的芽苗菜为研究对象，对生长3、5、7 d 的芽苗菜中总酚、花色苷、抗坏血酸、硫苷、异硫氰酸酯含量及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）清除能力、还原能力进行评价，为萝卜芽苗菜的工业化生产和相应功能性食品的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 材料与试剂

萝卜种子为长春白萝卜（长白）、潍县青萝卜（潍青）和抚顺红萝卜（抚红）三个品种，由青岛农发蔬菜种子有限公司提供。

草酸、碘、乙醇、甲醇、盐酸、福林醇、碳酸钠、二氯甲烷、过氧化氢、氨乙醇、DPPH·溶液、铁氰化钾、三氯乙酸、氯化铁溶液、乙腈、醋酸钠、硫酸酯酶等，由莱阳市康德化工有限公司提供。

1.1.2 仪器与设备

喷雾发芽机，永康市贝欣五金电器厂；AR224CN 电子天平，奥豪斯仪器有限公司；WFZ UV-200 型紫外可见分光光度计，尤尼柯仪器有限公司；TGL-16M 台式高速冷冻离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；DHP-9082 型电热恒温培养箱，龙口市先科仪器公司；Agilent 1200 液相色谱仪，美国安捷伦公司。

1.2 试验方法

称取各品种种子10 g，在30 ℃下蒸馏水中浸泡4 h，均匀播种于发芽盘中，然后置于自动喷雾发芽机中，于25 ℃恒温培养箱中（16 h 光照/8 h 黑暗）培养，分别于3、5、7 d 取样测定各项指标。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长指标

选择各品种中长度均匀的芽苗菜，以30 株芽苗为一组，用游标卡尺测量芽长，用天平称取鲜质量。

1.3.2 活性成分

抗坏血酸含量：参照王志英等[9]的方法。取2.0 g 芽苗菜，用5 mL 草酸（20 mg/mL）研磨匀浆，10 000×g 离心10 min 后取上清液，进行HPLC 测定。

花色苷含量：根据于海鑫等[10]的方法测定。

总酚含量：参照Guo 等[11]的方法。称取0.5 g 芽苗菜，用甲醇研磨后离心得上清液，加入福林酚1 mL、2% Na2CO32 mL，避光反应2 h 后，于765 nm 处测定吸光值。

硫苷含量：参照Guo 等[11]的方法测定。

异硫氰酸酯含量：参照王志英等[9]的方法并作适当修改。称取0.5 g 芽苗菜，用5 mL 蒸馏水研磨均浆，置于37 ℃下反应3 h，离心得上清液后加入甲醇、硼砂缓冲液、1,2-苯二硫醇置于65 ℃反应1 h，进行HPLC 分析。

1.3.3 DPPH·清除能力

根据龚春燕等[12]的方法测定。取0.2 g 萝卜芽苗菜，加入5 mL、50%甲醇研磨，离心后取0.1 mL 上清液加入1 mL DPPH·溶液与1 mL 无水乙醇混合均匀，于517 nm处比色测得吸光值A1，同时测定不加上清液的为A0，无DPPH·溶液的为A2，计算公式见式（1）。

1.3.4 还原能力的测定

参照郭丽萍等[13]的方法测定。取0.5 g 芽苗菜，加入3 mL 磷酸缓冲液研磨均浆，离心后取1 mL 上清液与2.5 mL、1%的铁氰化钾混匀，50 ℃水浴20 min，加入2.5 mL 三氯乙酸，离心10 min 后取上清液4 mL，加入蒸馏水和0.1%FeCl3溶液0.8 mL，700 nm 下测得吸光值，测得吸光值越高，还原能力越强。

1.4 数据处理

本试验进行3 次重复，用Excel 2003 进行数据处理和作图，SPSS 20.0 进行统计分析，均值比较采用Duncan’s 多重比较，在0.05 水平上进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 生长指标

图1～2 显示了不同品种萝卜芽苗菜生长状况。由图1 可知，在萝卜芽苗菜生长过程中，三个品种芽苗菜芽长趋势变化明显，潍青的芽长最长，长白的芽长次之，变化幅度最大。图2 显示了潍青的鲜质量最大，长白的鲜质量变化最大。可见，潍青的芽长和鲜质量的指标最高，生长能力最强。

2.2 生理活性成分

2.2.1 不同品种萝卜芽苗菜中抗坏血酸含量的变化

由图3 可知，植物种子在发芽过程中逐渐形成抗坏血酸，三个品种的抗坏血酸含量均为第5 d 时最高，其中潍青中抗坏血酸含量显著高于其它两个品种，在第5 d时最高，达64.9 mg/100 gFW，分别比长白和抚红高23.13%和64.10%。

2.2.2 不同品种萝卜芽苗菜中花色苷含量的变化

图4 显示了不同品种萝卜芽苗菜生长过程中花色苷含量。由图4 可知，三个品种的萝卜芽苗菜含有的花色苷含量变化呈现先增加后减小的趋势。抚红的花色苷含量远高于长白和潍青，第5 d 时含量最高，分别是长白和潍青的3.13 倍和2.59 倍，是第3 d 自身的1.7 倍。

2.2.3 不同品种萝卜芽苗菜中总酚含量的变化

图5 显示了不同品种萝卜芽苗菜生长过程中的总酚含量。由图可以看出，总酚含量在芽苗菜生长过程中呈递减趋势，第5 d 和7 d 各品种芽苗菜的总酚含量无显著性差异。第5 d 时测得总酚的含量较第3 d 时显著降低，其中长白中总酚的含量下降幅度最大，下降了288.44 mg/100 gFW，潍青和抚红分别下降了230.07 mg/100 gFW 和211.72 mg/100 gFW。

2.2.4 不同品种萝卜芽苗菜中硫苷含量的变化

硫苷是广泛存在于十字花科蔬菜中的一类重要的生理活性物质，在防癌抗癌方面具有显著效果。研究发现，芽苗菜在生长过程中硫苷含量逐渐降低[14]，但是显著高于成熟蔬菜[15]，芽苗菜是硫苷的良好来源。图6 显示了不同品种萝卜芽苗菜生长过程中硫苷含量变化。供试的品种由图可知，硫苷含量呈现减少的趋势，潍青芽苗菜的硫苷含量显著高于长白、抚红两个品种。第3 d 时，潍青芽苗菜硫苷含量达到15.63 μmol/gFW，分别是长白和抚红的1.2和1.1 倍。第7 d 时长白芽苗菜硫苷含量仅为潍青的40%。

2.2.5 不同品种萝卜芽苗菜中异硫氰酸酯形成量的变化

图7 显示了不同品种萝卜芽苗菜生长过程中异硫氰酸酯形成量的变化。由图7 可得，潍青和抚红芽苗菜在生长过程中，异硫氰酸酯形成量均呈下降趋势，与硫苷含量变化趋势一致。第3 d 时，潍青和抚红芽苗菜中异硫氰酸酯含量较高，分别为2.80 mg/g 和2.45 mg/g，长白芽苗菜中的异硫氰酸酯含量最低，仅为潍青芽苗菜的24.64%。抚红芽苗菜中异硫氢酸酯含量降低幅度最大，第7 d 时仅为第3 d 的30.6%。

2.3 抗氧化能力

2.3.1 不同品种萝卜芽苗菜中DPPH·清除率的变化

图8 显示了不同品种萝卜芽苗菜生长过程中的DPPH·清除率。由图可知，在萝卜芽苗菜生长过程中，三个品种的DPPH·清除率呈递减趋势，长白萝卜芽苗菜下降幅度最大，第7 d 较第3 d 下降了85%。抚红萝卜芽苗菜的DPPH·清除率显著高于其它两个品种，其中第3 d的最高，为75%；长白芽苗菜与潍青芽苗菜在第7 d 时清除能力无显著差异。

2.3.2 不同品种萝卜芽苗菜中还原能力的变化

图9 结果显示了不同品种萝卜芽苗菜生长过程中的还原能力，由图可以看出，第3 d 时三个品种的萝卜还原能力无明显差异，5 d 时还原能力最低；长白芽苗菜的还原能力变化幅度最大。第5 d 的抚红萝卜芽苗菜还原能力高于长白芽苗菜，第7 d 两者之间无显著差异，但均显著高于潍青芽苗菜。

3 讨论

本研究发现三种萝卜芽苗菜中生长过程中潍青芽苗菜的芽长和鲜质量变化均为最大，生长能力最强。三种芽苗菜中抗坏血酸的含量均呈现出了先增加后减少的变化趋势，这与郭丽萍等[14]研究得出的西兰花种子发芽过程中抗坏血酸含量的变化趋势基本一致。Pérez-Balibrea 等[15]的研究也表明，第5 d 的西兰花芽苗菜中抗坏血酸含量高于第3 d 和7 d 的。这可能与抗坏血酸合成过程中的关键酶L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶活力在萝卜芽苗菜生长过程中的变化有关。花色苷是以黄酮核为基础的一种能呈现红色的化合物，主要存在于胚轴中，抚红萝卜芽苗菜胚轴颜色明显较其它两个品种要深，故抚红品种花色苷含量最高。随着芽苗菜的生长，花色苷含量得到稀释，下胚轴颜色变浅，因此含量在第7 d 时降低。虽然酚类物质在种子发芽过程中会进一步合成，但种子吸水经过发芽之后，芽苗含水量增加，酚类物质在芽苗中得到稀释[16]，以及水溶性酚类的流失，因此随着芽苗菜的生长酚类含量均出现下降。硫苷分为脂肪族硫苷、芳香族硫苷和吲哚族硫苷，不同品种芽苗菜中硫苷种类和含量差异都很大，但随着生长硫苷含量逐渐降低[11,17]。本研究也发现这3 个品种的萝卜芽苗菜中硫苷含量在生长过程中均呈下降趋势。硫苷和黑芥子酶在十字花科植物细胞中处于不同的位置，当细胞破坏后，黑芥子酶与硫苷接触生成异硫氢酸酯和腈类等物质，异硫氢酸酯具有抗癌、抑菌、预防心血管疾病和抗炎等功效。本研究中抚红和潍青芽苗菜中异硫氰酸酯产量变化与硫苷含量变化趋势基本一致。此外，吲哚族硫苷形成的异硫氰酸酯极不稳定，容易降解，因此本文中长白芽苗菜中异硫氰酸酯形成量变化趋势与硫苷变化趋势不同的原因可能是不同种类硫苷含量的变化以及黑芥子酶活力不同所致。抗坏血酸、花色苷、酚类物质和异硫氰酸酯等均具有抗氧化作用，本研究中抚红萝卜芽苗菜DPPH·清除能力最强，长白萝卜芽苗菜次之；而还原能力3 d 芽苗菜在各品种间无显著差异，5 d 芽苗菜中抚红品种最强；各抗氧化成分之间是否存在协同作用还有待进一步研究。

本文研究还发现，萝卜芽苗菜中抗坏血酸、花色苷、硫苷、异硫氰酸酯等活性物质含量受萝卜品种影响较大。长白、潍青、抚红三个品种的萝卜芽苗菜的总酚含量差异不显著，这三个品种芽苗菜中抗坏血酸和花色苷含量在生长过程中先增加后降低。总酚、硫苷和异硫氰酸酯含量在生长过程中不断下降。潍青萝卜芽苗菜的生长能力最强，抗坏血酸、硫苷、异硫氰酸酯含量最高。随着芽苗菜的生长，DPPH·清除能力不断下降，但还原能力变化不显著。综上所述，潍青萝卜更适合作为工业化生产芽苗菜的品种。本研究为今后萝卜芽苗菜的实际生产应用以及新产品的开发提供理论依据。