《食品科学》:中国农业大学马丽艳教授级高级实验师等:向日葵花盘中多酚的检测及其抗氧化活性
- 2026-04-05 05:32:16
1
色谱条件优化
1.1 甘油三酯组成
由于多酚类化合物结构差异显著，极性变化范围较广，为实现对19 种多酚组分的有效分离，本研究对比了3 种不同类型C18色谱柱在分离性能方面的表现，分别为PAK PEP（4.6 mm×250 mm，5 μm）、X Bridge C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）以及TC-C18（2）（4.6 mm×250 mm，5 μm）。结果显示，PAK PEP色谱柱对19 种多酚化合物的分离效果较差，存在峰重叠现象，无法实现有效解析；X Bridge C18色谱柱虽能分离多数组分，但在异绿原酸A、异绿原酸B及1,5-二咖啡酰奎宁酸的分离效果方面仍不理想。相比之下，TC-C18（2）色谱柱在各目标物质的分离度与峰形方面均表现出更优性能，因此被确定为本研究中多酚定量分析的色谱柱。
1.2 流动相体系优化
多酚类化合物在结构和极性方面存在显著差异，因此流动相的选择对其色谱分离效果具有关键影响。常见用于多酚分离的流动相体系包括甲酸水-甲醇体系和甲酸水-乙腈体系。为优化分离效果，本研究分别比较了这两种体系在梯度洗脱条件下对19 种多酚化合物的分离性能。结果表明，采用0.1%甲酸水-甲醇体系作为流动相时，极性较强的多酚类化合物如没食子酸、原儿茶酸和新绿原酸出峰时间较早，分离效果较好；但对于极性较弱的化合物如异绿原酸B和异绿原酸A，保留时间显著延长，且分离效果不理想。而当使用0.1%甲酸水-乙腈体系进行梯度洗脱时，极性较强的多酚在柱上保留能力下降，导致原儿茶酸和新绿原酸出现共洗脱现象，难以实现有效分离。进一步优化中发现，当有机相采用90%乙腈溶液时，19 种多酚化合物在色谱图中均获得良好的分离。该优化流动相体系有效兼顾了极性强弱不同组分的保留与解析需求，最终实现了目标化合物的高效分离，优化后的色谱图见图1。
1.3 检测波长优化
通过二极管阵列检测器进行全波长扫描分析发现，不同类型多酚化合物在紫外区域具有特征吸收峰，存在明显波长差异。绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸、1,3-二咖啡酰奎宁酸、1,4-二咖啡酰奎宁酸、1,5-二咖啡酰奎宁酸以及异绿原酸A、B、C和咖啡酸等化合物的最大吸收波长集中在326～330 nm之间；而没食子酸、原儿茶酸、原儿茶醛和丁香酸等极性较强的酚类物质，其最大吸收波长则集中在270～280 nm之间。此外，阿魏酸、异阿魏酸、东莨菪内酯及秦皮乙素在约345 nm处表现出强吸收，而秦皮甲素的最大吸收波长则位于335 nm处。综合不同化合物在各波长下的响应强度与分离情况，为兼顾各类组分的检测灵敏度与准确性，最终实验选定280 nm与330 nm两个波长用于多酚类化合物的定量分析。
2
提取条件优化
2.1 提取溶剂优化
多酚类化合物通常具有较好的极性，易溶于甲醇、乙醇及水等亲水性溶剂，因此其提取常采用一定体积分数的醇-水混合液作为提取剂。已有研究表明，向日葵花盘中绿原酸类物质含量较为丰富，具有较高的提取潜力。本实验以异绿原酸A、异绿原酸B、异绿原酸C和1,5-二咖啡酰奎宁酸的得率为主要评价指标，系统比较了不同体积分数的甲醇水溶液对提取效果的影响。结果显示，不同体积分数的甲醇对目标化合物的提取率具有显著影响，结果如图2所示。
由图2可见，随着甲醇体积分数的升高，4 种绿原酸类化合物的提取效率逐渐增加。当甲醇体积分数达到60%时，各目标化合物的得率达到最高，显著优于低体积分数组，并与70%和80%甲醇溶液提取条件下的得率差异不显著（P＞0.05）。综合考虑提取效率与溶剂使用的经济性，最终确定60%甲醇水溶液为本研究中多酚类化合物的最优提取溶剂。
2.2 料液比优化
为探究料液比对多酚类化合物提取效率的影响，本研究设置了1∶5、1∶10、1∶15和1∶20 4 个不同料液比梯度，结果见图3。随着料液比的增大，多酚类化合物的提取效率呈上升趋势。在料液比为1∶15时，多酚得率达到峰值，且与1∶20组的提取效果差异不显著（P＞0.05），但显著高于1∶5和1∶10组（P＜0.05）。因此，综合考虑提取效率与溶剂消耗，实验最终选定1∶15作为最优料液比条件。
2.3 超声时间优化
为探究超声提取时间对多酚提取效果的影响，本研究分别设置了20、40、60 min 3 个时间梯度，并以4 种绿原酸类化合物的得率为指标进行比较分析。结果表明，随着超声时间的延长，4 种目标化合物的提取得率变化不显著（P＞0.05），说明提取时间在20 min以上对提取效率提升作用有限。综合考虑时间效率与能源消耗，最终选定20 min作为本实验的最优超声提取时间。
3
线性关系、检出限（LOD）和定量限（LOQ）
准确吸取一定体积的多酚储备液，配成不同组标准中间液，按表1配制标准工作溶液，按照优化后的高效液相色谱条件进行测定。以标准溶液质量浓度为横坐标、对应峰面积为纵坐标绘制标准曲线，并采用3 倍信噪比的方法计算各化合物的LOD。各目标化合物的线性范围、线性方程、决定系数及LOD结果见表1。
根据多酚类化合物在紫外区域的最大吸收波长特性，实验选用280 nm和330 nm两个检测波长进行分析。其中，没食子酸、原儿茶酸、原儿茶醛和丁香酸在280 nm处检测，其余化合物则在330 nm处进行测定。由表1可知，所建立的色谱分析方法在目标化合物对应的浓度范围内具有良好的线性关系，19 种多酚类化合物的决定系数均在0.997 1～0.999 9之间。方法的LOD在0.5～2.8 mg/kg之间，LOQ在1.8～8.2 mg/kg范围内，说明该方法具备较高的灵敏度与定量能力，适用于向日葵花盘中多酚类化合物的精确分析。
4
方法的准确度和精密度
为验证所建立方法的准确度，本研究采用加标回收法进行评估。以实际样品作为基体空白，分别在低、中、高3 个加标水平下加入已知质量浓度的多酚标准溶液，按照优化后的提取与分析流程进行实验。考虑到绿原酸类化合物在向日葵花盘中含量较高，绿原酸的加标量为100、200、500 mg/kg；异绿原酸A、异绿原酸B、异绿原酸C以及1,5-二咖啡酰奎宁酸的加标量为50、100、250 mg/kg；其余多酚类化合物则为10、20、50 mg/kg。各加标水平下的回收率结果见表2。
从表2可以看出，19 种多酚在不同添加水平下均具有良好的准确性和重复性。绿原酸在不同水平的回收率为98.1%～106.7%，RSD为1.9%～3.1%。异绿原酸A、异绿原酸B、异绿原酸C和1,5-二咖啡酰奎宁酸等在不同添加水平的回收率为90.7%～109.5%，RSD为0.4%～4.5%。其余多酚在不同添加水平回收率范围为90.1%～109.2%，RSD为0.3%～7.3%。综合结果显示，本方法可满足向日葵花盘中多酚类化合物定量检测的技术要求，具有良好的准确性、重复性和实用性。
5
向日葵花盘中多酚含量
实验对采自新疆的向日葵花盘中多酚含量进行了测定，由表3可见，向日葵花盘中富含绿原酸类物质，不同品种间多酚含量存在差异。所有样品中均检测到新绿原酸、绿原酸和隐绿原酸这3 种单咖啡酰奎宁酸，其中绿原酸含量最低的品种为TKC606食葵，最高的品种为KWS303油葵，尽管不同品种中绿原酸的含量差异较大（75.71～1 052.95 mg/kg），但均占该品种单咖啡酰奎宁酸总量的85%以上。这与Weisz等的研究有一定差异，该研究发现向日葵籽及壳中的绿原酸、隐绿原酸、新绿原酸及3 种异绿原酸中新绿原酸含量最高，差异可能是品种或样品的测定部位不同导致。表3显示，除1,4-二咖啡酰奎宁酸未被检出外，其余5 种二咖啡酰奎宁酸类均有检出，不同品种间含量差异较大。其中异绿原酸A含量最高，1,3-二咖啡酰奎宁酸含量最低。这与Ye Fayin等的研究结果有一定差异，此研究发现向日葵花中1,5-二咖啡酰奎宁酸含量最高，但该研究仅测了绿原酸、异绿原酸A、异绿原酸B、异绿原酸C和1,5-二咖啡酰奎宁酸，未对其他绿原酸类物质进行分析。从表3还可以看出，所有样品中均检测出东莨菪内酯，其中先葵361中含量最高，达到13.29 mg/kg，而TKC606食葵中仅为2.25 mg/kg。此外，本研究还在向日葵花盘中检测到秦皮甲素，其含量为4.07～127.50 mg/kg。秦皮甲素与秦皮乙素同属香豆素类成分，文献报道其具有一定的降尿酸活性。该发现为进一步挖掘向日葵花盘中潜在活性成分提供了新线索，也为其在功能食品领域的开发应用奠定了基础。
多酚组成的差异可能受到品种、种植区域、土壤条件及气候环境等多重因素的影响。本实验所采集的样品来源于吉木萨尔县和阿勒泰市，均为温带大陆性气候，降雨少，昼夜温差大，吉木萨尔县年平均气温9 ℃，种植的向日葵品种多为早熟和中早熟品种；而阿勒泰年均气温5.6 ℃，主要为晚熟品种，受气候条件影响，两地春播时间相差近30 d。对两个产地向日葵花盘多酚含量显著性分析发现，吉木萨尔县样品在新绿原酸、1,5-二咖啡酰奎宁酸、东莨菪内酯、原儿茶酸含量上显著高于阿勒泰市，而其阿魏酸和丁香酸含量则显著低于阿勒泰市样品。两个地区多酚的含量差异可能与品种相关，也可能与气候、降雨、土壤等条件相关，有待进一步研究。
6
向日葵花盘多酚组成与抗氧化活性相关性分析
12 种向日葵花盘样品的抗氧化活性见图5。对不同产区的向日葵花盘抗氧化活性分析见表4。
由图6可知，新绿原酸与DPPH自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力及FRAP 3 项抗氧化指标均呈显著正相关（P＜0.05），表明其在单咖啡酰奎宁酸类中具有较强的抗氧化潜力。异绿原酸A、异绿原酸C和1,5-二咖啡酰奎宁酸与DPPH自由基清除能力和FRAP呈现显著正相关（P＜0.05），而1,3-二咖啡酰奎宁酸则与DPPH自由基清除能力和ABTS阳离子自由基清除能力均呈显著正相关（P＜0.05），进一步表明二咖啡酰奎宁酸类化合物在抗氧化活性方面的优势。此外，咖啡酸与ABTS阳离子自由基清除能力呈显著正相关，东莨菪内酯与FRAP具有显著正相关（P＜0.05），尽管它们在样品中的含量相对较低，仍显示出较强的抗氧化活性。综合上述结果，在单咖啡酰奎宁酸类中，新绿原酸的抗氧化能力优于绿原酸和隐绿原酸；而整体来看，二咖啡酰奎宁酸类化合物的抗氧化活性普遍高于单咖啡酰奎宁酸类。其中，异绿原酸A、异绿原酸C、1,5-二咖啡酰奎宁酸与1,3-二咖啡酰奎宁酸表现尤为突出，优于异绿原酸B。上述研究结果与Xu Jiangguo等关于二咖啡酰奎宁酸抗氧化性能的研究结论一致，但在单咖啡酰奎宁酸方面存在一定分歧，该研究中认为绿原酸、隐绿原酸和新绿原酸的抗氧化活性差异不显著，而本研究发现新绿原酸抗氧化效果更优。值得注意的是，东莨菪内酯虽非咖啡酰奎宁酸类，但与抗氧化性能存在良好相关性，显示其在向日葵花盘中潜在的生物活性价值。已有文献表明，东莨菪内酯不仅具备抗氧化活性，还具有降血压、抗炎、抗肿瘤及降尿酸等多种生理功能。上述结果为向日葵花盘中活性物质的功能评价提供了新的研究依据，也为其在功能食品或天然产物开发中的应用拓展提供了理论支持。
7
结 论
本研究建立了一种基于高效液相色谱的向日葵花盘多酚类化合物检测方法，实现了19 种多酚（尤其是绿原酸类及其衍生物）的精确分离与定量分析。该方法具有操作简便、分离效率高、定量准确等优点，适用于复杂植物基质中功能性成分的系统研究。分析结果表明，向日葵花盘中富含单咖啡酰奎宁酸和二咖啡酰奎宁酸类成分，且不同品种样品间多酚含量及组成存在显著差异。此外，在花盘样品中检测到秦皮甲素等香豆素类活性成分，为成分谱拓展提供了新线索。通过Spearman相关性分析，揭示了多酚类化合物的结构与抗氧化活性之间的关系。其中，二咖啡酰奎宁酸类整体抗氧化性能优于单咖啡酰奎宁酸类，尤其是异绿原酸A、异绿原酸C、1,5-二咖啡酰奎宁酸与1,3-二咖啡酰奎宁酸，它们的抗氧化活性显著优于异绿原酸B。然而，本研究也具有一定的局限性。样品仅采自新疆两个主产区，未系统考察环境因素对多酚积累与活性的影响，且抗氧化活性仅限于体外模型，后续将结合多区域样品与体内功能验证进一步深化研究。本研究为全面理解向日葵花盘中功能性多酚成分、建立多指标活性评价体系提供了理论依据，也为向日葵副产物的高值化利用和功能食品开发奠定了研究基础，特别是在天然抗氧化剂、降尿酸等健康食品原料领域具有应用潜力。
实习编辑：杨倩；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
近期研究热点
长按或微信扫码进行注册
为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。
长按或微信扫码进行注册
会议招商招展
联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）
随机文章
-
10个月宝宝每天需要喝多少奶粉？
- 共赴长远 | 创研村与新疆农业产业化龙头企业协会战略签约
- 市委书记胡涛在市农业农村局调研时强调胸怀全局求新求变担当作为 奋力开创“三农”工作新局面
- 新民市农业综合行政执法队开展“3•15 国际消费者权益日 ”农资打假护春耕宣传活动
- 【农业强市大家谈】发改委:聚力项目建设 赋能乡村全面振兴
- 中国网|张佳宝:智慧农业将改变未来的农业发展格局
- 新民市柳河沟镇:设施农业铺就致富路
- 全省农业综合行政执法“铸剑计划”年轻干部培养开班仪式在上饶市举行
- 云南省农业农村厅通报:成立调查组核查冻干草莓产业链
- 国旗下 | 忆古思今,传承农业之魂
- 四川省农业科学院下属事业单位招聘公告
