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为探究杂交品种、生物强化及连续收获对野生芝麻菜叶片色素、酚类、硫代葡萄糖苷(GLSs)含量和抗氧化活性的影响,研究人员采用 UHPLC Q-ToF-MS 等技术分析。发现其成分因品种、处理和收获而异,收获时间影响抗氧化性,为其作为功能食品提供依据。
在追求健康饮食的浪潮中,富含生物活性成分的功能性蔬菜备受关注。十字花科植物野生芝麻菜(Diplotaxis tenuifolia (L.) DC.)因其独特辛辣香气和潜在健康益处成为研究焦点。然而,关于其不同杂交品种的化学成分差异、生物强化处理对活性物质的影响,以及多次收获后代谢物变化规律尚缺乏系统研究。如何通过农业措施优化其营养品质,提升作为功能食品的开发价值,成为亟待解决的科学问题。
为填补这一研究空白,塞尔维亚贝尔格莱德大学农业学院的研究人员开展了相关研究。该团队以三个杂交品种(Marte F1、Venere F1、T&T F1)的野生芝麻菜为材料,通过叶面喷施传统化肥和海藻源生物刺激素进行生物强化处理,结合连续三次收获,系统分析了叶片中色素、酚类、硫代葡萄糖苷(glucosinolates, GLSs)等成分的动态变化及抗氧化活性,研究成果发表在《Food Bioscience》。
研究主要采用了以下关键技术方法:通过分光光度法测定总色素、总酚、类黄酮、羟基肉桂酸衍生物等含量;运用超高效液相色谱 - 四极杆飞行时间质谱(UHPLC Q-ToF-MS)对酚类和硫代葡萄糖苷进行定性定量分析;采用抗氧化活性测定方法评估不同处理组的自由基清除能力。实验在温室条件下进行,栽培基质为 Domoflor mix 20,样本来源于三个杂交品种在三次收获期的叶片。
总色素含量的动态变化
研究发现,叶绿素 a、叶绿素 b 和总类胡萝卜素(TCC)含量在不同收获期差异显著(Kruskal-Wallis 检验,p<0.05)。第一次收获时叶绿素 a 含量最低(259.87 μg/g FW),第三次收获时达到最高(614.11 μg/g FW),而不同叶面处理间无显著差异。这表明收获时间是影响光合色素积累的主要因素,可能与植物再生过程中光适应机制有关。
酚类物质的组成与差异
通过 UHPLC Q-ToF-MS 分析,共鉴定出 22 种酚类物质,主要为黄酮醇和酚酸衍生物。不同杂交品种间酚类轮廓差异显著,其中 Venere F1 品种的总酚含量最高,较 T&T F1 品种高 35%。叶面喷施海藻源生物刺激素处理组的黄酮类化合物含量显著高于传统化肥处理组,说明生物强化措施可定向调控酚类合成代谢通路。
硫代葡萄糖苷的分布特征
检测到 4 种硫代葡萄糖苷,其中葡萄糖萨替文(glucosativin)为主要成分,占总 GLSs 含量的 58%。有趣的是,无论品种还是处理方式,GLSs 的种类和相对比例在三次收获中保持稳定,提示其代谢途径受遗传背景调控为主,环境因素影响较小。
抗氧化活性的影响因素
抗氧化活性测定显示,第三次收获的叶片对 DPPH 自由基的清除能力显著强于前两次,IC50 值降低 42%。相关性分析表明,抗氧化能力与总酚含量(r=0.82, p<0.01)和类黄酮含量(r=0.78, p<0.01)呈显著正相关,证实酚类物质是野生芝麻菜抗氧化活性的主要物质基础。
研究结论表明,野生芝麻菜的 phytochemical 组成和抗氧化能力主要受杂交品种和收获时间调控,而叶面处理的影响相对有限。通过选择高酚含量的杂交品种(如 Venere F1)并延迟至第三次收获,可显著提升其功能活性成分含量。海藻源生物刺激素在促进黄酮类化合物积累方面表现出潜力,为绿色农业生产提供了新策略。该研究不仅揭示了野生芝麻菜代谢调控的关键因素,也为其作为抗氧化功能食品的定向栽培和深加工提供了科学依据,对推动十字花科蔬菜的高值化利用具有重要意义。研究结果为功能性蔬菜的品种改良和栽培管理提供了多维度参考,助力可持续农业与健康食品产业的交叉发展。