湖南农业科学（HUNAN ） 2016年 6月

120- -农业经济 •专题综述

为叶片，茎最低 ；谢述琼等 [16] 研究了 9 种十字花科

蔬菜食用部位的萝卜硫素含量，结果发现 ：芸薹属蔬

菜食用部位在 90℃烘干条件下，还是能检测到萝卜硫

素，而萝卜属蔬菜食用部位在 90℃烘干条件下的萝卜

硫素含量较少，通过统计不同属之间的萝卜硫素含量，

发现芸薹属的萝卜硫素含量约为萝卜属的 3.6 倍，何

珺在十字花科蔬菜种子种也得到了同样的结论 [17]。栽

培条件对十字花科蔬菜中萝卜硫素的含量有重要的影

响。高温条件下青花菜幼苗中硫苷含量高，较大的昼

夜温差更利于硫苷的积累 [18] ；硫肥和氮肥是影响作物

硫苷总量的重要肥料因子，在硫肥不足时增加氮肥供

应会降低种子中硫苷浓度，而当硫肥充足时增加氮肥

供应可以增加种子中硫苷含量 [7] ；采收期对萝卜硫素

也有很大的影响，延迟采收会降低甘蓝中萝卜硫苷的

含量，从而限制萝卜硫素的合成 [19]。

黑芥子酶又称黑芥子硫苷酸酶、β- 硫代葡萄糖

苷酶，是催化芥子油苷生成 ITC 的水解酶 [20]。黑芥子

酶存在于所有含芥子油苷植物的种子、根、茎和叶中。

目前在分属 15 个科 500 种以上的双子叶植物中均鉴

定到黑芥子酶的存在 [21]。黑芥子酶对硫代葡糖苷的水

解作用，能产生一系列具有重要作用的物质，如有机

的硫代葡糖苷被黑芥子酶催化后的降解产物在体外对

根部病原体是有毒的 [22]。黑芥子酶在细胞中是稳定存

在的，但其与硫代葡萄糖苷分布在不同的地方，只有

当植物组织受到伤害时，才会发生反应，产生异硫代

氰酸盐、硫氰酸酯、腈类等物质，阻止有害物的侵袭 [23]。

在十字花科植物中白菜类中黑芥子酶活性最低，

而萝卜属中的黑芥子酶活性最高。在甘蓝类的一些亚

种中，芜菁、甘蓝、花椰菜和羽衣甘蓝中的黑芥子酶

与白芥类和黑芥类植物中的黑芥子酶有相似的活性，

而抱子甘蓝和结球甘蓝中黑芥子酶活性最高。丁艳等 [24]

对 7 种十字花科植物种子黑芥子酶活性进行了研究表

明 ：7 种来源的黑芥子酶比活力存在差异，由高到低

依次为西兰花籽＞油菜籽＞白菜籽＞萝卜籽＞芥蓝籽

＞甘蓝籽＞芥菜籽 ；而同样是研究上述 7 种黑芥子酶

活性，朱磊 [25] 的研究则发现，西兰花籽黑芥子酶的

活性最高，芥蓝籽黑芥子酶活性最低 ；Bones 等 [26] 测

定油菜籽黑芥子酶、白菜籽黑芥子酶和萝卜籽黑芥子

酶活力，发现油菜籽黑芥子酶活性最低。同一植物不

同器官中黑芥子酶活性也存在很大的差异，Bones 等

研究表明下胚轴的黑芥子酶活性最高，其次是子叶，

在没有带芽的愈伤组织中较带有芽的愈伤组织中的活

性低。不同品种芥菜黑芥子酶活性存在很大的差异。

黄芥和黑芥中酶活性要显著高于其他品种，且对外界

因素如温度和压力胁迫具有很强的抵抗力 [27]。

2类胡萝卜素

类胡萝卜素（）是一类天然色素产物

的总称，至今己从天然来源中分离到 600 种以上，如：

β- 胡萝卜素（β-）、叶黄素（）、番茄

红素（）、玉米黄素（）等。类胡

萝卜素普遍存在与高等植物、藻类、微生物中，尤其

是在富含叶绿素的植物中 [28]。类胡萝卜素是国际公认

的具有生理活性的功能性抗氧化剂，能清除羟基自由

基，在细胞中与细胞膜中的脂类相结合，有效抑制脂

类氧化 [29]。类胡萝卜素担当叶绿体光合作用的辅助色

素并保护叶绿素免受强光破坏，还具有着色功能 [30]。

类胡萝卜素是以乙酰 CoA 为底物进行合成（图

1），通过甲羟戊酸途径形成异戊二烯焦磷酸，在转移

酶的作用下合成牻牛儿基焦磷酸，最后在八氢番茄红

素合成酶等关键酶的作用下合成无色类胡萝卜素 [31]。

图 1类胡萝卜素合成途径

不同品种芥蓝的类胡萝卜素含量各有差异。早熟

品种较高，而晚熟、极晚熟品种类胡萝卜素含量较低 [32]。

陈文文等 [33] 对 10 个芥蓝品种的抗氧化活性成分分析

表明，选种格蓝筷芥蓝品种类胡萝卜素含量最高，其

次为红脚芥蓝，新会芥蓝、澄海香菇、本地铁种 3 个

品种含量最少。同一品种不同器官中类胡萝卜素的含

量也存在差异。孙勃等 [32] 研究得出 ：不同品种芥蓝

的叶片中都含有丰富的类胡萝卜素，其含量显著高于

其他器官，其次是花序，而花薹和叶柄中含量最低。

2.1β-胡萝卜素

β- 胡萝卜素是类胡萝卜素中含量最多、分布最

广的一类，是合成维生素 A 的前体，是人体所需维生

素 A 的重要来源。β- 胡萝卜素是重要的抗氧化剂，

可以阻止自由基的链锁反应。有研究表明 1 分子的 β-

胡萝卜素可抑制 1 000 个分子的活性氧 [34]。β- 胡萝

许婷 等：十字花科蔬菜功能成分多样性研究进展

121- -农业经济 •专题综述

卜素能增强细胞间隙连接通讯，其有利于调节细胞的

增殖与分化，抑制细胞的恶性转化，从而抑制或降低

癌症的发生和发展 [35] ；β- 胡萝卜素还作为重要的着

色剂列入我国食品添加剂使用卫生标准。

β- 胡萝卜素的含量与栽培品种、收获季节、栽

培环境有很大的关系。常见蔬菜如胡萝卜的 β- 胡

萝卜素为 12~643 μg/g，花椰菜 β- 胡萝卜素为 4~27

μg/g，西瓜 β- 胡萝卜素为 0.4~3 μg/g，番茄则为

0.4~22 μg/g。郑群雄等 [36] 采用高效液相色谱法测定

了 15 种蔬菜中 β- 胡萝卜素的含量，胡萝卜中测出

的 β- 胡萝卜素含量最高，其后依次为芹菜叶、番茄、

马兰头、韭菜和菠菜等，豆类中 β- 胡萝卜素含量普

遍较低。张慎好等 [37] 研究了 6 个芥蓝品种营养成分

的差异，其中 β- 胡萝卜素的含量以中花芥蓝最高，

为 12.9 μg/g，其次为香港百花芥蓝和中迟登峰芥蓝，

东方大叶芥蓝含量最少，仅为 7.8 μg/g。

2.2叶黄素

叶黄素是一种重要的含氧类胡萝卜素，广泛存在

于蔬菜、水果和花卉中，是构成上述植物色素的主要

成分。叶黄素在甘蓝、羽衣甘蓝、菠菜等深绿色叶菜

蔬菜中含量最高 [38-39]。人眼睛内也存在叶黄素，对预

防白内障及年龄增长带来的黄斑部变性有很好的效果 [40]。

叶黄素可减缓早期动脉硬化进程，防止冠心病，进而

加强心血管保健能力。叶黄素还具有突出的着色能力

和作为添加剂应用于饲料、食品药品、化妆品等。

叶黄素在自然界中广泛存在，但是其存在形式与

含量有一定的差异 [41]。在椰菜、抱子甘蓝、羽衣甘蓝、

菠菜和莴苣等绿色蔬菜、水果中以游离非酯化形式存

在，而在芒果、木瓜、桃子、橘子等黄色或橙色水果、

蔬菜中以脂肪酸酯化形式存在，后者只有水解为游离

形式的叶黄素后才能被吸收。王子昕 [42] 对北京地区

常见的蔬菜中叶黄素进行了测定，指出叶黄素含量丰

富的蔬菜依次为苋菜、芹菜叶、香菜、菠菜、小白菜、

空心菜、茴香、盖菜、西兰花、豌豆苗、油麦菜和散

叶生菜。深绿色的叶菜（苋菜、芹菜叶、香菜、菠菜

和小白菜）中叶黄素最高，含量＞ 60 μg/g，豆芽和

除芦笋以外的嫩茎类叶黄素含量相对较低。同时深色

叶菜也是 β- 胡萝卜素的重要来源。制熟后的仙豆、

豆苗叶黄素含量比生的增加了 9.6%，这可能与叶黄

素的存在形式、异构体的转化等有关。

3展望

十字花科蔬菜分为两大类 ：芸薹属和萝卜属，其

中芸薹属占 90% 以上。十字花科蔬菜作为我国种植

范围最广、栽培面积最大的蔬菜之一，与人们生活的

关系密切。同时，随着人们对健康、营养食品的关注

越来越高，天然植物的活性成分对疾病的预防与治疗

越来越得到大家的重视 [43]。十字花科蔬菜中富含萝卜

硫素、黑芥子酶、类胡萝卜素等多种功能成分，对抵

抗衰老、预防心血管类疾病和癌症、提高身体免疫力

等具有显著的效果。目前，十字花科蔬菜功能成分的

研究主要集中在提取工艺上，如何在降低投入的基础

上提取出高收率的产品是研究的主要方向。同时传统

的杂交育种技术与采用分子生物技术的育种方法在筛

选高功能成分含量的品种上具有重要的作用 [44]。目前，

随着市场需求的增大，提取技术日益成熟，十字花科

蔬菜中的功能成分逐渐应用于农业生产、食品加工、

医疗美容等领域，工业化生产有望成为现实，在未来

的经济发展中必将有广阔的前景。

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