不同品种的彩色小麦天然抗氧化活性物质的分析研究

论文摘要

彩色小麦为特殊粒色的小麦,有灰、紫、蓝、绿等颜色,是珍贵的种质资源,是培育小麦新品种的基础。小麦籽粒颜色主要由遗传基因决定,同时还受环境如光照、温度和施肥等条件的影响。小麦不仅是人类和动物营养的主要来源,同时小麦籽粒中还含有体外抗氧化的生物活性物质,由于小麦籽粒含有的抗氧化物质活性较高,小麦已成为抵抗疾病促进健康的活性物质重要的膳食来源。小麦籽粒中的天然抗氧化活性物质主要包括黄酮类化合物、VE、胡萝卜素、生物碱、强心甙、木酚素、甾醇等。小麦籽粒中基本色素为类胡萝素、叶黄素和花色苷,其中花色苷具有较高的抗氧化活性。本研究应用超高效液相色谱配以串联质谱技术对彩色小麦籽粒中的花色苷进行分离与鉴定,同时对彩色小麦籽粒中麦黄酮含量、维生素E含量、B族维生素含量、籽粒色素含量以及麦黄酮、维生素E、B族维生素含量与籽粒色素含量之间的相关性进行系统研究,主要研究结果如下。1、小麦籽粒中花色苷类化合物发展了一种彩色小麦籽粒中花色苷分离与鉴定的系统方法,应用超高效液相色谱配以串联质谱和二极管阵列检测技术,采用全扫描、母离子扫描,子离子扫描对彩色小麦籽粒中的花色苷进行分离与鉴定。小麦籽粒中花色苷用90%甲醇水溶液（含0.5%的甲酸）超声提取,SPE C18萃取柱净化处理,液相色谱分离,质谱鉴定。彩色小麦籽粒中鉴定出14种花色苷类化合物包括:飞燕草色素-己糖苷、飞燕草色素-芦丁苷、矢车菊素-葡萄糖苷、矢车菊素-芦丁苷、牵牛花色素-芦丁苷、芍药素-己糖苷、芍药素-芦丁苷、锦葵色素-芦丁苷、矢车菊素-丙二酰葡萄糖苷、芍药素-丙二酰-葡萄糖苷、矢车菊-（未鉴定出）、芍药素-芦丁苷、锦葵色素-芦丁苷、芍药素-己糖苷。黑小麦76及其杂交后代中普遍存在的花色苷为:矢车菊素-葡萄糖苷、矢车菊素-芦丁苷、芍药素-葡萄糖苷、芍药素-丙二酰-葡萄糖苷;冬鉴系列小麦中普遍存在的花色苷为矢车菊素-葡萄糖苷、矢车菊素-芦丁苷、芍药素-己糖苷、芍药素-丙二酰-葡萄糖苷等4种花色苷;所研究的彩色小麦中普遍存在的花色苷为:矢车菊-己糖苷、矢车菊素-芦丁苷。2、小麦籽粒中麦黄酮与色素含量的关系麦黄酮（tricin）是小麦中主要的黄酮类化合物。麦黄酮从全麦粉中用甲醇超声提取。应用超高效液相色谱配以串联质谱技术,多反应检测（MRM）精确测定了小麦籽粒中麦黄酮含量。分光光度法测定小麦籽粒中色素含量。研究结果表明小麦籽粒中麦黄酮含量受基因型的影响,并存在着明显的超高亲杂种优势,因此,可通过有性杂交,培育对人体有保健作用的高麦黄酮含量的品种;籽粒色素含量与麦黄酮的含量呈现显著正相关,籽粒颜色越深小麦,其籽粒中的麦黄酮一定高。通过比较简单的籽粒色素含量测定,可以作为筛选不同品种的小麦中麦黄酮含量的一个选择指标。3、小麦籽粒中维生素E与色素含量的关系应用超高效液相色谱串联质谱法,多反应检测（MRM）模式,精确测定彩色小麦籽粒中的脂溶性维生素E的四种同系物α-VE、β-VE、γ-VE、δ-VE的含量。研究结果表明维生素E在小麦籽粒中的含量由基因控制,籽粒色素含量高的小麦,其籽粒中维生素E总量也高,籽粒色素含量与维生素E的含量呈显著正相关。4、小麦籽粒中B族维生素与花色苷含量的关系小麦籽粒含有多种B族维生素如维生素B1、维生素B2、维生素B6、烟酰胺、泛酸、生物素和叶酸等。本研究应用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC–MS/MS）,多反应检测（MRM）模式,精确测定小麦籽粒中维生素B1、维生素B2、维生素B6的含量。研究表明小麦籽粒中B族维生素含量存在着明显的超高亲杂种优势,因此,可通过有性杂交,培育高B族维生素含量的小麦品种;籽粒色素含量与B族维生素的含量并无显著正相关,籽粒色素含量的差异不能反映B族维生素含量的差异,籽粒颜色深,其籽粒中的B族维生素不一定高。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 缩写词
• 1 前言
• 1.1 彩色小麦遗传育种概况
• 1.1.1 彩色小麦的类型
• 1.1.2 彩色小麦色素基因的的主要来源
• 1.1.2.1 蓝粒小麦色素基因的的主要来源
• 1.1.2.2 紫粒小麦色素基因的的主要来源
• 1.1.3 彩色小麦粒色性状的遗传
• 1.1.3.1 蓝粒小麦粒色性状的遗传
• 1.1.3.2 紫粒小麦粒色性状的遗传
• 1.1.4 彩色小麦籽粒色素的形成与性质的研究
• 1.2 彩色小麦籽粒中抗氧化活性物质的研究
• 1.2.1 彩色小麦籽粒中的花色苷
• 1.2.1.1 花色苷的结构及性质
• 1.2.1.2 花色苷的分离与鉴定
• 1.2.1.3 花色苷定性分析
• 1.2.1.4 花色苷的定量分析
• 1.2.1.5 单个花色苷的定量分析
• 1.2.1.6 花色苷的稳定性
• 1.2.1.7 花色苷的生理及保健功能
• 1.2.2 小麦籽粒中麦黄酮
• 1.2.3 小麦籽粒中维生素
• 1.2.3.1 小麦籽粒中的维生素E
• 1.2.3.2 小麦籽粒中的B 族维生素
• 1.2.3.3 维生素检测方法
• 1.3 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 小麦材料
• 2.1.2 标准对照品
• 2.1.3 试剂与材料
• 2.2 仪器与设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 彩色小麦籽粒花色苷及其组分的分离鉴定
• 2.3.1.1 小麦花色苷样品提取与净化
• 2.3.1.2 花色苷仪器分析及色谱质谱条件
• 2.4 不同粒色小麦籽粒麦黄酮含量的测定方法
• 2.4.1 麦黄酮的提取与分离纯化
• 2.4.2 小麦籽粒中麦黄酮含量的测定
• 2.5 小麦籽粒中维生素E 含量的测定
• 2.5.1 样品预处理
• 2.5.2 色谱质谱条件
• E 的定量测定'>2.5.3 V_E的定量测定
• 2.6 小麦籽粒中B 族维生素含量的测定
• 2.6.1 样品处理
• 2.6.2 色谱质谱条件
• 2.6.3 标准溶液
• 2.7 籽粒色素总含量的测定
• 2.8 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 不同粒色小麦籽粒花色苷及其组分含量
• 3.1.1 色谱质谱条件的确立
• 3.1.2 标准曲线
• 3.1.3 小麦籽粒的全扫描
• 3.1.4 小麦籽粒花色素母离子扫描
• 3.1.4.1 小麦H-3 籽粒花色素母离子扫描
• 3.1.4.2 小麦黑76 籽粒花色素母离子扫描
• 3.1.4.3 小麦D-1 籽粒花色素母离子扫描
• 3.1.5 小麦籽粒的子离子扫描
• 3.1.5.1 小麦H-3 籽粒花色苷提取物的子离子扫描
• 3.1.6 彩色小麦中的花色苷种类
• 3.1.7 不同彩色小麦的花色苷种类
• 3.1.7.1 黑小麦76、VICTO 及其杂交后代中小麦中的花色苷种类
• 3.1.7.2 冬鉴系列小麦中的花色苷种类
• 3.1.7.3 其他彩色小麦中的花色苷种类
• 3.1.8 白色籽粒和红色籽粒小麦中的花色苷种类
• 3.2 不同粒色的小麦籽粒中的色素含量
• 3.3 不同粒色小麦籽粒麦黄酮含量及其与籽粒色素的相关性
• 3.3.1 麦黄酮对照品的分离与纯化
• 3.3.1.1 麦黄酮粗提物的初步分析
• 3.3.1.2 麦黄酮对照品的鉴定
• 3.3.2 麦黄酮的分析方法
• 3.3.2.1 色谱质谱条件的选择
• 3.3.2.2 线性范围和最低检测限
• 3.3.2.3 方法的回收率和精密度
• 3.3.3 不同粒色小麦籽粒中麦黄酮的含量
• 3.3.4 小麦籽粒麦黄酮与色素含量的相关分析
• 3.4 不同粒色小麦籽粒维生素 E 含量及其与籽粒色素的相关性
• 3.4.1 不同粒色小麦籽粒中维生素 E 不同同系物含量
• 3.4.2 不同粒色小麦籽粒中维生素E 总量
• 3.4.3 维生素 E 与色素相关分析
• 3.5 不同粒色小麦籽粒B 族维生素含量及其与籽粒色素的相关性
• 3.5.1 小麦籽粒中B 族维生素含量
• 3.5.2 小麦籽粒颜色与B 族维生素含量的相关分析
• 4 讨论
• 4.1 彩色小麦籽粒花色苷
• 4.1.1 花色苷的一般质谱特性
• 4.1.2 彩色小麦籽粒中的花色苷的分离与鉴定
• 4.1.3 彩色小麦籽粒中的花色苷的种类
• 4.1.4 不同的彩色小麦所含的花色苷种类不同
• 4.2 彩色小麦籽粒中麦黄酮
• 4.2.1 小麦籽粒麦黄酮的测定
• 4.3 彩色小麦籽粒中维生素 E
• 4.3.1 维生素 E 检测方法的研究
• 4.3.2 彩色小麦籽粒中维生素E 与籽粒色素的相关性
• 4.4 彩色小麦籽粒中B 族维生素
• 4.4.1 B 族维生素色谱质谱方法的研究
• 4.4.2 小麦籽粒B 族维生素
• 5 结论
• 5.1 结论
• 5.2 本研究的主要创新点
• 参考文献
• 在读博士期间发表的论文
• 致谢