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花色素结构假说.doc

来源：花匠小妙招时间：2025-01-08 06:12

PAGE PAGE 69 花色素结构假说田晓艳沈阳农业大学 maggietian2002@163.com 摘要：本研究对南果梨果皮花色素进行了质谱分析，经过对一级质谱和二级质谱的详细推算，认为自然界的花色素是以钟罩体或灯笼体或小球体形式存在，要么由单纯花色素单元组成，要么与葡萄糖连接而成。钟罩体或灯笼体，连接在细胞膜和叶绿体膜之间或叶绿体双层膜之间；小球体连接在叶绿体双层膜之间或叶绿体与基粒膜之间或基粒膜之间，有特定分子量和形状，及特定的空间构型。以往人们提出的六种花色素，天竺葵色素，矢车菊色素，飞燕草色素，芍药色素，矮牵牛色素，锦葵色素，既存在也不存在，因为在自然界状态下，不存在这些花色素单体，它们只不过是花色素钟罩体或灯笼体或小球体水解时得到的不同片段。花色素主要是苯基苯并吡喃通过氧桥连接而成的类似钟罩的网状大分子或灯笼体或小球体。B环上的3′、5′位通过氧桥，手拉手般相连在一起，酸解后，就会得到人们以往所提出的矢车菊色素或飞燕草色素；B环若没有氧桥相连，酸解后得到的就是天竺葵色素；钟罩体或灯笼体或小球体的顶端起始有3种形式，葡萄糖分子或甲氧苯基苯并吡喃或乙氧苯基苯并吡喃与细胞膜或叶绿体膜或基粒膜上的磷脂双分子层的磷酸羟基相连，钟罩体底端通过苯并吡喃环上的5-C位与叶绿体膜或叶绿体基粒膜上的磷脂以氧桥相连；灯笼体或小球体的底端通过甲氧基或乙氧基与叶绿体膜或叶绿体基粒膜上的磷脂以氧桥相连。钟罩体或灯笼体或小球体两顶端若是通过B环上3′或5′位一个甲氧基将苯基苯并吡喃与细胞膜相连，酸水解后，就得到人们所说的芍药色素；顶端若是通过B环上3′、5′位两个甲氧基将苯基苯并吡喃环与细胞膜相连，酸水解后，就得到人们所说的锦葵色素或矮牵牛色素。因此，花色素酸水解后，人们以往提出的天竺葵色素，矢车菊色素，飞燕草色素含量高，而芍药色素，矮牵牛色素，锦葵色素含量低与本研究假说是吻合的，因为人们理念中的芍药色素、矮牵牛色素、锦葵色素仅仅存在于顶端。不同的花和果实之所以呈现不同颜色，关键在于花色素钟罩体或灯笼体或小球体的密集度以及氧桥的丰度，钟罩体或灯笼体或小球体的密集度以及氧桥的丰度越高，则蓝移；越低，则红移。花色素主要功能是防止紫外线对果实或花朵的伤害，就像一层天网罩在叶绿体膜或基粒膜上，紫外光高能光子通过花色素大分子时，激活的高能电子在通过花色素众多p-π共轭环时，环内电子高速旋转，摩擦产生热能释放出去，同时高能电子变为低能电子传递给叶绿体，从而保证了叶绿体能够正常进行光合作用。前言：本研究6年多来一直针对提高南果梨花色素含量做了大量的田间和实验室工作，南果梨是中国特产，秋子梨的变种，只产于辽宁省鞍山市和海城市一带，香气怡人，口感浓郁，是梨果精品，堪称梨中之王。但南果梨致命不足就是成熟期果实遇雨褪色，果实品质急剧下降，并且再着色困难，品质一落千丈，给果农带来极大的经济损失，一年的收入很大程度取决于成熟期的光照和雨水情况。为了解决这个生产难题，本研究针对南果梨果实花色素做了质谱分析，却意外发现了花色素天然存在下的合理状态，不是人们一直以来盲人摸象的状态，它是一个完整的网状大分子或小球体，不是片段。 1 材料与方法 1.1材料供试南果梨采自辽宁省海城市接文镇宋家堡村10～12年生南果梨树，于2012年8月25日种子褐色期按果树正南方向，中部同等高度取果实10个，试验设3次重复。供试盐酸、95%乙醇、氯化钾、无水乙酸钠均为分析纯，由沈阳化学试剂厂生产；供试D101大孔树脂为国药集团化学试剂有限公司生产；供试甲醇、甲酸均为色谱纯，为国药集团化学试剂有限公司生产。试验采用的仪器有：N-1001型旋转蒸发仪、SHB-Ⅲ循环水式真空泵、DHL-A型电脑恒流泵、Christ真空冷冻干燥机和1100 液质联用仪。 1.2 方法 1.2.1南果梨花色苷的提取及纯化取种子褐色期南果梨果实的果皮10g，充分研磨后，加入250mL1%盐酸乙醇溶液，放于50℃恒温水浴锅4h，4000r.min-1离心10min，滤渣按相同提取方法再次提取，至滤液为无色，合并滤液并定容到相同体积，采用pH示差法测定花色苷含量[9]。粗提液减压浓缩后，经预处理的D101大孔吸附树脂纯化，用重蒸水洗脱去除糖、有机酸及蛋白质等杂质，后用60%乙醇洗脱，收集花色苷洗脱液，真空浓缩，冷冻干燥至深红色粉末，备用。 1.2.2南果梨花色苷的HPLC-DAD-ESI-MS鉴定色谱条件：色谱柱为Agilent SB-C18(2.1mm×150mm，3.0 μm)；流动相的A液为甲醇，B液为0.5%甲酸水；线性梯度洗脱顺序为0～15min，A液15%～40%；15～30min，A液40%～90%；30～35m