西蘭花營養成分的影響因素及其分離提取的研究進展

摘要：西蘭花是十字花科、蕓苔屬甘藍種的1～2年生草本植物，富含各類生物活性物質，種植、土壤、光線、水分、溫度、加工、烹飪等外界因素都會對這些活性物質產生不同的影響。本文就國內外西蘭花的研究現狀，對其營養成分、保存情況及分離提取進行論述，為優化西蘭花種植、改善烹飪條件和保存方式，減少營養物質的丟失，增加有效成分提取率，促進人體健康、指導西蘭花飲食等提供重要依據。

關鍵詞：西蘭花；活性物質；外界因素；提取

西蘭花又名綠花椰菜、綠菜花、青花菜，是十字花科蕓苔屬甘藍種中的一個變種，1～2年生草本植物[1]。西蘭花原產自歐洲，是西方國家日常飲食中的主要蔬菜。19世紀末20世紀初從日本、美國傳入我國，目前在臺灣、浙江、廣州、福建、云南都有栽種，以浙江和云南種植面積最大[2]。近年來，科研工作者發現西蘭花所含的營養成分對健康有促進作用，使人們對西蘭花的關注度逐步提高，國內的日常飲食中也增加了食用西蘭花的比重。然而由于我國西蘭花的種植歷史較短，對其研究起步較遲，西蘭花相關產業發展相對滯后。西蘭花適合于溫暖、水源豐富，土壤松軟的地區生長，種植密度不宜過大，在輕度干旱以及適當的機械外力作用下，可提高移植的存活率[3-5]。西蘭花在加工、儲存以及烹飪過程中都會影響其營養成分的含量，從而降低人體對于西蘭花活性成分的攝取率[6]。

深入了解西蘭花的營養成分、功效及其提取分離技術，有助于正確食用、合理搭配健康膳食，也有利于提高西蘭花的商業價值。因此，本文通過研究外界環境對西蘭花種植及其有效成分的影響，總結分析各營養物質的提取分離技術，為提高西蘭花營養價值利用率，促進人體健康提供幫助。

1 西蘭花的營養成分及其功效

西蘭花屬十字花科，十字花科還包括球芽甘藍、卷心菜、花椰菜以及大白菜等[7]。而西蘭花被譽為是\"蔬菜皇冠\"[8]，含有豐富的芥子油苷，可被黑芥子酶水解成異硫代氰酸鹽即蘿卜硫素。現今研究表明蘿卜硫素是一種有效的抗癌成分[9]，能夠預防肺癌、腸道癌等疾病。西蘭花還含有黃酮類及一些具有抗氧化作用的維生素，如胡蘿卜素、維生素C、維生素K1、花青素等。此外還含有Ca、Mg、Na、K、Fe、Zn等大量人體所需的基本礦物質。西蘭花中的這些物質都具有降低癌癥風險的功能[1，10-12]。除西蘭花可食用部分莖和花球外，其不可食用部分也含有特殊的功效和成分。如西蘭花葉片做成的汁可以治療一些皮膚疾病[13]，西蘭花的根可通過甲基化作用聚集吸收土壤中的硒，將硒從土壤中轉移至植物體內[14]。

2 外界因素對西蘭花營養成分的影響

2.1種植因素 西蘭花采種、留種適合在溫和干燥的氣候環境中，種植土壤要求疏松、耕性良好，需要有充足的水資源進行灌溉[4]。在合適的環境種植西蘭花，發現種植的密度對于其生長發育有一定的影響，種植密度越高，西蘭花的花球直徑越小、花球單重也隨之降低[3]。花球的外觀不僅影響西蘭花的銷售，同時作為人類食物的可食用部分，富含大量營養物質。干旱、風力以及沖刷等機械外力作用可影響西蘭花的葉子的面積以及莖的長度，其中以干旱影響最大，但輕度干旱以及適宜的機械應力可以提高西蘭花移植的成功率和產量[5]。研究發現，UV-B射線照射可直接影響西蘭花的生長發育、成果產量、葉子特性以及花期[15]。

2.2工業加工、儲存、烹飪因素 工業加工往往會影響西蘭花中營養成分的含量。因為加工過程需要將西蘭花清洗切碎，雖然研究表明切割對芥子油苷的含量影響不大，但水洗會使酶類水解從而降低芥子油苷的含量[16]。在冷凍西蘭花前，一般都要經過蒸汽加熱以破壞各過氧化物酶或其他酶類，從而防止西蘭花發生變質[17]，而這一過程會造成水溶性的芥子油苷及其他水溶性物質溶解，從而影響西蘭花中營養成分的含量。西蘭花中芥子油苷的含量與燒煮的方式、溫度等有關[18]。在儲存過程中應該進行低溫存儲，研究表明4℃存儲5個月，西蘭花中芥子油苷的含量變化不大[16]。在食用方面，國內食用西蘭花的方式以熟食為主，西蘭花在烹飪后所含芥子油苷的比重會降低30%～60%，因此在烹飪時需要掌握好時間和溫度[19]。西蘭花的真空處理、蒸煮都會影響其維生素含量和感官品質[6]，導致營養成分的揮發[20]。故應低溫儲存西蘭花，短期可放于薄膜內，加工食用前先水洗再切碎，烹飪時注意時間和溫度，以減少營養成分的流失，或可以借鑒國外生食西蘭花的食用方式。

3 西蘭花的營養成分的分離和商業價值

西蘭花全身都是寶。提取天然植物中的營養成分可以促進人類健康。因此，了解西蘭花所含的營養成分及代謝特點，發展有效的分離提取技術，盡可能的保持各營養成分的活性，提高人體對營養物質的吸收率，加速西蘭花相關生物制品產業的發展。

西蘭花富含芥子油苷，在黑芥子酶水解作用后形成蘿卜硫素。蘿卜硫素是一種具有抗癌、防治痛風、保護心血管疾病等作用的生物活性化合物，生物來源主要是西蘭花種子。將種子磨碎后，浸泡在磷酸緩沖液溶液中，酶解，加入二氯甲烷進行萃取，經真空濃縮后除去二氯甲烷，乙醇洗脫，正己烷脫脂，用乙醇再次洗脫后，甲醇定容，再將溶液反復過濾即可[21]。還可采用更為簡單的固相萃取法，將新鮮西蘭花制成粉末狀，加入鹽酸溶解，之后加至含有硫酸鈉的二氯甲烷內粗提，以干燥的方式在30℃以下的環境內去除二氯甲烷，將剩余的殘渣在乙腈內溶解，過濾后通過固相柱進行萃取，萃取物真空干燥，離心過濾得到精提物[1]。

西蘭花還含有花青素。花青素本身是一種生物色素，具有抗氧化衰老、保護心血管、增強視力、抗癌的作用[22]。工業色素的濫用日益危害人類健康，提取天然色素是一種很好的替代方式。可以從西蘭花豆芽中萃取花青素。在室內將種子置于次氯酸鈉溶液中[23]，轉移至超純水中浸泡過夜。將種子置于一個黑暗潮濕的溫控系統28℃培養，種子發芽后光照培養，嚴格控制室內濕度和溫度。將西蘭花的豆芽浸泡在由甲醇、甲酸、水按一定比例配置的溶液中，離心取上清，反復通過濾膜過濾[24]。

西蘭花中含有一定量的維生素和脂類。維生素是一類微量的有機化合物，在維持生物的生長發育中有著必不可少的作用。而脂類是一種天然分子，參與細胞膜的組成和信號傳遞。可以從西蘭花中提取抗壞血酸，在冰上磨碎后，加入由95%甲醇、檸檬酸和乙二胺四乙酸配置的萃取液中，勻漿過濾用鹽酸調pH至2.2～2.4之間，離心取上清，再用活性碳和過濾器過濾上清[17]。類胡蘿卜素，其不能由人體自身合成，需從外界攝入。類胡蘿卜素可以從西蘭花的花和豆芽中提取，用丙酮或者乙醇溶劑萃取[25]。樣本為新鮮或者冷凍的西蘭花，則用石油醚、丁羥甲苯以及四氫呋喃和甲醇按等比例配置提取液，可加入10%NaCl促進有機相和水相的分離，再加入40%KOH/MeOH，置于黑暗密閉環境一段時間后，水洗至中性，真空干燥后提取到類胡蘿卜素[26]。

4 展望

近年來，國內經濟快速發展，但生態環境不斷惡化，癌癥發病率逐年上升，預防癌癥成為現代人健康的一個重要關注點。食品安全、空氣污染、水源污染，以及土壤的重金屬污染等問題無不威脅著人類的健康。日常預防，在日常飲食中加入食用性或藥用性強的天然物質，有助于提高自身對于外界刺激的抵抗力，促進人體健康。西蘭花作為一種可食用蔬菜，其營養價值和藥用作用也被廣泛證實，在日常飲食和保健品開發上具有巨大的應用前景。

西蘭花富含蘿卜硫素和花青素等各類營養成分。蘿卜硫素具有明顯的防癌和抗癌功效，花青素可作為天然色素取代工業色素，從而增強食品和物品安全，保護人類健康。掌握西蘭花的種植條件，優化種植環境，可以提高西蘭花的產量和收成。發展和推廣西蘭花提取工藝，分離和純化營養組分，有助于減少加工、運輸和烹飪過程中營養成分的丟失，促進人體對營養物質的吸收，增加機體免疫力，促進健康。

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編輯/哈濤