科研党速览：花青素研究进展及其检测技术

花青素是植物体内重要的黄酮类次级代谢产物，是调控植物花、果实等组织色泽的核心功能物质，其合成具有组织特异性，且受内源因子与光照、温度、pH等外源环境因素共同调控。根据植物色素溶解性分类，花青素属于典型的水溶性色素，易溶于水、乙醇等极性溶剂，不溶于乙醚、氯仿等非极性有机溶剂，与叶绿素、类胡萝卜素等脂溶性色素形成明显区别。花青素又称花色苷，具有C6-C3-C6双苯环极性骨架，自然界天然存在的花青素超250种，主流研究与应用的基础花青素共六种，包括矢车菊色素、飞燕草色素、天竺葵色素等，天然状态下多以糖苷结合的花色苷形式存在，极少游离，广泛富集于紫薯、黑米、浆果、葡萄等深色果蔬及花卉中。

图1：常见花青素的结构

近期，《Plant Physiology and Biochemistry》期刊发表的一项研究系统探讨了红肉苹果中花青素积累的分子调控机制。研究表明，红肉苹果虽因富含花青素而具有较高营养价值，但其鲜食品质常受果实酸度过高的制约，而花青素与苹果酸协同积累的分子机制尚不明确。该研究通过对野生苹果（Malus sieversii ‘CSR6R6’）与栽培品种‘Royal Gala’（Malus domestica）杂交F₁群体的转录组分析，鉴定出一个R2R3-MYB转录因子MdMYB21，并证实其为协同负调控花青素和苹果酸代谢的关键因子。功能实验表明，过表达MdMYB21显著抑制了苹果愈伤组织及果实中花青素和苹果酸的积累。机制研究进一步揭示，MdMYB21直接结合花青素合成与转运核心基因（包括MdAGT1、MdGSTU15、MdGSTU16和MdGSTU22）的启动子区域，并作为转录抑制因子下调其表达。该研究揭示了MdMYB21协同调控果实色泽与风味代谢的新机制，为培育外观与口感兼优的红肉苹果新品种提供了重要理论依据和遗传靶点。

图2：MdMYB21负向调控苹果中的花青素和苹果酸积累

花青素兼具优异的抗氧化、抗炎、护眼及改善脑部功能等生物活性，在食品、化妆品及生物医药领域应用前景广阔。但该物质稳定性极差，易受光、热、氧气、pH等因素影响发生降解褪色、活性流失，且样品中糖类、有机酸等杂质会干扰提取与检测结果，因此构建高效、稳定、精准的提取检测技术体系，是实现花青素高效开发利用的关键前提。

花青素检测方法

花青素作为植物色素中研究的重点领域，其诸多测定技术已被广泛报道：

分光光度法

分光光度法是检测花青素总量的常用方法，操作简便、成本较低，但其局限性在于只能测定总含量，无法区分花青素的具体种类。

高效液相色谱法

高效液相色谱法被广泛用于花青素的准确定量检测，能够有效分离和测定不同种类的花青素。但该方法检测时间较长，单样品通常需30至60分钟，且以保留时间作为定性依据，易受复杂基质干扰而出现误判。我国相关标准已规定了飞燕草色素、矢车菊色素、矮牵牛色素等6种花青素的高效液相色谱测定方法。在此基础上发展出的超高效液相色谱法，可将检测时间显著缩短至十余分钟，大幅提高了分析效率。

高效液相色谱-质谱联用法

高效液相色谱-质谱联用法结合了色谱的高分离性能与质谱的高鉴别能力，已成为花青素准确定量检测的重要技术。该方法灵敏度高、线性范围宽、检出限低，回收率良好，不仅能够准确测定花青素含量，还可对复杂样品中的花青素种类进行结构鉴定，充分证明了该技术在花青素定性定量分析中的可靠性和适用性。

pH示差法

植物花青素的糖苷结构会随pH值变化而发生可逆改变，而其他干扰物质的特征光谱则不受环境pH影响。基于这一特性，pH示差法被广泛用于花青素总量的测定，尤其适用于存在较多干扰物质的复杂样品。该方法操作简便、抗干扰能力强，是测定总花青素含量的可靠选择。

定量核磁共振法

定量核磁共振法是一种快速检测花青素种类和含量的分析技术。该方法无需复杂的样品前处理，分析速度快、精确度高，特别适用于大批量样品中花青素特征物质的快速筛查和定量分析。

薄层色谱法

纤维素薄层色谱-密度分析法常用于花青素的分离和定性分析。该方法在测定过程中对杂质及干扰物质的鉴定具有重要作用，可作为其他定量方法的有效补充，用于花青素样品的初步分离和纯度判断。

显色法

利用花青素的化学结构特性，添加对二甲氨基肉桂醛或香草醛等显色剂，使其官能团发生特异性化学反应，形成稳定的有色缩合产物，然后采用分光光度计进行测定。该方法成本较低、操作简便，是花青素含量测定的替代方案之一。

维百瑞植物色素检测平台

南京维百瑞检测依托先进的技术平台，提供覆盖植物组织中花青素、类胡萝卜素、类黄酮等色素及代谢物的全链条检测服务。在技术层面，该平台建立了以高效液相色谱（HPLC）及液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）为核心的分析体系，结合专用的色谱分离技术，构建了兼顾定性准确性与定量精度的色素检测平台。针对植物样品的色素分析需求，该平台提供多项指标检测服务，涵盖花青素类（矢车菊素、飞燕草素、天竺葵素、芍药素、矮牵牛素、锦葵色素）、类胡萝卜素类、大豆异黄酮类及原花青素等关键指标类型。通过精准的化学成分数据输出，协助科研人员和企业客户实现植物色素的高通量靶向检测，为植物代谢研究、品质评价及功能性成分开发提供可靠的数据支撑。

服务优势

1.高性能仪器：高效液相色谱仪（Agilent 1290 Infinity II）联用三重四极杆质谱仪（SCIEX-6500Qtrap），采用专用色谱柱，分离效果好。

2.精准定量：每批样品单独配置一组标准曲线，随样品一起上机进行定量分析。

3.多重质控：免费做标准品质控和平行质控，每十个样品随机抽取一个样品做平行质控，保障结果可靠。

4.一站式服务：售前售中售后全程提供多对一技术支持。

仪器展示

检测指标一览表