《Food Chemistry》：Analysis of polyphenolic compounds in purple cauliflower reveals the antioxidant potential of its by-products
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紫花椰菜花椰果及副产物多酚组成分析首次全面利用LC-ESI-QTOF/MS-MS和UPLC-PDA技术，发现副产物含37种多酚（以酰基苷类黄酮醇为主）显著高于花椰果的19种（以花青素为主），总多酚含量达17518.95 mg/kg，为农业废弃物高值化利用提供依据。
Jacinta Collado-González | María Carmen Pi?ero | Ginés Otálora | Francisco M. del Amor | Aneta Wojdy?o
穆尔西亚农业食品研究与开发研究所（IMIDA）作物生产与农业技术系，C/Mayor s/n，30150穆尔西亚，西班牙。
摘要
本研究首次使用LC-ESI-QTOF/MS-MS和UPLC-PDA技术全面分析了紫色花椰菜中的多酚组成，并进行了比较。研究对象包括花椰菜的花朵及其副产品（加工过程中被丢弃的外叶）。在花朵中检测到19种多酚化合物，包括花青素（11种）、黄酮醇（7种）和羟基肉桂酸（1种）；而在副产品中检测到37种化合物，主要是酰基化糖基化黄酮醇（28种）和羟基肉桂酸（9种）。黄酮醇占花朵中总多酚的35%，在叶副产品中占76%，主要表现为非酰基化、单酰基化和二酰基化形式。槲皮素衍生的黄酮醇仅以微量存在。叶副产品中的总多酚含量显著高于花朵（分别为17,518.95 mg kg?1和8036.01 mg kg?1），这表明叶副产品是生物活性化合物的丰富来源。
引言
近年来，十字花科蔬菜因其丰富的生物活性次生代谢物而在营养研究中受到关注。Brassicaceae蔬菜富含酚类化合物，特别是黄酮类和羟基肉桂酸衍生物，这些化合物具有抗氧化和抗炎作用，有助于预防肥胖、2型糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病和癌症等慢性疾病（Nartea等人，2022年）。花椰菜（Brassica oleracea L. var. botrytis）重新受到关注，不仅因为它与西兰花等研究较多的十字花科蔬菜有密切关系，还因为欧洲消费者越来越倾向于选择兼具健康促进作用和外观吸引力的食品（Meena等人，2025年）。这一趋势提高了彩色花椰菜品种（如紫色和橙色）的受欢迎程度，这些品种因其独特的植物化学成分和较高的生物活性化合物含量而受到重视（Kapusta-Duch等人，2019年）。然而，以往的研究主要集中在可食用的花朵上，而对副产品中的多酚组成了解甚少。尽管对彩色品种（包括紫色花椰菜）的多酚组成越来越感兴趣（Nartea等人，2022年），但尚未有研究对叶副产品中的酰基化 gentiobiose 衍生物进行过全面分析。本研究填补了这一空白，扩展了人们对 Brassica 副产品化学多样性和潜在生物活性的认识。因此，对花朵和副产品进行全面的分析在科学上具有重要意义，有助于全面评估其生物活性潜力，并促进花椰菜废弃物的增值利用。
紫色及其他彩色花椰菜组织的色素主要是由花青素引起的，花青素是一类负责许多植物食物呈现红色、蓝色和紫色的黄酮类化合物（Luo等人，2023年）。花青素还具有强抗氧化作用，能够清除活性氧、减轻氧化应激并调节炎症途径。这些生物学效应与降低心血管疾病、某些类型癌症、神经退行性疾病和代谢综合征的风险有关（Singh等人，2020年）。根据NHANES 2017–2018年的调查，美国成年人的平均花青素摄入量约为每天13.8 mg（男性）和16.4 mg（女性）（Stote等人，2025年）。因此，这些色素的存在提高了彩色花椰菜品种的营养价值，使其优于传统的白色品种。
虽然花椰菜主要因其可食用的花朵而受到重视，但该植物也会产生大量废弃物，主要是叶子和茎秆，这些废弃物可能占总生物量的30–50%。这些副产品通常被丢弃，但实际上含有大量的生物活性化合物，包括黄酮类和酚酸，因此具有潜在的增值利用价值（Mora-Garrido等人，2022年）。将其回收作为营养补充剂、功能性食品或化妆品中的多酚来源，不仅可以促进作物可持续发展，还能满足消费者对健康环保产品的需求（Gallo、Pacchera和Cagnetti，2023年）。此外，在集约化种植地区，Brassica 副产品的环境影响也是一个重要问题。根据René等人（2024年）的研究，长期以来对矿物肥料的依赖导致了土壤酸化和地下水污染；然而，不当处理作物残余物还会加剧养分流失。将这些副产品转化为有机改良剂不仅可以减轻这些负面生态影响，还能恢复土壤肥力和生物活性，促进像Daloa地区这样的地区的农业可持续发展。
本研究旨在使用液相色谱-电喷雾离子化-四极杆飞行时间串联质谱（LC-ESI-QTOF/MS）技术分析紫色花椰菜中的多酚组成，重点关注花青素、黄酮醇和羟基肉桂酸等关键化合物。使用UPLC-PDA技术对这些化合物在可食用花朵和副产品中的含量进行了定量分析。这种详细的色谱分析对于这些副产品的工业化利用至关重要；正如Rueangsri等人（2025年）所证明的，精确的多酚分析为探索植物基质中的抗氧化和抗菌生物活性奠定了基础。此外，识别这些特定的多酚组成有助于将农业废弃物转化为高价值成分，用于营养补充剂或功能性食品的开发，类似于利用未充分利用的蔬菜资源开发健康饮料（Medina-Pérez等人，2025年）。总体而言，这项研究突显了多酚分析在支持Brassica 副产品的可持续利用和工业应用方面的科学意义，架起了废弃物管理和高附加值产品创造之间的桥梁。
试剂和标准溶液
用于分析紫色花椰菜中多酚化合物的乙腈由POCH S.A.（波兰格利维策）提供；甲酸（≥98%，Waters公司，美国米尔福德）和Sep-Pak C18色谱柱（Waters公司，美国米尔福德；10克，目录编号WAT036925）也被使用。去离子水采用HLP SMART 1000s纯化系统制备（Hydrolab公司，波兰格但斯克）。在LC–MS和UPLC分析之前，提取物需通过0.25 μm PTFE膜（Millex Samplicity Filter；Merck公司）过滤。
紫色花椰菜组织的多酚分析：定性和定量评估
对紫色花椰菜（cv. Graffiti F1）不同组织中的多酚组成进行了全面的定性和定量分析。提取物通过紫外-可见光谱和电喷雾离子化质谱（ESI-MS）进行分析。从色谱图中可以看出，不同组织中的多酚化合物在分布和信号强度上存在显著差异，反映了组织间的差异。
结论
本研究采用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术，在正离子和负离子模式下对紫色花椰菜（花朵和副产品）的多酚组成进行了全面分析。据我们所知，这是首次报道紫色花椰菜副产品的完整多酚组成。在花朵中检测到20种化合物，在副产品中检测到37种化合物。可食用的花朵部分主要由花青素组成，而酰基化糖基化化合物则主要存在于副产品中。
CRediT作者贡献声明
Jacinta Collado-González：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、实验研究、数据分析、概念构思。
María Carmen Pi?ero：方法学设计、实验研究。
Ginés Otálora：方法学设计、实验研究。
Francisco M. del Amor：项目监督、资源调配、资金申请、概念构思。
Aneta Wojdy?o：项目监督、实验研究、数据分析、概念构思。
资助
本研究部分得到了欧盟委员会ERDF/FEDER穆尔西亚运营计划（2021–2027年）的支持（60%），项目编号为50463，子项目：“提高穆尔西亚地区水果和蔬菜产品的竞争可持续性”。J C G获得了西班牙政府的Ramón y Cajal奖学金计划资助（RYC2021–032598-I）。
未引用的参考文献
Cartea, Francisco, Soengas and Velasco, 2010
Gallo, Pacchera, Cagnetti and Silvestri, 2023
Radi, Metwally, El-Shazoly and Hamada, 2014
Wojdy?o and Nowicka, 2019
Wojdy?o and Nowicka, 2021
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究属于Plants4FOOD研究小组（A.W.）的研究活动。作者感谢Igor Piotr Turkiewicz博士在LC-ESI-QTOF/MS设备进行酚类化合物技术分析方面提供的帮助。
