花青素属于酚类化合物中的类黄酮[1]，是自然界中一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，构成了植物中绝大多数的蓝色、红色、紫色和黄色等。花青素来源丰富，如葡萄、黑加仑、覆盆子、草莓、樱桃、红甘蓝、紫皮茄等[2]。据统计，有27个科73个属的植物中含花青素[3]。在植物中花青素多与糖以糖苷键结合形成花色苷，并与芳香酸、脂肪酸等进行酰基化作用以增加其稳定性[4]。随着各国对合成色素使用的限制，作为天然食用色素的花青素，其资源丰富，安全、无毒，且具有清除体内自由基、抗肿瘤、抗癌、抗辐射、抑制脂质过氧化和血小板凝集、预防糖尿病、减肥、保护视力等营养和药理作用[5-7]，在食品工业中的应用备受关注。

目前，花青素的检测方法主要有液质联用法、高效液相色谱法、单一pH法、pH示差法等[8-13]。单一pH法和pH示差法均采用分光光度计测定总花青素含量，实验步骤简单、方法稳定易操作、成本低，总花青花的含量测定多采用此法[14]。在缓冲溶液中，花青素的结构随pH值改变而转变，其发色团的结构转换是pH的函数，而干扰物质(如褐色降解物)的特征光谱不随pH值的改变而发生变化，花青素不会受到体系中其他干扰物质的影响，pH示差法即基于此原理。但采用pH示差法检测花青素时均以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷计，对于除含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷以外还含有其他花青素，或者完全不含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的植物源性食品而言，这样的数据处理必然造成很大误差。

本文以23种含花青素的植物源性食品为研究对象，通过液相色谱-三重四级杆串联质谱法(liquid chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry，LC-MS/MS)鉴别出不同植物源性食品中花青素种类和具体化学结构，并计算出混合花青素的平均摩尔质量，通过分光光度法测得混合花青素的平均摩尔消光系数，以此对pH示差法进行改进。并对pH示差法改进前后的检测结果进行差异比较分析，以期为花青素做为天然食用色素进行质量控制，并对开发利用花青素提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

黑果枸杞、黑豆、黑米、黑葡萄干等4种植物源性食品干样品各3批，市售。用四分法取适量或全部，去除枝、秆、叶、皮、小石子、土颗粒等肉眼可见杂质后，取有代表性试样50～100 g。黑果枸杞、黑豆、黑米用食物粉碎机粉碎后，过40目筛，混匀后立即用于检测，暂存时间不超过1 h，置于干燥器中避光保存；黑葡萄干需先剪碎成直径为3～5 mm小颗粒，然后用食物粉碎机粉碎，混匀后，置4 ℃冰箱冷藏避光保存，1 h内检测。

紫皮茄子、紫薯、紫洋葱、紫甘蓝、紫白菜、大樱桃、紫葡萄、提子、蓝莓、黑树莓、心里美萝卜、紫土豆、紫苏叶、黑玉米、樱桃番茄、车厘子、桑葚、草莓、鱼腥草叶等19种植物源性食品鲜样各3批，市售。用自来水初步洗净，去离子水淋洗后用滤纸吸去多余的水分。其中，紫皮茄子只取茄皮，大樱桃、紫葡萄、提子、车厘子去核。各试样用匀浆分散机15 000 r/min匀浆30 s，置于4 ℃冰箱冷藏避光保存，1 h内检测。整个处理过程避光进行。不能在1 h内进行实验的试样需置-18 ℃冰箱冷冻保存。

飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素、芍药色素和锦葵色素的3位取代单葡萄糖苷标准品(纯度均≥97%)，上海惠诚生物科技有限公司；氯化飞燕草素-3-O-[6″-O-(E)-对香豆酰芸香糖苷]-5-O-葡萄糖苷(纯度≥98%)，宝鸡市辰光生物科技有限公司；氯化矢车菊素-3-O-(6-O-反式-咖啡酰-2-O-β-葡萄糖苷-β-葡萄糖苷)-5-O-β-葡萄糖苷、氯化矮牵牛素-3-O-芸香糖苷(反-对香豆酰)-5-O-葡萄糖苷、氯化天竺葵素-3-O-[6″-O-(E)咖啡酰槐糖苷]-5-O-葡萄糖苷、氯化芍药色素-3-O-槐糖苷-5-O-β-D-葡萄糖苷(纯度均≥98%)，武汉科斯坦生物科技有限公司；氯化矮牵牛素-3,5-二氧葡萄糖苷(纯度≥95%)，成都瑞芬思德丹生物科技有限公司。

KCl、结晶乙酸钠、无水乙醇(均为分析纯)，天津百世化工有限公司；浓盐酸(分析纯)，甘肃白银瑞斯物资贸易有限公司；甲酸、乙腈(均为色谱纯)，山东禹王实业有限公司化工分公司；实验用水为去离子水。

1260 Infinity Ⅱ- 6470 液相色谱-三重四级杆串联质谱仪，美国安捷伦科技公司；UV-1780紫外-可见分光光度仪，日本岛津公司；KQ5200B超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；T25数显型分散机，艾卡(广州)仪器设备有限公司；pHS-3E型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；PL203电子天平、MS205DU精密电子天平，瑞士Mettler Toledo公司；TGL-16C高速台式离心机，上海安亭科学仪器厂；TYSP-100高速多功能粉碎机，浙江永康市红太阳机电有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 LC-MS/MS法鉴别花青素

采用LC-MS/MS法，根据紫外-可见最大吸收波长、水解前后母离子峰(M-/M+)和子离子峰碎片(MS/MS)的质荷比值(m/z)并结合文献[15～26]，鉴别出连有糖苷键的各花青素具体化学结构。

1.2.1.1 液相色谱条件

Agilent Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD柱(50 mm× 2.1 mm，1.8 μm)，流动相：A，质量分数1%的甲酸乙腈溶液；B，质量分数1%的甲酸水溶液(0～15 min，5% A～20% A；15～20 min，维持20% A不变；20～30 min，20% A～60% A；30～35 min，维持60% A不变；35～40 min，60% A～5% A；40～58 min，维持5% A不变)。流速0.20 mL/min，检测波长530 nm，柱温35 ℃，进样量1 μL。

1.2.1.2 质谱条件

电喷雾电离源，正、负离子方式检测；离子源温度450 ℃，碰撞气N2，流量0.2 mL/min；雾化气N2，喷雾压力20 psi；干燥气N2，温度325 ℃，流量10.0 L/min；鞘气N2，温度400 ℃，流量11.0 L/min；质荷比扫描范围m/z 100～1 500；毛细管电压4 kV(正离子)、2 500 V(负离子)；扫描方式为MS2。

1.2.2 混合花青素平均摩尔质量的确定

采用LC-MS/MS法，根据非水解试样中各花青素在总花青素中物质的量分数(Nx%)和各自摩尔质量(Mx)，各试样中混合花青素的平均摩尔质量(M混)按照公式(1)计算：

M混=Ma×Na%+Mb×Nb%+Mc×Nc%+…Mn×Nn%

(1)

1.2.3 分光光度法确定混合花青素平均摩尔消光系数

用各试样中不同花青素标准物质在总花青素中的物质的量分数配制成浓度为1 mol/L的混合花青素标准储备溶液。取2份该标准储备溶液3 mL稀释定容至50 mL后分别加KCl缓冲溶液(0.025 mol/L, pH 1.0)和乙酸钠缓冲溶液(0.4 mol/L, pH 4.5)再次稀释5倍后分别配制成pH 1.0和pH 4.5的花青素检测溶液，用1 cm厚比色皿分别在λmax nm和700 nm处测得4个吸光度值，计算A=(Amax-A700)pH 1.0-(Amax-A700)pH 4.5，各试样中混合花青素的平均摩尔消光系数按公式(2)计算：

(2)

式中：c, 花青素检测溶液浓度，mol/L；l，比色皿厚度，cm。

1.2.4 pH示差法检测花青素含量

参照美国分析化学家协会 (Association of Official Analytical Chemists，AOAC)官方方法2005.02《果汁、饮料、天然着色剂及酒中总花色苷含量的测定pH示差法》，并稍作修改。称取已制备好的鲜样匀浆5.0 g或者干样粉末0.5 g，按料液比鲜样1∶10(g∶mL)或干样1∶100(g∶mL)加入50 mL浓盐酸-80%乙醇提取溶液(3∶97，体积比)于50 ℃下超声波提取30 min，每隔10 min振摇1次，保持固相完全分散。以8 000 r/min离心3 min，取上清液，即得花青素提取母液。其中，蓝莓、黑米、黑果枸杞、桑葚的花青素提取母液分别加入原提取溶液分别稀释2、2、4、5倍，其余各花青素提取母液无需用原提取溶液稀释。然后再用缓冲溶液稀释5倍，制备2份供试品检测溶液，其中一份用KCl缓冲溶液(0.025 mol/L, pH 1.0)稀释，另一份用乙酸钠缓冲溶液(0.4 mol/L, pH 4.5)稀释。静置10 min后，在400～600 nm进行部分可见波段扫描以确定最大吸收波长。最后分别在最大吸收波长和700 nm处分别测定用pH 1.0缓冲溶液稀释的供试品检测溶液，并用pH 4.5缓冲溶液稀释的供试品检测溶液的吸光度值。总花青素质量分数按公式(3)计算：

(3)

式中：w，总花青素质量分数；A，pH 1.0与pH 4.5的供试品检测溶液的吸光度差值，A=(Amax-A700)pH 1.0-(Amax-A700)pH 4.5；M混，混合花青素的平均摩尔质量，g/mol；DF，稀释因子；V，提取液总体积，混合花青素的平均摩尔消光系数，L/(mol·cm)；l，比色皿厚度，cm；m，称取试样的质量，g；10，由单位g/kg换算为单位g/100 g的转换因子。

1.3 数据统计分析

检测结果以同一植物源性食品的3批次试样中花青素质量分数的平均值±标准误差表示，并采用SPSS 19.0配对样本T检验对pH示差法改进前后的检测结果进行差异比较分析，差异显著性水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同植物源性食品中花青素的种类和化学结构

由表1可知，花青素的最大吸收波长主要有2个：一个在可见光区500～540 nm附近，另一个在紫外光区275 nm附近，如果花青素进一步酰基化则在320～340 nm处有一吸收峰。飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素、芍药色素、锦葵色素的特征子离子峰碎片m/z依次为303、287、317、271、301、331，且正、负2种离子模式下同一成分的母离子峰、子离子峰碎片m/z均相差2。不同植物源性食品中的花青素均连有糖苷键，多出现在3、5位，以3位居多；3位糖苷键连接的糖中多以葡萄糖为主，少部分连有芸香糖和槐二糖，而5位糖苷键只连接葡萄糖；为了进一步增加花青素的稳定性，部分花青素在连有糖苷键的基础上继续酰基化，包括酰化作用的芳香酸如p-香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸、对羟基苯甲酸等，脂肪酸如丙二酸、乙酸、苹果酸、琥珀酸等[4]。

按含有花青素数量分析，蓝莓和黑玉米中花青素数量最多，紫土豆、黑葡萄干和黑果枸杞次之，紫皮茄子、紫洋葱和鱼腥草叶中花青素数量最少，均只含有1个花青素。按含有花青素种类分析，提子和蓝莓中花青素的种类最多，紫土豆、黑葡萄干和黑果枸杞次之，紫皮茄子、紫洋葱、紫白菜和鱼腥草叶中花青素的种类较少，均只含有1种花青素。鉴别出的矢车菊素、芍药色素、锦葵色素、矮牵牛素、飞燕草素、天竺葵素在23种植物源性食品中所有花青素的分布占比依次为33.3%、24.6%、14.0%、12.3%、8.8%、7.0%，6种花青素中57.9%的花青素为矢车菊素和芍药色素。在23种植物源性食品中，矢车菊素存在于66.7%的蔬菜、90.0%的水果中，芍药色素存在于33.3%的蔬菜、70.0%的水果中。此外，薯类(如紫薯)、粮食作物(如黑玉米)、豆类(如黑豆)、谷类(如黑米)中均含有矢车菊素和芍药色素。

2.2 不同植物源性食品中混合花青素的平均摩尔质量和平均摩尔消光系数

由表2可知，多数情况下，混合花青素中某一花青素物质的量分数在总花青素中占比>60%时，混合花青素的平均摩尔质量更接近于该单一花青素的摩尔质量，混合花青素中某一花青素物质的量分数在总花青素中占比>50%时，混合花青素的平均摩尔消光系数更接近于该单一花青素的摩尔消光系数。

不同植物源性食品的混合花青素的平均摩尔质量在449.2～784.8 g/mol，混合花青素的平均摩尔消光系数在17 807～37 150 L/(mol·cm)，若均以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷[摩尔质量为449.2 g/mol、摩尔消光系数为26 900 L/(mol·cm)]计算总花青素质量分数结果必然不准确。

2.3 pH示差法改进前后检测结果的差异比较

在花青素最佳提取条件下，采用SPSS 19.0配对样本T检验对pH示差法改进前后分别以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和以各试样中实际含有的花青素计算总花青素质量分数的差异，比较结果见表3。改进前pH示差法检测结果均低于改进后pH示差法，且60.9%的试样在pH示差法改进前后其花青素的质量分数存在显著性差异(P<0.05)。由于pH示差法在改进前均以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷计，在数据处理时也采用矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的摩尔质量和摩尔消光系数进行计算。

对于仅含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的植物源性食品(如紫洋葱)，或者含有总花青素物质的量分数的80%以上矢车菊素-3-O-葡萄糖苷同时还含有少量其他花青素的植物源性食品(如大樱桃、黑树莓、黑豆、黑米)中花青素检测，以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷计时，pH示差法改进前后花青素的质量分数无显著性差异(P>0.05)，改进后检测结果比改进前平均仅高了1.04倍。对于矢车菊素-3-O-葡萄糖苷在总花青素物质的量分数的80%以下，同时还含有较多其他花青素的植物源性食品(除紫葡萄和黑玉米外)如紫甘蓝、提子、蓝莓、心里美萝卜、桑葚、草莓、黑葡萄干中花青素检测时，若仍以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷计，pH示差法改进前后花青素的质量分数存在显著性差异(P<0.05)，改进后检测结果比改进前平均高了1.47倍。对于完全不含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷而仅含有其他花青素的植物源性食品(除紫皮茄子和紫苏叶外)如紫薯、紫白菜、紫土豆、樱桃番茄、车厘子、鱼腥草叶、黑果枸杞中花青素检测以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷计时，pH示差法改进前后花青素的质量分数存在显著性差异(P<0.05)，改进后检测结果比改进前平均高了1.65倍。

综上所述，对于除含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷以外还含有其他花青素，或者完全不含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的植物源性食品而言，以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷计算总花青素质量分数必然造成很大误差。

3 讨论

3.1 LC-MS/MS法鉴别花青素的结果分析

食品中的天然色素有很多种，按其化学结构分为多烯色素、多酚色素、醌酮色素、吡咯色素等。花青素只是食品中天然色素的一类，属于多酚色素，其基本结构母核是2-苯基苯并吡喃。自然界天然存在的花青素有250多种，其中已确定结构的花青素有22种[27]，大多数花青素其C环3位、A环5、7位、B环3′、4′、5′位等均有取代。飞燕草素各取代位羟基化程度最高，矢车菊素各取代位羟基化程度低于飞燕草素，天竺葵素各取代位羟基化程度又低于矢车菊素，矮牵牛素、芍药色素和锦葵色素各取代位存在羟基化的同时还存在甲基化。但因各花青素极性较相近，仅使用常规的高效液相色谱法很难去除其它色素的干扰，往往保留时间相同，不能使其他色素和目标花青素完全分离。本文通过LC-MS/MS法，使用电喷雾电离源，利用触发式多反应监测将多反应监测定量分析与花青素离子谱图相结合，根据花青素定量、定性离子对m/z[飞燕草素(303/229、303/257)、矢车菊素(287/137、287/213)、矮牵牛素(317/203、317/245)、天竺葵素(271/121、271/93)、芍药色素(301/286、301/258)和锦葵色素(331/315、331/287)]，最终鉴别出6种食品中常见的花青素，但是否还存在少量其他化学结构的花青素，如7-O-甲基花青素、3-脱氧花青素、焦花青素、6-羟基花青素等，还有待于进一步鉴别分析。

3.2 pH示差法改进后的方法学验证结果

以花青素质量分数最高的黑果枸杞为例进行方法学验证实验，结果显示黑果枸杞在(530±2) nm处有最大吸收峰，而显色后空白对照溶液在(530±2) nm处无吸收，说明不存在空白干扰，实验方法的专属性良好。通过LC-MS/MS法鉴别出黑果枸杞中的花青素主要为矮牵牛素类花青素，以矮牵牛素-3-O-芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷和矮牵牛素-3,5-二氧葡萄糖苷(二者物质的量分数总和占总花青素的94.13%)按各自在总花青素中物质的量分数比例(12.6∶1)配制成混合矮牵牛素类花青素标准溶液。以吸光度值为纵坐标，混合矮牵牛素类花青素质量为横坐标，绘制标准曲线。结果显示混合矮牵牛素类花青素质量在0.011～0.138 mg呈良好的线性关系，回归方程为y=6.166 1x+0.011 2，R2=0.999 1。精密度、稳定性、重复性[即相对标准偏差(relative standard deviation，RSD)]依次为0.53%、1.11%(24 h内)、1.68%，平均回收率为95.6%(RSD=1.06%)。黑果枸杞鲜果的检出限和定量限分别为7.04、21.3 mg/100 g，黑果枸杞干果的检出限和定量限分别为28.2、85.3 mg/100 g。方法学验证实验结果表明，该方法的专属性、线性、精密度、稳定性、重复性、回收率、定量限和检出限均满足方法学验证要求，该方法可操作性强、稳定、准确、可靠。

3.3 pH示差法改进后检测花青素的结果分析

采用LC-MS/MS法确定各种植物源性食品中实际含有的花青素后，实验时只需在最佳提取条件下提取，保证在pH 1.0时使花青素形成稳定的花烊正离子并加缓冲溶液稀释、静置、比色，最后直接利用已确定的不同植物源性食品中特有混合花青素的平均摩尔质量和平均摩尔消光系数，即可求得总花青素。但同时，鉴别出的花青素不仅连有糖苷键，且还与芳香酸、脂肪酸等进行酰基化作用，产生如芥子酰、阿魏酰、对香豆酰、苹果酰、咖啡酰等酰化的花青素，而市售花青素标准品多为连有糖苷键的花青素，酰化的花青素标准品十分少见，只能用非酰化的花青素标准品尽可能模拟实际鉴别出的酰化花青素来确定平均摩尔质量和平均摩尔消光系数。以黑果枸杞为例，以非酰化花青素矮牵牛素-3-O-芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、飞燕草色素-3-O-芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷和矮牵牛素-3,5-二氧葡萄糖苷计，其平均摩尔质量和平均摩尔消光系数分别为779.3 g/mol和23 346 L/(mol·cm)，计算得总花青素质量分数为2 719.96 mg/100 g；而以酰化花青素矮牵牛素-3-O-芸香糖苷(反-对香豆酰)-5-O-葡萄糖苷、飞燕草色素-3-O-[6″-O-(E)-对香豆酰芸香糖苷]-5-O-葡萄糖苷和矮牵牛素-3,5-二氧葡萄糖苷(不变)计，其平均摩尔质量和平均摩尔消光系数分别为912.7 g/mol和29 591 L/(mol·cm)，计算得总花青素质量分数为2 513.27 mg/100 g，2种方式结果之间精密度(相对相差)为7.90%，低于10%。虽满足国标中食品营养成分的一般精密度要求，但同样存在误差，有待于进一步研究。采用高速逆流色谱、制备液相等制备出酰化的花青素纯品，更真实地模拟出不同植物源性食品中实际的花青素存在方式，可得到更准确的平均摩尔质量和平均摩尔消光系数值。

3.4 pH示差法检测花青素的适用性分析

前期研究表明，花青素在前处理提取时，选用80%乙醇超声波提取时花青素质量分数最高，为防止提取过程中非酰基化不稳定的花青素降解，在提取溶剂中加入一定浓度的HCl溶液[V(浓盐酸)∶V(80%乙醇)=3∶97]，并以料液比、超声波温度和超声波时间3个因素作为考察对象，设计了3因素3水平正交试验。结果花青素最佳提取条件为料液比1∶100(干样)、1∶10(鲜样)，超声波温度50 ℃，时间30 min。

溶液pH不同，花青素的存在形式也不同。在pH≤3时，其溶液呈现稳定的红色(花烊正离子)，随着pH值增大，在pH 4～6时，其溶液的颜色逐渐褪至无色(甲醇假碱和查尔酮)，在pH 8～10时变成紫色或蓝色[醌式(脱水)碱]。根据花青素发色团的结构转换是pH的函数，起干扰作用的褐色降解物的特性不随pH变化，制备2份供试品检测溶液，其中1份用pH 1.0的KCl缓冲溶液稀释，另1份用pH 4.5的乙酸钠缓冲溶液稀释，保证花青素在pH 1.0缓冲溶液中形成稳定的红色花烊正离子，此时花青素溶液吸光度值最大，同时又在pH 4.5缓冲溶液中形成无色的甲醇假碱和查尔酮，此时花青素溶液吸光度值最小。根据朗伯-比耳定律，在2个不同的pH下，花青素溶液的吸光度差值与花青素的含量成正比。通过2个pH，同一波长(花青素最大可见吸收波长)下的吸光度差值，以及在700 nm处测得的用于校正略微浑浊供试液的吸光度值，可求得花青素含量。高效液相色谱法检测花青素时存在的色谱柱平衡费时、易污染，受外界条件影响标准品的稳定性等问题。而超声波提取法节约时间、耗能少、提取率高、能有效保护花青素活性、操作简单、检测过程污染少，优势明显。

对于本文未涉及到的其他植物源性食品，在上述最佳提取条件下提取花青素，保证在pH 1.0缓冲溶液中使花青素形成稳定的花烊正离子并加缓冲溶液稀释、静置、比色，然后采用LC-MS/MS分析确定其中实际含有的花青素，以计算出混合花青素的平均摩尔质量。最后采用分光光度法，用实际含有的花青素配制成浓度为1 mol/L的混合花青素标准溶液，以确定混合花青素的平均摩尔消光系数，即可求得总花青素。该法适用于水果、蔬菜、谷物、薯类、粮食作物、豆类等植物源性食品中花青素的检测，但需要强调的是对于脂肪含量高的含花青素食品、制品等，需在提取前加入正己烷、石油醚、乙醚等有机溶剂萃取除脂，通过破坏植物蜡质层、各类油脂以及叶绿素、胡萝卜素等脂溶性色素，从而有利于提取溶剂渗透和花青素类成分的溶出，以减少对检测的干扰。

4 结论

当不同植物源性食品中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷低于所含总花青素物质的量分数的80%，或者完全不含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷时，以实际含有的混合花青素的平均摩尔质量和平均摩尔消光系数计算总花青素的质量分数结果更准确，实验时直接利用已确定的不同植物源性食品中特有混合花青素的平均摩尔质量和平均摩尔消光系数即可求得总花青素，简单、快捷、易操作，可为花青素的质量控制、开发利用与加工提供数据支持。

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Determination of anthocyanidins in different plant origin foods by improved pH differential method

TAN Liang,LI Yulin, GAO Xiuzhen, ZHAO Jing, WANG Ting,JIANG Guijuan, WANG Honglei, WANG Huan*

(Northwest Institute of Plateau Biology，Qinghai Key Laboratory of Qinghai-Tibet Plateau Biological Resource, Chinese Academy of Sciences, Xining 810001, China)

ABSTRACT Twenty-three kinds of plant origin foods containing anthocyanidins were used as the research object for the determination of anthocyanidins by improved pH differential method. Firstly, the pH differential method was improved in this study. The species and chemical structures of anthocyanidins were identified by liquid chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry, and the average molar mass of mixed anthocyanidins was calculated. The average molar extinction coefficient of mixed anthocyanidins was measured by spectrophotometry. Then differences in the test results between before and after improvement were analyzed. Results showed that the most varieties of anthocyanidins were detected in grape and blueberry, and the amount of anthocyanidins in blueberry and black corn was the most. The average molar mass of mixed anthocyanidins of different plant-origin foods was 449.2-784.8 g/mol and the average molar extinction coefficient was from 17 807 to 37 150 L/(mol·cm). When cyanidin-3-O-glucoside in different plant origin foods was lower than 80% of the total amount of substance fraction of anthocyanidins or no cyanidin-3-O-glucoside was contained, there were significant differences (P<0.05) between the before and after improvement of the pH differential method. This study indicated that the calculation of total anthocyanidins by cyanidin-3-O-glucoside was bound to cause a large error for the plant origin foods, in which the content of cyanidin-3-O-glucoside was much lower than that of other anthocyanidins. The test result of the determination of anthocyanidins using the improved pH differential method was more accurate and could be calculated directly by using the confirmed average molar mass and average molar extinction coefficient of specific mixed anthocyanidins in different plant origin foods. This could provide data support for quality control, development and utilization, and processing of anthocyanidins as natural food.

Key words plant origin foods; anthocyanidins; improved pH differential method; liquid chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry; average molar mass and average molar extinction coefficient

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032762

引用格式:谭亮，李玉林，杲秀珍，等.改进pH示差法检测不同植物源性食品中花青素的方法[J].食品与发酵工业，2022，48(21):276-285.TAN Liang,LI Yulin, GAO Xiuzhen, et al. Determination of anthocyanidins in different plant origin foods by improved pH differential method[J].Food and Fermentation Industries，2022，48(21):276-285.

第一作者：硕士，高级工程师(王环副研究员为通信作者，E-mail:wanghuan@nwipb.cas.cn)

基金项目：青海省重点实验室建设专项(2022-ZJ-Y18)；中国科学院兰州区域中心自主知识课题项目(2019zl03，lz2023gl05)

收稿日期：2022-06-22，改回日期：2022-07-13