多项流行病学实验研究表明,日常多食用十字花科蔬菜可降低患癌症的风险。萝卜硫素在十字花科植物中以其前体物质萝卜硫苷的形式存在,在特定条件下经自源酶黑芥子酶水解得到,是十字花科蔬菜中的主要活性成分,具有良好的开发前景。本研究提取了西蓝花中的萝卜硫素,对其抗氧化等活性功能进行研究,为其在食品工业中的加工应用提供理论依据。本研究探索西蓝花中萝卜硫素提取方法,采用响应面法对提取条件进行优化,并对所得萝卜硫素进行富集纯化,针对水解得到萝卜硫素的黑芥子酶,研究其性质,得到酶动力学曲线,最后探究萝卜硫素的生物活性。具体研究内容及实验结果如下:首先分析酶解时间、酶解温度、酶解pH和纤维素酶添加量分别对萝卜硫素提取的影响。其次以单因素试验结果为基础,以萝卜硫素提取量为响应值,运用响应面分析法分析得到西蓝花萝卜硫素的最适提取工艺。结果表明,当在pH 6.0,温度36.8℃,添加纤维素酶量2.5%的条件下酶解7.1 h时,萝卜硫素的提取量为最大值,可以达到408.74±0.832 μg/g DW。在扫描电镜下观察,使用纤维素酶处理后的样品明显观察到细胞破碎程度更完全,更有利于萝卜硫苷及黑芥子酶释放生成萝卜硫素。对江苏省农业科学院六合实验基地种植的同一批次不同种质资源的西蓝花、甘蓝品种中的萝卜硫素含量进行检测,比较分析得出结果:9份西蓝花种质资源的萝卜硫素含量变化区间为224.36±35.29～438.33± 15.63 μg/g DW。种质资源绿宝70的萝卜硫素含量最高,达到429.33±15.63 μg/g DW,是含量最低的18B173的1.9倍。7份甘蓝种质资源的萝卜硫素含量变化区间为34.25±12.3～481.28±16.35 μ g/g DW。种质资源GZ-1的萝卜硫素含量最高,达到481.28±16.35 μ g/g DW,种质资源GZ-7的萝卜硫素含量最低,为34.25±12.3 μg/g DW,与西蓝花品种相较,可看出不同品种甘蓝中萝卜硫素含量差异较大,且大部分甘蓝品种萝卜硫素含量较低。所有受试西蓝花和甘蓝均是可使用部分萝卜硫素含量最高。西蓝花和甘蓝中萝卜硫素含量变化趋势较为一致,均为苗期含量较高,而在四叶期发育过程含量骤降,在随后的成长阶段,萝卜硫素逐渐积累,因此含量逐渐升高,最后在结球期含量达到最高,并且高于苗期的萝卜硫素含量。对所得萝卜硫素粗提液通过半制备高效液相进行洗脱收集,再用UPLC-MS进行结构分析,确定所得化合物是萝卜硫素。在酶解产生萝卜硫素的过程中,黑芥子酶需在最适条件下才能达到最高酶活力,对产生萝卜硫素的特异性酶黑芥子酶的性质进行了研究。使用SDS-PAGE凝胶电泳检测出西蓝花中黑芥子酶的亚基分子量约为35 KDa。最适pH为6.2,在pH为5.8-6.8之间保持稳定,在强酸或者碱性条件下,黑芥子酶的稳定性迅速下降,说明了西蓝花黑芥子酶既不耐酸也不耐碱。其次,酶的最适温度为60℃左右,但是酶的稳定性研究表明,西蓝花黑芥子酶在20℃左右稳定性最好,其后随着温度升高,黑芥子酶活力开始下降。以黑芥子硫苷酸钾为底物,Km值为3.43 mmol/L。加入1 mmol/L维生素C,黑芥子酶的活力约为原来的4.1倍。运用化学抗氧化和细胞抗氧化的方法系统性的分析了萝卜硫素的抗氧化特性,化学抗氧化方面,分析了萝卜硫素的总还原力并测定了其对3种自由基——ABTS+自由基、DPPH·自由基清除和羟自由基的清除作用,实验结果表明萝卜硫素总还原力与维C接近,虽然其中ABTS+自由基清除能力与DPPH·自由基清除能力较维C相比稍有不如,但依旧可以证明萝卜硫素具有较强的抗氧化能力,有利于抗氧化食品的开发。采用CAA法测定萝卜硫素Hep-G2细胞内抗氧化活性,验证了萝卜硫素的抗氧化性,且其抗氧化性随着萝卜硫素浓度的增加而增加。采用MTT法测定了萝卜硫素对Hep-G2细胞增长抑制率的影响,通过流式细胞仪定量评估了不同浓度的萝卜硫素对Hep-G2肝癌细胞的影响,结果表明萝卜硫素能明显诱导细胞凋亡,且细胞凋亡率与坏死率随萝卜硫素剂量增加而升高。