全 文 ：文章编号:1000-1573(2004)03-0033-03
新几内亚凤仙花色素苷的性质研究
果秀敏 , 　陈段芬 , 　方　正 , 　高　杨
(河北农业大学 河北省生物无机化学重点实验室 , 河北 保定 071001)
摘要:首次探讨了温度 、光照 、pH 值 、金属离子 、氧化剂 、还原剂 、食品添加剂等条件对新几内亚凤仙花色素苷性
质的影响。结果表明:新几内亚凤仙花色素苷在强酸性条件下较稳定 ,抗氧化和抗还原能力不强 ,对光照及高温
不稳定 ,受 Cu2+ 、Fe2+、Fe3+等金属离子的影响较大。
关　键　词:新几内亚凤仙;花色素苷;性质
中图分类号:TS 202.3　　　　　　文献标识码:A
Study on the properties of anthocyanin from Impatiens hawkeri
GUO Xiu-min , CHEN Duan-fen , FANG Zheng , GAO Yang
(Key Lab.of Bio-inorganic Chemistry of Hebei , Agricultural University of Hebei , Baoding 071001 , China)
Abstract:Impatiens hawkeri flowers contain natural anthocyanin.The effects of temperature , illumination ,
pH value , metallic ions , oxidants , reductants and food additives on properties of the anthocyanin were
studied.The results showed that:the anthocyanin extracted from Impatiens hawkeri was more stable in acid
conditions than that in base conditions;the abilities of anti-oxidation and anti-reduction were not strong;
it was not stable under high temperature and illumination;Cu2+ , Fe2+ ,Fe3+ had significant effects on the
anthocyanin.
Key words:Impatiens hawkeri;anthocyanin;properties
天然花色素苷作为食品添加剂具有果香味 、水溶性好 、安全性高等优点[ 1] ,但由于大多数花色素苷对 pH
值的变化 、光照 、热及某些金属离子较为敏感 ,从而给食品加工制品的品质保持造成困难 ,因而对各种花色素
苷的性质研究也愈来愈受到人们的重视 。
凤仙花种子 、花及全草均可药用 。果实称为急性子 ,具有活血通经 、祛风解毒等功能;全草可祛风除湿 、
止血止痛[ 2] 。新几内亚凤仙为凤仙花科凤仙花属的多年生草本观赏花卉 ,原产非洲热带山地 ,因其花期长 、
色彩丰富 、色泽艳丽且四季均可栽植而在国内外广为流行 ,具有较好的观赏价值 ,而对其花色素苷的研究尚
未见报道 。本试验从凤仙花中提取花色素苷对其性质进行研究 ,为开发利用这一天然色素资源提供参考 。
1　材料与方法
1.1　材料
取朱红色新鲜的新几内亚凤仙花瓣(采自河北农业大学园艺学院花房),在冰浴下用研钵研成浆状 ,同时
分几次加入1%的盐酸甲醇溶剂 ,并将研钵置于冰浴下保鲜浸提 1 h。然后将所得溶液在离心机上以 4 000 r
收稿日期:2003-11-03
作者简介:果秀敏(1969-),女 , 河北玉田人 ,硕士 , 讲师 ,主要从事化学教学工作.
通讯作者:方　正(1963-),男 , 河北万全人 ,博士 , 研究员 ,从事植物营养与花卉无土栽培研究工作.
E-mail:fangzh555@sina.com
第 27卷第 3期
2 0 0 4年 5月
河 北 农 业 大 学 学 报
JOURNAL OF AGRICULTURAL UNIVERSITY OF HEBEI
　 　 Vol.27 No.3
May .2 0 0 4
min离心 10 min。取上层清液 ,在旋转蒸发器中<40℃浓缩至少量粘稠的深红色浓缩液 。低温贮藏。(全部
过程均在遮光下进行)。
1.2　方法
1.2.1　吸收光谱的测定　取 1 mL 色素苷浓缩液 ,用 1%的盐酸甲醇溶剂定容至 50 mL ,以 1%的盐酸甲醇为
空白 ,在室温下于 400 ～ 650 nm范围进行波长扫描 ,同时测该色素苷在 0.01%的盐酸甲醇溶剂中的 E440 Emax
[ %]值。
1.2.2　色素苷的热稳定性　各取 1 mL 色素苷浓缩液于蒸发皿中 ,分别在 20℃, 40℃, 60℃, 80℃, 100℃,
120℃下加热30 min ,发现颜色依次为深红色 ,深红色 ,深红色 ,深红色 ,紫色 ,黑紫色 。然后用 1%的盐酸甲醇
定量转移至25 mL容量瓶中 ,充分摇匀后 ,再从中吸取 5mL溶液定容至 10mL。在 λmax =509 nm下分别测其
吸光度。
1.2.3　色素苷的耐光性　取 0.10 mL色素苷浓缩液于 10 mL 比色管中 ,用 1%的盐酸甲醇定容至 10 mL。分
别将比色管放在自然光下和距紫外光源 30 cm 处进行照射 ,在 λmax =509 nm下以1%的盐酸甲醇溶液做空白
测其吸光度。
1.2.4　色素苷的耐酸碱性　分别取 0.10 mL色素苷浓缩液于 10 mL 比色管中 ,用柠檬酸 、磷酸氢二钠 、硼砂 、
硼酸 、氢氧化钠 、盐酸调节不同的 pH值色素苷稀溶液 ,放置1 h后 ,以蒸馏水为空白 ,在 λmax =509 nm 下分别
测其吸光度。
1.2.5　色素苷的耐金属性　取 0.10 mL色素苷浓缩液于 10 mL 比色管中 ,分别加入 Fe3+ 、Na+ 、Mg2+ 、Cu2+ 、
Zn
2+ 、Fe2+ 、Mn2+ ,用 pH=3的缓冲溶液定容 ,放置 1 h ,以 pH=3的缓冲溶液为空白 ,测定 λ=509 nm 下的吸
光度 。
1.2.6　色素苷的耐氧化 、还原性　分别取 0.10 mL 色素苷浓缩液于 10 mL比色管中 ,分别加入(NH4)2S2O8 ,
Na2S2O3 ,Vc ,VE ,H2O2 ,以 pH=3的缓冲溶液定容 ,测定 λ=509 nm 下的吸光度。
1.2.7　食品添加剂对色素苷的影响　取 0.10 mL色素苷浓缩液于 10 mL比色管中 ,分别加入葡萄糖 、蔗糖 、
苯甲酸钠 、可溶性淀粉 ,以 pH=3的缓冲溶液定容 ,测定λ=509 nm下的吸光度 。
2　结果与分析
2.1　新几内亚凤仙花色素苷的色谱图
在509 nm处有一最大吸收峰。同时测得该色素苷在 0.01%的盐酸甲醇溶剂中的 E440 Emax [ %] =44.7。
由此确定 ,新几内亚凤仙花色素苷为天竺葵色素 3-鼠李葡糖苷 。(文献参考值为 λmax =508 nm , E440 Emax
[ %] =40[ 3])。结果如图 1所示。
2.2　温度对色素苷稳定性的影响
该色素苷在 20 ～ 80℃范围内吸光度值略有变化 ,对热的稳定性较好;而在高温下颜色变化显著 ,不适于
高温加热 。结果如图 2所示 。
图 1　新几内亚凤仙花色素苷的吸收光谱
Fig.1　The absorption spectrum of the anthocyanin
from Impatiens hawkeri
图 2　不同温度下色素苷稳定性的吸光度(λ=509 nm)
Fig.2　The absorbance of the anthocyanin under
different temperature(λ=509 nm)
34　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 27卷
2.3　不同光照对色素苷稳定性的影响
在受自然光 、紫外光长时间照射下 ,吸光度值均逐渐下降 ,表明该色素苷对光的稳定性较差 ,宜避光保
存。结果如表 1所示 。
2.4　pH值对色素苷性质的影响
该色素苷在弱酸性和碱性条件下不稳定 。且目视发现:pH 值为 2 、3的色素溶液为橙红色 , 4 ～ 9时依次
从浅藕荷色增至深紫红色 ,10和 11时为深绿色。由此可知 ,酸度影响色素显色 ,该色素苷适于在 pH≤3的
条件下使用。结果如图 3所示。
表 1　不同光照对色素苷稳定性的影响(λ=509 nm)
Table 1　The effect of the different
light on the anthocyanin(λ=509 nm)
时间 h
Time
自然光
Natural light
紫外光
Ultraviolet light
0.5 1.436 1.436
1 1.367 1.374
3 1.361 1.403
5 1.354 1.393
2.5　金属离子对色素苷性质的影响
Na
+ 、Mg2+ 、Zn2+ 、Mn2+使溶液颜色加深 ,吸光度
值略有上升;Cu2+对色素苷有降解作用 ,Fe2+ 、Fe3+使
溶液颜色变为深红色 。因此 ,在保存时忌用铁器和铜
器。结果见表 2。
图 3　pH值对色素苷性质的影响(λ=509 nm)
Fig.3　The effect of the pH value
on the anthocyanin(λ=509 nm)
表 2　金属离子对色素苷性质的影响(λ=509 nm)
Table 2　Effects of metallicions on the anthocyanin(λ=509 nm)
离子浓度 (mol·L-1)
Ion concentration
Na+ Mg2+ Fe3+ Zn2+ Fe2+ Mn2+ Cu2+
0.005
0.01
0.05
0.601
0.608
0.609
0.621
0.638
0.644
0.710
0.801
1.131
0.625
0.644
0.748
0.745
0.944
1.196
0.616
0.625
0.663
0.356
0.405
0.486
2.6　氧化剂 、还原剂对色素苷性质的影响
Vc ,VE能使色素苷的颜色更加鲜艳 ,其颜色随二者浓度的增加而加深;(NH4)2S2O8 能使色素苷颜色变
浅;H2O2存在下色素褪色变成无色溶液;而Na2S2O3 与色素苷发生反应 ,生成了白色沉淀。结果见表 3。
表 3　氧化剂 、还原剂对色素苷性质的影响(λ=509 nm)
Table 3　Effects of oxidants and reductants on the anthocyanin(λ=509 nm)
(NH4)2 S2O8 Na2 S2O3 Vc VE H2O2
浓度 (mol·L-1)
Concentration
吸光度
Abs
浓度 (mol·L -1)
Concentration
吸光度
Abs
浓度 (mg·mL -1)
Concentration
吸光度
Abs
浓度 (mg·mL-1)
Concentration
吸光度
Abs
浓度 %
Concentration
吸光度
Abs
0.05 0.176 0.05 — 0.2 0.600 0.2 0.113 3 —
0.15 0.352 0.15 — 0.6 0.625 0.6 0.300 9 —
0.25 0.119 0.25 — 1.0 0.642 1.0 0.619 15 —
2.7　食品添加剂对色素苷性质的影响
随着葡萄糖 、蔗糖 、可溶性淀粉浓度的增加 ,吸光度值略有变化 ,它们对色素苷的稳定性无不良影响;而
随着苯甲酸钠浓度的增加 ,吸光度值逐渐降低 ,当浓度≥0.50%时已出现白色沉淀 ,说明苯甲酸钠对色素苷
稳定性的影响较大。结果见表 4。
(下转第40页)
35　第 3期　　　 　　果秀敏等:新几内亚凤仙花色素苷的性质研究
到的碱性蛋白酶两者在这些性质上存在一定差别 。并且与已知的地衣芽胞杆菌碱性蛋白酶 、剑麻蛋白酶及
其它菌株所产碱性蛋白酶进行比较 ,都存在有一定的差别[ 11-13] 。
参考文献:
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(编辑:李　川)
(上接第 35页)
表 4　食品添加剂对新几内亚凤仙花色素苷性质的影响
Table 4　Effects of food additives on the anthocyanin from impatiens hawkeri
葡萄糖
Glucose
蔗糖
Sucrose
苯甲酸钠
Sodium benzoate
可溶性淀粉
Soluble starch
浓度 (mol·L-1)
Concentration
吸光度
Abs
浓度 (mol·L-1)
Concentration
吸光度
Abs
浓度 %
Concentration
吸光度
Abs
浓度 %
Concentration
吸光度
Abs
0(对照) 0.568 0(对照) 0.568 0(对照) 0.568 0(对照) 0.568
0.05 0.23 0.05 0.607 0.10 0.551 0.50 0.624
0.10 0.606 0.10 0.611 0.125 0.471 1.00 0.646
0.15 0.607 0.15 0.592 0.25 0.427 1.50 0.669
0.20 0.620 0.20 0.591 0.50 — 2.00 0.684
0.25 0.615 0.25 0.620 2.50 0.666
3　结论
研究表明:新几内亚凤仙花色素苷在强酸性条件下稳定性较好 ,除受 Cu2+ 、Fe2+ 、Fe3+影响较大外 ,其它
金属离子对其无不良影响;Vc ,VE对其无不良影响 ,而强氧化剂(NH4)2S2O 8 、H2O2 和强还原剂 Na2S2O3 对其
影响较显著;在常用的食品添加剂中除苯甲酸钠对其影响较大外 ,葡萄糖 、蔗糖 、可溶性淀粉等碳水化合物对
其均无不良影响;在贮存 、应用过程中应尽量避免长时间的高温 、光照 。
参考文献:
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(编辑:张冬冬)
40　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 27卷