全 文 ：食 品 添 加 剂 食品工业科技
Vol.29, No.01, 2008
2008年第 01期　 241　
紫堇叶绿素稳定性的研究
曾家豫 ,杨国兵 ,张　继 ,高亚娟
(西北师范大学生命科学学院 ,甘肃兰州 730070)
摘　要:用丙酮 、石油醚提取紫堇茎 、叶中的叶绿素 ,研究了温度 、pH、光照 、金属离子等因素对紫堇叶绿素稳定性的影
响 。结果表明:酸 、碱 、高温(80℃以上)、光照等因素明显影响紫堇叶绿素的稳定性;柠檬酸 、H2O2可引起紫堇叶绿素
脱色降解;Vc、Na2SO3(浓度 <0.5%)对紫堇叶绿素具有一定的稳定作用;Ca2 +、Mg2 +、Cu2 +离子可引起紫堇叶绿素褪
色;Fe3+明显影响紫堇叶绿素的稳定性 ,加入 Fe3+色素溶液逐渐变为黄色 。
关键词:紫堇 ,叶绿素 ,稳定性
StudyonstabilityofchlorophylfromCorydalis
ZENGJia-yu, YANGGuo-bing, ZHANGJi, GAOYa-juan
(CollegeofLifeScience, NorthwestNormalUniversity, Lanzhou730070 , China)
Abstract:Theefectsoftemperature, pH, ilumination, metalsionandotherfactorsonthestabilityofchlorophyl
fromCorydaliswasinvestigated.Theresultsshowedthatacid, alkali, highertemperatureandiluminationcould
impactthestabilityofchlorophylobservably.Thepresentofcitricacid, H2O2 , Ca2+ , Mg2+ orCu2+ couldresultin
colorfadeordecomposingofchlorophyl;especialy, thepresentofFe3 + madethecolorofchlorophylchanging
intoyelow.AndthepresentofVcorNa2 SO3 couldimprovethestabilityofchlorophyl.
Keywords:Corydalis;chlorophyl;stability
中图分类号:TS202.3　　　　文献标识码:A　　　　文 章 编 号:1002-0306(2008)01-0241-04
收稿日期:2007-05-28
作者简介:曾家豫(1963-),男 , 副教授 , 主要从事生物化学方面的教
学与科研工作。
基金项目:甘肃省科技攻关项目(ZGS052-A43-008-03);甘肃省教育
厅科研项目(0601-28)。
　　叶绿素是一种双羧酸酯 , 不溶于水 ,可溶于酒
精 、丙酮 、乙醚等有机溶剂。加热时 ,叶绿素四吡硌
中心的镁脱落成脱镁衍生物 ,与铜或锌反应可生成
绿色的叶绿素铜或锌络合物 ,这种铜代叶绿素对光
和热较稳定 ,是理想的食品着色剂。紫堇属植物为
罂粟科多年生草本植物 ,全草含生物碱 、香豆素或内
酯 、甾体化合物等 ,具有扩张冠脉血管 、利气止痛 、清
热解毒 、收敛等功效 。紫堇的根部可作为抗心脑血
管疾病的药源 ,但在加工过程中 ,地上部分被废弃 。
本文对紫堇地上茎叶部分叶绿素稳定性进行了研
究 ,为其进一步开发利用提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
紫堇　采自甘肃省甘南地区;丙酮 、石油醚 、氯
化铜 、盐酸 、氨水等　均为分析纯。
U-2000紫外-可见光分光光度计 , EYELA旋转
蒸发仪 ,恒温电热水浴锅 ,精密酸度计 。
1.2　实验方法
1.2.1　叶绿素的提取　采取紫堇茎叶 ,晾干 ,磨成粉
状。取 5g紫堇茎叶粉末 ,加入 40mL丙酮 ,浸提 6h
以上(避光),过滤 。滤液在 60～ 90℃条件下 ,用石油
醚萃取 4次 ,得叶绿素石油醚提取液 ,每次萃取用
20mL石油醚 。提取液用蒸馏水洗涤 6次 。低温干
燥 、称重 ,得 0.4g叶绿素 ,配制 0.1g/mL的叶绿素丙
酮溶液 ,进行分析检测。
1.2.2　光吸收值测定　取一定量叶绿素丙酮溶液 ,
稀释 10倍 ,稀释液在 380～ 480nm波长范围内每隔
10nm测定光吸收值。
1.2.3紫堇叶绿素稳定性　取一定量紫堇叶绿素丙酮
溶液 ,稀释 10倍 ,分别在设定的不同条件下处理后 ,
测定 380～ 480nm范围内的吸收光谱 ,分析不同因素
对紫堇茎叶叶绿素稳定性的影响 。
2　结果与分析
2.1　紫堇叶绿素的吸收光谱
叶绿素不稳定 ,光 、酸 、碱 、氧 、氧化剂等都会使
其分解。酸性条件下 ,叶绿素分子很容易失去卟啉
环中的镁成为去镁叶绿素。紫堇叶绿素的丙酮溶液
在 380～ 480nm范围内的吸收光谱如图 1所示 ,其最
大吸收波长为 430nm,在高于和低于 430nm时 ,紫堇
叶绿素的光吸收值都将降低。叶绿素分子中有许多
共轭双键 ,因此叶绿素吸收光的能力极强。叶绿素吸
收光谱的最强区域有两个:一个是在波长为 640 ～
660nm的红光部分 ,另一个在波长为 430～ 450nm的
蓝紫光部分。因此 ,可以根据紫堇叶绿素在 430nm
DOI :10.13386/j.issn1002-0306.2008.01.006
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　　ScienceandTechnologyofFoodIndustry
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处的光吸收值变化来分析不同因素对紫堇茎叶叶绿
素稳定性的影响 。
图 1　紫堇叶绿素的吸收光谱
2.2　紫堇叶绿素稳定性分析
2.2.1　紫堇叶绿素的热稳定性　将紫堇叶绿素的丙
酮溶液分别在温度为 5、20、40、60、80℃水浴中恒温
温育 30min,取出冷却 ,测其光吸收值 ,以新制备的堇
叶绿素溶液为对照(图 2)。结果显示 ,在 5～ 60℃范
围内处理紫堇叶绿素 ,其吸收光谱未发生明显变化;
但在高于 80℃条件下处理时 ,紫堇叶绿素在 430nm
处的光吸收值降低。目视结果显示 ,紫堇叶绿素在
温度高于 80℃时明显脱色 , 表明紫堇叶绿素在
5～ 60℃范围内较为稳定 ,在高温条件下稳定性降低 。
温度对叶绿素的稳定性的影响机理有两个方面:一
方面 ,温度升高 ,叶绿素降解 ,高温条件下叶绿素降
解速度加快;另一方面 ,在较高温度条件下 ,叶绿素
卟啉环结构中心的镁离子脱落而引起脱色 。
图 2　温度对紫堇叶绿素稳定性的影响
2.2.2　光照对紫堇叶绿素稳定性的影响　将一定浓
度的紫堇叶绿素的丙酮溶液 ,分别置于自然光下照
射 1、2、3、4、5h后 ,测其光吸收值 ,以新制备的堇叶
绿素溶液为对照(图 3)。结果显示 ,随着光照时间的
增加 ,紫堇叶绿素光吸收值降低;光照时间大于 4h
时 ,紫堇叶绿素在 430nm处的光吸收值明显降低 。
目视结果也显示 ,随光照时间增加 ,紫堇叶绿素颜色
逐渐变浅 ,表明光照影响紫堇叶绿素的稳定性 ,紫堇
叶绿素耐光性较差。
图 3　光照对紫堇叶绿素稳定性的影响
叶绿素中的多不饱和双键很不稳定 ,在光和紫
外线照射下 ,活性氧往往可激活碳环的多不饱和双
键 ,引起叶绿素环的降解;叶绿素在光照和氧存在的
条件下进行光氧化时 ,会不可逆地产生羟基 ,羟基与
叶绿素三重态可继续反应而引起叶绿素的降解 ,氧
分子的存在是叶绿素光氧化降解所必须的 ,这一结
论与本实验结果一致。
2.2.3　pH对紫堇叶绿素稳定性的影响　用缓冲液
调节紫堇叶绿素丙酮溶液的 pH分别为 2、4、6、7、8、
10,然后温育 30min,测定不同 pH下紫堇叶绿素的吸
收光谱 ,以新制备的紫堇叶绿素溶液为对照 。结果如
图 4所示 ,在酸性和碱性条件下 ,紫堇叶绿素溶液在
430nm处的吸光度明显降低 ,而且最大吸收峰发生
偏移 ,在 pH6时吸光度最大 ,表明溶液的 pH影响叶
绿素的稳定性 。紫堇叶绿素是双羧酸酯 ,一定浓度
的酸碱介质都对它有影响。叶绿素中心的镁离子极
不稳定 ,在酸性条件下易被氢离子取代 ,发生格林反
应而脱色降解 ,该反应随温度和溶液酸性的增加而
加快 。
图 4　pH对紫堇叶绿素稳定性的影响
2.2.4　过氧化氢对紫堇叶绿素稳定性的影响　配制
紫堇叶绿素溶液 ,分别用浓度为 0、0.025%、0.05%、
0.25%、0.5%、0.75%的 H2 O2 处理 12h后 ,测其光吸
收值 ,以新制备的紫堇叶绿素溶液为对照 。结果显
示(图 5),不同浓度的 H2O2 处理后 ,紫堇叶绿素在
430nm处的光吸收值明显降低(A430 <1.1), 颜色变
浅 ,说明 H2O2 对紫堇叶绿素有一定的降解作用。
H2O2具有较强的氧化性 ,叶绿素的多不饱和双键很
不稳定 ,易被氧化降解。
图 5　H
2
O
2
对紫堇叶绿素稳定性的影响
2.2.5　Vc、Na2SO3 、柠檬酸对紫堇叶绿素稳定性的影
响　分别用浓度为 0(对照)、0.05%、 0.25%、0.5%、
0.75%、1%的 Vc、Na2SO3或柠檬酸处理紫堇叶绿素
丙酮溶液 60min,测定吸收光谱 ,以新制备的紫堇叶
绿素溶液为对照。结果显示:加入 Vc的紫堇叶绿素
在 430nm处的吸光度略有下降;吸光度随 Vc浓度的
增加而增大(图 6)。Na2SO3对紫堇叶绿素有较大影
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响(图 7),当 Na2SO3浓度 <0.5%时 ,紫堇叶绿素在
430nm处吸光度略有降低;当 Na2SO3 浓度 >0.5%
时 ,吸光度明显增高 ,并出现浑浊现象。柠檬酸对紫
堇叶绿素的稳定性有一定影响(图 8),加入不同浓度
的柠檬酸 ,紫堇叶绿素在 430nm处吸光度明显降低
(A430 <1.2),浓度越大 ,最大波长处的吸光度越低 ,目
视结果可见加入柠檬酸后 ,紫堇叶绿素溶液变为黄
色 。Vc和 Na2 SO3为还原剂 ,具有还原性 ,对紫堇叶
绿素具有一定的稳定作用 (Na2SO3 浓度 <0.5%),
Na2SO3在食品生产中常用做护色剂。柠檬酸为酸性
物质 ,在酸性条件下叶绿素中心镁离子极不稳定 ,易
发生格林反应而脱色降解 ,且该反应随溶液的酸性
增加而加快 。
2.2.6　金属离子对紫堇色素的影响　分别在紫堇叶
绿素丙酮溶液中加入 0.05%、0.1%、0.15%、0.20%、
0.25%的金属离子 ,检测其吸收光谱 ,以新制备的紫
堇叶绿素溶液为对照 。结果显示(图 9～图 12):加入
Ca2+、Mg2 +、Cu2 +后 ,紫堇叶绿素溶液在 430nm处吸
光值与对照相比均降低;Fe3 +浓度明显影响紫堇色素
溶液的吸收光谱。加入不同浓度的 Fe3 + ,紫堇叶绿
素溶液在 430nm处最大吸收峰均消失;在小于
420nm范围内 ,紫堇叶绿素溶液的吸光值随着 Fe3+
浓度的提高而增加 ,而且色素溶液逐渐变为黄色 。
说明 Ca2 +、Mg2+、Cu2 +可引起紫堇叶绿素褪色 , Fe3 +明
显影响紫堇叶绿素的稳定性。
3　结论
通过分析检测紫堇叶绿素溶液在 430～ 450nm范
围内光吸收值的变化 ,首次对影响紫堇叶绿素稳定
性的部分因素进行了初步分析和探讨 ,为紫堇茎 、叶
的综合开发利用提供了科学依据。结果显示 ,紫堇
叶绿素在 5～ 60℃范围内较为稳定 ,在高温(>80℃)
条件下明显脱色;光照影响紫堇叶绿素的稳定性 ,光
照 >4h时 ,紫堇叶绿素在 430nm处的光吸收值明显
降低 ,颜色逐渐变浅;在 pH6时吸光度最大 ,在酸性
和碱性条件下吸光度明显降低 ,最大吸收峰发生偏
移;H2 O2具有较强的氧化性 ,对紫堇叶绿素有一定的
降解作用;Vc和 Na2SO3 (浓度 <0.5%)对紫堇叶绿
素具有一定的稳定作用 ,柠檬酸可引起紫堇叶绿素
脱色降解;Ca2 +、Mg2+、Cu2 +等离子可引起紫堇叶绿素
退色 , Fe3+明显影响紫堇叶绿素的稳定性。因此 ,在
紫堇叶绿素的提取 、加工处理 、储存和使用过程中 ,
应尽可能在避光 、酸碱中性 、低温条件下进行 ,防止
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H2O2、高浓度 Na2SO3、Ca2+、Mg2 +、Cu2+、Fe3+等离子的
不良影响 ,采取真空浸提 、真空罐装 、真空干燥 、加入
护色剂 、避免和铁或铜制容器接触等措施十分重要 。
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(上接第 237页)
表 3　不同处理加工的天冬药材产品质量
干燥温度(℃) 干燥时间(h) 处理 折干率(%) 产品质量颜色及光泽 透明 质地
50 57
35 79
1%CaCl2 16.3 淡黄色 、部分有光泽 较透明 质硬 、脆18.9 黄白色 、有光泽 透亮 质硬 、脆
50 57
35 79
1%明矾 17.1 淡黄色 、部分有光泽 较透明 质硬 、脆
18.8% 黄白色 、有光泽 透亮 质硬 、脆
表 4　不同煮烫时间对药材产品质量的影响
煮烫
时间
(min)
干燥
时间
(h)
折干率
(%)
产品质量
颜色及光泽 权重得分 透明
权重
得分 质地
权重
得分
糖化
情况
权重
得分 总得分
10.0 75 18.9 黄色 、稍有光泽 , 饱满 0.7 不透明 0.7
硬度小 , 较脆 ,折断面
有一半白芯 , 稍粉性 0.6 不糖化 0.9 0.73
12.5 75 18.7 黄白色 、稍有光泽 , 饱满 0.8 稍透明 0.8
硬度较大 ,较脆 , 折断面
有一小半白芯 ,稍粉性 0.7 不糖化 0.9 0.80
15.0 77 18.9 乳白色 、有光泽 1.0 透明 1.0 质硬 , 脆 ,断面角质样 1.0 不糖化 1.0 1.00
17.5 76 18.8 淡棕白色 、有光泽 0.9 稍透明 0.9
质硬 , 较脆 ,部分
稍软化 , 断面角质样 0.8
稍有
糖化 0.8 0.85
20.0 75 18.9 棕色 、无光泽 0.7 不透明 0.7 质较软 ,较难折断 0.6 糖化 0.6 0.65
　　从表 4可知 ,煮烫 10min,由于时间过短而未能
煮透 ,产品出现白芯 ,透明度也差;煮烫 17.5、20min,
由于煮烫时间过长 ,熟得过透 ,有部分加工产品色变
深 ,透明度降低 ,光泽变暗;综合权重得分可知煮烫
15min所得产品质量优良 ,黄白色 ,质脆 、硬 ,透明无
白芯 ,无糖化 。
3　讨论
3.1　挑选大小较均匀 70支 /kg鲜品为实验材料 ,以
30～ 35℃烘干比较合适 ,产品质量比较符合市场中上
等药材品质 ,该工艺适合大规模生产的技术要求 ,如
采用真空干燥可提高加工效率。冷冻干燥加工所得
产品保持了天冬原有形态 ,疏松质脆 ,适用于口含食
用 ,可作为高档天冬即食产品开发 , 但能耗大。用
CaCl2和明矾处理干燥后得产品质量较佳 , 且硬度
好 、光泽鲜亮 、透亮。
3.2　在天冬去皮时 ,一定要在水沸腾后再放入洗净
的鲜天冬 ,否则 15min后去皮仍然不易 ,由于煮不
透 ,不易干燥 ,出现白芯 ,产品质量较次 。去皮处理
必须按大小分级 ,先做初试 ,摸索最佳条件以确定每
个大小等级的最佳煮烫时间 ,主要考察去皮难易和
产品色泽 。
3.3　药食两用中药加工研究要结合现代先进设备改
造传统加工方法 ,提高产品质量 ,规范加工工艺 ,实现
中药产品在加工环节的标准化和现代化 ,实现产品的
可控性和可重复性 ,改变传统粗放的中药加工方法。
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