全 文 ：第 25卷第 4期
2007年 7月
泉州师范学院学报(自然科学)
Journal o f Quanzhou No rmal Universi ty(Natural Science)
Vol.25　No.4
Jul.2007
九节木果实红色素提取方法的研究
蔡建秀 ,吴文杰 ,刘一鸣
(泉州师范学院 化学与生命科学学院 , 福建 泉州　362000)
摘　要:对泉州地区的九节木果实红色素进行提取 , 并对常见影响因素的几种水平进行比较分析 , 通过正
交试验得出九节木果实红色素的最佳提取工艺.其结果是:以丙酮为提取剂 , 温度为 65℃, 配料比为 1 ∶10 ,
pH 值为 5.0 ,浸提时间为 4 h.该色素可能是类胡萝卜类色素.
关键词:九节木;红色素;提取工艺 ＊
中图分类号:Q949.9　　　　文献标识码:A　　 文章编号:1009-8224(2007)04-0093—05　
色素分为天然色素和合成色素.合成色素是由人工合成方法所制得的有机色素 ,具有较好的稳定
性 ,使用方便等优点 ,然而 ,随着医学毒理学和生物研究的不断深入 ,发现大多数合成色素对人体都有不
同程度的伤害 ,有的甚至产生致畸形致突变的副作用 ,在使用上逐渐受到限制.而天然色素是从果蔬 、动
物及矿物中提取或是天然存在色素的合成复制品 ,其安全可靠 ,色泽自然 ,具有维生素活性.不少品种兼
有营养和保健作用 ,有特殊的芳香气味 ,添加到食品中会带来愉快的感觉 ,符合绿色产品的要求.随着人
们生活水平和认识水平的提高 ,天然色素将更加受到人们的青睐.
九节木[ 1] (Psychotria rubra(Lour .)Poir)属茜草科 ,又名山大刀 、青龙吐珠.为长绿性灌木 ,耐阴性
极强 ,喜温暖多湿阳光的环境.叶为长椭圆形 ,全缘 ,表面深绿色 ,背面颜色较浅.5-6月间于枝顶开白色
或浅绿色的小花.果实为近球形浆质核果 ,于 11-l2 月间成熟呈红色 ,干时会出现直棱.根叶药用 ,有清
热解毒 、消肿拔毒 、祛风除湿之效 ,治感冒 、白喉 、痢疾 、跌打损伤和无名肿痛等.亦是优良的庭园植物 ,其
资源极为丰富.九节木是生长南方的常见野生植物 ,果实成熟后自然凋零 ,在野外自生自灭 ,造成极大的
浪费.目前对九节木果实红色素的研究尚未见报道 ,因它是一种优良的天然色素原料 ,不仅可以弥补我
国目前天然红色色素的短缺[ 2] ,而且将使资源得以充分利用.本文旨在对九节木的果实色素提取工艺进
行研究 ,为开发这一新的野生食用色素植物资源提供一定的科学依据.提取工艺的优化是色素研究最重
要的前提.因其优化的工艺可降低生产成本 ,同时可以使资源得到充分利用.
1　试验材料 、设备及测试方法
1.1　材料
九节木果实采自青源山龟山岩 ,取新鲜红色成熟无虫害的果实.
1.2　仪器与试剂
1.2.1　仪器　真空干燥箱 、高速粉碎机 、80目筛 、恒温水浴锅 、冷凝回流装置 、高速冷冻离心机 、电子天
平 、7220型可见分光光度计.
1.2.2　试剂　蒸馏水 、乙醇 、乙酸乙酯 、冰醋酸 、乙醚 、苯 、丙酮 、石油醚.
1.3　色素测定方法
用7220型可见分光光度计对所浸提的九节木果实红色素进行光谱扫描 ,测其吸收光谱 ,利用物质
＊收稿日期:2006-12-12
作者简介:蔡建秀(1957-　),女 ,福建莆田人 , 副教授 ,从事植物学研究.
DOI :10.16125/j.cnki.1009-8224.2007.04.015
图 1　九节木果实红色素的吸收光谱
所特有的吸收光谱来鉴别物质或测定其含量[ 3] .九节木果
实色素在波长 460 nm 处有最大的吸收峰 ,如图 1所示.因
此 ,以下均采用 460 nm 为测试点.
2　九节木果实红色素的提取与测定
2.1　提取方法
2.1.1　前期　将新鲜的果实洗净 ,放实验室通风处凉干 ,
研磨成细粉状.
2.1.2　提取工艺[ 4]流程图　九节木果实红色素提纯工艺
流程见图 2.
图 2　九节木果实红色素提纯工艺流程图
2.2　最佳浸提剂的确定
准确称取 8份干燥的九节木果实细粉 ,每份0.500 g ,在温度25℃,调节 pH 值为 7.0下 ,分别用5 ml
蒸馏水 、乙醇 、乙酸乙酯 、冰醋酸 、乙醚 、苯 、丙酮 、石油醚浸提 2 h[ 5] .得到的浸提液过滤后稀释到滤液体
积的 50倍 ,蒸馏水作空白对照 ,得到乙醇 、乙酸乙酯 、冰醋酸 、乙醚 、苯 、丙酮 、石油醚溶液在 360 ～ 520 nm
波长下测其吸光度值[ 6] 以及吸光度为色素含量的考核指标[ 7](见表 1).
表 1　不同溶剂不同波长下的吸光度值
波长/ nm 蒸馏水 乙醇 乙酸乙酯 冰醋酸 乙醚 苯 丙酮 石油醚
360 - 0.153 0.205 0.045 0.155 0.193 0.189 0.038
380 - 0.221 0.264 0.095 0.217 0.241 0.237 0.083
400 - 0.273 0.317 0.139 0.259 0.307 0.312 0.123
420 - 0.318 0.383 0.175 0.308 0.396 0.389 0.169
440 - 0.375 0.458 0.213 0.367 0.442 0.438 0.214
460 - 0.418 0.473 0.238 0.407 0.453 0.451 0.225
480 - 0.401 0.468 0.196 0.415 0.458 0.446 0.183
500 - 0.356 0.392 0.147 0.352 0.392 0.395 0.140
520 - 0.269 0.318 0.098 0.272 0.314 0.302 0.086
　　由表 1可知:(1)九节木果实红色素在可见光区的最大吸收峰为 440 ～ 480 nm.因此 ,在以下实验中 ,
均在 460 nm 波长下测吸光度值[ 8] .
(2)该色素不溶于蒸馏水中 ,易溶于乙酸乙酯 、苯 、丙酮溶液中.因为 ,乙酸乙酯会缓慢水解而不断增
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加酸性 ,难以控制实验条件 ,苯比起丙酮有更大的毒性而且较为昂贵 ,故本实验确定丙酮为最佳的浸
提剂.
2.3　料液比对九节木果实红色素提取效果的影响
准确称取 7份干燥的九节木果实细粉 ,每份0.500 g ,在温度25℃, pH 值为 7.0下 ,分别以材料与浸
提剂(丙酮)的比例为 1∶4 、1∶6 、1∶8 、1∶10 、1∶12 、1∶14 、1∶16的七种配比浸提 2 h.得到的浸提液
过滤后稀释到滤液体积的 50倍 ,用丙酮溶液作空白对照 ,在 460 nm 波长下测其吸光度值[ 8](见表 2).
表 2　不同料液比下的吸光度值与颜色
配比 1∶4 1∶6 1∶8 1∶10 1∶12 1∶14 1∶16
吸光度 0.427 0.431 0.442 0.447 0.439 0.413 0.372
颜色 红色 红色 红色 红色 红色 红色 浅红色
　　由表 2可知 ,料液比为 1∶8 、1∶10 、1∶12时的提取效果都较好 ,其中 ,当科液比为 1∶10时的提取
效果最好;料液比为 1∶4 、 1∶6时效果较差 ,可能是因为色素提取不完全 ,而料流比为 1∶14 、1∶16时
吸光度明显较小 ,可能是因为提取剂过多使色素浓度降低.
2.4　温度对九节木果实红色素提取效果的影响
准确称取 7份干燥的九节木果实细粉 ,每份0.500 g ,材料与浸提剂的比例为1∶10 ,pH 值为7.0 ,在
不同温度下用丙酮浸提 2 h.得到的浸提液过滤后稀释到滤液体积的 50 倍 ,用丙酮作空白对照 ,在 460
nm 波长下测其吸光度值(见表 3).
表 3　不同温度下的吸光度值与颜色
温度(℃) 25 35 45 55 65 75 85
吸光度 0.445 0.451 0.473 0.501 0.544 0.522 0.418
颜色 红色 红色 红色 红色 红色 红色 浅红色
　　由表 3可知 ,65℃时提取液的吸光度最大 ,即最有利于色素的提取 ,低于 65℃或者高于 65℃效果比
较不好 ,可能是因为低温时色素提取不完全 ,高温时色素部分降解[ 9] .
2.5　浸提时间对九节木果实红色素提取效果的影响
准确称取 6份干燥的九节木果实细粉 ,每份 0.500 g ,材料与浸提剂的比例为 1∶10 ,在温度 65℃,
pH 值为 7.0下 ,用丙酮溶液分别浸提 2 h 、4 h 、6 h 、8 h 、10 h 、12 h ,将得到的浸提液分别过滤后稀释到滤
液体积的 50倍 ,丙酮溶液作空白对照 ,在 460 nm波长下测其吸光度值(见表 4).
表 4　不同浸提时间下的吸光度值与颜色
浸提时间/h 2 4 6 8 10 12
吸光度 0.512 0.551 0.548 0.513 0.486 0.425
颜色 红色 红色 红色 红色 红色 浅红色
　　由表 4可知 ,4 h是最佳的浸提时间.其原因可能是:若浸提时间过短 ,则色素提取不完全;若浸提时
间过长 ,则是使色素变质[ 10] ,吸光度下降.
2.6　pH 对九节木果实红色素提取效果的影响
准确称取 12份干燥的九节木果实细粉 ,每份 0.500 g ,材料与浸提剂的比例为 1∶10 ,分别加入 5 ml
丙酮溶液 ,分别调 pH 值为:2.0 、3.0 、4.0 、5.0 、6.0 、7.0 、8.0 、9.0 、10.0 、11.0 、12.0 、13.0 ,在温度 65℃
下 ,浸提 4 h.将得到的浸提液分别过滤后稀释到滤液体积的 50倍 ,丙酮溶液作空白对照 ,在 460 nm 波
长下测其吸光度值(见表 5).
表 5　不同 pH 下的吸光度值与颜色
pH 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0
颜色 红色 红色 红色 红色 红色 红色 红色 浅红 浅红 橙红 橙色 黄色
吸光度 0.535 0.538 0.540 0.545 0.542 0.541 0.532 0.431 0.415 0.357 0.240 0.109
　　由表 5可知 ,pH 值<8.0时 ,pH 值对色素的影响较小 ,其中 ,以 pH 值为 5.0时效果最好.从表 5中
95　第 4期 蔡建秀等:九节木果实红色素提取方法的研究 　
可以看出九节木果实红色素适合在酸性 、中性条件下提取.
2.8　正交实验
以上实验 ,对色素提取影响因素的研究均为单因素变量的实验.为了确定在多个条件综合作用下可
能的最佳提取工艺 ,选定温度 、料液比 、pH 值 、时间这四个主要影响因素中的四个水平进行正交实验.正
交实验以吸光度为考核指标[ 10] ,正交实验及结果见表 6 、7 、8.
表 6　正交实验表
水平 温度/ ℃ 料液比 pH 值 时间/ h
1 25 1∶10 4.0 2
2 35 1∶8 7.0 4
3 45 1∶6 6.0 6
4 65 1∶12 5.0 8
表 7　正交实验结果
实验号 温度/ ℃ 料液比 pH 值 时间/h 吸光度 吸光度平方
1 1 1 1 1 0.403 0.162 4
2 1 2 2 2 0.465 0.216 2
3 1 3 3 3 0.438 0.191 8
4 1 4 4 4 0.376 0.141 4
5 2 1 2 3 0.457 0.208 8
6 2 2 1 4 0.453 0.205 2
7 2 3 4 1 0.439 0.237 2
8 2 4 3 2 0.487 0.251 0
9 3 1 3 4 0.501 0.265 2
10 3 2 4 3 0.515 0.292 7
11 3 3 1 2 0.541 0.295 5
12 3 4 2 1 0.309 0.095 5
13 4 1 4 2 0.593 0.351 6
14 4 2 3 1 0.489 0.239 1
15 4 3 2 4 0.478 0.228 5
16 4 4 1 3 0.463 0.214 4
K1 0.421 0.489 0.455 0.410
K2 0.459 0.482 0.427 0.522
K3 0.466 0.480 0.490 0.468
K4 0.506 0.401 0.480 0.453
R 0.085 0.088 0.063 0.112
表 8　方差分析结果表
变差来源 SS DF MS F 显著性
温度/ ℃ 0.015 4 3 0.005 1 6.38 a=0.1 时显著
料液比 0.021 4 3 0.007 1 8.88 a=0.1 时显著
pH 值 0.010 2 3 0.003 4 4.25
时间/ h 0.026 6 3 0.008 9 11.25 a=0.05 时显著
剩余 0.002 6 3 0.000 8
总和 0.076 2 15
　　分析表7 、8得F0.05(3 ,3)=9.82 ,F0.1(3 ,3)=5.39.其中 ,SS 为离差平方和 ,DF 为自由度 ,MS为均方.
由表 7 、8可知 ,各因素影响顺序是时间>料液比>温度>pH 值 ,最佳的组合为:以丙酮溶液为提取
剂 ,料液比为 1∶10 ,温度为 65℃下 ,调节 pH 值为 5.0 ,浸提 4 h效果最好.这些结果与单因素实验结果
是相吻合.其中时间对九节木果实红色素提取效果影响最大 , pH 值对九节木果实红色素提取效果影响
最小.
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2.9　提取率
准确称取干燥的九节木果实细粉 10.000 g ,放入锥形瓶中 ,在最佳的提取工艺下 ,按照提取工艺流
程图(见图 2),提取色素 ,将最终得到的色素粉末称重并计算提取率.
九节木果实红色素浸膏干燥后 ,称其质量 m1为 1.058 g .
色素提取率[ 11] = 九节木果实红色素的质量干燥九节木果实粉末的质量×100%=1.05810.000×100%=10.58%.
因此 ,在最佳的提取工艺下 ,九节木果实红色素提取率为 10.58%.
3　结果与讨论
(1)九节木果实红色素的最佳的提取工艺是:以丙酮为提取剂 ,提取率为 10.58%.在温度为 65℃,
配料比为 1∶10下 ,调节 pH 值为 5.0 ,浸提时间为 4 h.在四个主要影响因素中 ,时间对九节木果实红色
素提取效果影响最大 ,pH 值对九节木果实红色素提取效果影响最小.
(2)九节木果实红色素在低温或者适当加热时稳定性较好 ,但不耐 80℃以上的高温;对光的稳定性
在同类色素中属于较好的[ 10] .
(3)九节木果实红色素在各种常见溶剂中的最大吸收峰在 450 ～ 480 nm 之间 ,不溶于水 ,易溶于有
机溶剂 ,该色素可能是类胡萝卜类色素[ 12 , 13] .
参 考 文 献:
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A Research on Technics of Pigment Extraction
from Fruits of Psyotria Rubra(Lour .)Poir
CAI Jian-xiu ,WU Wen-jie LIU Yi-ming
(School of Chem.&Bio science , Quanzhou No rmal Univer sity , Fujian 362000 , China)
Abstract:This e xperiment focus on pigment ex traction f rom Psychotria R ubra (Lour)in Quanzhou re-
g ion , engage s in comparative analysis on levels of several inf luential factors.By the use of O rthogonal
Design test , it reaches the best techniques for ex t ract ing pigment wi th the follow ing results:when ace-
to ne being ex tracting agent , at the tempe rature of 65℃, a mix ture ratio o f 1∶10 , and pH 5.5 togethe r
wi th 4 hours ext raction , the carrot pigment wi ll be obtained.
Key words:Psychotria rubra(Lour .)Poir ;pigment ;ex traction techniques
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