全 文 ：食品研究与开发 2009 年 9 月第 30 卷第 9 期
张鑫，张志军 *，李会珍，乔绍俊，王慧杰
（中北大学化工与环境学院 生命科学系，山西 太原 030051）
紫苏叶花青素的提取及测定
基金项目：山西省高校科技开发研究项目（2007131）
作者简介：张鑫（1984—），男（回），硕士研究生，研究方向：植物有效
成分分离提取。
* 通讯作者：张志军，副教授，博士。
摘 要：不同条件下，对紫苏叶片花青素的提取，结果表明：溶剂乙醇的体积分数、提取时间、提取温度和料液比对花
青素提取量都有不同程度的影响,其中乙醇的体积分数对花青素的提取量影响最为显著。通过正交试验得出，紫苏叶
片花青素提取的最佳条件是溶剂乙醇的体积分数为 50 %，提取时间为 120 min，提取温度为 50℃，料液比为 1∶30。抗氧
化能力测定结果表明，紫苏花青素浓度为 4 g/L~8 g/L时其抗氧化能力强于相同浓度抗氧化剂 VC，在浓度为 8.0 g/L,
37℃下保温 15 min时,对自由基的清除率可达 53.48 %。
关键词：紫苏花青素；提取；抗氧化能力
EXTRACTION AND DETERMINATION OF ANTHOCYANIDIN IN PERILLA LEAVES
ZHANG Xin, ZHANG Zhi-jun*, LI Hui-zhen, QIAO Shao-jun, WANG Hui-jie
(Department of life science, College of Chemical & Environmental Engineering, North University
of China, Taiyuan 030051, Shanxi, China)
Abstract: The results of extracting anthocyanidin from Perilla leaves under different conditions show that
alcohol volume percentage, extracting time, temperature and the liquid ratio all affect the amount of
anthocyanidin extracted, and one of them, the alcohol volume percentage is the most significant factor. The best
conditions of extracting are as follows: alcohol volume percentage is 50 % , extracting time 120 min, and
extracting temperature 50 ℃ , liquid ratio 1 ∶30. The antioxidant ability determination results show that perilla
anthocyanidin at 4 g/mL-8 g/mL has stronger activity of scavenging free radicals than same concentration Vc, it
can decrease 53.48 % radicals at the concentration of 8.0 g/mL after incubated at 37 ℃ for 15 min.
Key words: Perilla Anthocyanidin; extraction; antioxidant Ability
花青素(Anthocyanidin)，又称花色素、花色甙，是一
类广泛存在于植物中的水溶性天然色素， 属类黄酮化
合物。 它是植物花瓣的主要呈色物质，在不同 pH值条
件下可使花瓣呈现五彩缤纷的颜色 [1]。 花青素作为一
种天然食用色素，安全、 无毒、资源丰富，在食品、化
妆、医药等方面有着巨大的应用潜力 [2]。 研究表明，花
青素与食品的抗氧化性有密切关系，具有抗氧化、抗突
变、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发生
等多种生理功能[3]。 目前，允许使用并已投入生产的花
色苷类天然食用色素有甘蓝色素、葡萄皮色素、玫瑰茄
红、紫苏色素、紫玉米色素、紫番薯色素等[4]。 本文对紫
苏色素的提取工艺、 抗氧化性和清除自由基能力等进
行研究测定， 以期为紫苏资源的进一步开发利用提供
参考。
1 材料和方法
1.1 仪器、材料和试剂
1.1.1 仪器
旋转蒸发仪 （RE-2000）： 上海亚荣生化仪器厂；
SHZ-D 循环水式真空泵：巩义市英峪仪器厂；真空干
燥箱；721E型可见分光光度计： 上海光谱仪器有限公
司；SHH-W21 恒温水浴锅：北京长风仪器公司；电子
天平：上海天平仪器厂。
1.1.2 材料
紫苏由山西省农科院旱地农业研究中心南建福
研究员提供。
添加剂
187
食品研究与开发2009 年 9 月第 30 卷第 9 期
1.1.3 试剂
无水乙醇、盐酸、铁氰化钾、三氯乙酸、硫酸亚铁：
均为国产分析纯。
1.2 紫苏花青素的提取
1.2.1 主要提取流程
采用酸化乙醇提取法提取紫苏花青素， 主要流
程： 新鲜紫苏叶→80 ℃下干燥 l h→称取 2 g 磨成粉
末→含 1 %盐酸的乙醇溶液浸提 2 次→合并提取液→
抽滤→60 ℃下减压浓缩→真空干燥→紫苏花青素提
取物。
1.2.2 提取条件的优化
试验采取正交设计 L9 (34)，提取影响因子有浸提
温度、乙醇浓度、浸提时间及料液比 4个[5]，见表 1。
采用正交试验确定的最佳提取工艺， 对紫苏茎
水平
Levels
1
2
3
A 提取温度/℃
Temperature/℃
50
60
70
B 乙醇浓度/%
Alcohal concerntration/%
50
60
70
C 提取时间/min
Time/min
60
90
120
D 料液比/(g/mL)
Liquid ratio/（g/mL）
1∶10
1∶20
1∶30
表 1 L9 (34) 紫苏花青素提取实验正交因素水平表
Table 1 The L9 (34) orthogonal factors levels table of Perilla anthocyanin extraction experiment
杆、叶片、种子、颖壳等不同部位中花青素的含量进行
提取测定，确定最佳提取部位。
1.3 紫苏花青素还原能力测定
采用普鲁士蓝法测定紫苏花青素的还原能力。 取
一定浓度的样品溶液 1 mL，加入磷酸盐缓冲液和 1 %
K3 Fe（CN）6 各 2.5 mL，混合均匀 ，混合液 50 ℃保温
20 min，快速冷却，加入 10 %的三氯乙酸溶液 2.5 mL，
离心 10 min。 取上清液 2.5 mL， 加入等量蒸馏水和
0.1 %的 FeCl3 1 mL， 摇匀，10 min后 700 nm 下测定吸
光值 A700，以抗坏血酸为对照。
1.4 紫苏花青素清除体外自由基能力测定
利用 Fenton 反应产生羟自由基 [6]。 取 2 mL PBS
（磷酸盐缓冲液 pH=7.4）， 依次加入 20 mmol/L EDTA
和 12 mmol/L FeSO4混合溶液 0.1 mL，一定浓度的紫苏
花青素溶液 1 mL、100 mmol/L H2O2 0.1 mL，用磷酸盐缓
冲液定容至 5 mL，迅速混匀，置于 37 ℃水浴 15 min。
测定 510 nm 下光吸收值，计算清除率。 清除率=（对照
吸光度-样品吸光度）/对照吸光度×100 %。
2 结果与分析
2.1 紫苏花青素提取条件优化
正交试验结果见表 2。
由正交分析可知，提取的最优条件为 A1B1C3D3，即
乙醇浸提紫苏花青素的最佳工艺条件是： 乙醇体积分
数 50 %，浸提温度 50 ℃，浸提时间 120 min，料液比为
1∶30，方差分析结果见表 3。
D
1
2
3
3
1
2
2
3
1
10.39
10.95
12.49
0.95
试验序号 No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
Q
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
11.82
11.63
10.36
0.43
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
14.63
13.41
5.79
15.46
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
10.8
10.32
12.6
0.3
得率/% ER/%
4.63
4.24
2.96
5.1
4.73
1.8
4.9
4.43
1.03
表 2 紫苏花青素提取实验正交分析表
Table 2 The results of perilla anthocyanidin extraction orthogonal
experiment
F 临界值
F Threshold
19
19
19
19
因素
Factors
浸提温度/℃ Temperature/℃
乙醇浓度/%Alcohal concerntration/%
提取时间/min Time/min
料液比/（g/mL） Liquid ratio/（g/mL）
QT
离差平方和
Standard deviati
0.43
15.46
0.3
0.95
17.37
自由度
Freedom of motion
2
2
2
2
8
F 比
0.56
20.08
0.39
1.23
显著性
Significant
*
表 3 方差分析表
Table 3 ANOVA table
添加剂
188
食品研究与开发 2009 年 9 月第 30 卷第 9 期
由表 3 方差分析结果可知，乙醇浓度为紫苏花青
素提取工艺最显著影响因素（P=0.05）。 对照正交分析
表，KB1> KB2 > KB3， 说明 3个水平中， 第 1水平效果最
好，即当乙醇浓度为 50 %时，紫苏花青素得率达到最佳
水平，而提取温度、时间、料液比对试验影响相对较小。
称取干燥后的紫苏叶片 2 g， 按最佳提取条件进行浸
提，所得的紫苏花青素含量为 5.6 %。
2.2 紫苏不同部位花青素含量
采用最佳工艺条件提取紫苏不同部位花青素，结
果见图 1。
紫苏叶片、颖壳、茎秆和种子中花青素含量差异
显著，叶片含量最高，为 5.6 %，其次是颖壳和茎秆，种
子中花青素含量最少，仅为 0.13 %。
2.3 紫苏花青素抗氧化能力的测定
2.3.1 还原能力测定
一般情况下，样品的还原能力与其抗氧化活性有
显著关系，样品的还原能力的高低可以间接反映抗氧
化能力的强弱[6]。以抗氧化剂 VC为对照，不同浓度下紫
苏花青素的还原能力测定结果见图 2。
波长 700 nm 处，吸光值越大，则表明色素还原能
力越强。 当浓度为 4 g/L~8 g/L 时，紫苏花青素与对照
VC的还原能力随浓度的增加而增强，呈现出基本一致
的变化趋势，且紫苏花青素还原能力稍强于 VC。 当浓
度小于 3 g/L时， 紫苏花青素还原能力略低于对照，且
随浓度变化不明显。 这表明紫苏花青素具有一定的还
原能力，可作为电子供体，与自由基反应将其转化为更
稳定的产物，从而终止自由基链反应，与许亚民 [7]等的
试验结果基本一致。
2.3.2 清除体外自由基的能力测定
羟基自由基是已知的最强的氧化剂， 反应性极
强，寿命极短，几乎可以和所有细胞成分发生反应，对
机体危害极大。 Fenton反应是产生羟自由基的经典反
应，利用 Fenton 反应产生的羟基自由基，在反应体系
中加入不同浓度的花青素，能够测定其清除羟基自由
基的能力[8]。 不同浓度紫苏花青素对 Fenton 反应产生
的羟基自由基清除能力测定结果见图 3。
紫苏花青素对羟基自由基的清除率随浓度的增
加而增高，当浓度大于 4.5 g/L 时，花青素对自由基清
除率强于等剂量 VC，当浓度大于 8 g/L 时，继续增加浓
度，清除率提高趋势不再明显。 试验表明，紫苏花青素
对羟基自由基的清除率最高可达 53.48 %， 最佳清除
浓度范围为 4 g/L~8 g/L。
3 结论
3.1 紫苏花青素提取条件优化
优化紫苏花青素提取条件可进一步提高花青素
的得率、节省成本、降低能耗。 本文通过正交试验确定
了紫苏花青素提取最显著因素为乙醇浓度，明确了最
佳提取条件：乙醇体积分数 50 %，浸提时间 120 min，
浸提温度 50℃，料液比为 1∶30（g/mL）。 采用最优提取
工艺对紫苏不同部位的花青素含量进行分析，确定叶
片为最佳提取部位，花青素最高得率为 5.6 %。
添加剂
189
食品研究与开发2009 年 9 月第 30 卷第 9 期
3.2 紫苏花青素抗氧化能力
活性氧自由基是人体正常新陈代谢的副产物，有
O2-、-OH、H2O2 3种主要形式， 它能使人体内脂质过氧
化，导致细胞功能衰退或丧失，引起人体衰老和心脏
病、动脉硬化、癌症、炎症、糖尿病等严重疾病。 因此寻
找适当的外源性抗氧剂清除体内自由基，对治疗疾病
和保护人体健康很有益处。
本研究结果中， 当紫苏花青素浓度为 4 g/L~8 g/L
时，其还原能力强于同浓度的抗氧化剂 VC；当浓度大
于 4.5 g/L时，花青素对 Fenton反应产生的羟自由基的
清除率强于等剂量 VC，其清除率最高可达 53.48 %。 这
充分表明紫苏花青素具有抗氧化的生理功能，具有十
分重要的应用潜力。
当前面临的主要问题是如何纯化紫苏花青素，提
高其抗氧化能力和稳定性，开发出新的功能性食品或
药品，增强人体机体的免疫、抗疲劳、延缓衰老的能力，
使其能够成为新一代的保健产品。
参考文献：
[1] 徐渊金,杜琪珍.花色甙生物活性研究进展[J].食品与机械, 2006, 22
(6):154-156
[2] 吴克伟, 马跃, 赵晓燕，等.花青素类色素提取纯化现状及发展趋
势[J]. 中国食品添加剂, 2007, 28(3):85-87
[3] Gulcin I, Berashvilib D, Gepdiremen A．Antiradical and antioxidant
activity of total anthocyanins from Perilla pankinensis decne [J].
Journal of Ethnopharmacology, 2005, 101:287-293
[4] 姜平平, 吕晓玲, 姚秀玲， 等. 紫心甘薯花色苷抗氧化活性体外
实验研究[J]. 中国食品添加剂, 2002(6):8-12
[5] 陈燕舞, 肖坤. 正交试验优化紫苏迷迭香酸的超声波提取法[J].
食品科技, 2006, 27(8):38-41
[6] Meng L, Lozano Y, Bombarda I, et al． Polyphenol extraction from eight
Perilla frutescens cultivars [J]. Food Chemistry, 2008, 10(1):1-5
[7] 徐亚民, 马越, 赵晓燕，等．紫苏等 4 种天然色素抗氧化能力的比
较[J]. 华北农学报, 2007, 22(2):187-190
[8] 杨明惠 , 刘满红 , 何丽仙，等 .褪色光度法测定 Fenton 产生的羟
基自由基及其应用[J]. 分析实验室, 2006, 25(12):77-79
收稿日期：2009-02-12
邱斌 1，陈卫平 1，*，王青 2
（1.江西农业大学 食品科学与工程学院，江西南昌 330045；
2.新疆农业大学 食品科学与工程学院，新疆乌鲁木齐 830052）
栀子黄色素稳定性研究
摘 要：对黄栀子色素进行理化性质及其稳定性研究。结果表明，黄栀子色素的热稳定性较好，色素在 pH=5.5～10的
环境中稳定性较好，但强酸和强碱性环境对色素的稳定性影响较大。其耐光性和抗氧化还原性较差，故在阴暗处保
存可以延缓或减轻色素的褪色。除 Fe3+离子对其色素有褪色作用外，大多数金属离子都有护色作用，故最好避免 Fe3+
离子的介入和避光密闭保存。食品添加剂对色素的稳定性影响较小。
关键词：栀子黄色素；稳定性；应用性质
THE STABILITY OF GARDENIA YELLOW PIGMENT
QIU Bin1, CHEN Wei-ping1,*,WANG Qing2
（1.College of Food Science and Engineering,Jiangxi Agricultural University ,Nanchang 330045, Jiangxi, China;
2.College of Food Science and Engineering,Xinjiang Agricultural University, Urmuqi 830052, Xinjiang, China）
Abstract: This paper measured the physical and chemical property and stability of gardenia yellow pigment.
The results show that the thermal stability of gardenia yellow pigment is better. The pigment have a better
stability in the environment of pH = 5.5-10.But the greater effection on the stability of pigment in the strong
acid and alkaline environment .Because of its light resistance and anti -oxidation,it can be perserved in the
作者简介：邱斌（1982—），男（汉），在读硕士研究生，研究方向：农产品加工原理与技术。
* 通讯作者：陈卫平，教授，硕士生导师。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
添加剂
190