全 文 ：157※基础研究 食品科学 2005, Vol. 26, No. 9
不同的抗氧化剂与护色剂混合使用往往具有协同增
效效应。本试验中，苹果多酚与烟酰胺配合使用，不
仅减少了脂肪氧化对肌肉色素的破坏作用，而且形成了
鲜红的不易被氧化的烟酰胺肌红蛋白，因而护色效果更
加明显。将苹果多酚与抗坏血酸配合使用，可以明显
提高其抗氧化性能。同时抗坏血酸提供的弱酸性环境提
高了苹果多酚的抑菌性能[4]，因而，二者配合使用，大
大增强了对鲜肉糜的护色效果，而且TBA值和TVB-N
值都很低。
4 结 论
将苹果多酚单独添加于鲜猪肉糜中具有明显的抗氧
化与护色效果，当添加量达到0.05%时，护色效果较为
理想。0.05%苹果多酚与0.05%抗坏血酸或0.05%烟酰
胺配合使用可以使鲜猪肉糜在5±1℃条件下贮藏7d，仍
保持鲜红色，TVB-N值符合一级鲜度的标准，TBA值
低于0.3mg/kg。因而将苹果多酚应用于鲜猪肉的护色保
鲜是可行的。
参考文献:
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收稿日期：2005-06-12
作者简介：赵伯涛(1962-)，男，研究员，主要从事农产品加工、植物资源开发利用与保护研究。
黑莓榨汁残渣中花色素的提取纯化、
稳定性及功能研究
赵伯涛，钱 骅，张卫明，黄晓德，孙春艳
(南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042)
摘 要： 应用正交试验和大孔树脂柱色谱研究了黒莓榨汁残渣中花色素类物质的提取和纯化工艺条件。结果表明：
在温度、浓度、提取时间三个影响因子中，影响的主次顺序为温度、乙醇浓度、时间。用乙醇提取的最佳条件
是浓度70%、温度25℃、时间1h。 AB-8型吸附树脂对黒莓花色素有较好的吸附和解吸性能，吸附容量约为2.49mg/
cm3，乙醇洗脱浓度在50%左右效果较好，纯度可达25%；通过不同条件对花色素稳定性影响研究，结果：在
pH3、较低温度和非光照条件下，黒莓花色素色泽稳定；纯化的花色素可降低大鼠肝匀浆过氧化脂质的含量，有
较强的抗氧化活性。
关键词：黑莓残渣；花色素；提取纯化；稳定性；功能
Study on the Anthocyanin Extraction, Isolation and Its Stability, Function from Draff of Blackberry
ZHAO Bo-tao，QIAN Hua，ZHANG Wei-ming，HUANG Xiao-de，SUN Chun-yan
(Nanjing Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plant, Nanjing 210042, China)
2005, Vol. 26, No. 9 食品科学 ※基础研究158
Abstract ：In this study, anthocyanin were extracted and purification from draff of Blackberry, extraction conditions were
optimized by orthogonal expriment, macroporous resin column chromatography was conducted for further separation and
purification. The results showed that the anthocyanin was extracted effectively when draff was dipped with 70% of alcohol
at 25℃ for 1 h. Among these factors, temperature of extraction had the most effect on extraction of anthocyanin, then the
concentration of alcohol and the duration. The macroporous resin AB-8 was optimum for separating anthocyanin from draff
of Blackberry, its adsorption capacity was 2.49mg/cm3, 50% eth nol used as eluant was effective, the purity of anthocyanin
was 25%. On the basis of investigation on stability, it was indecated the stability of anthocyanin were better at pH3, at lower
temperature and in dark. The purified anthocyanin extract could reduce the content of hyperoxide lipoids in the mouse liver
and appeared high antioxidant activity .
Key words：Blackberry；anthocyanin；extraction；isolation；stability；function
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2005)09-0157-05
黑莓(Blackberry)为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属
(Rubus) 植物，原产北美，它是近年来世界发展较为迅
速的，集营养与保健为一身的一代新兴水果。我国1986
年由中国科学院江苏省植物研究所首次从美国引入，目
前在南京溧水有较大面积栽培，成为当地的高效特色农
业产业。黒莓果实中含有大量的花色素类物质，花色
素既是一种优良的天然食用色素也是重要的功能食品的
原料。花色素类物质已经被证明具有诸多的医疗和保健
功能，如抗氧化作用(抑制质脂过氧化及清除自由基活
性)、降低血清胆固醇及中性脂肪、抗变异及抗肿瘤作
用、改善肝功能及提高视力等[1]，标化为25%总花色素
的植物提取物作为非处方药或饮食补充剂的原料在国际
市场上是热销产品。在制作果汁的残渣中黒莓聚合果的
果皮中含有很高的花色素类物质，对残渣中花色素的提
取和纯化，可有效提高黑莓综合利用程度和增加效益，
为市场提供天然花色素产品。
本文通过对黑莓榨汁残渣中花色素的提取和纯化工
艺的研究，找出一条合理的、色素得率高的工艺路线。
同时，通过黑莓花色素稳定性和功能的初步研究，为
黑莓花色素的开发利用提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1材料、试剂与仪器
材料 A级黑莓榨汁后的残渣，置阴凉处晾干，
备用。黑莓花色素粉末(含量25%)，由本项目课题组自
制；动物：雄性S D大鼠，中国药科大学实验动物中
心，合格证号：SYSK(苏)2004-0010。
试剂 高浓度乙醇(食品级)、柠檬酸、磷酸二氢
钠、甲醇、盐酸、氯化钙、氯化铁、硫酸铜、硫
酸锰、硫酸镁、氯化钠、硫酸锌、亚硫酸钠、次氯
酸钠、硫代巴比妥酸(TBA)，(均为分析纯)；维生素
C，市售药品；A A S、N K A—Ⅱ、N K A—9、A B
—8及聚酰胺树脂。
仪器 NJ-3000型果汁机、L04-2离心机、UV-1800
紫外分光光度计、分析天平、恒温水浴锅、pHS-25数
显pH计、RE-52旋转蒸发仪、101-2-5电热恒温鼓风干
燥箱、过滤装置，匀浆机。
1.2方法
1.2.1黑莓花色素的提取
对黒莓榨取果汁后所得的残渣，以乙醇提取花色
素，共提取2次，料液比第一次为1:5，第二次为1:3
(残渣以湿重计)。进行正交试验，实验设计见表1。
水平 乙醇浓度(%) 温度(℃) 时间(h)
A B C
1 30 25 1
2 50 50 2
3 70 75 3
表1 黑莓残渣花色素提取的正交试验 L9(33)
Table 1 Design of L9(33) orthogonal experiments of anthocyanin
extraction from draff of Blackberry
1.2.2吸附树脂筛选
选取处理好的大孔吸附树脂A A S、N K A—Ⅱ、
NKA—9、AB—8及聚酰胺树脂各2g，加入30ml花
色素稀释液，进行静态吸附，每间隔一定时间振摇一
次，并测定529nm吸光度，吸附趋于饱和时,过滤得树
脂，再加入70%乙醇进行解吸附，每间隔一定时间测
定529nm吸光值。
1.2.3吸附容量的研究
由吸附和洗脱曲线分析，AB-8对黒莓花色素的解
析效果较好，将其装层析柱(φ：4cm，H：26.7cm)进
行动态吸附实验。将浓缩澄清过的黒莓色素提取液，稀
释成可溶性固形物含量为6%(其干浸膏中总花色素含量
为1.45%)，作为上样液，流出液收集每50ml一瓶，分
别测定529nm吸光值。
1.2.4黑莓色素稳定性试验
159※基础研究 食品科学 2005, Vol. 26, No. 9
1.2.4.1金属离子对花色素稳定性的影响试验
分别取5ml1% CaCl2、FeCl3、CuSO4、MnSO4、
MgSO4、NaCl、ZnSO4水溶液，加入20ml pH3缓冲液
稀释的黒莓色素中，并各做一空白为对照，测定其
λmax，均为512nm，每隔1h，在 512nm下测定吸光值。
1.2.4.2pH值对花色素稳定性的影响试验
取浓缩纯化的黒莓花色素提取液0.1ml，分别用
pH2.2、3、4、5、6、7、8的磷酸氢二钠－柠檬酸
缓冲液稀释到20ml，摇匀后，立即用分光光度计扫描
光谱吸收曲线，确定最佳吸收波长分别为：513、512、
516、528、540、558nm，测定吸光值。间隔5h后再
测定一次吸光值。
1.2.4.3光照对黒莓花色素稳定性的影响试验
取纯化的黒莓花色素浓缩液，用pH3的缓冲液稀释
到20ml，分别置直射光，散射光和暗处，在512nm处
测定吸光值，1 d测定一次，共测定6次。
1.2.4.4温度对黒莓花色素稳定性的影响试验
取花色素浓缩液用pH3缓冲液稀释，分别置室温(10
℃左右)，30、50、80℃下保温，在512nm处测定吸
光值，每小时测定一次，共测定5次，
1.2.5总花色素的含量测定采用比色法测定[2]。
总花色素(%)=(n×1.48×100A/105M×1000)×
100%=(1.4095A/M)%
n×100：稀释度；1.48：苷和苷元的换算系数 A：
吸光值；105：花色素的吸收系数；M：样品质量(本
文为黑莓残渣湿重) 。
1.2.6黑莓花色素对大鼠肝匀浆过氧化脂质的影响试验
样品及试剂以生理盐水溶解，配成所需浓度。取
大鼠肝脏，用滤纸吸取残血，剪成小块，称取5g加
生理盐水至100ml，用匀浆机制成匀浆，按表2加样，
以硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量。
加入物质(ml) 空白管 对照管 VC对照管 测定管 花色素对照管
肝匀浆 1.5 1.5 1.5
药物溶液 0.1 0.1 0.1
生理盐水 0.1 0.1 1.5
20%三氯醋酸 1.5
37℃恒温振荡1.5h
20%三氯醋酸 1.5 1.5 1.5 1.5
0.67% TBA1 1 1 1 1
混匀，沸水浴10min，冷后测OD532值
表2 黑莓花色素对大鼠肝匀浆过氧化脂质的影响试验表
Table 2 Design of experiments of the effect of the blackberry
anthocyanin on the content of hyperoxide lipoids in the mouse
liver
注：花色素溶液颜色较深(红色)，影响检测结果。因此，设计药物底
色对照管，以测定管OD值减去花色素对照管OD值表示给药组的测
定值。
2 结果与讨论
2.1黑莓色素提取条件确定
※：总花色素/残渣(湿重)%。
A B C Ⅰ Ⅱ Ⅲ T
1 1 1 1 2.94%※ 2.37%4.22%9.53%
2 1 2 2 2.42%3.23%2.34%7.99%
3 1 3 3 2.09%1.97%1.85%5.91%
4 2 1 2 3.54%3.54%3.21%10.29%
5 2 2 3 3.39%2.93%3.33%9.65%
6 2 3 1 2.79%2.42%2.90%8.11%
7 3 1 3 3.45%3.80%3.28%10.53%
8 3 2 1 2.76%3.56%3.66%9.98%
9 3 3 2 3.45%2.42%2.45%8.32%
26.83%26.24%27.24%80.31%
T1 23.43%0.35%27.62%
T2 28.05%27.62%6.6%
T3 28.83%22.34%26.09%
R 5.4%8.01%1.53%
表3 极差分析表
Table 3 The results of the L9(33)orthogonal experimnets and the
analysis of range
变异来源 Df SS M S F
A 2 0.018% 0.009% 4.08*
B 2 0.036% 0.018% 8.16**
C 2 0.0013%0.00065%0.295
单位组 2 0.0005%0.00028%0.127
误差e1 2 0.0017%0.00085%
误差e2 16 0.038% 0.002375%
合并误差 18 0.039% 0.002205%
总变异 26 0.096%
表4 方差分析表
Table 4 The variance analysis of the orthogonal experiments
虽然花青素类为水溶性色素，可直接用水提取，
但为避免其它水溶性杂质的干扰，以及后续浓缩方便和
安全性考虑，本实验采用极性溶剂乙醇为溶媒，考查
其浓度、提取时间和温度对总花色素提取率的影响。
由表3和4分析看出，温度对色素提取影响极显著，
说明花色素对温度很敏感，长时间的加热会使花青素退
色，这是由于生成无色的查尔酮式结构。溶液的酸碱
度不同，花青素色素对热的稳定性也有很大的不同。一
般随溶液pH增大，色素对热更为敏感。
乙醇浓度对黒莓色素提取影响显著，如50%比30%
乙醇提取率高19.72%，但再提高乙醇浓度对花色素提取
率增加不大，如70%比30%乙醇提取率高23.05%，故
乙醇浓度可选择在50%～70%。
提取时间影响不是很大，且随提取时间的延长，
花色素提取率还略有下降。 因此，在制备和使用花青素
时，应尽可能在低温、酸性条件下进行。本文最佳工
艺条件为A3B1C1，即乙醇浓度70%，温度25℃，时间
2005, Vol. 26, No. 9 食品科学 ※基础研究160
为每次1h。
2.1.1吸附树脂确定
由于大孔吸附树脂具有吸附容量大，选择性好，
易解吸，易再生等特点，故本文对亲水性极性树脂进
行筛选，结果如图1可知。吸附较好的树脂有AAS、
聚酰胺和AB-8，能迅速达到饱和，且吸附容量较大，
但AAS和聚酰胺不易洗脱，有拖尾现象，故本实验选
择AB-8作色素纯化和精制，效果较好。进一步作动态
吸附以确定吸附容量和吸附洗脱曲线。
2.1.2吸附容量的确定
由于色素提取液仍含有较多果胶、蛋白质及纤维素
等杂质，需进行澄清处理，本文用0.1%果汁专用复合
酶,32℃，15h酶解处理，再离心，所得上清液透明澄
清，其可溶性固形物含量为9.7%，将上述提取液稀释
成可溶性固形物含量为6%上柱层析。上样250ml后，
流出液花色素含量迅速上升，表明树脂出现泄漏，此
时树脂已吸附饱和，测定AB-8黑莓花色素的吸附容量
为2.49mg总花色甙/cm3。
分别用水、10%、30%和50%乙醇进行梯度洗脱，
洗脱率可达94.4%，收集50%部分洗脱峰值瓶，浓缩制
成粉状产品，色素纯度达25.04%，比原液(1.45%)纯度
提高17倍以上。
2.2黒莓花色素稳定性影响因素
2.2.1金属离子对花青色稳定性的影响
从图3变化趋势可以看出，因为不同金属带有的色
泽等影响，使吸光值偏离原液吸光值，其中偏离最大
的是FeCl3，其次是CuSO4和CaCl2，其吸光值均大于
对照，而MgSO4，NaCl，ZnSO4的吸光值则略低于对
照，而MnSO4的吸光值接近于对照，且这种反应是瞬
间完成的，随着时间的延长吸光值变化不大，如在5h
内直至20h吸光值均变化不大。其机理不清，有待进一
步探讨。
2.2.2pH值对色素稳定性的影响
图4 可以看出，不同pH值对黑莓色素色泽影响很
大，随pH值的变化而变化，其原因是花青素结构中吡
喃杂环上的氧原子为四价，使得其表现出某些碱性性
质，而结构中含有的酚羟基又具有某些酸的性质，因
此在酸碱的作用下，花青素的化学结构会发生变化[3]。
本实验中随着介质pH值的增大，其最大吸收波长向长
波长移动，其pH2.2、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0
所对应的λmax分别是513、512、516、528、540、
558nm。pH4时吸光值最小(此为0h时，而5h后则pH5
时为最小)，这是花青素的两性性质决定的。且偏酸环
境黑莓色素颜色趋向红色，而偏碱环境，则趋向于蓝
AAS
NKA-Ⅱ
NKA-9
AB-8
聚酰胺
图1 色素的静态吸附和洗脱曲线
Fig.1 The curve of Blackberry anthocyanin statics adsorption
and separate
0 5 10 15 20
时间(h)
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
O
D5
3
5
AS
A-II
KA-9
B-8
胺
图2 黒莓色素吸附饱和曲线
Fig.2 The curve of saturation adsorption of blackberry anthocya-
nin on resin AB-8
0 100 200 300 400
体积(ml)
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
O
D5
2
9
CaCl2
FeCl3
CuSO4
MnSO4
MgSO4
NaCl
ZnSO4
对照
图3 金属离子对黑莓色素的影响
Fig.3 The effect of metals ions on Blackberry anthocyanin
0 5 10 15 20 25
1
0.9
0.8
0.7
O
D5
1
2
Cl2
Cl3
4
4
4
Cl
O4
时间(h)
0hr
5hr
图4 不同pH值对黒莓色素的影响
Fig.4 The effect of pH on Blackberry anthocyanin
2.233 4 5 6 7 8
pH
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
O
D值
161※基础研究 食品科学 2005, Vol. 26, No. 9
紫色；而且不同的pH值对色素的稳定性影响存在很大
差异，在pH5～7范围内，色素极不稳定，颜色迅速
退去，在瓶底出现白色絮状沉淀；而越趋向于酸性环境
稳定性越好。
2.2.3光照对黒莓色素稳定性的影响
光照影响见图5，对比看出，在太阳光直射下，色
素很不稳定，而在暗处和散射光下则相对稳定的多，其
中以暗处最佳，同时隔绝空气有利于黑莓色素的保存，
光照不利于黒莓色素的稳定。
2.2.4温度对黒莓色素稳定性的影响
图6 不同温度下黑莓色素变化曲线
Fig.6 The effect of temperature on blackberry anthocyanin
0 2 4 6
时间(h)
0.78
0.76
0.74
0.72
0.7
0.68
0.66
0.64
0.62
O
D5
1
2
10℃
30℃
50℃
80℃
由表5可见，黑莓花色素6.25、12.5、25μg/ml降
低大鼠肝匀浆过氧化脂质的含量，且有浓度效应，但
如继续增大浓度，则这种效应反而减小，同时黑莓色
素的这种抑制过氧化脂质的作用强于维生素C。这也进
一步说明黑莓红色素是一种具有良好抗氧化活性的天然
食用色素。
3 结 论
3.1通过正交试验极差分析，黑莓残渣中花青色的用
乙醇提取的最佳条件是浓度70%、温度25℃、提取时
间1h/次，共提取两次，影响的主次顺序为温度>浓度>
时间。
3.2AB-8型吸附树脂对黒莓花色素有较好的吸附和解
吸性能，可作为纯化黒莓花色素的吸附材料，吸附容
量约为2.49mg/cm3。
3.3金属离子对黑莓花色素色泽的影响是瞬间反应，
其后续作用很小，在pH3左右及较低温度和非光照条件
下，黑莓色素较稳定；而碱性环境、直射光和非隔绝
氧及高温下，对黑莓色素稳定性的影响较大。
3.4黒莓残渣中提取纯化的花青素类物质有较强的抗氧
化活性。
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温度影响见图6。由图中看出稳定性以10℃最佳，
黑莓色素对温度比较敏感，色素在较高的温度下会造成
不同程度的破坏，变成无色查尔酮结构，温度越高加热
时间越长破坏越严重，如80℃下，随着时间的延长吸光
值迅速下降，而处于较低温度下，则吸光值变化平稳。
2.3黑莓花色素对大鼠肝匀浆过氧化脂质的影响
药 物
浓度
OD532
抑制率
(μg/ml) (%)
对照组 — 0.108±0.006
黑莓花色素 3.125 0.067±0.011 38.0
6.25 0.038±0.010** 64.8
12.5 0.010±0.005** 90.7
25 0.021±0.007** 80.6
维生素C 100 0.048±0.009** 55.6
表5 黑莓花色素对大鼠肝匀浆过氧化脂质的影响( x±SD，n=3)
Table 5 The effect of the blackberry anthocyanin on the
content of hyperoxide lipoids in the mouse liver( x± SD, n=3)
**p＜0.01, 与对照组比较。
中 国 期 刊 方 阵 双 效 期 刊
直射光
散射光
暗处
图5 不同光照下黒莓色素变化曲线
Fig.5 The effect of different illumination on Blackberry
an thocyanin
0 2 4 6
时间(d)
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
O
D5
1
2