全 文 ：第 30卷第 2期　　　　　　　　　西 南 大 学 学 报(自然科学版)　　　　　　　　　　　2008年 2 月
Vol.30　No.2 Journal of Southw est Unive rsity (N atural Science Edi tion) Feb.　2008
文章编号:1673 9868(2008)02 0113 06
越橘果实色素稳定性及抑菌活性的研究①
陈玉峰 , 　王瑞芳 , 　李　政 , 　李　凌
西南大学 园林园艺学院 , 重庆 400716
摘要:以越橘(达柔)果实为材料 , 研究了色素在不同条件下的稳定性以及抑菌活性.研究表明:越橘果实色素在光
照 、低 pH 值以及 60 ℃以下时稳定性较好 , 但在 pH 值大于 4 以及温度高于 60 ℃时稳定性会显著降低;Fe3+、
Fe2+ 、 H2O2 、苯甲酸钠对该色素有明显的破坏作用;葡萄糖 、蔗糖 、 Zn2+、 Al3+ 、 K +对该色素有一定护色 、 增色作
用.越橘果实色素对大肠杆菌有一定的抑制作用 , 且随着色素浓度的增加抑制作用增强.
关　键　词:越橘;色素;稳定性;抑菌活性
中图分类号:Q949.772.3 文献标识码:A
越橘属杜鹃花科越橘属植物 , 为多年生常绿或落叶灌木[ 1] .越橘果实中花色苷含量高 , 种类丰富 , 是
理想的天然色素[ 2 , 3] .目前 , 国内外对越橘的研究主要集中在基本理化性质 、药理及微生物发酵等方面 , 而
对色素稳定性及抑菌活性系统的研究未见报道.为此 , 本实验结合前人的研究[ 4 6] , 开展了越橘果实色素稳
定性及抑菌活性方面的研究.以期为越橘果实色素的开发 、应用提供科学依据.
1　材料与方法
1.1　材　　料
供试材料越橘(达柔)果实采于重庆绿康果业有限公司果树基地 , 供试菌大肠杆菌(XL-Blue)由西南大
学花卉研究所提供.
1.2　方　　法
1.2.1　色素的提取
称取越橘果实 10 g , 研磨 , 用 95%的乙醇∶1 mo l/L HCl(v/v =85/15)在 4 ℃下浸提 24 h , 离心 , 过
滤 , 滤液加入石油醚萃取 , 以除去其中的叶绿素和蜡质 , 经预处理的色素溶液置于 4 ℃的冰箱中备用.
1.2.2　稳定性研究
1.2.2.1　光照对色素稳定性的影响
取适量的色素提取液 , 用蒸馏水适当的稀释后 , 分别在 0.28×102 lx , 411.70×103 lx , 586.00×106 lx
下处理 0 h 、 2 h 、 4 h 、 6 h 、8 h , 在 522 nm 下测其吸光度(A), 重复 3次.
1.2.2.2　温度对色素稳定性的影响
取适量色素提取液 , 用蒸馏水适当稀释后 , 分别放置在30 ℃、 40 ℃、60 ℃、 80 ℃、100 ℃下恒温处理
① 收稿日期:2007 11 12
基金项目:科技部科技成果转化基金资助项目.
作者简介:陈玉峰(1980 ), 女 , 内蒙古呼和浩特人 , 硕士研究生 , 主要从事花卉生理的研究.
通讯作者:李　凌 , 教授.
DOI :10.13718/j.cnki.xdzk.2008.02.027
0 h 、 1 h 、 2 h 、 3 h 、4 h 、 5 h , 冷却至室温后在 522 nm 下测其吸光度(A), 重复 3次.
1.2.2.3　pH 值对色素稳定性的影响
配制 pH 为 1 ～ l2的缓冲溶液 , 取 1 mL 色素提取液分别加 9 mL 不同 pH 值的缓冲液 , 放置 1 h后 , 观
察其颜色 , 重复 3次.
1.2.2.4　氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响
以 H2O2 为氧化剂 , Na2SO3 为还原剂 , 取 1 mL 色素提取液分别加 9 mL 不同浓度的 H 2O 2 , Na2SO3
溶液 , 室温放置 2 h , 在 522 nm 下测其吸光度(A), 重复 3次.
1.2.2.5　食品添加剂对色素稳定性的影响
取 1 mL 色素提取液分别加 9 mL 不同浓度的葡萄糖 、蔗糖 、柠檬酸 、Vc和苯甲酸钠溶液 , 室温静置 2
h , 于 522 nm 处测定其吸光度(A), 重复 3次.
1.2.2.6　金属离子对色素稳定性的影响
取 1 mL 色素提取液分别加 9 mL 不同摩尔浓度的 Na+ 、 K + 、 Ca2+ 、 Mg2+ 、 A l3+ 、 Zn2+ 、 Cu2+ 、
Mn2+ 、 Fe3+和 Fe2+离子溶液 , 室温放置 24 h后 , 于 522 nm 处测定其吸光度(A), 重复 3次.
1.2.3　抑菌活性研究
1.2.3.1　培养基的准备
分别配制大肠杆菌 LB液体和固体培养基[ 7] 300 mL , 与包扎好的培养皿 、移液枪头 、棉拭 、滤纸片 、空
三角瓶 、蒸馏水 、色素提取液等一起放入灭菌锅中高压蒸汽灭菌 20 min.
1.2.3.2　种菌的制备
取出保藏的大肠杆菌菌种(-80 ℃冰箱), 划线接种 , 于 37 ℃的培养箱中培养 24 h.然后用灭菌的牙
签挑取单菌落转接到 LB液体培养基中 , 于 37 ℃、120 r/min的摇床上培养 24 h后获得活化的菌液.
1.2.3.3　液体培养法
在不同色素浓度(0.000 mg/mL、 0.001 mg/mL、 0.008 mg/mL、 0.048 mg/mL、 0.092 mg/mL标为:K 0 、
K1 、K2 、K3 、K 4), 体积为 20 mL 的 LB液体培养基中 , 分别加入100μL 活化的菌液.在 37 ℃、120 r/min摇
床培养 24 h后于 600 nm 下测大肠杆菌的吸光度值 , 重复 3次.
1.2.3.4　滤纸片法
采用滤纸片法 [ 7] , 即用无菌的棉拭子蘸取活化的菌液 , 均匀涂抹在培养基表面 , 干燥5 min.将浸有不
同浓度色素(0.00 mg/mL 、 0.02 mg/mL 、 0.16 mg/mL 、 0.97 mg/mL 、 1.83 mg/L 标为:M 0 、 M1 、 M2 、
M3 、M 4)的无菌滤纸片贴在制备好的含菌培养基上 , 每皿分别贴 M 1 、M2 、M 3 、M4 同种浓度的 3张和 1张
M0 为对照.将贴好的培养皿置于 37 ℃恒温培养箱中培养 , 48 h 后观察并测定其抑菌圈的直径 , 重复 3次.
2　结果与讨论
2.1　稳定性研究
2.1.1　光照对色素稳定性的影响
由表 1可以看出 , 越橘色素对光稳定性好.即使在 586.0×106 lx 下处理 8 h 后 , 色素的保留值也在
95.0%以上 , 色素色调变化不显著.但当光强大于 586.0×106 lx , 长时间处理是否对越橘色素的稳定性有
影响还需要进一步研究.
表 1　光照对色素稳定性的影响
光强
/ lx
时　　　间/ h
0 2 4 6 8
色素保留值
/ %
0.28×102 1.512 1.510 1.497 1.486 1.480 97.8
411.4×103 1.518 1.514 1.501 1.492 1.490 98.2
586.0×106 1.523 1.510 1.465 1.457 1.448 95.1
114 西南大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　第 30卷
2.1.2　温度对色素稳定性的影响
陆国权[ 8 , 9] 等的研究认为花青素在 80 ℃下稳定 , 而另有研究认为当温度高于 60 ℃时该类色素不稳定.
在本实验中 , 随处理时间延长 , 色素在不同温度下均有降解趋势(表 2):在 60 ℃以下时降解不显著 , 色素
的保留值在 85.0%以上 , 颜色变化亦不明显;但当温度达到 80 ℃及其以上时 , 色素降解显著 , 残存率在
50.0%以下.所以 , 越橘果实色素在提取以及作为食品添加剂等应用中应保持在 60 ℃以下.
表 2　温度对色素稳定性的影响
温度
/ ℃
时　　　间/ h
0 1 2 3 4 5
色素保留值
/ %
30 0.273 0.270 0.269 0.266 0.264 0.260 95.4
40 0.273 0.261 0.262 0.267 0.259 0.255 93.4
60 0.257 0.255 0.252 0.243 0.234 0.231 89.9
80 0.261 0.222 0.189 0.155 0.136 0.126 48.3
100 0.257 0.135 0.089 0.062 0.039 0.025 9.7
2.1.3　pH 值对色素稳定性的影响
由表 3可以看出 , 该色素在酸性溶液中呈现红色 , 随 pH 值的升高 , 颜色由红色变为紫色 , 再变为深
蓝 , 最后变为墨绿 , 符合花色苷的性质[ 10] .放置 1 h 后 , pH 值为 10 , 12的色素均变为黄色.可见 , 该色素
在酸性条件下比较稳定 , 在碱性条件下不稳定 , 也符合花色苷的性质[ 10] .
表 3　pH值对色素稳定性的影响
pH 1 2 3 4 5 6
色泽(0 h) 桃红 桃红 粉红 浅粉 近乎无色 近乎无色
色泽(1 h) 桃红 桃红 粉红 浅粉 近乎无色 近乎无色
pH 7 8 9 10 11 12
色泽(0 h) 紫色 蓝绿 蓝紫 绿蓝 墨蓝 墨绿
色泽(1 h) 浅紫 灰蓝 蓝紫 黄色 黄蓝 黄色
2.1.4　氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响
由表 4可知 , 氧化剂及还原剂对该色素都有破坏作用 , 且随浓度的增加 , 其破坏作用增强.这可能是
因为越橘色素属于花青素类 , 这类色素的基本结构单元为色原烯 , 分子结构中的高度共轭导致其化学结构
易受氧化剂 、还原剂的影响而对色素有较大的破坏作用.因此 , 该色素的耐氧化性和耐还原性差 , 提取 、使
用和保存时应避免和氧化还原性较强的物质共存.
表 4　氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响
氧化剂 H2O 2
浓度/ % 吸光度/ A
还原剂 Na2SO 3
浓度/(mol· L-1) 吸光度/A
0.0 0.686 0 1.335
0.1 0.153 0.002 1.168
0.2 0.058 0.004 1.107
0.3 0.045 0.006 1.091
0.4 0.036 0.008 0.851
0.5 0.024 0.010 0.857
色素保留值/ % 3.5 色素保留值/ % 64.2
2.1.5　食品添加剂对色素稳定性的影响
由表 5可以看出 , 中性添加剂葡萄糖 、蔗糖对该色素有一定的护色作用 , 这与 Hendrg G.A.T 和李
115第 2期　　　　　　　　　陈玉峰 , 等:越橘果实色素稳定性及抑菌活性的研究
清芳的研究结果相似[ 11 , 12] , 但护色机理尚不清楚;碱性化合物苯甲酸钠对越橘色素有显著破坏作用 , 尤其
当处理浓度在 0.010 mol/L 以上时 , 色素保留值均低于 50.0%.因此 , 在越橘果实色素的贮藏和食品加工
应用中要注意防腐剂苯甲酸钠的用量;柠檬酸 、Vc对色素的稳定性影响不大;这与陆国权[ 8] 报道的 Vc对
色素有严重破坏作用的实验结果不符 , 具体原因有待于进一步研究.
表 5　食品添加剂对色素稳定性的影响
浓度
/(mol· L-1)
食品添加剂种类
葡萄糖 蔗糖 Vc 柠檬酸 苯甲酸钠
0 0.737 0.670 0.790 0.983 0.325
0.005 0.775 0.742 0.762 0.968 0.317
0.010 0.750 0.743 0.751 0.837 0.131
0.015 0.798 0.772 0.749 0.857 0.134
0.020 0.752 0.772 0.739 0.879 0.141
0.025 0.776 0.738 0.726 0.856 0.142
色素保留值/ % 105 110 91.9 87.1 43.7
2.1.6　金属离子对色素稳定性的影响
由表 6可知 , Zn2+ 、A l3+ 、K+对该色素有一定增色作用 , 随离子浓度增大 , 溶液吸光度增强;Mn2+ 、
Mg 2+ 、Ca2+ 、Na+离子对该色素的稳定性无显著影响;Fe2+以及 Fe+3对该色素的稳定性有显著影响 , 且随
浓度增加而增强.尤其当 Fe3+浓度增加到 0.002 mo l/L 以上时会产生黄褐色絮状沉淀.这与金英实[ 5] 研究
结果相一致.因此 , 在色素的生产 、贮藏和使用时应尽量避免与含有这些离子的试剂共用 , 所用的水应进
行离子交换 , 或者加入金属离子封闭剂.如刘巍报道[ 13] 姜黄色素溶液中加入 Na3 PO 4 就可消除 Fe3+对该色
素的影响.
表 6　金属离子对色素稳定性的影响
离子 离子浓度/(mo l· L -1)
0(ck) 0.000 1 0.000 5 0.001 0.002 0.003
色素保留值
/ %
Mn2+ 0.817 0.736 0.750 0.756 0.754 0.741 90.7
Zn2+ 0.782 0.792 0.783 0.799 0.794 0.796 102
A l3+ 0.796 0.775 0.807 0.805 0.838 0.849 107
Mg 2+ 0.778 0.762 0.743 0.761 0.763 0.769 98.8
Ca2+ 0.824 0.800 0.785 0.764 0.754 0.787 95.5
Fe2+ 0.698 0.601 0.614 0.554 0.506 0.464 66.5
Fe3+ 0.753 0.546 0.295 0.122 ↑ ↑ ↑
Cu2+ 0.710 0.643 0.613 0.584 0.392 0.486 68.5
K + 0.684 0.674 0.657 0.666 0.665 0.693 101
Na+ 0.734 0.640 0.673 0.656 0.671 0.660 89.9
　　注:“ ↑”表示沉淀.
2.2　抑菌活性研究
2.2.1　液体培养法的抑菌效果
从表 7可以看出 , 随着果实色素浓度的增加 , 大肠杆菌吸光值逐渐减小 , 而大肠杆菌的吸光度值又与
其浓度成正相关[ 14] , 说明越橘果实色素对大肠杆菌确有一定的抑菌效果.与 K 0(0.000 mg/mL)相比 , 当色
素浓度大于K 2(0.008 mg/mL)时 , 其抑菌效果均在 5%水平上达到显著差异.K4(0.092 mg/mL)中大肠杆
菌的吸光度仅为 K0 的 12.6%, 说明 K4 中大肠杆菌的浓度仅为 K0 的 12.6%, 可见随着色素浓度的增加其
抑菌作用明显增强.
116 西南大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　第 30卷
表 7　液体培养中不同浓度色素对大肠杆菌抑制效果差异显著性比较
处理 吸光度平均数(A)
差异显著性
0.05 0.01
K 0 1.772 a A
K 1 1.663 ab A
K 2 0.338 b A
K 3 0.332 b A
K 4 0.224 b A
2.2.2　滤纸片法的抑菌效果
从不同色素浓度抑菌圈直径的大小比较来看(图 1 , 表 8), 越橘色素对大肠杆菌有一定的抑制效果 , 且
随着色素浓度的增加其抑菌作用明显增强.这一结果与前述液体培养法的结果相吻合.与对照 M 0 相比 ,
处理 M 2 、M3 、M 4 均在 5%水平上达到显著差异 , 在 1%水平上达到显著差异.
表 8　抑菌圈法中不同浓度色素对大肠杆菌抑制效果差异显著性比较
处理 抑菌圈直径平均数/ mm
差异显著性
0.05 0.01
M 4 19.53 a A
M 3 16.45 b AB
M 2 14.68 b B
M 1 11.58 c BC
M 0 10.00 c C
图 1　不同色素浓度抑菌圈的比较
　　本次试验采用液体培养和滤纸片 2种方法对越橘色素提取物的抑菌性进行研究 , 其中滤纸片法观察效
果较为直观 , 但由于该法是利用抑菌剂的扩散作用 , 而大多数植物色素的提取物是混和物 , 扩散性差[ 15] ,
因此抑菌圈虽是较好的定性检测依据 , 但不能准确反映提取物对菌体的抑制情况.在液体培养法中 , 通过
对 OD值的测定能够准确地反映提取物对大肠杆菌的抑制效果.因此 , 本实验以滤纸片法与液体培养法结
合来比较不同浓度的越橘色素提取物对大肠杆菌的抑菌效果是一种行之有效的方法.
3　小　　结
越橘果实色素在光照 、低 pH 值以及 60 ℃以下时稳定性较好 , 在 pH 值大于 4以及温度高于 60 ℃时
稳定性会显著降低;Fe3+ 、Fe2+ 、H2O 2 、苯甲酸钠对该色素有明显的破坏作用;葡萄糖 、蔗糖对该色素有
一定的护色作用 , Zn2+ 、A l3+ 、K+对该色素有一定的增色作用.
越橘果实色素对大肠杆菌确有一定的抑菌效果 , 且随着色素浓度的增加其抑菌作用明显增强.从抑菌
效果看 , 这为今后进一步开发和利用其作为植物源杀菌物质提供了有利条件.
117第 2期　　　　　　　　　陈玉峰 , 等:越橘果实色素稳定性及抑菌活性的研究
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Study on the Stability and Antibacterial Activity
of the Pigment from Blueberry Fruit
CHEN Yu-feng , 　WANG Rui-fang , 　LI　Zheng , 　LI　Ling
School of Horticulture and Landscape Architecture , Southwest Universi ty , Chongqing 400716 , China
Abstract:The stability and antibacterial activi ty o f the pigments in the f rui t of Vaccinium (V.darrow i)
cv.“Darrow” were studied under di fferent condit ions.T he Vaccinium f rui t pigment w as stable w hen the
f ruit w as kept unde r light and at low pH and an environmental temperature of no higher than 60 ℃, and
decreased when the f rui t w as sto red at a pH higher than 4 and a temperature higher than 60 ℃.Fe3+ ,
Fe2+ , H 2O 2 and sodium benzoate tended to damage the stabili ty .Glucose , sucro se , Zn2+ , Al3+ and K+
show ed some ef fect o f protect ing and increasing co lor o f the pigment.The Vaccinium f rui t pigment w as
found to have a certain antibacterial ef fect on E.coli and the antibacterial effect increased w ith increasing
pigment densi ty.
Key words:Vaccinium ;pigment;stability ;ant ibacterial activity
责任编辑　欧　宾　　　　
118 西南大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　第 30卷