全 文 ：115※工艺技术 食品科学 2004, Vol. 25, No. 12
荸荠皮色素的提取和稳定性研究
郭艳华
(江汉大学化学与环境工程学院，湖北 武汉 430056)
摘 要：从荸荠皮中提取的天然色素是一种安全无毒的食用色素。本文对提取荸荠皮色素的条件进行了系统的研
究，最后用L9(33)正交试验法确定提取的最佳条件。同时还研究了食品中常用的几种食品添加剂、各种金属离子、
pH值、光热等对荸荠皮色素稳定性的影响及该色素的耐氧化还原性等，为荸荠皮色素开发、利用提供了理论依
据 。
关键词：荸荠皮；色素；提取；稳定性
Study on the Extraction and Stability of Eleocharis turerosa Peel Pigment
GUO Yan-hua
(Chemical and Engineering Department of Jiang Han University, Wuhan 430056, China)
Abstract ：The natural pigment extracted from the Eleocharis turerosa peel is a kind of safe, not poisonous and edible pigment.
The systematical studies have been performed on the extracting conditions of the pigment from eleocharis turerosa peel. The
optimum conditions were obtained by L9(33) experiment.This test also studied the effects of several kinds of food additives, metallic
ion, pH value, sunlight, temperature, oxidizers and reductants on the stability of the pigment extracted from Eleocharis turerosa
peel. These researchs provided academic basis for the use and exploitation of the pigment extracteel from eleocharis turerosa
peel.
Key words：Eleocharis turerosa peel；pigment； x raction；s ability
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2004)12-0115-07
收稿日期：2003-11-03
作者简介：郭艳华(1960-)，女，副教授，主要从事无机化
学教学及食品方面的研究。
荸荠(Eleocharis turerosa、马蹄)，又称水栗，属
沙草科植物。多栽植于水田之中，且易生长、产量大，
冬季收获，球茎扁圆形，表面平滑，老熟后呈深栗色
或枣红色，肉洁白。中医认为荸荠是寒性食物，味道
甘甜，具有益气安中、清热止渴、开胃、消食、化
湿祛痰、利咽明目等功效。对痰热咳嗽、咽干喉痛、
大便燥结、血痢下血、高血压、矽肺也有疗效。经
常食用荸荠，还有保健作用，但是，人们食用时往往
将荸荠皮削去，造成浪费。现在，有些天然食用色素
已得到开发利用，还有的也正在研究之中[1～7]，而且荸
荠皮色素的提取及其稳定性的研究和应用至今未见有文献
报道。本课题将用荸荠皮作原料，从中提取天然色素。
用分光光度法研究提取色素的最佳条件和试剂以及色素对
氧化剂、还原剂、食品添加剂、光热和温度的稳定性。
1 材料与方法
1.1材料与仪器
[2]李勇, 仲伟军. 柑橘甙生产工艺探讨[J]. 食品科学, 1994,
(7): 32-33.
[3]林春绵. 柑橘皮中色素和果胶的提取[J]. 杭州食品科技,
1995, (4): 14-18.
[4]马庆一, 卫军, 等. 天然色素作为防腐剂的筛选与应用研
究(一)[J]. 食品科学, 2002, (5): 121-124.
[5]马庆一, 李学红, 等. 果胶酶水解产物的制备及抑菌活性
的研究[J]. 食品科学, 2003, (2): 38-42.
[6]饶志明, 李文崎, 等. 从柑橘皮同时制备乙醇和橙皮甙的
新方法[J]. 漳州师范学院(自然科学版), 2000, (4): 56-60.
[7]凌关庭, 等. 天然食品添加剂手册上、下册[M]. 化学工
业出版社.
2004, Vol. 25, No. 12 食品科学 ※工艺技术116
1.1.1材料和试剂
荸荠皮(本产地)，无水乙醇(C2H5OH)、无水乙醚
(C2H5OC2H5)、丙酮(CH3COCH3)、盐酸(HCl)、氢氧化
钠(NaOH)、硫酸锰(MnSO4)、硝酸铁(Fe(NO3)3)、氯化
钾(KCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、氯化铜
(CuCl2)、氯化钠(NaCl)、硫酸锌(ZnSO4)、蔗糖、柠
檬酸、山梨酸钾、淀粉、葡萄糖、抗坏血酸、亚硫
酸钠、30%过氧化氢等均为分析纯试剂。
1.1.2仪器
多功能食物粉碎机 上海海菱电器有限公司；501
型超级恒温水浴槽 江苏大地自动化仪器四厂；PHS-25
型酸度计 上海雷磁仪器厂；721型分光光度计 上海精
密科学仪器有限公司。
1.2实验方法
1.2.1原料及其处理
将从市场上收集的荸荠皮洗净，在阴暗处凉干，
然后将它们放入食物粉碎机中粉碎。
1.2.2提取剂的筛选
用不同试剂在相同条件下浸提荸荠皮色素，观察浸
提液颜色的变化，并测定其吸光度。
1.2.3测定波长的选择
将1.2.2中选出的最合适的浸提剂的提取液用721分
光光度计在440～600nm范围内每隔10nm测一次吸光度
值，绘制此提取液的吸收光谱图。
1.2.4提取时间的选择
准确称取等量的几份荸荠皮粉末，分别用相同体积
的无水乙醇溶液在室温下浸提不同时间，观察其颜色变
化，并在波长λ为460nm处测定其吸光度值。
1.2.5最佳提取条件的确定
称取适量的荸荠皮数份，以筛选出的提取剂依次对
其进行提取液浓度、提取液pH值及提取温度的单因素
试验，在此基础上做正交试验，以确定荸荠皮色素最
佳的提取条件。
1.2.6荸荠皮色素稳定性的研究
1.2.6.1常见食品添加剂对色素稳定性的影响
配制含不同浓度的蔗糖、柠檬酸、抗坏血酸、山
梨酸钾、淀粉、葡萄糖的荸荠皮色素溶液。常温下静
置30min，观察其颜色变化，并测定其在460～530nm范
围的吸收光谱图。
1.2.6.2荸荠皮色素的耐氧化性、耐还原性
配制含不同浓度的过氧化氢、亚硫酸钠的荸荠皮色
素溶液，常温下静置1h，观察其颜色变化，并测定其
在460～530nm范围内的吸收光谱图。
1.2.6.3金属离子对荸荠皮色素的影响
在荸荠皮色素溶液中加入不同金属离子的盐溶液，
放置12h后，观察其颜色，并测定其在490nm的吸光度。
1.2.6.4pH值对荸荠皮色素的影响
配制pH值不同的荸荠皮色素溶液，观察其颜色变
化，并测定其在490nm的吸光度。
1.2.6.5荸荠皮色素的耐热性和耐光性
将相同浓度的荸荠皮色素溶液在不同温度分别恒温
3h，观察其颜色变化，并测定其在460～530nm范围内
的吸收光谱图。另取相同浓度的荸荠皮色素溶液在太阳
光下放置0、1、3、5d，观察其颜色变化，并测定
其在460～530nm范围内的吸收光谱图。
2 结果与讨论
2.1提取溶剂的选择
准确称取四份3.000g荸荠皮粉末，在其它条件相同
的情况下，分别加入等量的蒸馏水、无水乙醇、丙酮
为溶剂在室温下浸提6h后，蒸馏水提取液为乳白色胶
状液体，无水乙醇提取液颜色为棕黄色透明溶液，丙
酮提取液为黄色的透明溶液，然后抽滤，定容，分别
测定其在450～480nm范围内的吸收光谱图，见图1。
无 水 乙 醇
丙 酮
图1 不同提取剂的吸收光谱图
450455460465470475480
波长(nm)
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
0.75
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
A
蒸 馏 水
无 水 乙 醇
丙 酮
蒸馏水
无水乙醇
丙酮
图2 荸荠皮色素的吸收光谱图
420440460480500520540560580600620
波长(nm)
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
A
综合分析提取液颜色和吸收光谱图得出：提取剂以
无水乙醇最为合适。
2.2荸荠皮色素的吸收光谱
117※工艺技术 食品科学 2004, Vol. 25, No. 12
将无水乙醇提取液用721分光光度计在440～600nm
范围内每隔10nm测一次吸光度值，绘制此提取液的吸
收光谱图，见图2。
由图2可见该色素在可见光区无最大吸收峰，在
540～600nm范围内吸光度变化幅度小。由于仪器的限
制，测定结果的吸光度值在0.10～ .65间的值比较准
确。因此，在以后的实验中将测定波长λ选定在460～
490nm范围内的任一值。
2.3提取时间的选择
称取3.000g荸荠皮粉末7份，分别用无水乙醇溶液
在室温下浸提3、4、7、8、9、12、24h，浸取3～
7h的溶液颜色为浅黄到浅棕黄色透明溶液，8h以后均
为棕黄色透明溶液，并将其溶液在波长λ为460nm处测
定其吸光度值，结果见图3。
0 5 10 15 20 25
图3 不同提取时间的吸收度值
0 5 10 15 20 25
提取时间(h)
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
A
λ=460nm
图4 不同浓度提取剂吸收曲线
30 40 50 60 70 80 90
浓度(%)
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
A
λ=490nm
由图3 可知，3h到8h的无水乙醇提取液在460nm
处的吸光度值一直在增大，在8h时达到最大，8h以后
的无水乙醇提取液的吸光度值几乎没有变化。因此，提
取时间在8h最为合适。
2.4最佳提取条件的选择
2.4.1提取剂浓度的选择
称取2.000g荸荠皮粉末7份，分别加入浓度为
30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙
醇溶液100.00ml，浸泡8h后，抽滤，定容，分别取其
滤液在波长λ为490nm处测定其吸光度值，结果见图4。
图5 不同pH提取液的吸收曲线
0 2 4 6 8 10
pH
0.44
0.42
0.40
0.38
0.36
0.34
0.32
0.30
0.28
0.26
0.24
0.22
A
λ=490nm
实验结果表明，pH为1.00的提取液颜色为棕黄色，
其颜色最深，提取液的吸光度值也最大，故提取效果
最好。
2.4.3提取温度的选择
称取等量的荸荠皮粉末5份，各加入相同体积pH
为1.00的50%的乙醇溶液，分别在40～80℃时浸提相同
时间后，抽滤，定容，并在波长λ为490nm处测定各
提取液的吸光度，结果见图6。
图6 不同温度下提取液的吸收曲线
40 50 60 70 80
温度(℃)
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
A
λ=490nm
实验结果表明：浓度为50%的乙醇提取液的颜色最
深，为棕黄色透明溶液，图4也显示其吸光度值也最
大。因此选用50%乙醇提取效果最好。
2.4.2提取剂pH值的选择
吸取等体积pH值为1～10的50%乙醇溶液，分别
浸提相同质量的荸荠皮粉末8h后，抽滤，定容，并在
波长λ为490nm处测定各提取液的吸光度，结果见图5。
结果表明：随着温度的升高，提取液的颜色逐渐
加深，从黄色→棕黄色→棕红色，吸光度值也逐渐增
大，80℃时吸光度值最大，但由于乙醇沸点(78.4℃)的
限制，应选择60℃为最佳提取温度。
2.4.4L9(33)正交试验
根据上面所做的单因素试验结果，设计了下面的因
素水平表(见表1)并进行L9(33)正交试验(见表2)以确定荸
荠皮色素提取的最佳条件。
从极差R分析可知，Rc＞RA＞RB，故影响提取
2004, Vol. 25, No. 12 食品科学 ※工艺技术118
A B C 吸光度(490nm)
1 50 1.00 60 0.618
2 50 2.00 50 0.577
3 50 3.00 40 0.488
4 60 1.00 50 0.57
5 60 2.00 40 0.487
6 60 3.00 60 0.572
7 70 1.00 40 0.493
8 70 2.00 50 0.553
9 70 3.00 60 0.567
K1j 0.5610.560 0.586
K2j 0.5430.539 0.567
K3j 0.5380.542 0.489
Rj 0.0230.021 0.097
表2 L9(33)正交试验结果及极差分析
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图7 蔗糖对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
A
蔗糖(0.00 l)
蔗糖(1.00 l)
蔗糖(2.00 l)
蔗糖(3.00 l)
蔗糖(4.00 l)
柠 檬 酸（1.00mg/ m L)
柠 檬 酸（2.00mg/ m L)
柠 檬 酸（3.00mg/ m L)
柠 檬 酸（4.00mg/ m L)
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图8 柠檬酸对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
A
柠檬酸( 00mg/ml)
柠檬酸( 00mg/ml)
柠檬酸( 00mg/ml)
柠檬酸( 00mg/ml)
柠檬酸( 00mg/ml)
率的因素次序为 C＞A＞B，较优先的提取条件是
A1B1C1，即提取剂浓度为50%，提取剂pH值为1.00，
提取温度为60℃。
2.5荸荠皮色素稳定性研究
2.5.1常见食品添加剂对色素稳定性的影响
2.5.1.1蔗糖、柠檬酸对荸荠皮色素的影响
山 梨 酸 钾（1.00m g / mL）
山 梨 酸 钾（2.00m g / mL）
山 梨 酸 钾（3.00m g / mL）
山 梨 酸 钾（4.00m g / mL）
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图9 山梨酸钾对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
A
山梨酸钾(0.00mg/ml)
山梨酸钾(1.00mg/ml)
山梨酸钾(2.00mg/ml)
山梨酸钾(3.00mg/ml)
山梨酸钾(4.00mg/ml)
配制含蔗糖浓度分别为0.00、1.00、2.00、3.00、
4.00mg/ml的色素浓度相同的溶液，常温下静置30min，
观察各溶液颜色变化，并测定其在460～530nm范围内
的吸收光谱图，见图7。
含柠檬酸的荸荠皮色素的溶液按以上类似的方法实
验，结果见图 8。
淀 粉（1.00mg/m L）
淀 粉（2.00mg/m L）
淀 粉（3.00mg/m L）
淀 粉（4.00mg/m L）
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图10 淀粉对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
A
淀粉(0.0 m l)
淀粉(1.0 m l)
淀粉(2.0 m l)
淀粉(3.0 m l)
淀粉(4.0 m l)
因素水平
A 浸提剂浓度(%) B(pH)C 提取温度(℃)
1 50 1.00 40
2 60 2.00 50
3 70 3.00 60
表1 正交试验因素水平表
以上两实验结果表明，随蔗糖、柠檬酸含量增
加，荸荠皮色素溶液的颜色相同，均为棕黄色，曲线
各波长吸光度值几乎没有变化，说明蔗糖、柠檬酸对
荸荠皮色素的色泽稳定性几乎没有影响。
2.5.1.2山梨酸钾对荸荠皮色素的影响
按2.5.1.1类似的方法实验，结果见图9。
结果表明，山梨酸钾浓度小于3.00mg/ml的荸荠皮
色素溶液的颜色相同，为棕黄色，吸光度值几乎无变
化，说明没有影响。而山梨酸钾浓度为4.00mg/ml的荸
荠皮色素溶液的颜色加深，其各波长的吸光度值增大。
说明较大浓度(4.00mg/ml)的柠檬酸对荸荠皮色素的色泽稳
定性有一定的影响。
2.5.1.3淀粉、葡萄糖对荸荠皮色素的影响
119※工艺技术 食品科学 2004, Vol. 25, No. 12
抗 败 血 酸（1.00m g /m L）
抗 败 血 酸（2.00m g /m L）
抗 败 血 酸（3.00m g /m L）
抗 败 血 酸（4.00m g /m L）
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图12 抗坏血酸对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
A
抗坏血酸(0.00mg/ml)
抗坏血酸(1.00mg/ml)
抗坏血酸(2.00mg/ml)
抗坏血酸(3.00mg/ml)
抗坏血酸(4.00mg/ml)
按2.5.1.1类似的方法实验，结果见图10、11。
结果表明，随着淀粉、葡萄糖浓度的增大，荸荠
皮色素溶液的颜色均为棕黄色，与未加入淀粉、葡萄
糖的色素溶液的颜色几乎相同。曲线上各波长吸光度值
基本相近，并且与不含淀粉、葡萄糖的色素溶液的吸
收光谱图形状几乎没有差别，说明淀粉、葡萄糖对荸
荠皮色素的色泽稳定性没有明显影响。
2.5.1.4抗坏血酸对荸荠皮色素的影响
按2.5.1.1类似的方法实验，结果见图12。
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8 30%过 氧 化 氢 （1 滴）
30%过 氧 化 氢 （3 滴）
30%过 氧 化 氢 （8 滴）
30%过 氧 化 氢 （1 0滴）
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图13 过氧化氢对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0 8
0 7
0 6
0 5
0 4
0 3
0 2
A
30%过氧化氢(滴)
30%过氧化氢(1滴)
30%过氧化氢(3滴)
30%过氧化氢(8滴)
30%过氧化氢(10滴)
结果表明，含不同浓度抗坏血酸的荸荠皮色素溶液
的颜色比未加入抗坏血酸的色素溶液的颜色略深，随着
抗坏血酸浓度的增大，溶液的颜色几乎没有变化，曲
线上各波长吸光度值缓慢增加，并且与不含抗坏血酸的
色素溶液的吸光度值有一定增加，说明抗坏血酸对荸荠
皮色素的色泽稳定性有影响。
2.5.2荸荠皮色素的耐氧化性和耐还原性
2.5.2.1耐氧化性
配制含30%过氧化氢(H2O2)为0、1、3、8、10
滴的色素浓度相同的溶液，常温下静置1h，观察各溶
液的颜色变化，并测定各溶液在460～530nm范围内的
吸收光谱图，结果见图13。
结果表明，各H2O2浓度提取液的颜色均为棕黄
色，与不含H2O2的提取液的颜色相同，曲线上各波长
亚 硫 酸 钠（0.05m g /m L）
亚 硫 酸 钠（0.12m g /m L）
亚 硫 酸 钠（0.30m g /m L）
亚 硫 酸 钠（0.50m g /m L）
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图14 亚硫酸钠对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
A
亚硫酸钠(0.00mg/ml)
亚硫酸钠(0.05mg/ml)
亚硫酸钠(0.12mg/ml)
亚硫酸钠(0.30mg/ml)
亚硫酸钠(0.50mg/ml)
吸光度值随过氧化氢(H2O2)浓度增大几乎没有改变，与
不含过氧化氢(H2O2)的色素溶液的吸收光谱图相似，说
明荸荠皮色素有一定的耐氧化性。
2.5.2.2耐还原性
配制含亚硫酸钠(Na2SO3)的浓度为0.00、 .05、0.12、
0.30、 .50mg/ml的色素浓度相同的溶液，室温放置1h
后，测定各溶液在460～530nm范围内的吸光图谱，见
图 14。
葡 萄 糖（1.00mg / m L）
葡 萄 糖（2.00mg / m L）
葡 萄 糖（3.00mg / m L）
葡 萄 糖（4.00mg / m L）
蔗 糖 （0.00mg/ m L）
蔗 糖 （1.00mg/ m L）
蔗 糖 （2.00mg/ m L）
蔗 糖 （3.00mg/ m L）
蔗 糖 （4.00mg/ m L）
图11 葡萄糖对荸荠皮色素的影响
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
A
葡萄 ( 00mg/ml)
葡萄 ( 00mg/ml)
葡萄 ( 00mg/ml)
葡萄 ( 00mg/ml)
葡萄 ( 00mg/ml)
结果表明，不含亚硫酸钠的色素溶液的颜色为棕黄
色，含亚硫酸钠的色素溶液的颜色随着亚硫酸钠浓度的
增大，颜色逐渐加深，且曲线上各波长吸光度值逐渐
增加，吸收光谱图与不含亚硫酸钠的色素溶液的吸收光
谱图的形状有差别，说明还原剂对荸荠皮色素的稳定性
有一定的影响。
2.5.3金属离子对荸荠皮色素的影响
向荸荠皮色素溶液中分别加入硫酸锰(MnSO4)、硝
酸铁(Fe(NO3)3)、氯化钾(KCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁
(MgCl2)、氯化铜(CuCl2)、氯化钠(NaCl)、硫酸锌
(ZnSO4)，使各种金属离子的浓度达到0.02mol/L，放置
12h，观察其颜色变化，并测定在490nm的吸光度。实
验结果见表3。
由表3 可知，Fe3+和Mn2+对荸荠皮色素有破坏作
用而产生沉淀，其它金属离子无明显影响。
2004, Vol. 25, No. 12 食品科学 ※工艺技术120
各种金属离子时间
空白 MnSO4 Fe(NO3)3 KCl CaCl2 MgCl2 CuCl2 NaCl ZnSO4
12h
A 0.375 0.450 ＞1 0.395 0.3850.4100.438 0.385 0.40
颜色 棕黄溶液 黄色浑浊 棕黑色浑浊 亮黄溶液 亮黄溶液 黄色溶液 黄色溶液 黄色溶液 黄色溶液
表3 金属离子对荸荠皮色素的影响(λ=490nm)
2.5.4pH值对荸荠皮色素的影响
配制pH值为1～10的荸荠皮色素相同浓度溶液，观
察其颜色变化，并测其在490nm的吸光度。实验结果
见图15。
由实验结果可知，当色素溶液在pH值小于7时，
溶液颜色均为棕黄色，吸光度值变化不大；大于7时，
色素溶液的吸光度值迅速增大，溶液颜色变为深红色且
有沉淀产生。说明荸荠皮色素在酸性条件下有一定的稳
定性，当pH值大于7时(即在碱性条件下)，色素稳定
性较差。
2.5.5荸荠皮色素的耐热性与耐光性
2.5.5.1耐热性
取相同浓度的荸荠皮色素溶液分别在室温、30、
40、50、60、70、80℃下恒温3h，观察各温度下色
素溶液颜色的变化，并测定各溶液在460～530nm范围
内的吸收光谱图。实验结果见图16。
1 d
3 d
5 d
图17 太阳光不同光照时间荸荠皮色素吸收光谱图
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
A
0d
1d
3d
5d
0 d
1 d
3 d
5 d
谱图与室温下的色素溶液的吸收光谱图几乎没有差别，
说明温度对荸荠皮色素几乎没有影响。
2.5.5.2耐光性
将相同浓度的色素溶液在太阳光下分别放置0、1、
3、5d，观察各溶液的颜色变化，并测其在460～530nm
范围内的吸收光谱图，结果见图17。
图15 pH对荸荠皮色素的影响
0 2 4 6 8 10
pH
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
A
λ=490nm
结果表明，各温度下的荸荠皮色素溶液的颜色变化
不大，均为棕黄色。且各温度下的色素溶液的吸收光
结果表明，未光照的荸荠皮色素溶液为棕黄色，光
照1d后色素颜色变为亮黄色，光照3d后色素溶液变为
浅黄色，且溶液微微出现浑浊，光照5d后色素溶液几
乎为无色，且溶液变浑浊,各波长下的吸光度值也减小，
这说明荸荠皮色素耐光性比较差，因此在生产、保存和
运输荸荠皮色素及以该色素着色的食品时应避光。
3 结 论
3.1研究结果表明：乙醇是提取荸荠皮色素的最合适
的试剂。
3.2乙醇提取荸荠皮色素的最佳条件是：提取剂浓度
为50%，提取剂pH值是1.00，提取温度是60℃。
3.3常用食品添加剂蔗糖、柠檬酸、淀粉、葡萄糖
对荸荠皮色素没有明显影响，而山梨酸钾(浓度大于
3.00mg/ml)、抗坏血酸对该色素有一定的影响。
3.4荸荠皮色素具有一定的耐氧化性，但耐还原性不
是很好，说明该色素抗氧化活性，加入食品中，可以
防止脂质和维生素的氧化，保持食品营养和风味不因氧
化而破坏。
3.5由于Fe3+和Mn2+对荸荠皮色素稳定性影响较大，
所以应避免该色素与Fe3+和Mn2+接触，更不能用铁器
来储存、运输。
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
图16 不同温度下荸荠皮色素吸收光谱图
450460470480490500510520530540
波长(nm)
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
A
室温
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
温
3 ℃
4 ℃
5 ℃
6 ℃
7 ℃
8 ℃
121※工艺技术 食品科学 2004, Vol. 25, No. 12
3.6荸荠皮色素溶液在酸性条件下稳定，碱性条件下
不稳定。
3.7荸荠皮色素耐热性较强，但耐光性较差，因此应
注意色素避光。
由此可知，荸荠皮色素适宜做酸性饮料及食品的着
色剂，还可用于医药保健品和化妆品的着色剂，是一
种用途广泛、易于大量提取的天然色素。
参考文献：
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节杆菌β-呋喃果糖苷酶的纯化及性质研究
童群义，朱桂兰
(江南大学食品学院，江苏 无锡 214036)
摘 要：采用硫酸铵盐析、透析脱盐、Sepharose 6B凝胶色谱等分离纯化技术，从节杆菌培养液分离纯化了β-
呋喃果糖苷酶，纯化倍数为18.29，回收率为44.81%，经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳后有一条明显的蛋白质谱带。
相对分子量为55800左右，该酶的最适pH为6.5，最适温度为30℃，在pH6.0～8.0之间和45℃以下稳定，Ag+和
Cu2+对该酶有较强烈的抑制作用，EDTA和镁离子对酶活的影响较小。
关键词：节杆菌；β-呋喃果糖苷酶；纯化；性质
Purification and Properties of β-fructofuranosidase from Arthrobacte 10137
TONG Qun-yi，ZHU Gui-lan
(School of Food, Southern Yangtze University, Wuxi 214036, China)
Abstract ：The crudeβ-fructofuranosidase preparation from Arthrobacter sp. 10137 was fractioned in a sequence of operation
including ammonium sulfate fraction, dialysis and column chromatography with Sepharose 6B. Purification of about 18.29 fold
was achieved with an overall yield of 44.81%. The pure enzyme showed a single protein band by SDS-PAGE. Its molecular
weight was estimated to be about 55800 by SDS-PAGE. The optimum temperature and pH of the enzyme were 30℃ and 6.5
respectively. The enzyme was stable under 45℃ and in the range of pH 6.0～8.0. The Ag+ a Cu2+ was strongly inhibited β-
fructofuranosidase activity, while EDTA and Mg2+ had no significant effect on it.
Key words：Arthrobacter 10137；β-fructofuranosidase；purif c tion；properties
中图分类号：Q55 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2004)12-0121-04
收稿日期：2004-03-21
作者简介：童群义(1963-)，男，副教授，研究方向为碳水
化合物生物技术。
β-呋喃果糖苷酶(EC 3.2.1.26)又称蔗糖酶或转化酶， 可以催化水解β-D-果糖苷键。它们广泛分布于生物界
中并且已有大量学者对酶反应的动力学进行了研究，其
中能转移果糖基的微生物主要有：黑曲霉(Aspergillus
niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)和酵母(yeast)等，不