全 文 ：西北农业学报　2009 , 18(5):321-324
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
有斑百合花色素的稳定性研究①
刘冬云1 ,2 , 史宝胜2 , 邢晓蕾3 ,卢平平2
(1.北京林业大学 园林学院 ,国家花卉工程技术研究中心 ,北京　100083;2.河北农业大学 园林
与旅游学院 ,保定　071000;3.江西农业大学 ,南昌　330045)
摘　要:对有斑百合花色素的稳定性进行研究 , 为开发天然色素提供试验依据。在常温下用 90%乙醇-0.1
mol/ L HCl溶液浸提有斑百合花瓣 ,过滤 、定容得到色素原液 , 然后对该色素液在酸碱性 、热 、光 、食品添加剂 、
金属离子及氧化剂 、还原剂等作用下的稳定性进行了测定和分析。结果表明 ,有斑百合花色素为水溶性 、醇溶
性色素 ,其耐热性 、耐光性和耐氧化性都很差 ,有一定耐还原能力 ,对食品添加剂如蔗糖 、有机酸等适应能力较
强;强碱性环境以及部分金属离子(Cu2+、Mn2+)对色素稳定性的影响较大 , 多数金属离子如 Na+ 、K +、Al3+、
Mg2+、Ca2+对该色素无明显影响。表明该色素在食品 、化妆品等工业方面具有很大的开发应用前景。
关键词:有斑百合;色素;稳定性
中图分类号:S682.2　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1004-1389(2009)05-0321-04
Study on Stability of Pigment in Lilium concolor
var.buschianum Baker.
LIU Dongyun1 , 2 , SHI Baosheng2 , XING Xiaolei3 and LU Pingping2
(1.College of Lan dscape Archi tecture , Beijing Fores try University , Nat ional Floricul tu re Engineering Research
Center , Beijing　100083 , China;2.C ollege of Gardens and T ou rism , Agricu ltural Universi ty of H ebei , Baoding
071001 , China;3.Jiangxi Ag ricul tu ral University , Nanchang　330045, C hina)
Abstract:The purpose w as to understand the stabili ty o f the pigment est racted f rom Li lium concolor
var.buschianum Baker., so that to pro vides the experiment fo r the development natural pigment to
rest on.The pigment in f re sh f low er w as ext racted by using 90%ethanol-0.1 mo l/L acid under room
temperature.It s resistance to acid , alkali , light , oxidat ion and reduction w as analy zed.The result
show ed that this pigment w as stable in acid ethano l but unstable at high temperatures , unde r direct
sunlight or in alkaline environment.The presente of org anic acid , oxidants , reductants and part of
metal ions , such as Cu2+ and Mn2+ , could reduce the stability of the pigment.But fo od addi tive like
sucro se , o rganic acid as w ell as low price metal ion pair pigment not adverse effect.This study provids
a suppo rt fo r the application of this natural pigment in food and co smetic industries.
Key words:Li lium concolor var.buschianum Bake r.;Pigment;Stability
　　为了改善食品色泽 ,通常在食品中添加食用
色素 。天然食用色素是从果蔬 、动物及矿物质中
提取得到或天然存在色素的合成复制品 。大多数
天然色素对人体无毒无害 ,具有维生素活性 ,富含
人体所需的营养物质 ,而且绝大部分天然色素着
色自然 ,不少品种兼有营养和药理作用[ 1] 。在我
国目前已开发研究了 30多种观赏花卉的天然色
素 ,如一串红 、天竺葵 、月季 、一品红 、鸡冠花 、玫
瑰 、凤仙花 、栀子 、菊花 、牵牛花 、木棉 、黄刺玫 、翠
雀等[ 2] 。有斑百合(Li lium concolor var.bus-
chianum Baker.)是渥丹(Li l ium concolor Salisb)
的一个变种 ,是百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)
①收稿日期:2009-02-20　　修回日期:2009-03-25
基金项目:河北省林业局项目(0209218)。
作者简介:刘冬云(1971-),女 ,副教授 ,主要从事花卉栽培生理及遗传育种研究。 E-mai l:dongyu nliu@hebau.edu.cn
的一种多年生球根花卉 ,分布于河南 、河北 、山东 、
山西 、陕西 、辽宁 、吉林等地 [ 3] 。其花色桔红或桔
黄 ,有褐色斑点 。花及鳞茎入药 ,能接骨 、治伤 、去
黄水 ,还具有清热解毒 、止咳 、止血等功效[ 4] 。但
有斑百合色素的研究尚未得到重视 ,关于从有斑
百合中提取色素亦未见报道。本试验对有斑百合
花色素提取及其稳定性进行了研究 ,旨在对其实
际应用提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
试验于 2008年 6月进行 ,有斑百合花瓣采于
河北农业大学西校区苗圃。花瓣洗净 、阴干后放
入冰箱内冷藏备用。
1.2　测定方法
1.2.1　色素的溶解性　准确称取切碎的有斑百
合花瓣 1 g 若干份 ,在研钵中进行研磨后放入锥
形瓶中 ,然后依次加入蒸馏水 、90%乙醇 、90%甲
醇 、90%乙醇-0.1 mo l/L 盐酸溶液 、丙酮 、石油醚
各 20 mL ,在室温下进行提取 ,放置 5 h后观察溶
解性 。
1.2.2　色素原液的制备　称取 3 g 有斑百合花
瓣 ,剪碎 ,用 60 mL90%乙醇-0.1 mo l/L HCl浸
提 5 h ,过滤 ,定容至 75 mL ,即为色素原液 。
1.2.3　色素的光谱特性　取有斑百合花色素原
液 ,用 90%乙醇-0.1 mo l/L HCl稀释 10倍 ,室温
下以 90%乙醇-0.1 mol/L HC l为对照 ,用紫外分
光光度计 ,在波长 400 ～ 600 nm 范围内进行扫
描 ,测定其吸收光谱 。
1.2.4　色素稳定性的测定　不同 pH 对色素的
影响 用 1 mol/L HCl和 1 mo l/L NaOH 调节色
素溶液的 pH ,观察溶液的颜色变化和测定不同
pH 条件下的吸光度。
光照对色素的影响　将色素溶液装入密闭的
无色透明玻璃试管中放置于室外自然光照条件
下 ,定时观察色素溶液颜色的变化并测定其吸光
度。
温度对色素的影响　将色素溶液用密闭试管
在 20℃、40℃、60℃、80℃、100℃不同温度条件下
加热 30 min ,分别测定其吸光度值 。
蔗糖 、有机酸对色素的影响　在色素溶液中
分别加入 5%、10%、15%的蔗糖溶液和 0.5%、
1%、2%的柠檬酸溶液 ,在室温下静置 30 min后
分别测定其吸光度。
氧化剂 、还原剂对色素的影响　在色素溶液
中分别加入 0.5%、1%、2%的 H2O 2 及 0.1%、
0.15%、0.2%的 Na2SO 3 各 3 mL ,在室温下静置
30 min后于一定波长下测定其吸光度。
金属离子对色素的影响　在色素液中分别加
入 1 mo l/L 的金属离子 Al3+ 、Mg2+ 、Na+ 、K + 、
Ca
2+ 、Mn2+ 、Cu2+进行混合震荡 ,于室温下放置
30 min后目测溶液的颜色变化 ,于一定波长下测
定其吸光度 ,进行稳定性分析 。
以上色素稳定性测定的溶液均为将色素原液
稀释 5倍后的色素液 。
2　结果与分析
2.1　色素在不同溶剂中的溶解性
由表 1可知 ,该色素易溶于水 、甲醇 、90%乙
醇 、90%乙醇-0.1 mol/L HCl 、石油醚 ,难溶于丙
酮等极性较弱的溶剂。其中在 90%乙醇-0.1
mol/L HCl溶液浸提后颜色最深。将以上不同
提取剂提取的色素溶液 ,分别按 1∶5体积比进行
稀释 ,然后在紫外可见分光光度计下进行光谱扫
描 ,得出以 0.1%盐酸 90%乙醇为提取剂下提取
的有斑百合色素溶液的吸光度最大 ,故本试验选
取 90%乙醇-0.1 mol/ L HC l溶液作为浸提剂。
表 1　有斑百合花色素在不同溶剂中的溶解性
Table 1　 The solubilicity of pigment from Lilium concolor var.buschianum in different solutions
溶剂 S olut ions 蒸馏水 甲醇 90%乙醇 90%乙醇-0.1mol/ L HC l 丙酮 石油醚
浸提液颜色 Color 橘黄 酒红 深红 棕红 浅红 黄
溶解性 S olubilici ty 溶 溶 溶 溶 难溶 溶
2.2　色素的光谱特性
在紫外可见光谱下进行扫描(400 ～ 600
nm),确定有斑百合花色素的最大吸收波长。由
图 1可知 ,其最大吸收波长为 484 nm 。在随后实
验中测定吸光度值时均应采取最大吸收波长λmax
=484 nm 。
2.3　色素稳定性分析
2.3.1　不同 pH 对色素稳定性的影响　pH 是影
响色素稳定存在的一个比较重要的因素。用 1
mol/L HCl和 1 mo l/L NaOH 调节色素溶液的
·322· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　18 卷
pH 后 ,观察发现有斑百合色素溶液颜色在 pH <
7时随 pH 降低而逐渐变浅 ,在 pH 为 7时溶液吸
光度值最高 ,达到 0.541。溶液在 pH 为 5 ～ 9时
该色素较为稳定 , pH <5 或 pH >9 吸光度呈逐
渐下降趋势。因此 ,在保存使用有斑百合色度时
应尽量使溶液保持近中性 。
图 1　有斑百合红色素的吸收光谱图
Fig.1　The absorbancy spectrum of pigment in
Liliumconcolor var.buschianum
表 2　pH对色素的影响
Table 2　The effect of pH value on the pigment
pH 1 3 5 7 9 11 13
溶液颜色
Color
浅红 红 桔红 桔红 桔红 桔红 棕黄
吸光度
A
0.478 0.507 0.538 0.541 0.536 0.512 0.510
2.3.2　自然光照对色素稳定性的影响　色素在
日光照射 1 h后就出现了降解 ,溶液颜色变浅 ,吸
光度降低 ,随着光照时间的增加 ,这种影响逐渐加
大(图 2)。
2.3.3　温度对色素稳定性的影响　图 3 显示 ,
80℃以下时该色素溶液随温度的升高色素色调变
化不大 ,吸光度值小幅升高 。但在 80℃及以上的
高温下加热 , 溶液的吸光度开始下降 , 100℃时
色素吸光度值约为 60℃时的一半 。
图 2　光照对色素稳定性的影响
Fig.2　Effects of sunshine on the stability of pigment
图 3　温度对色素稳定性的影响
Fig.3　Effects of different temperature
on the stability of pigment
2.3.4　食品添加剂蔗糖 、有机酸对色素稳定性的
影响　试验表明 ,随着蔗糖浓度的增加 ,色素颜色
没有明显改变 ,且吸光度值也只有上下微小的变
化(图 4),说明蔗糖对色素影响不是很大。而柠
檬酸使有斑百合色素吸光度略有下降 ,且随着柠
檬酸浓度的提高 ,吸光度下降幅度较大 ,色素颜色
也逐渐变浅(图 5)。
图 4　蔗糖对色素稳定性的影响
Fig.4　 Effects of sucrose on the stability of pigment
图 5　柠檬酸对色素稳定性的影响
Fig.5　Effects of citric acid on the stability of pigment
2.3.5　氧化剂 、还原剂对色素稳定性的影响　通
·323·5 期　　　　　　　　　　　　　刘冬云等:有斑百合花色素的稳定性研究
过对氧化剂和还原剂处理下色素溶液吸光度的测
定 ,以及颜色的变化可知 ,加入不同浓度的 H2O2
溶液后 ,色素的吸光度值明显下降。随着时间的
延长 ,吸光度逐渐减小 ,随着 Na2 SO 3 浓度的升
高 ,色素溶液的吸光度有所变化 ,但总体波动范围
不大 ,且溶液颜色无明显变化(表 3)。
表 3　氧化剂 、还原剂对色素稳定性的影响
Table 3　Ef fects of oxidant and reductant on the stability of pigment
氧化剂 、还原剂 氧化剂 Oxidan t H 2O 2 还原剂 Reductant Na2SO 3
溶液浓度/ %Concent rations 0 0.5 1 2 0 0.1 0.12 0.2
吸光度(A) 0.540 0.361 0.347 0.306 0.540 0.588 0.579 0.598
2.3.6　金属离子对色素稳定性的影响　通过对
不同金属离子处理下色素溶液吸光度的测定 ,以
及颜色的变化表明:该有斑百合花色素对 N a+ 、
K+ 、Al3+ 、Mg2+ 、Ca2+等简单常见金属离子存在
时颜色和吸光度影响不大 ,但高价重金属存在时
对色素有不良影响 ,Cu2+的加入使色素溶液出现
沉淀 ,Mn2+的加入使色素溶液变浅。因此 ,在有
斑百合色素的保存和使用过程中 ,应尽量避免和
这些高价金属的接触(表 4)。
表 4　金属离子对色素稳定性的影响
Table 4　Effects of metal ions on the stability of pigment
离子 Metal ions Al3+ Mg2+ Na + K + Ca2+ Mn2+ Cu2+
溶液颜色 Color 深红 桔红 桔红 桔红 桔红 沉淀 沉淀
吸光度(A) 0.532 0.580 0.528 0.535 0.585 0.384 0.388
3　结论
植物花瓣中的色素主要有三大类群色素[ 5-7] :
类黄酮色素(花色苷)、类胡萝卜素色素;及生物碱
有关的其他水溶性色素。本试验中有斑百合花色
素溶于水 ,通过显色反应及光谱分析 ,初步研究有
斑百合花色素可能为其中的类黄酮色素 。类黄酮
又称黄酮 ,是一类具有三环苯基苯并吡喃结构的
呈色化合物 ,广泛存在于高等植物的树皮 、花 、果
实 、蔬菜中 。
有斑百合花色素提取方法简单 ,为水溶性 、醇
溶性色素 ,该色素对酸稳定 ,对碱不稳定 ,建议在
酸性条件下使用。其耐热性能较好 , 但在高于
60℃时的温度对该色素的稳定性有影响 。耐日光
性能较差 ,长时间存放应避 ,否则色素见光分解 ,
影响利用率。有斑百合色素具有较好的耐还原能
力 ,但耐氧化性较差 ,在使用过程中应尽量避免与
氧化剂接触 ,这与王耀勇[ 8] 对蓝粒小麦籽粒色素
的研究结果不一致 。金属离子 Na+ 、K + 、Al3+ 、
Mg 2+ 、Ca2+对该色素稳定性影响不大 ,而 Cu2+ 、
Mn
2+则对其有不良影响 ,所以应避免使用铜容器
盛放 。有斑百合花色素不受食品添加剂蔗糖 、柠
檬酸的影响 ,能与以上食品添加剂混合使用 ,所以
在食品加工业方面具有良好的开发应用前景 。
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·324· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　18 卷