全 文 ：红花羊蹄甲花色素提取工艺优化
及其稳定性研究
詹嘉红，吴萍
（韩山师范学院生物系，广东潮州 521041）
摘 要：采用有机溶剂浸提法，研究了红花羊蹄甲花色素的提取条件和稳定性。结果表明：红花羊蹄甲花色素在 530 nm
处有最大吸收峰，用体积分数为 20 %的乙醇溶液提取，料液比为 1 ∶ 40（g/mL），温度为 30℃，提取时间为 10 min时，色素
的提取率达到较高值。该色素有较好的耐光性和热稳定性，抗氧化性和还原性较差，苯甲酸钠和蔗糖的影响较小，柠檬
酸对色素有一定的增色作用。
关键词：红花羊蹄甲；色素；提取工艺；稳定性
Optimization of Extraction Technology and Stability Investigation of the
Pigment from Bauhinia blakeana Dunn Flower
ZHAN Jia-hong，WU Ping
（Department of Biology，Hanshan Normal College，Chaozhou 521041，Guangdong，China）
Abstract：The extraction and stability of the pigment from Bauhinia blakeana Dunn flower were studied. The
result showed that ： the pigments with maximum absorption peak at 530 nm， the volume fraction of 20 % alcohol
solution， solid to liquid ratio of 1 ∶ 40 （g/mL）， the temperature of 30℃， extraction time of 10 min， the extraction
rate of pigment was higher. The pigments had good thermol and photic stability，but its antioxidation and anti-
reductive were worse. The effects of sodium benzoate and sucrose were relatively small. Citric acid had a certain
hyperchromic effect on the pigment.
Key words：Bauhinia blakeana Dunn； pigment； extraction technology； stability
作者简介：詹嘉红（1963—），女（汉），副教授，学士，从事植物生理生
化研究。
食品研究与开发
Food Research And Development
2014年 10月
第 35卷第 20期
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2014.20.011
红花羊蹄甲（Bauhinia blakeana Dunn）别名洋紫
荆、洋樱花、艳紫荆，是豆科苏木亚科羊蹄甲属常绿乔
木，也是我国岭南一带很受青睐的绿化观光树种。红
花羊蹄甲叶、根、树皮、花可做药用，具有止血、健脾燥
湿、润肺止咳、消炎的功效，可治疗咯血、消化不良、咳
嗽、便秘、肝炎、肺炎等疾病[1]。研究表明，红花羊蹄甲
花提取物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球
菌等均有抑菌效果[2]。红花羊蹄甲花期长达半年，花量
茂盛，花色艳丽，色素含量高。本试验对红花羊蹄甲紫
红色花花色素的最佳提取条件和稳定性进行研究，旨
在为该色素的进一步开发利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
红花羊蹄甲花瓣采自韩山师范学院校园内。无水
乙醇、苯甲酸钠、柠檬酸、蔗糖、亚硫酸钠、过氧化氢等
试剂均为分析纯。
722S型可见光分光光度计、FA2004电子天平：上
海精密科学仪器有限公司天平仪器厂；JJ-2组织捣碎
匀浆机、HH-2数显恒温水浴锅：江苏省金坛市友联仪
器研究所。
1.2 方法
1.2.1 色素的提取工艺流程
新鲜花瓣→烘干（40 ℃、20 h）→粉碎过筛（40目）
→浸提→过滤→色素提取液。
分离提取
46
1.2.2 色素最大吸收波长的确定
准确称取花瓣粉末 0.200 g，加入 60 %乙醇溶液
20 mL，浸提 30 min后过滤，滤液在波长 400.00 nm~
600.00 nm范围内进行扫描，测定吸光度，筛选最大吸
收波长。如图 1所示。
红花羊蹄甲花色素在波长 530 nm处有明显吸收
峰，与文献[3]报道的最大吸收波长 547 nm不同，估计与
提取剂的差异有关。本试验均采用 530 nm为测试点。
1.2.3 提取工艺最优参数的确定[4]
以吸光值代表色素提取率，考察乙醇浸提剂浓
度、料液比、浸提时间和浸提温度对色素提取的影响，
初步确定各因素的适宜值。进而采用 L9（34）的四因素
三水平正交设计进行选择实验，综合确定最佳提取工
艺条件。实验设计中的因素及水平表见表 1。
1.2.4 色素的稳定性实验
按优化的提取工艺条件制备色素样液，以最大吸
收波长的吸光值为评定稳定性指标，进行光照、温度、
氧化剂、还原剂和常见食品添加剂对色素稳定性的影
响研究。
2 结果与分析
2.1 单因素的实验结果与分析
2.1.1 浸提剂浓度的影响
准确称取花瓣粉末若干份，每份 0.200 g，分别加
入不同浓度的乙醇溶液 20 mL，浸提 30 min后过滤，滤
液在波长 530 nm处测其吸光度 A530。图 2显示，乙醇
浓度在 10 %～30 %范围内，色素的提取率相差不大，当
乙醇浓度高于 30 %时，色素的提取率随着乙醇浓度的
增加明显增大，其中乙醇浓度为 40 %时提取率最大，
因此选择 40 %的乙醇溶液为最佳提取剂。
2.1.2 浸提温度的影响
准确称取花瓣粉末若干份，每份 0.200 g，分别加
入 20 mL 40 %的乙醇溶液，在不同温度条件下浸提
30 min 后过滤，滤液在波长 530 nm 处测其吸光度
A530。图 3显示，浸提温度在 30 ℃～40 ℃范围内，色素提
取率呈逐渐上升的趋势，当温度达到 40 ℃时，色素类
物质的溶出速度达到最大，超过 40 ℃后，提取率反而
有所下降。因此选择最佳浸提温度为 40 ℃。
2.1.3 料液比的影响
准确称取花瓣粉末若干份，每份 0.200 g，按料液
比 1 ∶ 50、1 ∶ 100、1 ∶ 150、1 ∶ 200、1 ∶ 250的比例在上述
最佳浸提剂浓度、浸提温度条件下处理 30 min，过滤后
于波长 530 nm处测其吸光度 A530。图 4显示，随着提
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
值
1∶50 1∶100 1∶250
料液比/（g/mL）
1∶150 1∶200
图 4 料液比对色素提取的影响
Fig.4 Influence of the ratio between material and solution on
extraction of pigment
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
值
400 450 650
波长/nm
500 550 600
图 1 红花羊蹄甲花色素的吸收光谱图
Fig.1 Absorbing spectrum of flower pigments
表 1 正交试验因素水平表
Table 1 Factor level of orthogonal design
水平
因素
A浸提剂
浓度/%
B料液比/
（g/mL）
C浸提
温度/℃
D浸提
时间/min
1 20 1∶40 30 5
2 40 1∶50 40 10
3 60 1∶60 50 15
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
值
10 20 70
乙醇浓度/%
30 40 50 60
图 2 浸提剂浓度对色素提取的影响
Fig.2 Influence of solven concentration on extraction of pigment
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
值
25 30 55
温度/℃
35 40 45 50
图 3 浸提温度对色素提取的影响
Fig.3 Influence of the temperature on extraction of pigment
分离提取 詹嘉红，等：红花羊蹄甲花色素提取工艺优化及其稳定性研究
47
取溶剂体积的增加，色素提取率呈逐步下降的态势，
即随着提取溶剂的量增加，色素相当于被稀释了[5]。从
吸光值的变化可以看出，当料液比为 1 ∶ 50时，色素应
基本被完全浸出，因此，从经济角度考虑，选择最佳料
液比为 1 ∶ 50。
2.1.4 浸提时间的影响
准确称取花瓣粉末若干份，每份 0.200 g，按上述
最佳浸提剂浓度、浸提温度和料液比，分别浸提不同
时间后过滤，滤液在波长 530 nm处测其吸光度 A530。
图 5表明，当浸提时间为 10 min时，提取率最高，超过
10 min后，提取率反而有小幅度下降，可能由于浸提时
间的延长色素遭到破坏或是杂质增多的缘故，所以选
择最佳浸提时间为 10 min。
2.2 正交试验
2.2.1 正交试验结果及极差分析
按表 1正交试验设计进行实验，结果见表 2。
由表 2极差分析结果可以看出，在浸提剂浓度
（A）、液料比﹙B﹚、浸提温度﹙C﹚和浸提时间﹙D﹚4个影
响因素中，对红花羊蹄甲花色素提取率影响主次顺序
为：浸提剂浓度＞料液比＞浸提温度＞浸提时间，最佳提
取工艺条件为：A1B1C1D2，即以浓度为 20 %的乙醇水溶
液为浸提剂，采用料液比为 1 ∶ 40（g/mL），在 30℃恒温
条件下提取 10 min，此时提取效果最好。在最优条件下
做平行实验，经验证红花羊蹄甲花色素的提取率为
0.819（以吸光度表示），高于正交试验中的最高组合第
4号实验结果 0.794，这说明实验所确定的最佳提取工
艺条件是可靠的。
2.2.2 正交试验结果的方差分析
运用 SPSS 13.0对表 2正交试验结果进行方差分
析，结果如表 3。
方差分析可知，浸提剂浓度、液料比对红花羊蹄
甲花色素的提取效果有显著性意义（P＜0.05），其余为
不显著因素。方差分析结果与直观分析结果相一致。
2.3 色素的稳定性研究[6-8]
2.3.1 日光对色素稳定性的影响
取 8支具塞刻度试管，加入色素稀释液各 5 mL，
置于太阳光下，每隔 1 h取 1管在波长 530 nm下测其
吸光度，结果如表 4。
由表 4可见，随着光照时间的延长，色素吸光度
缓慢下降，到 7 h 时色素残存率为 90 %，色素溶液
颜色基本无变化。说明红花羊蹄甲花色素的耐光照
性较好。
2.3.2 温度对色素稳定性的影响
取 9支试管，加色素稀释液各 5 mL，用保鲜膜封
口后分别置于 30 ℃～100 ℃的恒温水浴锅中恒温加热
1 h，然后在波长 530 nm下测其吸光度，结果如表 5。
由表可见，不同温度下，色素的吸光值略有升降，
但影响不明显，溶液颜色均无明显变化，说明其热稳
表 4 日光对色素稳定性的影响
Table 4 Effects of sunlight on pigment stability
时间/h 吸光值
0 0.637
1 0.626
2 0.610
3 0.594
4 0.589
5 0.581
6 0.577
7 0.573
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
值
5 10 25
时间/min
15 20
图 5 浸提时间对色素提取的影响
Fig.5 Effect of extraction time on extraction of pigment
表 2 红花羊蹄甲花色素提取的正交试验结果与极差分析
Table 2 Orthodoxy result and analysis of regression
试验号 A B C D
提取率
（以吸光值表示）
1 1 2 1 3 0.774
2 2 1 1 1 0.580
3 3 3 1 2 0.425
4 1 1 2 2 0.794
5 2 3 2 3 0.423
6 3 2 2 1 0.515
7 1 3 3 1 0.580
8 2 2 3 2 0.537
9 3 1 3 3 0.557
K1 0.716 0.643 0.593 0.558
K2 0.513 0.609 0.577 0.585
K3 0.499 0.476 0.558 0.584
R 0.217 0.167 0.035 0.027
表 3 方差分析结果
Table 3 Analysis of variance
变异来源 SS df MS F 显著性
A 0.088 37 2 0.044 184 62.104 79 显著
B 0.046 94 2 0.023 469 32.987 50 显著
C 0.001 844 2 0.000 922 11 1.296 111 不显著
误差 0.001 423 2 0.000 711 44
总变异数 0.138 6 8
分离提取詹嘉红，等：红花羊蹄甲花色素提取工艺优化及其稳定性研究
48
定性良好。
2.3.3 氧化剂、还原剂对色素稳定性的影响
取 9支试管，加色素稀释液各 5 mL，再分别加入
相同浓度但不同体积的 H2O2、Na2SO3溶液，常温（25℃）
暗处静置 1 h后，在波长 530 nm下测其吸光度，结果
如表 6、表 7。
由表可知，H2O2、Na2SO3对色素的影响很大。随着
H2O2、Na2SO3浓度的增大，色素吸光度均明显下降，
H2O2使溶液颜色变浅，而 Na2SO3则使溶液变成棕黄
色。表明红花羊蹄甲花色素具有较差的抗氧化性和抗
还原性。应用时要避免加强氧化剂和还原剂。
2.3.4 食品添加剂对色素稳定性的影响
取 10支试管，加色素稀释液各 5 mL，再分别加入
苯甲酸钠、柠檬酸、蔗糖溶液各 2 mL，暗处放置 0.5、1 h
后，在波长 530 nm下测其吸光度，结果如表 8。
由表 8可知，加入不同浓度的苯甲酸钠、蔗糖后，
色素溶液吸光值变化幅度很小，颜色基本无变化，表
明苯甲酸钠、蔗糖对色素稳定性影响较小。柠檬酸对
色素稳定性影响较明显，随着浓度的增加及作用时间
的增长，色素溶液吸光值明显增大，表明柠檬酸有一
定的增色作用。
3 结论
1）通过单因素试验、正交试验和方差分析，得出以
乙醇为浸提剂提取红花羊蹄甲花色素的最佳工艺参数
为：乙醇溶液体积分数为 20 %，料液比为 1 ∶ 40（g/mL），
在 30℃恒温条件下提取 10 min。
2）稳定性研究结果表明：该色素耐光性和耐热性
较好，但对 H2O2、Na2SO3敏感，不能保持稳定。苯甲酸
钠、蔗糖对色素稳定性无不良影响，柠檬酸对该色素
起到一定的增色作用。
3）红花羊蹄甲在华南地区的园林中已被广泛应
用，该树种花期长、花大色艳、色素含量高。此外，花色
素还有较好的抗氧化活性[9]，因此，红花羊蹄甲花色素
作为一种天然色素资源具有开发研究价值。
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收稿日期：2014-03-08
表 5 温度对色素稳定性的影响
Table 5 Effects of temperature on pigment stability
温度/℃ 吸光值
30 0.638
40 0.634
50 0.637
60 0.633
70 0.629
80 0.625
90 0.622
100 0.619
表 6 H2O2对色素稳定性的影响
Table 6 Effects of H2O2 on pigment stability
表 7 Na2SO3对色素稳定性的影响
Table 7 Effects of Na2SO3 on pigment stability
0.05 %H2O2 /mL 吸光值
0 0.635
1 0.345
2 0.253
3 0.186
4 0.141
0.05 %Na2SO3 /mL 吸光值
0 0.634
1 0.249
2 0.196
3 0.175
4 0.147
表 8 食品添加剂对色素稳定性的影响
Table 8 Effects of food additives on pigment stability
添加剂 浓度/%
0 h时的
吸光值
0.5 h时的
吸光值
1 h时的
吸光值
CK（对照） 0.00 0.448 0.442 0.438
苯甲酸钠 0.01 0.447 0.452 0.449
0.03 0.461 0.456 0.446
0.05 0.460 0.463 0.459
柠檬酸 0.10 0.554 0.565 0.570
0.15 0.606 0.618 0.622
0.20 0.664 0.681 0.703
蔗糖 0.10 0.444 0.446 0.450
0.30 0.442 0.450 0.455
0.50 0.452 0.461 0.458
分离提取 詹嘉红，等：红花羊蹄甲花色素提取工艺优化及其稳定性研究
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