全 文 ：99
紫竹梅红色素的提取与纯化技术
孙会兵
(临沂大学生命科学学院，山东 276000)
摘 要:紫竹梅红色素属于花色苷类物质，色泽鲜艳，使用安全，是一种新型的天然色素。本试验以紫
竹梅为原料，采用单因素试验设计和正交试验设计，对不同提取剂、提取剂的用量、酸性乙醇浓度、提取时
间、提取温度对提取率的影响进行测试，以确定最佳提取条件，用大孔树脂吸附法进行纯化。从试验结果可
以看出，提取剂的用量、酸性乙醇浓度、提取时间、提取温度四个因子中，以提取剂的用量、提取温度对色
素提取率起主要影响。试验结果表明，用酸性乙醇作提取溶剂较好，最佳的提取工艺条件为:溶剂量为1:2，
酸性乙醇的浓度为醋酸 0. 3%、乙醇 20%，在 50℃的温度下，浸提 3h;AB － 8 树脂对紫竹梅红色素具有较高
的吸附量，用 50%乙醇洗脱为最佳。
关键词:紫竹梅;红色素;提取;纯化
中图分类号:TS202. 3 文献标识码:A 文章编号:1006 － 2513 (2011)06 － 0099 － 04
Extraction and purification of ped pigment from
tradescantia pallida (rose)D． R． hunt cv． purpurea
SUN Hui － bing
(College of Life Science Linyi University，Shandong 276000)
Abstract:The red pigment from tradescantia pallida (rose)D． R． hunt cv． Purpurea is a new natural pigment and
belongs to Anthocyanins． It has bright color and very safe to use． By single factor test and orthogonal test，this paper
tested the influence of extraction agents and their amount，the concentration of acid ethanol，the time and the tempera-
ture on the yield of the pigment． The crude pigment was purified by macroporous resin． The results showed that，the ex-
traction agents and the amount plays major influence on extraction rate． The best extracting conditions were:ratio 1:2，
acid ethanol concentration 20%，temperature 50℃ and extracting time 3h． AB － 8 resin had the best performance of ab-
sorbing the red pigment． Ethanol with 50% concentration was the best for desorption．
Key words:tradescantia pallida (rose)D． R． hunt cv． purpurea;red pigment;extraction;purification
随着科技与经济的发展，人们对食品添加剂的
安全性越来越重视，合成色素的使用种类和数量也
越来越受到限制，而天然色素以其安全性高、色彩
自然而受到广大消费者的欢迎，已在食品工业中得
到广泛的应用。植物源天然食用色素的开发和应用
逐渐成为世界食用色素发展的总趋势。
紫竹梅 ［tradescantia pallida (rose)D． R．
hunt cv． purpurea［1］］又名紫鸭跖草、紫叶草、紫
罗兰，系鸭跖草科紫叶鸭跖草属多年生常绿草
本［2］，原产美洲墨西哥，现各地广为栽培［3 － 5］。
茎、叶均呈紫色，富含天然红色素。茎葡匐或下
垂，肉质，多分枝;叶披针形，全缘，肉质，抱茎;
花聚生于枝顶，紫红色。本文所研究的紫竹梅红
色素就是从紫竹梅中提取得到的，它属于花色苷
类物质，色泽鲜艳，使用安全，是一种新型的天
然色素，因而本研究对扩大天然食用色素种类和
综合利用植物资源具有较高的社会效益和经济效
益。
收稿日期:2011 － 08 － 12
作者简介:孙会兵 (1969 －) ，男，本科，讲师，主要从事植物资源教学与研究工作。
100
1 材料与方法
1. 1 材料与仪器
新鲜紫竹梅:采自临沂大学实习基地;无水乙
醇、无水醋酸:均为分析纯;D101 － A树脂、D101
－ C树脂:天津农药总厂;AB － 8 树脂、X － 5 树
脂、NKA － 2 树脂:南开大学化工厂。722 型光栅
分光光度计，RE －52 旋转蒸发器，UV1100 紫外 －
可见分光光度计，ZK －82A型真空干燥箱，HH －6
数显恒温水浴锅，PHS ～3C酸度计。
1. 2 试验方法
将新采的紫竹梅去除老叶，洗净晾干，切碎，
用天平称出 10g若干份备用。
1. 2. 1 紫竹梅红色素最大吸收波长的确定
因为紫竹梅红色素是属于花色苷类色素，而
花色苷类色素在 460nm ～ 560nm 范围内有明显的
最大吸收峰［6］，所以用含水乙醇 (乙醇:水 = 1:
3)溶液 20ml 作为提取剂，在室温 (25℃)下对
10g紫竹梅进行浸提，6h 后，把色素浸提液放入
1cm的比色皿中，以蒸馏水为空白作对比，用 722
型分光光度计在 460nm ～ 560nm 波长范围内，对
其进行吸光度的测定。
1. 2. 2 红色素浸提试验
1. 2. 2. 1 不同提取剂浸提效果比较
紫竹梅红色素溶于水、甲醇、乙醇、酸性溶剂
等，不溶于油脂、乙醚、无水丙酮等，且在稀酸溶
液中更易溶解［7］。考虑到色素产品主要是作为食品
添加剂，所以本试验分别采用可以食用的含水乙醇
(乙醇:水 =1∶ 3)、稀醋酸 (0. 3%)、醋酸 －乙醇混
合水溶液 (醋酸0. 3%、乙醇20%)三种提取剂，对
新鲜的紫竹梅在室温下浸提 3小时，过滤后得到浸提
液，在最大吸收波长下测定三种提取剂浸提液的吸
光度值大小来确定最佳的提取剂。
1. 2. 2. 2 最佳提取溶剂的提取条件试验
经试验在提取紫竹梅红色素过程中最主要的
影响因素分别是提取剂的用量、提取剂的浓度、
浸提时间和浸提时的温度，因此安排四因素三水
平的正交试验，采用最佳提取剂在各种试验条件
下进行提取，在最大吸收波长下测定最佳提取剂
浸提液的吸光度值大小来确定最佳的工艺条件。
1. 2. 3 红色素纯化试验
采取一般提取工艺浓缩干燥得到的色素成品
由于没有精制，杂质含量高，色价低，有的具有
原材料本身的特殊异味，影响到天然色素的稳定
性和着染性，限制其应用［6］。因此，本试验采用
大孔树脂吸附法纯化色素。
1. 2. 3. 1 不同树脂对紫竹梅红色素的吸附率比较
分别称取 1. 00g 的 D101 － A、D101 － C、AB
－8、X －5、NKA － 2 树脂，活化后，置于 100mL
锥形瓶中，并各加入 20mL相同浓度的紫竹梅红色
素提取液，放入恒温振荡培养箱，以 170r /min 处
理相同的时间，让树脂充分吸附色素，静置后取
上清液，用 722 型光栅分光光度计于 540nm 处测
吸附后吸光度，与吸附前吸光度比较，计算各树
脂对紫竹梅红色素的吸附率，比较各树脂吸附率
大小。吸附率按下式计算［8］:
吸附率 D (%) = ［(A0 － A) /A0］ × 100
1. 2. 3. 2 不同浓度的洗脱剂对紫竹梅红色素的洗脱
分别用不同浓度的乙醇溶液，对吸附了色素
的 AB －8 湿树脂在常温下进行静态洗脱 1h，测定
洗脱液在 540nm处的吸光度，比较洗脱效果。
1. 2. 4 色价测定
称取紫竹梅红色素成品 0. 0100g，用 pH =3的柠
檬酸 －磷酸氢二钠缓冲液溶解稀释至 100mL，以待测
天然色素相应溶剂为空白参比，取上述配制好的待测
天然色素溶液，用分光光度计于 540nm波长处，于
1cm 比色皿中测定其吸光度 A，用公式 E1%
1cm540nm =A/W计算色价。式中，A为样品溶液吸
光度;W为每 100mL溶液中色素重量 (以 g计)［9］。
2 结果与分析
2. 1 紫竹梅色素最大吸收波长的确定
用 722型分光光度计在 460nm －560nm波长范围
内，对紫竹梅含水乙醇浸提液进行吸光度的测定，测
定结果见表 1。
表 1 不同波长下紫竹梅红色素的吸光度
Table 1 Absorbance of red pigment with different wavelengths
波长 (nm) 460 480 500 520 540 560
吸光度 0. 366 0. 394 0. 415 0. 498 0. 516 0. 487
101
从表 1可知，紫竹梅红色素在 540nm波长下的
吸光度最大，说明紫竹梅红色素在 540nm附近有最
大吸收峰。为此试验于 540nm 波长下测定吸光度，
探讨试验条件对紫竹梅红色素提取效果的影响。
2. 2 红色素浸提试验
2. 2. 1 三种提取溶剂提取效果的比较
分别用配置好的三种水溶液即含水乙醇 (乙
醇:水 = 1∶ 3)、0. 3%醋酸、醋酸 － 乙醇混合水
溶液 (醋酸 0. 3%、乙醇 20%)各 20mL 对 10g
紫竹梅在室温下进行浸提 3h，过滤后得到浸提
液，在最大吸收波长下测定三种提取剂浸提液的
吸光值，测定结果见表 2。
表 2 三种提取溶剂提取效果的比较
Table 2 Comparison of extraction with three solvent
溶剂 吸光度
乙醇水溶液 0. 633
醋酸水溶液 0. 715
醋酸 －乙醇混合水溶液 0. 828
从表 2数据可以看出，醋酸 －乙醇提取液的吸
光度值最大，即提取效果最好，所以用醋酸 －乙醇
混合水溶液作为提取溶剂最好，提取效率最高。
2. 2. 2 最佳提取溶剂提取条件的选择
采用酸性乙醇作为最佳提取剂进行提取，分
别以提取剂的用量、提取剂的浓度、浸提时间和
浸提时的温度为试验因素，安排四因素三水平的
正交实验，找出紫竹梅红色素提取的最佳工艺，
试验设计及结果见表 3。
表 3 酸性乙醇提取红色素正交试验设计表
Table 3 Orthogonal design table of acidic ethanol extract red pigment
序号
提取剂用量
(g /ml)A
酸性乙醇浓度
(%)B
时间
(h)C
温度
(℃)D
吸光度 X
1 1 (1∶ 2) 1 (10) 1 (1) 1 (30) 0. 783
2 1 2 (20) 2 (2) 2 (40) 0. 815
3 1 3 (30) 3 (3) 3 (50) 0. 846
4 2 (1∶ 3) 1 2 3 0. 774
5 2 2 3 1 0. 735
6 2 3 1 2 0. 712
7 3 (1∶ 4) 1 3 2 0. 628
8 3 2 1 3 0. 704
9 3 3 2 1 0. 458
T1 2. 444 2. 185 2. 199 1. 976
T2 2. 221 2. 254 2. 047 2. 155
T3 1. 790 2. 016 2. 209 2. 324
－x1 0. 815 0. 728 0. 733 0. 659
－x2 0. 740 0. 751 0. 682 0. 718
－x3 0. 597 0. 672 0. 736 0. 775
R 0. 218 0. 079 0. 054 0. 116
由表 3 可知，利用酸性乙醇作为溶剂提取紫
竹梅红色素时，各因素影响顺序为 ADBC，可见
在提取剂的用量、酸性乙醇浓度、提取时间、提
取温度四个因子中，以提取剂的用量、提取温度
对色素提取率起主要影响。最佳的提取工艺为
A1B2C3D3，即溶剂量为 1 ∶ 2，酸性乙醇 (含 0．
2%醋酸)浓度为 20%，在 50℃的温度下，浸提
3h最佳。
2. 3 红色素纯化试验
2. 3. 1 不同树脂对紫竹梅红色素的吸附率比较
102
表 4 不同树脂对色素的吸附率比较
Table 4 Comparison of adsorption rate of pigment with different resins
树脂名称 树脂量 (g) 吸附前吸光度 A0 吸附后吸光度 A 吸附率 D (%)
D101 － A 1. 00 0. 937 0. 168 82. 07
D101 － C 1. 00 0. 937 0. 221 76. 41
AB － 8 1. 00 0. 937 0. 102 89. 11
X － 5 1. 00 0. 937 0. 153 83. 67
NKA －2 1. 00 0. 937 0. 374 60. 09
由表 4 可知，在五种树脂中，AB － 8 树脂的
吸附率最高，达 89. 11%;NKA －2 树脂的吸附率
最低，为 60. 09%。
2. 3. 2 不同浓度的洗脱剂对紫竹梅红色素的洗脱
结果比较
用不同浓度的乙醇溶液洗脱后，测定各洗脱
液在 540nm处的吸光度，结果见表 5，比较表明
用 50%的乙醇洗脱效果较好。
表 5 不同浓度的乙醇对红色素的洗脱效果
Table5 The elution effect of red pigment with different concentrations of ethanol
乙醇浓度 (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90
吸光度 0. 235 0. 351 0. 494 0. 546 0. 683 0. 655 0. 623 0. 512 0. 441
2. 4 紫竹梅红色素提取工艺
经过以上试验，得出紫竹梅红色素提取的工
艺步骤如下:
紫竹梅茎叶挑选→洗净晾干→切碎→醋酸乙
醇提取→树脂吸附→乙醇洗脱→减压浓缩→干燥
→紫竹梅红色素成品。
2. 5 色价测定结果
经测定，紫竹梅红色素溶液在分光光度计上
540nm波长处的吸光度为 0. 58，溶解于 100mL溶
剂中的紫竹梅红色素成品重量为 0. 01g，所以色
价 E1%1cm540nm = A /W =0. 58 /0. 01 = 58。
3 结论与讨论
(1)紫竹梅红色素属于花色苷类色素，在弱
酸或中性溶液中呈鲜艳的紫红色，该色素的最大
吸收波长是 540nm，这与钟希琼等的试验结果一
致［10］。该色素的成分与结构等还有待研究。
(2)水、乙醇等极性溶剂是紫竹梅红色素的
有效溶剂及提取剂，而用酸性乙醇提取效率更
高。
(3)酸性乙醇提取的最佳工艺条件为溶剂量
1∶ 2，酸性乙醇 (含 0. 2% 醋酸)浓度为 20%，
在 50℃的温度下，浸提 3h。
(4)D101 － A、D101 － C、AB － 8、X － 5、
NKA －2 五种树脂对紫竹梅红色素均有良好的吸
附性能，而以 AB －8 树脂对紫竹梅红色素的吸附
性能最佳，用 50%的乙醇洗脱效果较好。
(5)紫竹梅分布广泛，红色素提取方法简便，
安全，成本低廉，因此该色素具有较高的开发和利
用价值。
参考文献:
［1］丽云，张永田． 三种常见且学名混乱的鸭跖草科栽培植物及其用
途［J］． 亚热带植物通讯，1992，21 (2) :47 －50．
［2］程星星． 栽培紫叶草［J］． 园林，2005，9:41．
［3］陈俊愉，程绪珂，严玲璋等． 中国花经［M］． 上海:上海文化出
版社，1990:583．
［4］孙可群，张应麟，龙雅宜等． 花卉及观赏树木栽培手册 ［M］． 北
京:中国林业出版社，1985，615 －617．
［5］黄长干，付凌，梁英等． 紫鸭跖草细胞中铜的分配和化学形态特
征研究［J］． 安徽农业科学，2008，36 (33) :14 499 －14 502．
［6］凌文华，郭红辉． 植物花色苷［M］． 北京:科学出版社，2009:54 －78．
［7］ 吴竹青． 紫竹梅色素的提取及其稳定性研究 ［J］． 吉首大学
学报，2000，21 (1) :82 － 83．
［8］ 贺菊萍，姜中阳，秦卫东． 大孔吸附树脂纯化紫甘蓝色素的
研究 ［J］． 徐州工程学院学报，2007，22 (2) :17 － 21．
［9］ 张晴，陈勇． AB － 8 大孔吸附树脂对紫苏色素的吸附性能的
研究 ［J］． 食品与发酵工业，1999，25 (3) :16 － 19．
［10］ 钟希琼，梁结飞，潘永辉． 紫竹梅紫红色素的提取及稳定性研
究［J］． 佛山科学技术学院学报，2009，27 (6) :11 －14．