全 文 ：食品科学
中国农学通报 第24卷 第7期 2008年 7月
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近年来，国内外都在积极开发利用天然着色剂，其
中各种植物来源的叶黄素和β-胡萝卜素成为天然饲
料着色剂的主要来源。黄秋葵（Abelmoschusesculentus
L.）叶粉含有丰富的叶黄素和β-胡萝卜素。在鸡的全
价饲料中添加3%~5%的黄秋葵叶粉，14~21d后，蛋黄
和皮肤即可达到比较理想着色效果[1,2]。前人用较纯的
叶黄素产品在有机溶剂或有机溶剂的水溶液中研究，
结果发现：适量的维生素C能减缓叶黄素的降解速度
[3,4]，过量则使叶黄素降解[5]，添加Na2SO3也有利于叶黄
素的稳定[5,6]；叶黄素具有一定的抗氧化性[5,6]；强酸下
（pH<2.0）叶黄素性质不稳定[5,6]；金属离子 Na+、K+、
Mg2+、Fe3+和Cu2+对叶黄素的稳定性影响有两种相反
的研究结果[6,7]；氧气对叶黄素稳定性有极大影响[5,8]；大
部分研究结果表明低温有利于叶黄素的稳定[4,9]，但陈
志行则认为室温比低温有利于叶黄素的稳定[7]；光对
叶黄素稳定性影响很大[4,9]。陈志行等[3]还认为，在谷物
中金属离子会对叶黄素的稳定造成影响。因前人的研
究材料是纯度较高的叶黄素成品，且多在有机溶剂中
研究，与饲料生产使用的实际情况有较大差别，因此，
笔者结合生产实际，开展黄秋葵叶粉中叶黄素稳定性
研究，同时探讨与之结构性质相似的β-胡萝卜素的
稳定性影响因素。
基金项目：海南省自然科学基金“饲用增色剂植物替代品研究”（30508）。
第一作者简介：罗燕春，女，1981年出生，广西玉林人，在读硕士研究生。研究方向：热带牧草栽培及利用。通信地址：571737海南儋州中国热带农业科
学院品资所。Tel：0898-23300401，13637694487，E-mail：woaixiaoluo2005@163.com。
通讯作者：刘国道，男，1963年出生，云南腾冲人，研究员、博士学历，作物栽培学与耕作学专业博士生导师。现任中国热带农业科学院热带作
物品种资源研究所所长、一直从事热带牧草的栽培与选育工作，主要研究方向是种质资源的开发、栽培与利用。专著有《海南饲用植物志》等。
Tel：0989-23300412，E-mail：liuguodao@scuta.edu.cn。
收稿日期：2008-03-14，修回日期：2008-04-21。
黄秋葵叶粉中叶黄素和β-胡萝卜素的稳定性研究
罗燕春 1,2,韦 吉 1,2,黎军平 1,2,刘国道 1
（1中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南儋州571737；2海南大学，海南儋州571737）
摘 要:研究了温度、光、氧气、矿质元素和抗氧化剂对叶黄素和 β-胡萝卜素的稳定性的影响,结果表明
光对叶黄素和β-胡萝卜素的稳定性影响极显著,两者在阳光下降解速度很快;温度对 β-胡萝卜素的稳
定性影响极显著,β-胡萝卜素在室温降解速度很快;氧气对叶黄素和β-胡萝卜素的稳定性影响不大;K、
Ca、Mg和Co不利于叶黄素的稳定,矿质元素均不利于β-胡萝卜素的稳定,其中 Ca的影响最大;0.24%
的VcNa和Vc有利于叶黄素和β-胡萝卜素的稳定。
关键词:黄秋葵;叶黄素;β-胡萝卜素;稳定性
中图分类号:S816.7 文献标记码:C
StudyonEfectsofStabilityofLuteinandβ-caroteneinLeafPowderofOkra
LuoYanchun1,2,WeiJi1,2,LiJunping1,2,LiuGuodao1
(1TropicalCropGeneticResourcesInstitute,CATAS,DanzhouHainan571737;
2HainanUniversity,DanzhouHainan571737)
Abstract:Thetemperature,light,O2,mineralelementandantioxidantwerestudiedontheefectsofstability
ofluteinandβ-caroteneinLeafpowderofokra.Statisticanalysisshowedthatsunshinewasnotgoodforthe
stabilityofluteinandβ-carotene,andthecontentofβ-carotenewouldreducerapidlyintheroomtempera-
ture.O2hadfewefectsonluteinandβ-carotene.K、Ca、MgandCowerenotgoodforthestabilityofLutein,
andmineralelementswerebadforthestabilityofβ-carotene，andCawasthebest.VcNaandVcas0.24%
weregoodforthestabilityofluteinandβ-carotene.
Keywords:okra,lutein,β-carotene,stability
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1材料与方法
1.1材料
黄秋葵叶粉为经室内阴干，并在室温保存120d后
的黄秋葵叶片粉碎成的粉。本实验于2008年2月27
日安排试验，同年3月19日—22日，在海南大学儋州
校区理工学院应用化学系试验室测定叶黄素和β-胡
萝卜素。
1.2试验设计
1.2.1温度的影响 温度和抗氧化剂（柠檬酸添加量为
0.24%，）两因子完全随机试验设计，2次重复。样品于
封口袋中，在室温避光贮藏20d。
1.2.2光的影响 光和抗氧化剂(抗坏血酸钠，简称Vc-
Na，添加量为0.24%)两因子完全随机试验设计，2次
重复。样品于封口袋中密闭贮藏20d。
1.2.3氧气的影响 氧气和抗氧化剂（抗坏血酸钠，简称
VcNa，添加量为0.24%）两因子完全随机设计，2次重
复。样品在室温、室内自然光下贮藏20d。
1.2.4矿质元素的影响[10]家禽饲料中9种常用矿质元
素，完全随机设计，2次重复。矿质元素添加量按表1。
样品于室温下，密封闭光贮藏20d。
1.2.5不同抗氧化剂的影响 采用L27(313)正交设计，
柠檬酸、维生素E(VE)和维生素C（Vc）3因子。各因子
有0.04%、0.24%和1.44%3个质量浓度，2次重复。样
品于封口袋室温下暗处贮藏20d。
1.3测定方法
采用高效液相色谱法测定。
1.3.1叶黄素和 β-胡萝卜素提取方法 分析天平称样
0.5g，具塞三角瓶中，加入18ml丙酮和 12ml石油醚，
先在5-2恒温磁力搅拌器上搅拌45min，再在超声洗
洁器中超声15min，离心，上清液转移至50ml棕色容
量瓶，再加 5ml丙酮，再离心，上清液混合，定容，过
0.450μm滤膜，滤液于棕色容量瓶中，低温避光保存。
上机前脱气15min。
1.3.2HPLC分析条件 色谱柱：日本岛津VP-ODSC18
柱（150mm×4.6mm，Ф4μm）；流动相：V(甲醇):V(异丙
醇)=4:6；检测波长：445nm和 453nm；进样量：5μl；流
速：0.5ml/min；温度：室温。
1.4数据处理与分析
数据采用 Excel2000统计分析和 SAS9.0的
Duncan多重比较分析。
表2温度对叶黄素和 β-胡萝卜素的影响 (mg/kg)
2结果与分析
2.1温度对叶黄素和β-胡萝卜素的影响
从表2看出，温度对叶粉中叶黄素的影响不大，
温度处理间的差异不显著，但低温有利于叶黄素的稳
定，-20℃下的叶黄素含量最高，为 191.5mg/kg；温度
对β-胡萝卜素的影响较大，温度处理间的差异极显
著，其中4℃下的β-胡萝卜素含量最高，-20℃处理次
之。因此，黄秋葵叶粉中的叶黄素性质比较稳定，但低
温更有利于叶黄素长期保存；而β-胡萝卜素则在4℃
保存最佳。
从表 3可以看出，黄秋葵叶粉中添加 0.24%的
柠檬酸，不利于叶黄素和 β-胡萝卜素的稳定，其叶
黄素和 β-胡萝卜素含量均低于 CK，其中，对 β-胡
萝卜素的影响较大，其 β-胡萝卜素含量极显著低于
CK。
2.2光对叶黄素和β-胡萝卜素的的影响
从表4可以看出，暗处理的叶黄素和β-胡萝卜素
含量最高，室内自然光处理次之，两处理的叶黄素和
β-胡萝卜素含量，极显著高于阳光处理。因此，叶黄素
和β-胡萝卜素均对光敏感，黄秋葵叶粉在生产使用及
保存过程中均要避光保存。
从表5可以看出，添加了VcNa抗氧化剂处理的
叶黄素和β-胡萝卜素含量，均高于CK处理，但差异
不显著。
表1矿质元素用量 (mg/kg)
矿质元素
用量
Na
3000
K
500
Ca
20000
Mg
500
Fe（2+）
40
Fe（3+）
40
Zn
50
Mn
50
Cu
10
Co
0.2
处理
柠檬酸
CK
叶黄素
84.7Aa
189.9Aa
β-胡萝卜素
101.1Bb
105.7Aa
表3柠檬酸对叶黄素和 β-胡萝卜素的影响 (mg/kg)
处理
室温
4℃
-20℃
叶黄素
184.1Aa
186.2Aa
191.5Aa
β-胡萝卜素
97.4Bb
108.1Aa
104.7Aa
处理
暗
室内自然光
阳光
叶黄素
204.4Aa
200.2Aa
131.8Bb
β-胡萝卜素
110.6Aa
109.0Aa
56.7Bb
表4光对叶黄素和 β-胡萝卜素的影响 (mg/kg)
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矿质元素(离子)
CK
Na
K
Ca
Mg
Fe（2+）
Fe（3+）
Zn
Mn
Cu
Co
叶黄素
200.2Aa
203.3Aa
195.1Aa
191.7Aa
194.4Aa
205.9Aa
208.7Aa
207.9Aa
213.3Aa
209.5Aa
198.4Aa
β-胡萝卜素
109.3Aa
94.5ABa
99.9ABa
90.4Ba
96.1ABa
100.5ABa
104.2ABa
101.9ABa
107.7Aa
103.4ABa
100.8ABa
2.3氧气对叶黄素和β-胡萝卜素的影响
从表6可知，密闭处理的叶黄素和β-胡萝卜素含
量高于氧气处理，但差异不显著。因此，叶黄素和β-胡
萝卜素在黄秋葵叶粉中，受氧气影响较小，性质比较稳
定。
从表7可以看出，添加VcNa处理的叶黄素和β-
胡萝卜素含量高于CK。表明，添加VcNa抗氧化剂有
利于叶黄素和β-胡萝卜素的稳定。
表8矿质元素对叶黄素和 β-胡萝卜素影响差异多
2.4矿质元素对叶黄素和β-胡萝卜素的影响
从表8可以看出，常量元素K、Ca、Mg和微量元
素Co不利于叶黄素的稳定，添加了这4种元素的处
理的叶黄素含量均低于CK处理，但与CK差异不显
著，其他矿质元素不但不影响叶黄素的稳定性，还增强
了叶黄素的稳定性，特别是Mn元素，添加Mn元素的
处理，其叶黄素含量为213.3mg/kg，远高于CK处理的
200.2mg/kg；矿质元素不利于β-胡萝卜素稳定，常量
元素Na、K、Ca和Mg影响对β-胡萝卜素稳定性影响
较大，特别是Ca元素，添加了Ca元素处理的β-胡萝
卜素含量，极显著低于 CK，其 β-胡萝卜素含量仅
90.4mg/kg，而 CK处理的 β-胡萝卜素含量为
109.3mg/kg。
2.5不同抗氧化剂对叶黄素和β-胡萝卜素的影响
从表9可知，柠檬酸处理间对叶黄素和β-胡萝卜
素影响的差异不显著。柠檬酸添加量为0.24%处理的
叶黄素和 β-胡萝卜素含量，高于 0.04%和 1.44%处
理，表明添加0.24%柠檬酸有利于叶黄素和β-胡萝卜
素的稳定。
从表10可知，VE处理间对叶黄素和β-胡萝卜素
影响的差异不显著。
从表11可知，Vc对叶黄素和 β-胡萝卜素稳定性
的影响很大，Vc浓度为 0.24%的处理的叶黄素和 β-
胡 萝 卜 素 含 量 最 高 ， 分 别 为 205.1mg/kg和
109.7mg/kg，极显著高于0.04%处理的叶黄素和β-胡
萝卜素含量，但与1.44%浓度的处理的差异不显著。因
此，黄秋葵叶粉中添加适量的Vc，有利于叶黄素的稳
定。
3讨论
3.1光对黄秋葵叶粉中的叶黄素稳定性影响很大，与
前人在有机溶剂或有机溶剂水溶液中对叶黄素成品的
研究结果相同[4,9]，阳光极不利于叶黄素的稳定；温度和
氧气对黄秋葵叶粉中的叶黄素稳定性影响，与前人[4,9]
在有机溶剂中或有机溶剂水溶液中对叶黄素成品的研
究结果相似，低温和密闭条件下，有利于叶黄素的稳
表5VcNa对叶黄素和 β-胡萝卜素的影响 (mg/kg)
表7VcNa对叶黄素和 β-胡萝卜素的影响 (mg/kg)
表6氧气对叶黄素和 β-胡萝卜素的影响 (mg/kg)
处理
氧气
密闭
叶黄素
202.4Aa
207.1Aa
β-胡萝卜素
111.1Aa
114.1Aa
处理
CK
VcNa
叶黄素(mg/kg)
176.2Aa
181.3Aa
β-胡萝卜素(mg/kg)
91.1Aa
93.1Aa
处理
CK
VcNa
叶黄素
202.0Aa
207.5Aa
β-胡萝卜素
111.4Aa
113.8Aa
Vc浓度
/%
0.04
0.24
1.44
叶黄素含量
/(mg·kg-1)
190.1Bb
205.1Aa
197.2ABab
β-胡萝卜素含量
/(mg·kg-1)
95.9Bb
109.7Aa
105.3ABab
表11Vc对叶黄素和 β-胡萝卜素稳定性的影响
柠檬酸浓度
/%
0.04
0.24
1.44
叶黄素含量
/(mg·kg-1)
195.8Aa
202.1Aa
194.5Aa
β-胡萝卜素含量
/(mg·kg-1)
102.8Aa
106.5Aa
101.6Aa
表9柠檬酸对叶黄素和 β-胡萝卜素稳定性的影响
VE浓度
/%
0.04
0.24
1.44
叶黄素含量
/(mg·kg-1)
199.3Aa
198.6Aa
192.5Aa
β-胡萝卜素含量
/(mg·kg-1)
104.0Aa
104.2Aa
102.7Aa
表10VE对对叶黄素和 β-胡萝卜素稳定性的影响
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定；黄秋葵叶粉中添加适量的Vc，有利于叶黄素的稳
定，与前人[3,5]的研究结果相似，但Vc的添加量比在有
机溶剂中或有机溶剂水溶液中大。
3.2笔者在本试验中研究矿质元素对黄秋葵叶粉中的
叶黄素稳定性的影响，是在固体环境中，而且各矿质元
素添加量严格按照家禽的饲料配方[10]，符合其作为家
禽着色添加剂的生产实际，与前人[6,7]研究金属离子在
有机溶剂或有机溶剂水溶液中对叶黄素稳定性影响的
研究方法不同，笔者的研究结果表明，仅常量元素K、
Ca、Mg和微量元素Co对黄秋葵叶粉中叶黄素的稳定
稍有不利外，其他矿质元素对叶黄素的稳定不仅没有
影响，还有利于叶黄素的稳定。
3.32.1节和2.5节中，柠檬酸对叶黄素和β-胡萝卜素
稳定性影响出现相悖的结果，原因有待进一步研究；本
试验条件只能测定游离叶黄素和β-胡萝卜素，没能测
定与脂肪酸相结合的叶黄素和β-胡萝卜素，即结合态
叶黄素和β-胡萝卜素，因此，有利于脂肪性质稳定的
VE是否对结合态叶黄素和β-胡萝卜素稳定性有重大
影响，还有待进一步的研究。
4结论
4.1黄秋葵叶粉中的叶黄素性质比较稳定，温度对其
稳定性影响不大，但4℃或-20℃低温更有利于叶黄素
的长期保存；而温度对黄秋葵叶粉中β-胡萝卜素的稳
定性影响较大，β-胡萝卜素在4℃保存最佳，-20℃下，
β-胡萝卜素的稳定性下降，室温保存极不利于β-胡
萝卜素的稳定。
4.2氧气对黄秋葵叶粉中的叶黄素和β-胡萝卜素的
稳定性影响不大，但密闭保存有利于叶黄素和β-胡萝
卜素的稳定。
4.3光对黄秋葵叶粉中的叶黄素和β-胡萝卜素的稳
定性影响很大，阳光极不利于叶黄素和β-胡萝卜素的
稳定，暗处贮藏黄秋葵叶粉，有利于其叶黄素和β-胡
萝卜素的稳定。
4.4矿质元素对黄秋葵叶粉中的叶黄素稳定性影响较
小，对β-胡萝卜素的稳定性影响稍大，K、Ca、Mg和
Co不利于叶黄素的稳定，矿质元素均不利于β-胡萝
卜素的稳定，其中Ca的影响最大。
4.5黄秋葵叶粉中添加0.24%VcNa抗氧化剂，有利于
其中叶黄素和β-胡萝卜素的稳定；Vc抗氧化剂对黄
秋葵叶粉中叶黄素和 β-胡萝卜素影响很大，添加
0.24%的Vc极有利于叶黄素和β-胡萝卜素的稳定。
4.6试验完全结合饲料的生产实际，其研究结果对黄
秋葵叶粉作家禽着色添加剂的规模生产和使用，具有
深远意义。
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