全 文 ：2006/07《蔬菜》杂志——做足蔬菜经济文章
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研 究 论 述
栏目编辑：赵秋菊 E-mail:zhouf@agri.ac.cn 电话：010-51503567
甜菜红别名甜菜根红，是世界
上广泛使用的一种食用色素，其主
要的显色物质是甜菜花青素
（betacyanins 红色），其中包括甜菜
红苷(C24H26N2O13 ，分子量550.48)占
75 %～95 %, 其余为甜菜黄质（黄
色）和甜菜色素的降解物质（淡棕
色）。在食用色素中，尚含有少量的
红甜菜原料中的糖、盐和蛋白质[1,2]。
甜菜红为红紫至深紫色胶质、
块状或粉末，或糊状物，在波长
480 nm，526 nm处有吸收峰值。甜
菜红色素具有水溶性好、渗透力强、
着色均匀、色泽好等优点。其中较为
突出的是其食用安全性高，目前为
止还没有关于甜菜红毒性的报道，
可以说食用甜菜红色素如同食用紫
菜头一样安全。
甜菜红广泛存在于苋科、藜科、
紫茉莉科等科植物中，但在根菾菜
（Beta vulgaris L. Var. rapacea Koth，
又称紫菜头或红菜头）中含量最高。
国际上早在1938年，Geo.W.
Pucher就从甜菜的根中制备出甜菜
红甙，并使其产品在国际上商品化。
联合国联合食品添加剂委员会
（FAO/WHO）在1976年定出了甜菜
红标准，目前，在欧美及日本研究甜
菜红色素的提取方法都成为热点。
其中，Heramann Kurt等对甜菜红色
素进行了合成工作，Jaques Possion
Chatenay Mulabry France报道，他
们从甜菜根中提取的甜菜红不仅产品
纯度高，而且稳定性长达1～2年[1,3]。
就国内来看，甜菜红色素提取
工艺及色素稳定性研究也取得了一
定的成就，尤其是上世纪80年代后
期我国江西省化学工业研究所在世
界上首次成功地从鸡冠花中提取了
甜菜红色素，并形成一套完整的生
产工艺。
就掌握的技术来看，采用先进
的超滤技术提取的甜菜红色素提取
率高，纯度高，品质好，产量大，易
实行大规模工厂化生产，但所需仪
器和操作步骤比较复杂，且成本较
高。
本研究的目的是通过不同的浸
提溶剂和浸提温度，不同的溶剂与
甜菜头比例来确定一种提取率高，
工艺相对简单、耗能少且运行成本
较低的提取方案。
一、材料与方法
1.材料
本实验以藜科的根菾菜的肉质
根为原料。根菾菜取材于北京农学
院蔬菜实验站。甜菜红标准样由北
京金晔天然色素厂提供。
2.方法
选择优质的紫菜头块根，内有
花心的禁用。采集的原料经清洗修
整后， 将洗净的原料切成菜丝后用
于甜菜红色素的提取。
（1）甜菜红在不同溶剂中的溶
解性
取新鲜菜丝10 g分别用水、
0.1 mol/L NaOH溶液、0.1 mol/L HCl
溶液、95 %乙醇溶液、丙酮、乙酸
乙酯、乙醚、50 %乙醇做溶剂浸提
2 h，提取液体积均为100 mL。
（2）不同温度和提取液种类对
提取效果的影响
在25 ℃、40 ℃、60 ℃和80 ℃
条件下，分别用水、0.1mol/L HCl、
0.05mol/L HCl、0.1 mol/L NaOH、
0.05 mol/L NaOH、50 %乙醇各
100 mL作为浸提液浸提10 g新鲜菜
丝2 h。用酸度计调节pH值到3，采
用721分光光度计在526 nm下测定
吸光度，3次重复。
（3）提取率计算公式
根菾菜中色素甜菜红
提取方法研究
侯雅彬 张喜春 殷 飞
提取率（%）
=［M×提取液体积（mL）×稀释倍数］/
根甜菜鲜质量（g）
M：依据测定的吸光度值由标准曲线计算
得出的色素含量的百分数。
侯雅彬，北京农学院蔬菜育种与生物技术研
究室，102206
张喜春，通讯地址同第一作者。
殷飞，中国农业大学农学与生物技术学院，
100094
（4）标准曲线绘制
以0.1 mol/L HCl为溶剂，分
别配制成质量分数为0.02 %、0.04
%、0.06 %、0.08 %、0.10 %、0.
12 %、0.14 %、0.16 %、0.18 %、0.
20 %、0.22 %、0.24 %、0.26 %、0.28
%、0.30 %、0.32 %、0.34 %、0.36 %
和0.38 %的甜菜红标准溶液，标准样
品在526 nm下测定其吸光度，3次重
复，以质量分数为横坐标，吸光度为
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纵坐标绘制甜菜红含量标准曲线。
（5）不同鲜质量的材料对浸提
效果的影响
分别取10 g、20 g、40 g、
60 g、80 g菜丝在50 mL 0.1 mol/L
HCl中浸提2 h，过滤后，再用50 mL
0.1 mol/L HCl浸提2 h，合并2次滤
液，以增加提取效果。
（6）获得甜菜红产品
将100 g菜丝在100 mL 0.1 mol/L
HCl中浸提2 h后过滤，而后在旋转
蒸发仪中蒸发成胶体状，得到的胶
体在60 ℃的烘箱中蒸干直至成粉末
状后称重。
二、结果与分析
1.溶解特性的确定
甜菜红在不同溶剂中溶解性的
测定结果见表1。
从表1结果可以看出：甜菜红溶
解于水、稀酸溶液（0.1 mol/L HCl）、
稀碱溶液（0.1 mol/L NaOH）、50 %
和95 %乙醇溶液，而微溶或不溶于
乙醚、丙酮和乙酸乙酯溶液。
2.不同温度和提取液种类对提
取效果的影响
在25 ℃、40 ℃、60 ℃和80 ℃
的温度条件下，对提取效果比较好
的水、稀酸溶液（0.1 mol/L HCl）、
稀碱溶液（0.1mol/L NaOH）和50%
乙醇溶液的提取效果进行了进一步
的研究（图1）。
从图1获得的实验结果可以看
出，在60 ℃水、40 ℃ 0.05 mol/L
HCl、25 ℃ 0.1 mol/L HCl和25℃
0.05 mol/L HCl的条件下，所获得的
提取液吸光度都比较高，其相应的
吸光度分别为0.793，0.748，0.766
和0.752。考虑到提取成本，由于在
25 ℃ 0.1 mol/L HCl的条件不需加
温，且提取率较高，所以确定该条件
为最佳提取条件。
3.标准曲线的制作
以0.1 mol/L HCl为溶剂，配制
成不同质量分数的甜菜红标准溶液，
并测定标准液的吸光度值，依据所
获得的数据制作甜菜红含量的标准
曲线（图2）。
对标准曲线的分析可以看出，
甜菜红的含量与吸光度值呈现出线
性关系（y=2.9466x－0.0028），即甜
菜红含量越高，吸光度值越大。所获
得的标准曲线可以用于计算甜菜红
色素的含量。
4.不同原料鲜质量对提取效果
的影响
在确定了合适的提取液后（0.1
mol/L HCl），笔者进一步研究了原
料鲜质量与提取液体积的不同比例
对提取率的影响。提取液体积均为
100 mL，为了提高提取效率，我们
采用了将100 mL提取液分2次浸提
的方法，在第1次浸提后获得的滤渣
再进行第2次浸提，最终计算提取率。
从图3可以看出，随着材料鲜质
量的增加，提取率有增加的趋势，但
是当材料鲜质量大于20 g后，提取率
逐渐下降。也就是说，在提取液体积
一定的条件下，较低的提取液/鲜质
量比将降低提取效果。比较提取率
可以看出：100 mL提取液加入20 g
甜菜根的提取率最高，达到了7.54 %，
为最佳提取条件。
5. 甜菜红色素的最佳提取条件
依据不同温度和提取液种类对
提取效果影响的研究，按原材料质
量（g）与提取液体积（mL）1∶5的
比例，进一步比较了在适宜提取条
件下的提取效果以确定最佳提取条
件（见表2）。
由表2可以看出，以去离子水为
表1 甜菜红在不同溶剂中的溶解特性
溶剂 水 0.1mol/L0.1mol/L95% 50% 丙酮 乙醚 乙酸
种类 HCl NaOH乙醇 乙醇 乙酯
溶解性 溶 溶 溶 溶 溶 微溶 不溶 不溶
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提取液的情况下，在25～60 ℃的温
度条件下，随着温度的增加，提取
率会有所增加，高于60 ℃提取率会
有所下降，这是由于甜菜红色素在
此温度下容易分解。在25 ℃（室
技术稍低，但是其能耗少、易操作、
提取率高、安全，具有其独特的优
点。
三、结论
1.甜菜红色素溶解于水、稀酸
溶液（0.1 mol/L HCl）、稀碱溶液
（0.1 mol/L NaOH）、50 %乙醇和
95 %乙醇溶液，而微溶或不溶于乙
醚、丙酮和乙酸乙酯溶液。
2.甜菜红色素在60 ℃水、40 ℃
0.05 mol/L HCl、25 ℃ 0.1 mol/L HCl
和25 ℃ 0.05 mol/L HCl的提取条件
下，提取效果较好。
3.综合提取率和提取成本等
因素，最佳的提取条件为：25 ℃
0.1 mol/L HCl，原料质量（g）与提
取液的体积（mL）比为1∶5，浸提
2次，每次2 h。
4.提取工艺流程为：真空减压
蒸发，60℃水浴蒸干，60℃烘干获
得甜菜红产品。
参考文献
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的稳定化[J].食品工业科技，2000，21
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化出版社，2001.
温）的温度下，采用0.1 mol/L HCl
的提取率比40 ℃去离子水的提取
率高，但是比60 ℃去离子水的提
取率低，该研究结果和预备实验中
原材料质量(g)与提取液体积(mL)
表2 甜菜红色素提取条件的比较
处理 温度/℃ 溶剂 提取率/%
1 80 去离子水 5.14
2 60 去离子水 7.78
3 40 去离子水 6.75
4 25 去离子水 6.26
5 25 0.1 mol/L HCl7.26
提
取
率

(
%
)
图3 材料鲜质量与提取液体积的不同比例对提取效果的影响
材料鲜质量（g）
比为1∶10（10∶100）的结果是一
致的。
6.获得甜菜红产品
采用最优提取条件，即25℃室
温，用0.1 mol/L HCl作为提取液，
样品质量（g）与提取液体积（mL）
之比为20∶100（=1∶5）提取甜菜
红色素，分2次提取。获得甜菜红
产品的技术流程为：紫菜头浸提
液，减压蒸发（因为甜菜红在空气
中长时间暴露易氧化，所以要进
行真空减压蒸发）至提取液体积
的1/3，转入蒸发皿中60 ℃水浴蒸
干至胶体状，将胶体转入60 ℃烘箱
中烘干呈固体状。
60 ℃水浴蒸干后得到的胶体
为粘稠状红色物质有浓重的甜香
味，说明提取物中含有一定的糖类
物质。60 ℃烘箱烘干后得到的固
体为块状物质，经碾压可成粉末
状，粉末状固体长时间暴露在空气
中容易吸潮，所以应保存在干燥密
封条件下。
在工业生产中可以减压蒸发直
至成品而不必采用水浴和烘箱，如
果使用喷粉干燥技术则更为方便。
本研究是在实验室条件下进行的，
虽然与实际生产工艺存在一定差距，
但其中有关提取方法、技术和相关
数据对生产应具有一定的参考价值。
从以上提取过程来看，虽然这一提
取工艺在产品的纯度上较超滤提取
蔬
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二○○六年七月