全 文 ：柏树叶叶绿素锌钠盐的制备及其稳定性的研究*
郭瑞华，翁庆迎，蔡燕佳
(韩山师范学院化学系，广东 潮州 521041)
摘 要:通过正交试验研究柏树叶中叶绿素浸提的最佳工艺条件，经过皂化、酸化、锌代及其成盐反应制备叶绿素锌钠盐，并对
其稳定性进行研究。结果表明，柏树叶叶绿素的最佳浸提工艺条件为，乙醇浓度 100%，浸提时间 70 min，料液比为 1∶20，温度控制
在 60 ℃。而其制备的叶绿素锌钠盐水溶性较好，耐热性、耐氧化还原性较好，但在光照条件下，稳定性差。常用的食品添加剂和一些
金属离子对叶绿素锌钠盐的稳定性几乎没什么影响，Cu2 +、Fe3 +对叶绿素锌钠盐的稳定性有较大的影响。
关键词:柏树叶;制备;叶绿素锌钠盐;稳定性
Study on Preparation and Stability of Sodium Zinc Chlorophyllin from Cypress*
GUO Rui － hua，WENG Qing － ying，CAI Yan － jia
(Department of Chemistry，Hanshan Normal University，Guangdong Chaozhou 521041，China)
Abstract:The optimum extraction method and conditions of chlorophyll from cypress were determined by orthogonal
experiments． Sodium zinc chlorophyllin was prepared from the chlorophyll extracted through the processes of saponifica-
tion，acidification，zinc substitution and its stability was investigated． The optimum extraction method and conditions were
100% of alcohol，70 min for extracting time，1∶20 to the ratio of solute to solvent，and 60 ℃ ． The product had high wa-
ter － solubility，thermal stability，and high resistance abilities to oxidants and reducers，but it was significantly faded
down under sunshine． Moreover，it would not be influenced by some common food additives and metal － salts． However，
it would be influenced by Cu2 + and Fe3 + ．
Key words:cypress;preparation;sodium zinc chlorophyllin;stability
* 基金项目:韩山师范学院课外科研立项项目［2010］;韩山师范学院化学系学士前项目资助。
作者简介:郭瑞华(1989) ，女，主要从事中学化学教育与食品分析研究。
柏树叶俗名朴枳叶(潮州) ，是潮州传统小吃的制作原料，
传说潮州先人在饥荒年，采此柏树叶充饥度荒。清明时节，草
木荫茂，朴枳树叶满丛嫩绿。潮州人为缅怀过去，便在清明节
采此树叶，和米舂捣成粉，发酵配糖，用陶模蒸制成朴枳粿。粿
品呈浅绿色，味甚甘甜，令海内外的潮汕人、侨胞难以忘怀，很
多外出人员品尝到这特殊的味道都能感受到家的味道。据说
吃了朴枳粿，还可以解积热，除疾病。但朴枳粿的制作过程工
序复杂繁琐，且由于柏树叶中的叶绿素稳定性差、保质时间短
的原因，造成储存上有很大的困难，因此其所相应的粿工艺难
以传承发展。若将其叶绿素制成叶绿素锌钠盐，可克服朴枳粿
制备以及储存方面的困难，推广弘扬此潮汕特色文化，发展粿
工艺。
叶绿素是较早开发的一种天然色素，但极其不稳定，固给
其应用带来一定的困难［1］。若将其制成叶绿素锌钠盐，不但
水溶性好，而且稳定性也得到显著的提高。柏树叶制成叶绿
素锌钠盐是一种天然无害的食用色素，较之于市面上的食品
添加剂更安全;锌是人体所必需的一种微量元素，能够参与
人体的酶代谢，影响内分泌系统功能，影响免疫功能和胶原
蛋白的合成等［2］，叶绿素锌钠盐可作为补锌剂参与人体的生
理机能。且其绿素锌钠盐可广泛运用于食品着色、饮料、化
妆品、医药中。
1 试验材料
柏树叶(采自潮州桥东湘子桥旁) ;乙醇、氢氧化钠、石油醚、
盐酸、硫酸锌等均为分析纯试剂。
TU － 1900 型双束光紫外可见分光光度计，北京普析通用仪
器有限公司;722SP型可见分光光度计，上海棱光技术有限公司。
2 实验方法
2． 1 工艺流程
柏树叶→预处理→乙醇浸提→抽滤→皂化→回收乙醇→石
油醚萃取→酸化锌代→抽滤水洗→溶解成盐。
2． 2 实验步骤［3 －6］
预处理:将柏树叶清洗干净，与低于 40 ℃的温度下干燥后，
粉碎。
浸提:将预料粉末置于锥形瓶中，在 60 ℃水浴加热下，用无
水乙醇浸泡 70 min，过滤。每批原料浸提 3 次。
皂化:将所得溶液移入烧杯中，加入 5% NaOH 调节 pH 至
11，与 65 ℃水浴加热 1 h。
蒸馏:减压蒸镏，蒸出 2 /3 的乙醇，蒸馏出的乙醇予以回收。
萃取分离:用同体积的石油醚萃取 3 次，每次用力振荡 1 ～
2 min，静置分层。
·04· 广州化工 2011 年 39 卷第 17 期
酸化置锌:将下层溶液放入烧杯中，用 0． 1 mol /L 的盐酸调
pH = 2，而后在不断搅拌下缓慢加入 20% ZnSO4 溶液，料液比为
1∶3，于 65 ℃水浴加热 1 h。
成盐:减压抽滤，将所得的固体水洗 3 次，用 5% NaOH 溶液
溶解沉淀。干燥即得叶绿素锌钠盐成品。
3 结果与讨论
3． 1 最佳提取条件
为了优化柏树叶叶绿素的提取工艺，选取浸提温度、浸提时
间、乙醇浓度、料液比为考察因素，以叶绿素提取量作为考察指
标，进行 L9(3
4)正交实验，正交实验的因素水平见表 1。
表 1 柏叶提取叶绿素的正交试验
Table 1 Results of the orthogonal test for cypress
chlorophyll extraction
实验号
因素
1
温度
2
时间
3
乙醇浓度
4
液料比
吸光度
实验 1 1 1 1 1 0． 439
实验 2 1 2 2 2 0． 51
实验 3 1 3 3 3 0． 585
实验 4 2 1 2 3 0． 525
实验 5 2 2 3 1 0． 556
实验 6 2 3 1 2 0． 484
实验 7 3 1 3 2 0． 495
实验 8 3 2 1 3 0． 467
实验 9 3 3 2 1 0． 571
均值 1 0． 511 0． 486 0． 463 0． 522
均值 2 0． 522 0． 511 0． 535 0． 496
均值 3 0． 511 0． 547 0． 545 0． 526
极差 0． 011 0． 061 0． 082 0． 030
由表 1 可知:影响柏叶叶绿素提取诸因素中，其主次顺序
为:乙醇浓度 ＞浸提时间 ＞料液比 ＞温度，最佳提取条件为:乙
醇浓度 100%，提取时间 70 min，料液比 1∶20，提取温度 60 ℃。
3． 2 柏树叶叶绿素锌钠盐的特征光谱图
用分光光度计在 350 ～ 800 nm波长间扫描，测定叶绿素锌钠
盐的特征光谱图。见图 1，由柏叶制成的叶绿素锌钠盐在
415 nm、636 nm波长处有 2 个可见光吸收峰，最大吸收峰在 415
nm，与文献结果相比，其结果一致［7］。
图 1 叶绿素锌钠盐特征光谱图
Fig． 1 Absorption spectrum of Sodium Zinc Chlorophyllin
3． 3 叶绿素锌钠盐的稳定性研究
制备浓度一致的实验用工作液。
3． 3． 1 热稳定性
(1)分别取 10 mL叶绿素锌钠盐溶液于试管中，在 85 ℃恒
温水浴加热 10、20、30、40、50、60、70、80、90 min，取出冷却，定容，
测其吸光度，其结果见表 2。
表 2 加热时间对叶绿素锌钠盐稳定性的的影响
Table 2 Effect of pyrogenation time on stability of sodium
zinc chlorophyllin(85 ℃)
时间 /min 吸光度 颜色
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0． 371
0． 369
0． 367
0． 372
0． 363
0． 376
0． 365
0． 367
0． 365
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
(2)分别取 10 mL 叶绿素锌钠盐溶液于试管中，各在 25、
40、55、70、85、95 ℃中水浴加热 30 min，取出冷却，定容，测其吸
光度，其结果见表 3。
表 3 加热温度对叶绿素锌钠盐稳定心性的影响
Table 3 Effects of temperature on the sodium zinc chlorophyllin
stability(30 min)
时间 /min 吸光度 颜色
25
40
55
70
85
95
0． 390
0． 391
0． 381
0． 379
0． 378
0． 370
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
由表 2、表 3 可知，温度升高，加热时间延长(90 min内) ，吸
光度略有下降，但从肉眼判断，颜色没有变化，说明叶绿素锌钠
盐的耐热性及耐热时间(90 min 内)均较好，可作食品添加剂加
于需经高温处理的食品中。
3． 3． 2 氧化性、还原性对叶绿素锌钠盐的影响
以 H2O2 氧化剂，Na2SO3 为还原剂，分别取叶绿素锌钠盐工
作液 10 mL，加入不同浓度 H2O2 溶液和 Na2SO3 溶液的稀溶液
2 mL，于室温暗处静置 1 h，测定它们在 415 nm 处的吸光度，并
观察颜色变化，其结果见表 4、表 5。
·14·2011 年 39 卷第 17 期 广州化工
表 4 H2O2 对叶绿素锌钠盐的稳定性影响
Table 4 Effect of H2O2 on stability of sodium zinc chlorophyllin
H2O2 /(mol /L) 吸光度 颜色
对照
0． 001
0． 005
0． 010
0． 050
0． 100
0． 356
0． 344
0． 353
0． 349
0． 346
0． 333
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
表 5 Na2SO3 对叶绿素锌钠盐的稳定性影响
Table 5 Effect of Na2SO3 on stability of sodium zinc chlorophyllin
Na2 SO3 /(mol /L) 吸光度 颜色
对照
0． 001
0． 005
0． 010
0． 050
0． 100
0． 348
0． 339
0． 337
0． 346
0． 347
0． 356
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
由表 4、表 5 可知，叶绿素锌钠盐色素溶液经氧化剂 H2O2 和
还原剂 Na2SO3 处理后，其吸光度变化不大。由此可见，叶绿素
锌盐对氧化剂和还原剂具有一定的耐受能力。
3． 3． 3 部分金属离子对叶绿素锌钠盐的影响
分别取 10 mL叶绿素锌钠盐溶液于试管中，分别加入 2 mL
0． 1 mol /L含有 Na +、、K +、Ca2 +、Cu2 +、Al3 +、Fe3 +溶液，于室温
暗处静置 1 h，测定它们在 415 nm处的吸光度，并观察颜色变化，
其结果见表 6。
表 6 金属离子对叶绿素锌钠盐稳定性的影响
Table 6 Effect of Metal ions on stability of Sodium
Zinc Chlorophyllin
金属离子 吸光度 颜色
对照
Na +
K +
Ca2 +
Cu2 +
Al3 +
Fe3 +
0． 344
0． 346
0． 351
0． 339
1． 162
0． 312
1． 128
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
蓝绿色
淡绿色
橘黄色
从表 6 可知，Na +、K +、Ca2 +、Al3 +等常见金属离子对叶绿素
锌钠盐几乎无影响，说明叶绿素锌钠盐稳定性还是较好的，但
Cu2 +和 Fe3 +溶液颜色由淡绿色变为蓝绿色和橘黄色，且吸光度
显著增加，影响了叶绿素锌钠盐的稳定性，所以在叶绿素锌钠盐
的制备和应用过程中要尽量避免接触铜制容器和铁制容器。
3． 3． 4 部分添加剂对叶绿素锌钠盐的影响
分别取 10 mL叶绿素锌钠盐溶液于试管中，分别加入质量
分数为 10%的蔗糖、苯甲酸钠、糖精、甜蜜素、柠檬酸、VC、山梨
酸钠溶液，于室温暗处静置 60 min，测其吸光度，其结果见表 7。
表 7 食品添加剂对叶绿素锌钠盐的影响
Table 7 Effect of food additives on stability of sodium
zinc chlorophyllin
添加剂 吸光度 颜色
对照
蔗糖
苯甲酸钠
糖精
甜蜜素
柠檬酸
VC
山梨酸钠
0． 397
0． 356
0． 350
0． 343
0． 340
0． 265
0． 297
0． 367
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
淡绿色
由表 7 可见，食盐、葡萄糖、蔗糖几种常见食品添加剂对色
素的稳定性无不良影响，柠檬酸和 VC 对其有一定的影响，但并
不大。
3． 3． 5 光照对叶绿素锌钠盐的影响
取 10 mL叶绿素锌钠盐溶液于试管中，在阳光下放置不同
时间，定时测其吸光度，其结果见表 8。
表 8 光照对叶绿素锌钠盐稳定性的影响
Table 8 Effect of light on the sodium zinc chlorophyllin stability
时间 /min 吸光度
0
60
120
180
240
0． 287
0． 163
0． 115
0． 092
0． 080
由表 8 可见，叶绿素锌钠盐的光稳定性较差，强光照射后，
吸光度迅速下降，颜色变淡，在生产和应用过程中应尽量避免日
光强烈照射。
4 结 论
(1)柏树叶浸提叶绿素的最佳工艺条件:乙醇浓度 100%，浸
提时间 70 min，料液比为 1∶20，温度控制在 60 ℃。
(2)以柏树叶为原料提取叶绿素，并通过化学方法制得叶绿
素锌钠盐，该产品为墨绿色粉末，得到的产品在 415 nm、636 nm
处有特征吸收峰。
(3)由柏树叶制成的叶绿素锌钠盐易溶于水，水溶液呈墨绿
色，稳定性较好，耐氧化还原、耐热性较好，常用的食品添加剂和
一些金属离子对叶绿素锌钠盐的稳定性几乎无影响，作为食用
色素使用在食品加工过程中将有较好的稳定性。
(4)叶绿素锌钠盐耐光性差，还有待进一步的提高，在使用
过程中应尽量避免日光强烈照射。
(下转第 46 页)
·24· 广州化工 2011 年 39 卷第 17 期
2． 4． 4 溶液初始浓度的影响
图 7 Pb2 +去除率随溶液初始浓度的变化曲线
在实际处理含有重金属离子的废水时，重金属离子的浓度往
往是不同的，为此有必要对重金属离子初始浓度与吸附效果之间
的关系做进一步研究。在 25 ℃下，用土量 10 g /L，振荡 120 min，
在不同重金属离子初始浓度下，作吸附实验，实验结果见图 7。
从图 7 中可以看出，随着溶液中重金属离子浓度的变化，重
金属离子的去除率浓度随浓度的增加而下降。从实验结果看，
在改性硅藻土用量一定的情况下，溶液中重金属离子浓度直接
影响吸附效果的好坏。若溶液中金属离子的初始浓度较小，即
溶液中金属离子是微量的，此时吸附剂是过剩的，硅藻土表面及
微孔内的大量硅羟基和不饱和离子，相对金属离子来讲吸附位
点是过量的，所以可以迅速的与金属离子发生吸附作用和离子
交换作用，使得溶液中的金属离子去除率比较高;随着金属离子
浓度的增加，在吸附剂用量一定的情况下，当溶液中金属离子过
量时，硅藻土上大量的不饱和离子在一定吸附时间内很快就达
到饱和状态，表面自由能逐渐降低，所以吸附速度减慢，过量的
金属离子只能在溶液中处于游离状态，不能够吸附在硅藻土上，
致使去除率较低。当溶液中重金属离子含量较低时，改性硅藻
土单位面积上的吸附量不是很高，而随着重金属离子浓度的增
加，最初没有与重金属离子发生吸附作用的吸附位点开始与重
金属离子作用，直到吸附接近饱和状态，所以吸附量随着重金属
离子浓度的升高而呈上升趋势变化
3 结 论
本文通过简单的化学沉淀方法成功制备了碳酸钙改性的硅
藻土。经检测，改性后比表面积较改性前有大幅增加，当理论生
成碳酸钙质量约占硅藻土质量 20%，碳酸钠浓度为 0． 5 mol /L时
制备的改性硅藻土吸附性能最佳。通过对比硅藻土改性前后吸
附性能，可以明显发现改性对提高吸附性能起到了至关重要的
作用，碳酸钙改性硅藻土对 Pb2 +、Cu2 +、Zn2 +、Cd2 + 等重金属均
具有极好的吸附作用。基于吸附条件对改性硅藻土吸附性能的
影响，本文还探讨了改性硅藻土的吸附机理，认为是化学吸附和
物理吸附的综合作用，其中化学吸附主要是由表面离子交换，表
面络合，以及沉淀作用导致。
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(上接第 42 页)
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