全 文 ：*收稿日期：2010－09－09
**作者简介：陈连文（1955-），男，河北省井陉县人，河北经贸大学生物科学与工程学院教授。
引言
金盏菊为菊科（Asteraceae），金盏菊属 （Calendula）；学名为 Calendula officinalis； 英文名为 pot－
marigold ；别名有金盏花、黄金盏、常春花等。 为二年生草花，全珠具毛，叶互生，呈长椭圆形，基部抱
茎。有黄和黄褐两种颜色，花期以 2—4月最好。原产欧洲南部，现世界各地都有栽培，我国各地亦均有
栽培。金盏菊性味淡平，花、叶有消炎、抗菌作用，根能行气活血，花可凉血、止血。 近年来，随着人们生
活水平的提高和健康环境意识的增强，回归自然的天然食品、化妆品备受消费者青睐。 天然色素的应
用和开发越来越受到人类的关注和重视。 本文对金盏菊色素的提取条件以及其溶解性、光谱性、耐光
耐热性、耐氧化还原性、金属离子对色素的影响等进行了研究，为开发和利用金盏菊色素提供理论依
据。
1 材料与方法
1.1实验材料
从超市的干茶花专柜购买已经干制的金盏菊花。
1.2实验仪器
SP-2102UV紫外分光光度计(上海光谱仪器厂)；
PHS-4CT型精密酸度计（上海大谱仪器厂）；
SC-15A型数控超级恒温槽（宁波天恒仪器厂）；
Re-52 AAB型旋转蒸发仪(温州奥利生物医学仪器厂)。
1.3主要试剂
95%乙醇、乙酸乙酯、盐酸、氢氧化钠、过氧化氢、亚硫酸钠等（以上试剂均为分析纯）。
金盏菊色素的提取及性能测定的研究 *
陈连文 ** 杨亮 武海林
（河北经贸大学生物科学工程学院，石家庄 050061）
摘要：通过溶剂萃取法和微波辐照法，对金盏菊干花中的色素进行提取对比研究，同时还综
合性地研究了温度、光照、酸碱度、氧化剂、还原剂、常见的金属离子以及食品添加剂对色素
稳定性的影响。实验结果表明，该色素提取的较优条件为：乙醇浓度为 95%、提取时间为
30s、料液比为 1：100、微波功率为 320W。易溶于 95%乙醇，最大吸收波长为 445nm。耐光性、
耐氧化性较差，其他因素对色素无影响。本文研究将对开发和利用金盏菊色素提供较好的理
论依据。
关键词：金盏菊；天然色素；微波辐照法；提取；稳定性；光谱特性；理化性质
中图分类号：Q949·783·5 文献标识码：A 文章编号：CN11-5340 ／N(2010)04-0007-08
北京教育学院学报（自然科学版）
JOURNAL OF BEIJING INSTTTUTE OF EDUCATION（NATURAL SCIENCE EDITION）
第 5 卷第 4 期
2010 年 12 月
Vol.5 No.4
Dec.2010
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北京教育学院学报（自然科学版）
2 金盏菊花色素的提取
2.1溶解性
实验结果表明，金盏菊色素易溶于 95%乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚，微溶于 1mol/LNaOH 溶液、微
溶于 1mol/LHCl溶液和蒸馏水。
2.2色素的光谱图
取一定量的处理好的花瓣碎片于 100ml的烧杯中，并加入一定量的 95%乙醇溶液，常温下浸提 3
小时，提取液经过滤、适当稀释后，以 95%乙醇为参比液，使用厚度为 1cm 的石英比色皿，用 SP-
2102UV紫外分光光度计对上述提取液进行扫描，扫描的结果如图 1。
由图 1可知，在可见光范围内，金盏菊色素的最大吸收波长 λ=445nm。
2.3色素的提取法
2.3.1溶剂提取法
称取 5 份质量为 0.1 克剪碎的花瓣碎片放入锥形瓶中,分别加入等量的蒸馏水、浓度为 95%的乙
醇溶液、1mol/LNaOH 溶液、1mol/LHCl溶液、乙酸乙酯溶液作提取剂，在室温、30℃、50℃、70℃下浸提 3
小时，冷却后过滤。 以 95%的乙醇溶液作为参比溶液，比色皿厚度为 1cm，在 λ=445nm 下测定色素溶
液的吸光度值 A。 结果如图 2。
由图 2可知，溶剂提取法的较优提取条件：在 70℃时以 95%的乙醇溶液为提取剂提取效果较好。
2.3.2微波提取方法
由于溶剂提取金盏菊色素的时间约 3小时，时间耗费相当的大，本实验考虑尝试用微波法提取色
素来提高工作效率。 取两份等量的花瓣碎片于锥形瓶中，并加入等量的 95%乙醇溶液，一份采用溶剂
图 1 金盏菊色素提取液的紫外分光光度计扫描图
图 2 不同提取剂，不同温度下提取的色素溶液的吸光度值
8
法提取 3小时，另一份采用微波法浸提 30 秒，待冷却后过滤，以 95%乙醇为参比溶液，用 1cm 的玻璃
比色皿在 λ=445nm下测定其吸光度值，其结果对比如表 1。
由表 1 可知，微波法的提取结果基本与溶剂提取法一致，并且能在很大程度上缩短提取时间，故
本实验采用微波法对金盏菊色素进行提取。
2.4提取工艺
金盏菊色素提取工艺如下：
金盏菊干花→分离花瓣
↓
剪碎→浸提(二次)→过滤→蒸发浓缩→恒温干燥→粉末状色素
2.5 单因素实验
2.5.1提取剂浓度
分别选取蒸馏水、15%乙醇、25%乙醇、50%乙醇、75%乙醇、95%乙醇各 10mL， 加入 0.1g 样品，微
波提取 30s，在 λ=445nm测定其吸光度值。 结果如表 2。
2.5.2 提取时间
分别称取 8 份 0.1g 的样品加入 10mL95%的乙醇溶液， 选取微波法辅助提取， 提取时间为 0s、
10s、20s、30s、40s、50s、60s、120s。 测定其吸光度值，结果如表 3。
2.5.3 料液比实验
分别称取 8 份 0.1g 样品，按照不同的料液比加入 95%乙醇溶液，经微波法提取 30s，测定其吸光
度值，结果如表 4。
2.5.4微波功率
分别称取 6份 0.1g的样品，加入 10mL95%的乙醇，用微波法进行辅助提取，提取时间为30s，选用
不同的功率进行实验，测定其吸光度值，结果如表 5：
表 1 不同提取方法的提取溶液的吸光度值
提取方法 吸光度值/A
普通法浸提 3 小时 1.241
微波法浸提 30 秒 1.174
表 2 提取剂浓度实验
蒸馏水 15%乙醇 25%乙醇
0.093 0.146 0.374
50%乙醇 75%乙醇 95%乙醇
0.627 1.038 1.347
表 3 提取时间实验
0s 10s 20s 30s 40s 50s 60s 120s
0.017 1.236 1.302 1.364 1.334 1.264 1.254 1.234
表 4 料液比实验
1∶10 1∶25 1∶50 1∶75 1∶100 1∶150 1∶200 1∶500
0.746 0.997 1.019 1.421 1.776 1.582 0.986 0.526
表 5 微波功率实验
160w 240w 320w 400w 480w 560w
0.567 0.977 1.327 1.124 1.073 0.967
陈连文 杨亮 武海林：金盏菊色素的提取及性能测定的研究
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北京教育学院学报（自然科学版）
2.6 正交实验设计
采用 4因素 3水平 L9(34)正交表进行正交实验，结果如表 6、7。
由表 7 可知，金盏菊花色素的提取因素主次顺序为料液比>乙醇浓度>微波提取时间>微波功率；
实验条件的较优组合为 A3B2C2D1，即乙醇浓度为 95%、提取时间为 30s、料液比为 1：100、微波功率
为 320W。 我们对较优组合，在条件不变下，测定其提取液的吸光度值为 1.903，确实为提取效果较好
的一组。
综上，金盏菊花色素的较优提取工艺条件为：乙醇浓度为 95%、提取时间为 30s、料液比为 1：100、
微波功率为 320W。
2.7提取率
精确称取 3 份金盏菊花瓣碎片于锥形瓶中，每份各 1g，分别加入 100mL95%乙醇，震荡摇匀后，
放入微波炉中浸提 30s，经二次提取后，合并滤液，烘干后即可得到金盏菊色素粉末。 提取率结果如表
8。
表 6 因素水平表
水平 因素 A(乙醇浓度) 因素 B(提取时间) 因素 C(料液比) 因素 D(微波功率)
1 50%乙醇 20s 1∶75 320w
2 75%乙醇 30s 1∶100 400w
3 95%乙醇 40s 1∶150 480w
表 7 正交试验结果与分析
试验号 因素 A 因素 B 因素 C 因素 D 吸光度值 A
1 1 1 1 1 1.698
2 1 2 2 2 1.834
3 1 3 3 3 1.736
4 2 1 2 3 1.801
5 2 2 3 1 1.789
6 2 3 1 2 1.747
7 3 1 3 2 1.796
8 3 2 1 3 1.813
9 3 3 2 1 1.872
K1 5.268 5.295 5.258 5.359
K2 5.337 5.436 5.507 5.377
K3 5.481 5.355 5.321 5.350
k1 1.756 1.765 1.753 1.786
k2 1.779 1.812 1.836 1.792
k3 1.827 1.785 1.774 1.783
R 0.071 0.047 0.083 0.009
表 8 金盏菊色素提取率测定表
编号 容器原质量/g 花碎片质量/g 干燥后总质量/g 提取率 平均提取率
1 69.7870 1.0072 69.8146 2.74%
2 78.9191 1.0064 78.9418 2.26% 2.48%
3 57.1822 1.0005 57.2065 2.43%
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3 金盏菊色素性质的测定
3.1物理性质
金盏菊色素易溶于 95%乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚溶液，溶于 1mol/LNaOH 溶液，微溶于蒸馏水
和 1mol/LHCL溶液。
3.2 pH值对色素的影响
取适量色素，用 95%乙醇溶液稀释，用 PHS-2C 型酸度计（上海雷磁仪器厂）调节色素溶液的pH
值，观察其颜色，结果如表 9。
由表 9可知，色素溶液随 pH 值的增大颜色加深。 在弱酸性及中性条件下，色素为橙黄色，pH 值
为 1和 2时色素溶液出现浑浊，静止后有沉淀产生。 当 pH值为 12～14时，颜色为棕色并有少量浑浊，
静止后同样有沉淀产生。
3.3色素的光谱特性
取不同 pH值色素提取液，并用 95%乙醇溶液稀释到适宜浓度。 用 95%乙醇溶液作为参比溶液，
比色皿厚度为 1cm，用分光光度计测不同 pH值下色素溶液在不同波长下吸光度 A值。 结果如图 3。
由图 3 可知，当 pH=3、5、7、10 时，其最大吸收波长为 445nm。 同样，也测定了其它 pH 值时的A
值，情况基本相同。
3.4 热对色素稳定性的影响
取不同 pH 值的色素溶液，分别在室温,30℃，50℃，70℃下水浴加热 2 小时，冷却后，测定其在不
同波长下的吸光度值 A。 测定结果图 4。
表 9 pH 值对色素的色泽及吸光度的影响
pH 值 颜色 pH 值 颜色
1 淡黄色(浑浊) 8 深橘黄色
2 淡黄色(浑浊) 9 深橘黄色
3 橙黄色 10 棕黄色
4 橙黄色 11 棕黄色
5 橘黄色 12 棕色(浑浊)
6 橘黄色 13 棕色(浑浊)
7 深橘黄色 14 棕色(浑浊)
图 3 不同 pH 值，不同波长下色素溶液的吸光度值
陈连文 杨亮 武海林：金盏菊色素的提取及性能测定的研究
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北京教育学院学报（自然科学版）
由图 4表明，pH=9的色素溶液随温度的升高，其 A值和色素颜色变化不大，其它 pH 值时情况基
本相同，说明该色素对热比较稳定。
3.5光照对色素稳定性的影响
取不同 pH 值色素溶液，在室温下自然光照射 0、2、4、8h 后，测定其在 445nm 处的吸光度 A 值。
结果见图 5。
由图 5 可知，随光照时间增长，色素溶液的吸光度 A 值逐渐减小，溶液的颜色逐渐变浅，其它 pH
值时与其情况大致相同，这说明该色素耐光性较差。
3.6氧化剂对色素稳定性的影响
配置一系列含不同浓度的 H2O2的色素溶液，在室温下放置 0.5h、1h、2h，在最大吸收波长下测定
其 A值，结果图 6。
由图 6可知，随着氧化剂浓度的增加，放置时间的增长，色素溶液的吸光度 A 值减小，颜色变浅，
说明该色素耐氧化性较差。
3.7 还原剂对色素稳定性的影响
配置一系列含不同浓度的 Na2SO3的色素溶液，在室温下 0h、0.5h、1h、2h后，测定其吸光度值 A，
测定结果见图 7。
由图 7可见，随着 Na2SO3浓度的增加，放置时间的增长，吸光度值先递增后递减，色素溶液的颜
色也先变深后略变浅，说明 Na2SO3 在一定浓度范围内对色素有保护增色的作用，当 t=0.5h 时，增色
图 4 不同温度，不同波长下色素溶液的吸光度值
图 5 光照对色素稳定性的影响
12
效果最好，当 t=2h 时，失去增色效果。 同时，当 Na2SO3 的浓度高到一定数值时会对色素失去保护作
用，并在一定程度上影响色素的稳定性。
3.8 金属离子对色素稳定性的影响
分取等量色素溶液于 100mL 容量瓶中， 同时分别加入浓度为 0.01mg/mL 不同金属离子溶液
10mL，以蒸馏水定容，放置不同时间，测定其吸光度 A值。 结果如表 10。
由表 10可见，Al3+、Cu2+加入后，A值减小，溶液变浑浊。其它金属离子对该色素影响不大，因此，在
应用时要避免与铜、铝制品接触。
3.9常用食品添加剂对色素稳定性的影响
葡萄糖、盐、柠檬酸是常用的食品添加剂。取一定量的色素，分别加入不同浓度的葡萄糖、盐、柠檬
酸溶液，用蒸馏水定容至 25mL，在室温下放置 5d、10d后，测其吸光度 A值。 结果如表 11。
由表 11可知，以上食品添加剂随浓度的增加，室温放置 10d后，柠檬酸、葡萄糖、食盐等对该色素
无影响。
图 6 氧化剂对色素稳定性的影响
图 7 还原剂对色素稳定性的影响
表 10 金属离子对色素稳定性的影响
金属离子 0d 2d 4d 8d
对照 0.613 0.587 0.492 0.384
K+ 0.579 0.559 0.479 0.268
Ca2+ 0.574 0.560 0.492 0.348
Al3+ 0.520 0.401 0.107 0.087
Na+ 0.580 0.572 0.468 0.335
Mg2+ 0.593 0.573 0.447 0.334
Cu2+ 0.593 0.279 0.079 0.063
陈连文 杨亮 武海林：金盏菊色素的提取及性能测定的研究
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表 11 常用食品添加剂对色素稳定性的影响
葡萄糖 氯化钠 柠檬酸
c/% 0d 5d 10d c/% 0d 5d 10d c/% 0d 5d 10d
0 0.517 0.512 0.481 0 0.517 0.512 0.481 0 0.517 0.512 0.481
0.5 0.500 0.492 0.470 0.1 0.513 0.492 0.488 0.05 0.514 0.487 0.478
1.0 0.485 0.478 0.459 0.2 0.499 0.486 0.479 0.10 0.513 0.479 0.469
1.5 0.486 0.473 0.445 0.3 0.485 0.478 0.461 0.15 0.509 0.466 0.453
2.0 0.480 0.468 0.439 0.4 0.478 0.463 0.452 0.20 0.500 0.458 0.448
2.5 0.477 0.473 0.428 0.5 0.469 0.454 0.439 0.25 0.493 0.445 0.440
4 结论
（1） 本试验采用微波提取法， 通过正交试验结果表明， 该色素的较优提取条件为： 乙醇浓度为
95%、提取时间为 30s、料液比为 1：100、微波功率为 320w。
（2）金盏菊色素为脂溶性色素，易溶于丙酮、95%乙醇、乙酸乙酯、乙醚等溶剂，溶于 NaOH 溶液，
微溶于水、HCl溶液等溶剂。
（3） 金盏菊色素在 pH 值为 3～11 范围内时颜色无变化。 在可见光范围内的最大吸收波长为
445nm。
（4）金盏菊色素耐热性较好，具有一定的抗还原性能，对光敏感，抗氧化能力较弱，葡萄糖、食盐、
柠檬酸等常用的食品添加剂对该色素无明显影响。
（5）Al3+、Cu2+金属离子对金盏菊色素有很明显的影响，其它金属离子对该色素无较大影响，由此
可知：使用金盏菊色素对水质无要求，但应避免与铝、铜制品接触。
（6）金盏菊色素营养价值高，富含丰富的叶黄素、VC，安全无毒，资源丰富，提取简单。有一定的应
用价值，是一种良好的色素开发资源。
参考文献：
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[3]李巧玲,陈学武.微波条件下提取天然色素的研究[J].食品工业科技,2002 ,23(6):28231.
[4]吴春.黑加仑色素的稳定性研究[J].黑龙江商学院学报:自然科学版,2000(01):11～14.
（下转第 18页）
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北京教育学院学报（自然科学版）
（上接第 14页）
Extraction and Performance Measure of Pigment from Marigold Flowers
Chen Lianwen Yang Liang Wu Hailin
(College of Biollogy Sciense and Engineering, Hebei University of Economics And Business,Shijiazhuang
Hebei 050061, China)
Abstract: The extraction of Marigold flowers to obtain pigment was studied in the paper by Solvent
extraction and Microwave Irradiation respectively, The stability of the pigment to light, temperature,
illumination, pH, oxidant, reductant, metal ions, food additive etc. were also systematically investigated.
The optimum extraction conditions are that the Alcohol is 95%，extraction time is 30s，solvent volume to
sample weight ratio is 100∶1, microwave power is 320w. The pigment is dissolved easily in 95% Alcohol
and its wavelength of maxium absorption is 445nm. Light and oxidant on the stability of the pigment are
big relatively, but other agents are not. This results will provide a scientific basis for the exploitation and
usage of the pigment from Marigold flowers.
Keywords: Marigold flowers; natural pagment; microwave irradiation; extraction; stability; spectral
character; physico-chemical property
（责任编辑 张玉平）
阳性苗 44株，GFP对照阳性苗 70株，为进一步研究 ERG细胞定位及功能提供了材料。
参考文献：
[1]贾雅丽，姚海雷，岳文，裴雪涛.小 G 蛋白 RhoA 与细胞发育[J].中国生物化学与分子生物学报，2009.25（3）：199-
205.
[2]张之为，赵君，樊明涛，赵燕.植物小 G 蛋白的研究进展[J].西北植物学报,2009.29（3）:0622-0628.
[3]Huang,Y.，B.Zhangetc.Up-regulation of yggG promotes the survival of Escherichia coli cells containing Era-1 mutant
protein.FEMS Microbiol Lett.2007.275（1）:8-15.
[4]Chen,X.，S.M.Chenetc.Purification,characterization and crystallization of ERA, an essential GTPase from Escherichia
coli.FEBS Lett.1999.445（2-3）:425-430.
Initial Screening of Arabidopsis Exogenous ERG Genes’Positive Plants
Yang Qingqing
(Faculty of Education for Teachers of Science and Math, Beijing Institute of Education, Beijing 100044,
China)
Abstract： Recently，researchs about the Era protein (E.coli ras-like protein) and its homologous
proteins are a lot, but its function in eukaryotes remains unclear, especially in plants there is less related
research report. Arabidopsis has two ERG protein, respectively 437 amino acids and 427 amino
acidsamino acids, for ERG437 and ERG427. Through constructing Eukaryotic ERG gene expression
vector,this paper has screened positive plants by agrobacterium-mediated method, for the further research
and the functional localization observations service.
Key Words： Era protein; ERG gene; ERG protein; positive plant
（责任编辑 张玉平）
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