全 文 ：浙 江 林 学 院 学 报 2010， 27（4）： 559 - 564
Journal of Zhejiang Forestry College
四季桂花瓣色素的初步鉴定与提取方法
蔡 璇1， 苏 蘩1， 金荷仙2，3， 姚崇怀1， 王彩云1
（1. 华中农业大学 园艺林学学院， 湖北 武汉 430070； 2. 浙江农林大学 园林学院， 浙江 临安 311300；
3. 《中国园林》杂志社， 北京 100835）
摘要： 对四季桂 Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’花瓣色素溶液进行特征颜色反应和紫外-可见光谱法鉴定， 并对色素的提
取方法进行了单因素与正交试验设计组合分析。 结果表明： 四季桂花瓣色素主要为黄酮类化合物， 其次为类胡萝卜素。
黄酮类化合物的特征吸收峰在 320 nm 处， 该类色素最佳提取条件为： 体积分数为 50%的乙醇水溶液作为提取剂， 以
1 ∶ 20 的料液比（花瓣粉末单位为 g， 提取剂单位为 mL）， 在 75 ℃的水浴中提取 3 h。 类胡萝卜素中的 3 种常见化合物
叶黄素、 番茄红素、 胡萝卜素， 其特征吸收峰分别在 443， 472 和 502 nm 处。 该类色素的最佳提取条件为： 用丙酮∶乙
醇（1 ∶ 1）溶液作为提取剂， 以 1 ∶ 10 的料液比， 在 50 ℃的水浴锅中提取 3 h。 图 3 表 5 参 17
关键词： 森林生物学； 四季桂； 提取； 花色； 黄酮类化合物； 类胡萝卜素
中图分类号： S718.4 文献标志码： A 文章编号： 1000-5692（2010）04-0559-07
Components and extraction methods for petal pigments of
Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’
CAI Xuan1， SU Fan1， JIN He-xian2，3， YAO Chong-huai1， WANG Cai-yun1
（1. College of Horticulture and Forestry Sciences， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， Hubei，
China； 2. College of Landscape Architecture， Zhejiang A & F University， Lin’an 311300， Zhejiang， China；
3. Chinese Landscape Architecture Magazine Publication， Beijing 100835， China）
Abstract： Characteristic color reactions and UV-visible spectra analysis for petal pigments of Osmanthus
fragrans ‘Siji Gui’ and extraction methods for flavonoids and carotenoids from its flower were studied using
single factor and orthogonal tests. Results for flavonoids showed a characteristic absorption peak of 320 nm
with optimum extraction conditions being an immersion in 50% （V/V） ethanol aqueous solution at 45 ℃ for
3 h with a solid-liquid ratio of 1（g） ∶ 20 （mL）. For three common carotenoid compounds the characteristic
absorption peaks were： lutein （443 nm）， lycopene （472 nm）， and carotene （502 nm） with the best ex-
traction conditions being immersion in acetone： ethanol （1 ∶ 1） solution at 50 ℃ for 3 h with a solid-liquid
ratio of 1（g） ∶ 10（mL）. ［Ch， 3 fig. 5 tab. 17 ref.］
Key words： forest biology； Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’； extraction； flower color； flavonoid；
carotenoid
桂花 Osmanthus fragrans 为原产中国的木犀科 Osmanthaceae 园林观赏植物， 享有 “独占三秋压众
芳” 的美誉， 其树姿优美， 四季常绿， 是中国传统十大名花之一， 不仅在园林中广泛应用， 而且因其
浓郁的芳香而成为中国重要的特产天然香料资源 ［1］。 前人以花色作为重要的分类依据， 将桂花分
收稿日期： 2009-06-24； 修回日期： 2009-11-06
基金项目： 国家自然科学基金资助项目（30671716）； 湖北省自然科学基金资助项目（2007ABA005）； 华中农业大学博
士科研启动项目（522204-06013）
作者简介： 蔡璇， 从事园林植物栽培生理、 采后及分子生物学研究。 E-mail： luckily0615@163.com。 通信作者： 王彩
云， 教授， 博士， 从事园林植物栽培生理、 采后及分子生物学研究。 E-mail： wangcy@mail.hzau.edu.cn
浙 江 林 学 院 学 报 2010 年 8 月
为花色较淡的银桂品种群、 黄色系的金桂品种群、 橙色系的丹桂品种群及黄白色的四季桂品种群 ［2］。
桂花花瓣色素方面的研究较少， 仅有李志州等 ［3］、 储敏［4］、 王桃云等 ［5］在色素提取与稳定性方面以及
陈洪国［6］将桂花开花进程中花瓣色素的变化作为衰老指标之一进行的研究报道。 桂花色素鉴定和提取
的实验体系尚不够完善， 阻碍了桂花花瓣色素形成与结构的进一步研究。 因此， 本研究以四季桂
Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’ 为材料， 旨在探索其优化的花瓣色素鉴定条件以及黄酮类化合物和类胡
萝卜素的提取方法， 为进一步开展桂花其他相关色素鉴定、 提取和结构与代谢的研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料四季桂于 2008 年 10 月采自华中农业大学校园。 采样树为树龄 40 ～ 50 a 的健康植株，
无病虫害。 选取盛花期、 黄白色的花朵进行采摘。 采后花瓣放于－ 70 ℃冰箱 ［5］， 试验前置 50 ～ 60 ℃
烘箱中烘干， 研成粉末后放于牛皮纸袋中于室温下避光干燥保存待用［7］。
1.2 四季桂花瓣色素的初步鉴定
1.2.1 四季桂花瓣色素的颜色反应法鉴定 参考白新祥等［8］方法， 准确称取桂花花瓣粉末 3 份各 0.1 g
放于 3 个具塞试管中， 分别加入体积分数为 30%的氨水、 体积分数为 10%的盐酸和石油醚 5 mL， 观
察并记录试验反应。
1.2.2 四季桂花瓣色素的紫外-可见光谱法鉴定 参考王桃云等［5］方法， 准确称取桂花花瓣粉末 6 份各
0.1 g放于 6 个具塞试管中， 分别加入甲醇、 乙醇、 石油醚、 丙酮、 丙酮 ∶ 乙醇（1 ∶ 1）、 丙酮 ∶ 石油醚
（1 ∶ 1）各 10 mL， 室温下浸提 1 h 后， 将色素提取液放置于 1 cm 石英比色皿中， 用 SHIMADZU UV-
2450紫外可见分光光度计在 190 ～ 600 nm范围内进行扫描。
1.3 四季桂花瓣色素的提取
1.3.1 四季桂花瓣黄酮类化合物的提取 称取 15 份四季桂花瓣粉末各 0.01 g， 分别以体积分数为
25%， 50%， 75%， 90%和 100%的甲醇、 乙醇和丙酮溶液 ［5］于室温下浸提 1 h， 用于比较不同试剂的
提取效果； 称取 5 份花瓣粉末各 0.01 g， 以 10 mL 体积分数为 75%乙醇溶液作为提取剂， 在室温下分
别浸提 1.0， 1.5， 2.0， 2.5， 3.0和 3.5 h， 用于比较不同时间的提取效果； 室温下按料液比（花瓣粉末
单位为 g， 提取剂单位为 mL）1 ∶ 10， 1 ∶ 20， 1 ∶
30， 1 ∶ 40， 1 ∶ 50， 1 ∶ 60， 1 ∶ 70， 1 ∶ 80， 1 ∶ 90
和 1 ∶ 100， 用体积分数为 75%乙醇溶液浸泡花瓣
粉末 1 h， 用于比较不同料液比的提取效果； 称取
5 份花瓣粉末各 0.01 g， 在室温 25， 30， 45， 60
和 75 ℃下各用 10 mL 体积分数为 75%乙醇溶液浸
提 1 h， 用于比较不同温度的提取效果。 根据单因
素试验结果， 采用 L9（34） 正交表对提取条件进行优
化（表1）。 以上各试验重复 3 次， 滤液在黄酮类化
合物的特征吸收峰 320 nm处测定吸光值［9－10］。
1.3.2 四季桂花瓣类胡萝卜类色素的提取 称取 5
份花瓣粉末各 0.5 g， 分别用 10 mL 的石油醚、 乙酸乙酯、 丙酮 ∶ 乙醇（1 ∶ 1）、 丙酮∶石油醚（1 ∶ 1）和
石油醚 ∶ 乙醇（1 ∶ 1）溶液［5］于室温下浸提 1 h， 用于比较不同试剂的提取效果； 称取 6 份花瓣粉末各
0.5 g， 以 10 mL 乙醇 ∶ 丙酮 （1 ∶ 1）溶液作为提取剂， 在室温下分别浸提 1.0， 1.5， 2.0， 2.5， 3.0 和
3.5 h， 用于比较不同时间的提取效果； 室温下按料液比（花瓣粉末单位为 g， 提取剂单位为 mL）为 1 ∶
20， 1 ∶ 40， 1 ∶ 60， 1 ∶ 80 和 1 ∶ 100， 用乙醇 ∶ 丙酮（1 ∶ 1） 溶液浸泡花瓣粉末 1 h， 用于比较不同料
液比的提取效果； 称取 5 份花瓣粉末各 0.5 g， 在室温 25， 30， 45， 60 和 75 ℃下各用 10 mL 乙醇 ∶
丙酮（1 ∶ 1）溶液浸提 1 h， 用于比较不同温度的提取效果； 根据单因素试验结果， 用 L9（34）正交表对
提取条件进行优化（表 2）。 以上各试验重复 3 次， 滤液在叶黄素、 番茄红素和胡萝卜素的紫外最大吸
表 1 四季桂花瓣黄酮类色素提取的正交
试验因素水平表 L9（34）
Table 1 Petal flavonoids extracting orthogonal test factor
level L9（34） of Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’
水平
因素
A乙醇体积分数/% B 料液比 C 提取时间/h D温度/℃
1 25 1 ∶ 20 2.5 45
2 50 1 ∶ 30 3.0 60
3 75 1 ∶ 40 3.5 75
说明： 料液比中花瓣粉末单位为 g， 提取剂单位为 mL。
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第 27 卷第 4 期
图 2 不同提取时间、 料液比及温度对四季桂花瓣黄酮类化合物的提取效果
Figure 2 Effect of different extracting time， material-solvent ratios， and temperatures to extract petal flavonoids of Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’
收峰 443， 472， 502 nm处测定吸光值［11］。
2 结果与分析
2．1 四季桂花瓣色素的初步鉴定
向四季桂花瓣的色素提取液中加入
石油醚， 浸提液表现为浅亮黄色， 说明
四季桂花瓣中含有类胡萝卜素； 加入体
积分数 10%盐酸， 浸提液呈现黄色， 说
明其中含有黄酮类化合物； 加入体积分
数 30%氨水， 浸提液呈现锈黄色， 说明
其中含有黄酮醇类化合物［8］。
2．2 四季桂花瓣的吸收光谱特征
从图 1 可知， 四季桂花瓣色素提取
液的最高吸收峰在 320 nm 处， 为黄酮类
化合物的特征吸收峰。 以丙酮 ∶ 乙醇（1 ∶
1）作为提取试剂时， 浸提液在类胡萝卜
素的特征吸收峰处有波动现象， 表明可
能含有少量类胡萝卜素［11］。
2．3 四季桂花瓣黄酮类化合物的提取
2.3.1 提取剂、 提取时间、 温度与料液
比等单因素试验 由表 3 可知， 甲醇和
乙醇对桂花色素的提取效果较好， 丙酮
较差。 不同体积分数的溶剂提取效果也
不同。 其中， 体积分数为 25%甲醇提取
效果虽好， 但甲醇有毒， 一般不采用［12］；
用体积分数为 90%的乙醇提取效果也很
好， 但时间长了容易将叶绿素提取出来［13］，
所以应采用体积分数较低的乙醇溶液作为提取试剂。 由图 2 可见， 提取时间为 3 h 时， 提取效果最
好； 料液比在 1 ∶ 20 ～ 40 时对黄酮类化合物的提取效果最好； 随着温度的升高， 吸光度逐渐增大，
但由于乙醇的沸点是 78.5 ℃， 所以提取温度应在乙醇的沸点以下。
2.3.2 黄酮类化合物提取的最优工艺条件 根据表 1 的正交试验因素水平， 对黄酮类化合物的提取条
件进行正交设计， 见表 4。 各因子对提取率的影响依次为： 提取温度、 提取料液比、 提取剂体积分数
和提取时间， 最优工艺条件为： A2B1C2D3， 即体积分数为 50%的乙醇、 料液比 1 ∶ 20、 提取时间 3 h
和温度 75 ℃。
表 2 四季桂花瓣类胡萝卜类色素提取的正交
试验因素水平表 L9（34）
Table 2 Petal carotenoids extracting orthogonal test factor
level L9（34） of Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’
水平
因素
E 提取时间/h F 料液比 G 温度/℃
1 2.0 1 ∶ 10 45
2 2.5 1 ∶ 20 40
3 3.0 1 ∶ 30 50
说明： 料液比中花瓣粉末单位为 g， 提取剂单位为 mL。
图 1 四季桂花瓣色素浸提液吸收光谱特征图
Figure 1 Absorption spectra characteristic of O. fragrans ‘Siji Gui’ petal pigment
蔡 璇等： 四季桂花瓣色素的初步鉴定与提取方法 561
浙 江 林 学 院 学 报 2010 年 8 月
表 3 四季桂花瓣不同提取剂各浓度下浸提液
的吸光度（λ = 320 nm）
Table 3 Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’ petal pigment absorbances of
extraction solvents and different concentrations （λ=320 nm）
50% 75% 90% 100%
0.231 0.308 0.160 0.131
0.096 0.043 0.112 0.042
— — — —
不同体积分数下的浸提液吸光度
25%
0.408
0.003
—
提取剂
甲醇
乙醇
丙酮
说明： “—” 表示吸光值不可读。
2.4 四季桂花瓣类胡萝卜的提取方法
2.4.1 提取剂、 提取时间、 温度与料液比等单因
素试验 由图 3 可以看出， 石油醚与丙酮 ∶ 乙醇
（1 ∶ 1）溶液提取的四季桂花瓣提取液在 443， 472
和 502 nm 下的吸光度都很高。 但由于石油醚溶液
作提取剂时， 四季桂花瓣粉末粘于试管壁， 所以
宜采用丙酮∶乙醇（1 ∶ 1）溶剂作为提取剂。 提取时
间为 2.5 和 3.5 h 时出现了波峰， 但时间过长会引
起溶剂挥发， 导致提取物浓度的升高， 因此提取
时间为 2.5 h较好。 在料液比为 1 ∶ 20 时， 有明显
的吸收峰。 在提取温度为 45， 60 ℃时均有吸收
峰， 但由于丙酮的沸点为 56.5 ℃， 乙醇的沸点为
78.5 ℃， 温度为 45.0 ℃时提取效果较好。
2.4.2 类胡萝卜素提取的最优工艺条件 根据表
2 对类胡萝卜素的提取条件进行正交试验设计（表
5）。 由此可知， 在不同的吸光度下， 各因素对提
取率的影响由大到小依次为： 料液比、 提取温度
和提取时间。 其最佳工艺条件都为 E3F1G3， 即提
取时间 3 h， 料液比 1 ∶ 10， 温度 50 ℃。
3 讨论
黄酮类化合物易溶于甲醇、 乙醇等溶剂， 难
溶于水， 且在低浓度的甲醇中， 其溶解性较好，
所以甲醇一直被广泛用于天然黄酮类化合物的提
取［14］。 但在玫瑰 Rosa rugosa 花瓣［15］的黄酮类色素
提取工艺研究中发现， 乙醇作为提取剂时， 提取
效果也很好， 甚至超过甲醇； 近几年在提取八仙
花 Hydrangea macrophylla 花瓣黄酮类化合物时 ，
也有用乙醇作为提取剂 ［16］。 鉴于甲醇的毒性， 黄
酮类化合物的提取纯化产物多用于医药和食品，
因此在本次试验中选取体积分数为 50%的乙醇为
四季桂花瓣中黄酮类化合物提取的最佳试剂。 选
取 1 ∶ 20 的料液比在 45.0 ℃的条件下浸提 3 h 时
的效果最佳。 本实验所得的最佳提取条件与前人
在桂花总黄酮含量测定试验 ［17］中所得的结果略有
差异， 可能是由于选取的实验材料及实验环境不
同。 在对四季桂花瓣类胡萝卜素的提取试验中虽然发现用石油醚和丙酮 ∶ 乙醇（1 ∶ 1）作为溶剂提取效
果都很好， 但使用石油醚时， 花瓣粉末易粘于试管壁， 增加了纯化回收的难度［7］， 因此本试验选用丙
酮 ∶ 乙醇（1 ∶ 1）溶液作为提取剂， 以 1 ∶ 10 的料液比在 50.0 ℃的条件下浸提 3 h 获得最佳的提取效
果。 而本研究只选取了叶黄素、 番茄红素和胡萝卜素作为类胡萝卜素的代表进行分析， 结果可能会有
一定的局限性。 而且黄酮类化合物和类胡萝卜素的种类都十分丰富， 因此在科研或生产中可根据实际
情况对最佳提取条件进行选择。 下一步的工作是进一步分离纯化或采用色谱质谱联用、 核磁共振等仪
器确定色素物质的结构， 从次生代谢产物水平分析不同桂花品种花色的差异与机理， 也作为桂花花色
育种工作的参考。
表 4 四季桂花瓣黄酮类化合物提取的
正交试验结果
Table 4 Orthogonal test results of extracting petal
flavonoids of O. fragrans ‘Siji Gui’
实验号
因素 吸光度
（λ = 320 nm）A B C D
1 1 1 1 1 0.082 0
2 1 2 2 2 0.069 0
3 1 3 3 3 0.086 0
4 2 1 2 3 0.213 0
5 2 2 3 1 0.064 0
6 2 3 1 2 0.079 0
7 3 1 3 2 0.121 0
8 3 2 1 3 0.111 0
9 3 3 2 1 0.050 0
k1 0.079 0 0.138 7 0.090 7 0.065 3
k2 0.118 7 0.081 3 0.110 7 0.089 7
k3 0.094 0 0.071 7 0.090 3 0.136 7
R 0.039 7 0.067 0 0.020 3 0.071 3
因素主次 D B A C
最佳组合 A2B1C2D3
说明： k 为第 i 因素第 j 水平所对应的试验指标和的平均值，
R 为第 i 因素的极差。
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第 27 卷第 4 期
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图 3 不同提取溶剂、 提取时间、 料液比及温度对四季桂花瓣类胡萝卜素的提取效果
Figure 3 Effect of different solvent types， time， material-solvent ratios and temperature to extract petal
carotenoids of Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’
表 5 四季桂花瓣类胡萝卜素提取的正交试验结果
Table 5 Orthogonal test result of extracting petal carotenoids of
Osmanthus fragrans ‘Siji Gui’
试验号
因素 不同波长下的吸光度
E F G 443 472 502 nm
1 1 1 1 0.558 0 0.406 0 0.091 0
2 1 2 2 0.273 0 0.198 0 0.041 0
3 1 3 3 0.195 0 0.138 0 0.029 0
4 2 1 2 0.373 0 0.268 0 0.059 0
5 2 2 3 0.348 0 0.249 0 0.058 0
6 2 3 1 0.294 0 0.212 0 0.043 0
7 3 1 3 0.672 0 0.498 0 0.110 0
8 3 2 1 0.317 0 0.226 0 0.036 0
k1（443 nm） 0.342 0 0.534 3 0.389 7
因素主次：F＞G＞E
最佳组合：E3F1G3
k2（443 nm) 0.338 3 0.312 7 0.302 7
k3（443 nm) 0.417 0 0.250 3 0.405 0
k1（472 nm) 0.247 3 0.390 7 0.281 3
因素主次：F＞G＞E
最佳组合：E3F1G3
v2（472 nm) 0.243 0 0.224 3 0.217 3
k3（472 nm) 0.303 3 0.178 7 0.295 0
R（472 nm) 0.060 3 0.212 0 0.077 7
k2（502 nm) 0.053 3 0.045 0 0.056 7
k3（502 nm) 0.055 3 0.030 7 0.065 7
R（502 nm) 0.002 0 0.056 0 0.025 7
9 3 3 2 0.262 0 0.186 0 0.020 0
R（443 nm) 0.078 7 0.284 0 0.102 3
k1（502nm) 0.053 7 0.086 7 0.040 0
因素主次：F＞G＞E
最佳组合：E3F1G3
蔡 璇等： 四季桂花瓣色素的初步鉴定与提取方法 563
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