全 文 ：天然产物研究与开发 Nat Prod ResDev 2006 , 18:453-457
文章编号:1001-6880(2006)03-0453-05
　
　
　收稿日期:2004-11-26　　　接受日期:2005-04-06
　基金项目:湖南省林产化工工程重点实验室项目(03-B005)
＊通讯作者 E-mail:tkk651@126.com
爬山虎红色素的大孔树脂吸附和分离及理化性质研究
唐纯翼＊ ,董爱文 ,丁　文 ,彭均辉 ,林桂艳
(吉首大学张家界校区生物资源系 , 张家界 427000)
摘　要:本文比较了六种不同型号的大孔树脂对爬山虎红色素的吸附能力 ,筛选其中最佳的 HPD-600 树脂作为
爬山虎红色素的吸附和分离的树脂;用甲醇作为洗脱剂 ,洗脱效果好;研究了食品中几种常见的共存物 、几种金
属离子 、氧化剂 、温度及光等对爬山虎红色素稳定性的影响。
关键词:爬山虎红色素;HPD-600树脂;吸附与分离;理化性质
中图分类号:TS202.1 文献标识码:A
Red Pigments from Parthenocissus tricuspidate Planch ,
Their Adsorption and Separation on Macroporous Resin
TANG Chun-yi＊ ,DONG Ai-wen ,DING Wen ,PENG Jun-hui ,LIN Gui-yan
(Biology Resources Department of Jishou University , Zhangjiajie 427000 , China)
Abstract:This paper compares the adsorptive power of 6 types of macroporous resin to red pigments from Parthenocissus Tricus-
pidate Planch.Among the 6 types , HPD-600 was the best one considering their adsorption and separation to red pigments.
Methanol is the best eluent.The effect of the co-existing substances in the food ,metal anions , oxidants , temperature and light to
the stability of red pigments was studied.
Key words:red pigments from Parthenocissus Tricuspidate Planch;HPD-600 resin;absorption and separation
　　近年来随着人们生活水平的提高和科学的发
展 ,食用合成色素对人们的健康的影响和危害已经
引起人们的高度关注 ,被许可使用的种类越来越少 ,
许多国家已禁止使用合成色素[ 1.2] 。天然色素以其
自然属性 、安全性及副作用小等特性 ,有些天然色素
还有一定的营养和药理作用 ,因此天然食用色素越
来越受人民的关注 ,用它取代合成色素是大势所
趋[ 3] ,爬山虎熟果红色素属于黄酮类色素 ,而黄酮类
的物质具有抗氧化 、抗衰老的功效 ,故该色素不仅具
有着色功能 ,而且具有一定的药用作用 ,有着广阔的
发展和应用前景 。
爬山虎(Parthenocissus Tricuspidate Planch)葡萄
科爬山虎属多年生落叶藤本植物 ,其成熟果实呈紫
黑色 ,武陵山区野生资源极丰富且极易栽培 ,本文选
择大孔树脂吸附分离爬山虎熟果中红色素 ,并对其
理化性质及主要成分进行分析检测 ,为开发爬山虎
红色素提供理论依据 。
1　材料 、试剂与仪器
实验材料:爬山虎熟果于 2002年 10月采于校
区园内 ,洗净晾干-25 ℃冰柜中保存待用。
大孔树脂:D101-C(购于天津市友昌工贸有限公
司);AB-8(购于南开大学化工厂);HPD-600(购于沧
州宝恩化工有限公司);LD-607 、A-39 、YPTR-66(张家
界恒兴生物科技有限公司)
试剂:试剂均为分析纯 。
仪器:MAF-492A低温冰柜(日)三洋 、BS-220恒
温水浴锅(日)、AEG-220电子天平(日)岛津 、Uv-160
型紫外可见分光光度计(日)岛津 、FD-230红外水分
仪(日)、HM-60V酸度计(日)、AA-680原子吸收光谱
仪(日)岛津 、RE-52旋转蒸发仪(日)、DP-32真空干
燥箱(日)、752紫外光栅分光光度计(中)上海 。
2　实验部分
2.1　色素提取工艺流程[ 4]
熟果※去籽※浸提※树脂吸附※解吸※浓缩※
真空干燥※爬山虎红色素
DOI :10.16333/j.1001-6880.2006.03.027
2.2　树脂的选择[ 5, 6]
2.2.1　树脂的活化处理　
常规法处理 。
2.2.2　树脂选择
将活化湿树脂自然风干 ,红外测水分含量 ,按比
例称湿树脂于 100 mL 锥形瓶中并各加入 5 mL 0.5
g/mL色素溶液 ,在室温下静止吸附 24 h ,测上清液
与解吸液在 520 nm处吸光度 ,比较各吸光度的大小
及吸附率的大小 ,结果见表 1。
表 1　六种树脂吸附的结果
Table 1　Result of absorption of 6 different resin
树脂 Resin
项目 Item 含水量
Water content
(%)
称湿树脂重
Wet resin
weight(g)
加入色素量
Rigment addition
(mL)
加入甲醇量
Methanol addition
(mL)
空白溶液
Control
A λ(nm)
HPD-600 81.6 5.435 5 6 0.018 0.542 520.0
D101-C 78.5 4.651 5 6 0.046 0.219 520.0
LD607 83.5 6.061 5 6 0.050 0.216 520.0
AB-8 80.5 5.128 5 6 0.047 0.201 520.0
A-39 75.9 4.149 5 6 0.051 0.183 520.0
YPTR-66 64.5 2.817 5 6 0.048 0.202 520.0
　　从表 1可知HPD-600吸附效果较好 ,吸附率也
较高 。以不同浓度的乙醇 、丙酮 、乙酸乙酯和蒸馏水
为洗脱剂时结果与此相似 ,因此本文选择 HPD-600
为吸附树脂。
2.2.3　洗脱剂的选择
分别用不同浓度的乙醇 、甲醇 、丙酮 、乙酸乙酯等
对吸附了红色素的 HPD-600大孔树脂在常温下静止
洗脱 ,测洗脱剂在520 nm处的吸光度 ,结果见表 2。
表 2　洗脱剂的选择
Table 2　Choice of desorhing reagent
静止时 Time
解吸剂 Fluent 甲醇
Methanol
乙醇
Ethanol
丙酮
Acetone
乙酸乙酯
Ethyl acetate
30 min 0.215 0.310 0.304 0.103
60 min 0.514 0.432 0.378 0.101
90 min 0.612 0.452 0.453 0.103
120 min 0.766 0.472 0.493 0.102
　　从表 2可以看出甲醇洗脱液吸光值最大 ,洗脱
效果最好 ,本文选择甲醇作为解吸剂。
2.2.4　爬山虎红色素的提取[ 7 ,9]
称取 400.000 g 熟果 ,去籽后研碎 ,用 600 mL 体
积分数 1%的盐酸-乙醇溶液在室温下浸提 4 h ,抽
滤 ,滤渣再浸提一次 ,滤液上柱 ,洗脱液用旋转蒸发
仪在 50 ℃±1 ℃,40±2 rpm 条件下蒸干 ,然后在 40
℃下真空干燥(真空度为 750 mm Hg 柱),得粉末状
红色素。
2.3　爬山虎红色素的理化性质[ 10-12]
2.3.1　色素的溶解性[ 13]
取粉末红色素 10.0 mg 于 25 mL 具塞试管中 ,
分别加入甲醇 、乙醇 、丙三醇 、丙酮 、水 、乙醚 、苯 、氯
仿各20 mL ,(平行3份),振荡后放置3 d。实验结果
表明该色素易溶于甲醇 、乙醇 、丙三醇和水 ,不溶于
其它溶剂。
2.3.2　爬山虎红色素的 pH效应
吸取 0.5 mg/mL 红色素溶液 1 mL ,分别用 pH
值为 2.0 ～ 8.0系列缓冲液定容至 25 mL ,于暗处静
置 1 h 。然后以缓冲液为参比 ,在岛津Uv-160A上从
800 ～ 200 nm 自动扫描 ,其吸收光谱图见图 1 ,最大
吸收波长及吸光值见表 3:
表 3　不同 pH值下红色素的(λmax)和(Amax)
Table 3　Theλmax andλmax of red pigment in different pH value con-
ditions
pH 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
λmax(nm) 520.0 520.0 520.0 520.0 - - -
Amax 1.763 1.263 0.619 0.481 - - -
图 1　不同 pH 值的条件下红色素吸收光谱图
Fig.1　Absorption bands of red pigment indifferent pH value
　　从图1与表3可以看出 ,该色素在pH值为2.0～
5.00之间最大吸收波长没有变化 ,而吸收值却随着
454 天然产物研究与开发　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Vol.18
pH值增大而急剧降低 ,若以Amax值代替该红色素的
相对含量 ,那么在 pH 5.0的缓冲溶液中红色素的含
量只有 pH 2.0时的27.28%,这说明溶液中大部分红
色素随着 pH值的上升而发生了变化。当 pH值大于
6.0时该色素在可见区的特征性吸收峰消失。
2.3.3　共存物对色素的影响
取1%红色素液 0.5 mL ,用不同浓度的NaCl、维
生素 C 、苯甲酸钠 、H2O2 、NaHSO3、蔗糖的缓冲液分别
定容至 25 mL ,暗处静置 1 h ,以相应的缓冲液作参
比 ,在 Uv-160A从 800 ～ 200 nm进行自动扫描 ,其吸
收光谱分别图见图 2 、3 、4 、5 、6 、7。
图 2　含不同 NaCl浓度的红色素溶液的吸收光谱图
Fig.2　Absorption bands of red pigment solutioncontaining dif-
ferent amounts of NaCl
图 3　不同维生素 C 浓度的红色素溶液的吸收光谱图
Fig.3　Absorption bands of red pigment in differentvitaminC so-
lution
图 4　含不同浓度苯甲酸钠的色素溶液的吸收光谱图
Fig.4　Absorption bands of pigment in different benzoic acid so-
lution
　　从图 2可以看出 NaCl存在对爬山虎红色素的
最大吸收波长没有影响 ,而吸光度则随着 NaCl浓度
的增大而增加 ,这说明NaCl的存在对红色素的红色
稍有增强作用 ,而无不良影响;从图 3 可以看出 Vc
的存在对爬山虎红色素的最大吸收波长没有影响 ,
其吸光值有一定的变化 ,这说明Vc的存在对色素的
影响不大;从图 4可以看出苯甲酸钠对爬山虎红色
素的最大吸波长没有影响 ,对吸光度有一定影响 ,随
着苯甲酸钠浓度的增加 ,其吸光度有所降低 ,说明苯
甲酸钠对爬山虎红色素有不良的影响 。
图 5　含不同 H2O2浓度的色素溶液的吸收光谱图
Fig.5　Absorption band of pigment solution containing different
concentration of H2O2
图 6　含不同浓度 NaHSO3 的色素溶液吸收光谱图
Fig.6　Absorption band of pigment solution containing different
of concentration NaHSO3
图 7　含不同蔗糖浓度的色素溶液的吸收光谱图
Fig.7　Absorption band of pigment solution containingdifferent
concentration of Cane sugar
　　从图 5可以看出氧化剂(H2O2)对爬山虎红色素
影响很大 ,随着氧化剂浓度的增大 ,色素溶液由红色
被氧化成无色的速度也依次加快 ,这说明爬山虎红
色素耐氧化性较差 ,因此在提取 、加工 、使用和保存
的过程中 ,该色素要避免与氧化剂接触;从图 6可以
看出亚硫酸氢钠对爬山虎红色素具有很强的漂白作
用 ,该色素与 NaHSO3 一接触 , 溶液立即变成无色 ,
在可见光区的特征性吸收峰也完全消失。因此在提
取 、加工 、使用和贮存过程中 ,应避免与之接触;从图
7可以看出随着蔗糖浓度的升高 ,其最大吸收波长
右移 20多 nm ,说明蔗糖的存在对色素的最大吸收
波长有一定的影响 ,但吸光度随着浓度的增加而增
455Vol.18 唐纯翼等:爬山虎红色素的大孔树脂吸附和分离及理化性质研究 　
大 ,说明蔗糖的存在对爬山虎红色素有增色作用。
2.3.4　金属离子对红色素的影响
用去离子水配制1%红色素液 ,各取 1mL 于25
mL 容量瓶中 ,用含不同金属离子(Mg2+ 、Ga2+、Fe3+
和Gu2+)溶液定容至 25 mL。于暗处静置 1h ,用去
离子水作参比在岛津 UV-160A上从 800 ～ 200 nm 波
长范围内自动扫描 ,其吸收光谱图见图 8 、9 、10 、11。
图 8　含不同浓度的Mg2+的色素溶液的吸收光谱图
Fig.8　Absorption band of pigment solution containing different
concentration of Mg2+
图 9　含不同 Ca2+浓度的红色素溶液的吸收光谱图
Fig.9　Absorption band of pigment solution containing different
concentration of Ca2+
图 10　含不同Fe3+浓度的红色素溶液的吸收光谱图
Fig.10　Absorption band of pigment solution containing different
concentration of Ca2+and Fe3+
图 11　含不同 Cu2+浓度的红色素溶液吸收光谱图
Fig.11　Absorption band of pigment solution containing different
concentration of Cu2+
　　从图8可以看出随Mg2+浓度增加 ,对该色素的
最大吸收波长没有影响 ,最大吸光度随着 Mg2+浓度
的增加而增加 ,说明Mg2+对该色素的显色具有增效
作用;从图9 可以看出随 Ca2+浓度的增加 ,最大吸
收波长没有变化 ,而最大吸光度随着 Ca2+浓度的增
加而大幅增加 ,说明Ca2+对该色素的显色具有增效
作用;从图 10可以看出爬山虎红色素溶液在加入
Fe3+后 ,在 520.0 nm 处已无吸收峰 ,说明该色素的
分子结构已发生改变 ,其结果是该色素溶液由红色
变成墨绿色最后变成锈黄色。可见 Fe3+对爬山虎
果红色素有不良影响 ,因此在提取与加工该色素时
不能与铁器接触;从图 11可以看出该色素溶液随着
Cu
2+浓度的增加 ,溶液的吸光度也随之增加 ,溶液
的红色也稍有加深 ,但当 Cu2+浓度达到 800 μg/mL
时 ,其吸收光谱在可见区的特征性吸收峰消失 ,而趋
于一条直线 ,从溶液的外观看 ,颜色没有发生改变。
所以 ,一定浓度内的Cu2+对该色素并无不良影响。
2.3.5　温度对爬山虎熟果红色素的影响
取浓度为 0.5%的色素溶液 60.0 mL于 200 mL
三角瓶中 ,分别置于 40±1 ℃、60±1 ℃、80±1 ℃、
90±1 ℃、100 ℃的恒温水浴中处理 ,温度在 80 ℃及
以上的处理瓶口加回流冷凝管 ,每隔 30 min 取样于
暗处冷却至室温 ,在岛津 Uv-160A上测 520.0 nm时
的 A值 ,结果见表 4。
表 4　不同温度对爬山虎红色素的影响
Table 4　Effect to the red pigment of Parthenocissus tricuspidate Planch at different temperature
温度
Tem.
不同处理时间(min)的吸光度(A)的变化 Adsorption changjing with time
0 min 30 min 60 min 90 min 150 min 210 min 270min 350 min 450 min 570 min
40 ℃ 0.963 0.956 0.952 0.942 0.864 0.836 0.794 0.780 0.766 0.757
60 ℃ 0.963 0.952 0.936 0.918 0.866 0.811 0.789 0.717 0.648 0.616
80 ℃ 0.963 0.535 0.941 0.915 0.853 0.809 0.783 0.714 0.592 0.541
90 ℃ 0.963 0.951 0.937 0.914 0.841 0.758 0.691 0.663 0.585 0.495
100 ℃ 0.963 0.938 0.906 0.864 0.784 0.609 0.522 0.463 0.427 0.403
　　注:平行 3份取其平均值,以 A值变化表示色素的变化
　　Note:The average of three parallel samples ,using change of A value as a token of change of pigment
　　从表 4可以看到红色素在不同温度条件下 ,在 加热时间相同时 ,吸光度(A)值都有所减少 ,在相同
456 天然产物研究与开发　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Vol.18
温度的条件下 ,随着时间的增加吸光度(A)值逐渐
减少 ,但减幅不大 ,从外观上看随着温度的升高及时
间的增长色素溶液的颜色有所变淡 ,说明爬山虎红
色素的耐热性较强。
2.3.6　光照对爬山虎红色素的影响
在不同的光照条件下 ,爬山虎红色素溶液的吸
光度随时间的变化情况见表 5。
表 5　光照对爬山虎红色素的影响
Table 5　Effect of light to the red pigment of Parthenocissus Tricuspidate Planch
放置点
Place
不同处理时间的吸光度(A)的变化Adsorption changing with time
0 min 30 min 60min 90 min 120 min 150 min 180 min 190 min 200 min 210 min
暗 处Park 0.963 0.954 0.947 0.939 0.933 0.927 0.924 0.914 0.904 0.898
室内散光 Room light 0.963 0.933 0.901 0.868 0.822 0.782 0.769 0.697 0.603 0.466
　　从表 5可以看到爬山虎熟果红色素对光照比较
敏感 ,不同的光照条件下 ,色素的降解的差异比较
大 ,因此该色素在提取 、加工及保存中 ,应采取避光
措施 。
2.4　爬山虎红色素制品的评价
2.4.1　成分测定
水分测定-真空干燥法;总糖-硫酸苯酚法;灰分-
高温焚烧法;维生素 C-碘量法 ,经检测爬山虎色素
粉末中水分含量为 3.97%;总糖为 78.53%;花青苷
为 4.84%;灰分为 7.89%;维生素 C 为 6.89 MG/
100G 。
2.4.2　微生物测定
实品卫生检验方法 ,检测结果为细菌总数(个/
G):<100;大肠杆菌群(个/G)<30;致病菌未检出 。
2.4.3　有害元素检测
原子吸收光谱法测定 ,测定结果为砷为 0.108
μg/g;铅为 0.4379μg/g;汞<0.098 μg/g
3　结论
综上所叙 ,用 HPD-600树脂吸附和分离爬山虎
熟果中红色素的效果较好 ,吸附后的爬山虎红色素
易于洗脱 ,在综合开发利用爬山虎熟果及其色素时 ,
对爬山虎色素的安全性 、色素的化学结构及色泽稳
定性还有待进一步研究和提高 。
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