全 文 ：105※基础研究 食品科学 2009, Vol. 30, No. 13
红叶甜菜红色素的稳定性研究
李 伟1,2
(1.湖北民族学院生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000；
2.湖北民族学院 湖北省生物资源保护与利用重点实验室，湖北 恩施 445000)
摘 要：采用80%乙醇为提取溶剂，将提取的色素液在230～700nm范围内进行紫外扫描，而后分别探讨碳水化合
物、pH值、温度、氧化剂还原剂、光照、金属离子对色素在紫外和可见光区的稳定性的影响。结果表明：该
色素在紫外光区有两个吸收峰，波长分别为270、334nm，可见光区有两个吸收峰，波长分别为538、666nm；
红叶甜菜红色素对热比较稳定，但不耐高温；pH值对色素颜色影响不是很大，除pH10以外；碳水化合物对其影
响不显著；其抗氧化能化较弱；自然光照射一定时间会褪色；大多数金属离子对其无影响；而Fe3+等少数金属离
子对色素有影响。
关键词：红叶甜菜；红色素；稳定性
Stabilization of Red Pigments from Edible-leaf Beet (Beta vulga isvar. cicla) Stems
LI Wei1,2
(1. School of Biological Science and Technology, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000, China；2. Key Laboratory
of Biologic Resource Protection and Utilization of Huber Province, Hubei U iversity for Nationalities, Enshi 445000, China)
Abstract ： The red pigments that were extracted from edible-leaf beet stems using 80% ethanol were subjected to spectral scanning
in the wavelength range of 230－700 nm, and the influences of sucrose, pH value, temperature, reducer, oxidizer, light and metal
ions on the stability of the red pigments were investigated. The results showed that the pigments had two peaks in the UV region,
which were at 270 nm and 334 nm, respectively, and also had two peaks at 538 nm and 666 nm in the visible light region. The
red pigments from edible-leaf beet stems was stable when heated for 30 min below 70 ℃, but it could not resist high temperature;
the color of the red pigments was stable when pH was below 10; the pigments presented weak antioxidant capacity, and the color
would fade when exposed to the natural light for a long time, while sugar had no obvious effect on it; and other metal ions such
as Ca2+, Mg2+ and Zn2+ had no effects on it, except Fe3+ and Al3+ exhibiting hypochromic effect, while K+ and Na+ pres nting
hyperchromic effect.
Key words：edible-leaf beet；red pigments；stability
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)13-0105-03
收稿日期：2008-09-18
基金项目：湖北省教育厅重点科研项目(B200729006)
作者简介：李伟(1975－)，男，讲师，硕士研究生，主要从事生物资源开发研究。E-mail：hexulicheng@yahoo.com.cn
红叶甜菜(Beta vulgaris L. var. cicla)属黎科甜菜属，
别名紫菜头，是栽培甜菜的一个变种，为食用甜菜，
是欧美重要蔬菜之一[1]。
红叶甜菜利用价值较高，成分之一是红色素，是一
种生物碱类色素，存在于苋科、藜科、紫茉莉科、仙
人掌科以及商陆科等多种植物中，多从藜科红甜菜(Beta
vulgaris L. var. rubra)的块根中提取[2]。甜菜红色素是取代
人工合成红色素最理想的天然色素之一，具有一定的生
理活性，相对合成色素而言，无毒副作用，更加安全
可靠[3]。本实验主要以红叶甜菜的茎为提取原料进行色素
提取，研究此色素在不同环境条件下的稳定性。
1 材料与方法
1.1材料与试剂
红叶甜菜茎 湖北民族学院基地。
蔗糖、乙醇、氧化铁、氧化锌、氯化铝、氯化
钙、双氧水、V C、硫酸镁、盐酸、氢氧化钠。
1.2仪器与设备
DS-1高速组织捣碎机 上海标本模型厂；UV1900PC
紫外双光束可见光分光光度计 上海亚研电子科技有限
2009, Vol. 30, No. 13 食品科学 ※基础研究106
公司；PH BJ-260型便携式pH计 上海精科雷磁厂；
HH-4型恒温水浴锅 江苏全坛新一佳仪器厂；FA2140
型电子分析天平 上海天平仪器厂。
1.3方法
1.3.1红叶甜菜色素浸提液的制备方法
取一定量的红叶甜菜茎切碎，按l:3的比例加入80%的
乙醇，浸提30min，过滤，离心(4800r/min，15min)即可得
l:3色素溶液，用80%乙醇稀释10倍后得1:30色素溶液。
1.3.2红叶甜菜红色素的光谱特征
取一定量的色素液，用80%乙醇稀释10倍后在波
长230～700nm范围内进行紫外-可见扫描分析，根据紫
外-可见扫描得到红叶甜菜红色素的吸收峰。
1.3.3红叶甜菜红色素稳定性的研究
根据紫外扫描图得到红叶甜菜红色素的吸收峰，在
此波长下测定色素在各种环境条件下的吸光度，以吸光
度变化来衡量红叶甜菜红色素的稳定性。
2 结果与分析
2.1红叶甜菜红色素光谱特征的确定
由图1可见，红叶甜菜红色素在紫外区有两个吸收
峰分别为270、334nm，在可见光区有两个吸收峰，波
长分别为538、666nm，同时在472nm处也出现了一个
很小的峰，472、538nm两个吸收峰共同构成了红叶甜
菜红色素溶液的特征吸收峰。但实验发现，472nm的吸
收峰不稳定，大多数情况下消失，更多保留的是538nm
的吸收峰，因此，选择270、334、538、666nm(对应
图1中的峰1、2、3、4)作为色素测定的波长。
图1 红叶甜菜红色素的紫外-可见扫描图谱
Fig.1 UV-VIS scanning spectrum of red pigments from edible-leaf
beet stems
3.0000
2.6250
2.2500
1.8750
1.5000
1.1250
0.7500
0.3750
0.0000
1
吸
光
度
波长(nm)
230308.3386.7465543.3621.7700
2
3 4
2.2红叶甜菜红色素稳定性的研究
2.2.1碳水化合物对红叶甜菜红色素稳定性的影响
取等量l:30新鲜红叶甜菜红色素分别加入不同浓度
的蔗糖溶液，充分振荡后在不同时间分别测其在波长
270、334、538、666nm处的吸光度。
由表1可以看出，蔗糖对红叶甜菜红色素稳定性影
响不大，随着蔗糖浓度的增高，红叶甜菜红色素在紫
外光区的吸光度呈现增大的趋势，而在可见光区，蔗
糖的浓度对其538nm的吸收峰在前2h内几乎没有影响，
但在3h时吸光度略有下降；同时可使666nm的吸光度
下降；同一浓度的蔗糖溶液，对红叶甜菜色素均有不同
程度的降解作用。
2.2.2pH值对红叶甜菜红色素稳定性的影响
取等量l:30新鲜红叶甜菜红色素分别用HC1和NaOH
配制不同pH值的色素液，测定不同pH值下吸光度，观
察颜色反应，同时在230～700nm波长范围内进行紫外-
可见扫描。
由表2可见，色素溶液在pH2.0～8.0之间比较稳定，
pH4.0～6.0最稳定。pH＜4.0时，溶液的颜色变深，由
红色变紫红色；当pH＞8.0时，溶液颜色变浅，pH＞
10.0时溶液颜色迅速变黄。
p H 2 4 6 8 10
A270nm 2.14562.40811.93442.41022.6683
A334nm 1.85252.01691.54211.64211.9803
A538nm 0.35580.49460.44500.50850.3882
A666nm 0.16630.18940.18630.19580.2008
颜色 紫红 红色 红色 浅红 黄色
表2 pH值对红叶甜菜红色素稳定性的影响
Table 2 Effects of different pH values on stability of red pigments
from edible-leaf beet stems
2.2.3温度对红叶甜菜红色素稳定性的影响
取等量l:30新鲜红叶甜菜红色素分别于30、40、
50、60、70、80、90、100℃水浴处理30min，而后
测定吸光度，同时在230～700nm波长范围内进行扫描。
由表3可以看出，当温度小于70℃时红叶甜菜红色
素基本上是稳定的，但当温度高于70℃时，红叶甜菜
红色素迅速被破坏。
A270nm A334nm A538nm A666nm
浓度(%)
0h 1h 2h 3h 0h 1h 2h 3h 0h 1h 2h 3h 0h 1h 2h 3h
0 1.93441.93441.93441.93441.54211.54211.54211.54210.44500.44500.44500.44500.18630.13630.13631.313
1 2.10922.04642.04912.02531.57931.57651.58531.58690.42340.41120.40750.33390.14860.14250.14770.1363
3 2.01262.0123.17503.0001.53611.51221.68481.81950.41620.40870.41650.33380.14320.14110.14860.1359
5 2.18392.22362.32712.12281.62371.61411.69001.63360.43870.43670.42190.34520.16140.15990.14950.1426
7 2.34212.30872.35992.22961.72431.71381.7319.71180.43920.43830.43350.36310.15830.15260.15410.1493
表1 蔗糖对红叶甜菜红色素稳定性的影响
Table 1 Effects of different concentrations of sugar on stability of red pigments from edible-leaf beet stems
107※基础研究 食品科学 2009, Vol. 30, No. 13
2.2.4氧化剂还原剂对红叶甜菜红色素稳定性的影响
取l:30新鲜红叶甜菜色素溶液10ml，分别加入1ml
30%过氧化氢和1gVC，测定吸光度，结果见图2。与
图1相比，270nm的吸收峰消失，666nm和538nm的吸
收峰相对减弱，说明红叶甜菜色素易被氧化，应用时注
意间隔氧或避免与氧化剂同时使用。VC在红叶甜菜溶液
中起到了抗氧化作用，可减少红叶甜菜红色素的损失。
说明该色素抗氧化能力较弱。
金属离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Al3+ Fe3+ Zn2+
A270nm1.63991.52562.31631.27651.03293.00001.6858
A334nm1.30541.23541.79601.06681.16582.46711.3730
A538nm0.33130.30440.49680.26930.18183.0000.1626
A666nm0.16040.14800.27450.13710.11210.20890.2186
颜色 红色 红色 粉红色 红色 白色 黄色 粉红色
表5 金属离子对红叶甜菜色素稳定性的影响
Table 5 Effects of different metal ions on stability of red pigments
from edible-leaf beet stems
色素颜色变浅至基本消失。
2.2.6金属离子对红叶甜菜色素稳定性的影响
取l:30的红叶甜菜红色素溶液10ml分别加入氯化
铁、氯化锌、氯化铝、氯化钾、氯化钠、氯化钙、
硫酸镁，使其浓度均为7mg/kg，测其吸光度，同时在
230～700nm波长范围内进行扫描。
由表5可见，金属K+、Na+的存在对红叶甜菜色
素有增色作用，而Al3+、Fe3+可破坏其颜色，尤其是
Fe3+可破坏红叶甜菜红色素在紫外区的吸收峰。
3 结 论
3.1红叶甜菜红色素在270、334、472、538、666nm
处有吸收峰，与于明等[ 4 ]研究有些差异，在本研究中
472nm处的吸收峰很小。
3.2碳水化合物对甜菜红色素几乎无影响；pH值对红
叶甜菜红色素的稳定性影响不是很大；但在碱性条件下
色素不稳定，这限定了该色素只能在中性或偏酸条件下
使用；当温度小于70℃时，红叶甜菜红色素基本上是
稳定的，但高于70℃色素受到破坏；红叶甜菜红色素
抗氧化能力较弱。红叶甜菜红色素在自然光照射下长时
间照射会褪色；K+、Na+对红叶甜菜色素有增色作用，
而Al3+、Fe3+可破坏其颜色。
参考文献：
[1]张景楼, 王洪江,张宇航. 红甜菜的利用价值及其在糖甜菜育种上的
应用[J]. 中国糖料, 2006(3): 48-49.
[2]高彦祥, 刘璇. 甜菜红色素研究进展[J]. 中国食品添加剂, 2005(8):
65-69.
[3]陈连文, 师建华. 埃及扁圆红甜菜色素的提取及其稳定性研究[J]. 河
北师范大学学报: 自然科学版, 2002, 26(1): 62-64.
[4]于明, 张谦. 甜菜红素理化性质及其稳定性研究[J]. 新疆农业科学,
2002, 39(6): 331-333.
温度(℃) 30 40 50 60 70 80 90 100
A270nm1.93443.00002.82182.71102.55163.00003.00002.8021
A334nm1.54212.60571.97691.85411.90962.04943.00001.8864
A538nm0.44500.44800.43460.41450.30130.24670.25710. 444
A666nm0.18630.17240.17160.17480.15440.16530.26040.1553
颜色 红色 红色 红色 红色 浅红色 黄色 绿色 绿色
表3 温度对红叶甜菜红色素稳定性的影响
Table 3 Effects of different temperatures on stability of red
pigments from edible-leaf beet stems
2.2.5光照对红叶甜菜色素稳定性的影响
取10ml 1:30新鲜色素溶液置于自然光下，测定不
同作用时间下的吸光度。
图2 氧化剂还原剂对红叶甜菜红色素稳定性的影响
Fig.2 Effects of 30% H2O2 (curve 1) and VC (curve 2) on stability
of red pigments from edible-leaf beet stems
3.0000
2.6250
2.2500
1.8750
1.5000
1.1250
0.7500
0.7750
0
1
吸
光
度
波长(nm)
230.03 8.3386.7465.0543.3621.7700.0
2
3
V C
H2O2
存放时间(h) 0 2 3
A270nm 1.9344 2.8256 2.6502
A334nm 1.5421 1.9743 2.1395
A538nm 0.2884 0.3272 0.2457
A666nm 0.4450 0.1511 0.1474
表4 光照对红叶甜菜红色素稳定性的影响
Table 4 Effects of different lighting duration on stability of red
pigments from edible-leaf beet stems
由表4可见，在光照0～3h时，自然光对红叶甜
菜色素的稳定性基本上没有影响，但在3h时红叶甜菜