全 文 ：现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2009, Vol.25, No.9
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粉叶爬山虎红色素的提取纯化工艺研究

丁文，董爱文,杨海荣
（吉首大学城乡资源与规划学院，张家界 427000）
摘要：本文采用酸性乙醇溶液提取粉叶爬山虎果皮中红色素，比较了九种大孔吸附树脂对红色素静态、动态吸附和解吸实验,
筛选出红色素纯化的最佳树脂，并用薄层色谱法对红色素进行了单体分离。结果表明：LSA-8 大孔吸附树脂纯化红色素效果较好，确
定了吸附和洗脱的最佳工艺参数为：上柱液 pH 6.5~7.5，样液质量浓度 0.56 mg/mL，吸附流速 2.0 mL/min；以 60％乙醇为解吸剂， 洗
脱液流速 1.0 mL/min；通过薄板层析（TLC）研究，得其 TLC 最佳展层剂是:V(水):V(甲酸):V(乙酸乙酯)=3:2:10，分离红色素，得到 4
种单体成分。
关键词：爬山虎;红色素;分离;纯化
中图分类号：TS202；文献标识码：A；文章篇号:1673-9078(2009)09-1061-05
Extraction, Isolation and Purification of Red Pigment from Parthenocissus
thomsonii Plach
DING Wen, DONG Ai-wen ,YANG Hai-rong
(College of Resources and Planning Sciences, Jishou University, Zhangjiajie 427000, China)
Abstract：In this paper, red pigment was extracted from Parthenocissus thomsonii plach using acidic ethanol solution. By comparison of
static and dynamic adsorption and desorption of red pigment on macroporous adsorbent resins, the optimum adsorbent resin was determined as
LSA-8 macroporous adsorbent resins. The optimum conditions for adsorption and elution of the red pigment were: pH value of sample solution
being of 6.5-7.5, sample concentration being of 0.56 mg/mL, the flow rate of adsorption being of 2.0 mL/min, the desorption solvent being of
60% ethanol, and the flow rate of eluent being of 1.0 mL/min. Four monomers were isolated from the red pigments by thin layer
chromatography(TLC), and the optimum ratio of the developing solvents was H2O: formic acid : Ethyl acetate of 3:2:10.
Key words：Parthenocissus thomsonii plach; Red pigments; Isolation; Purification

自 1856 年英国人帕金合成出第一种人工色素—
苯胺紫之后，合成色素在人们日常生活中扮演着重要
的角色。人工合成色素主要是以煤焦油中分离出来的
苯胺染料为原料制成的，在很长一段时间里人们没有
认识到合成色素的危害，且合成色素与天然色素相比，
具有色泽鲜艳、着色力强、性质稳定和价格便宜等优
点，故各国家普遍使用合成色素。随着人们认识到合
成色素对人体有不同程度伤害，甚至还有致泻、致畸、
致癌或诱发染色体变异的作用。很多国家已严格限量
使用合成色素。天然色素主要从植物组织中提取，也
包括源自动物和微生物的一些色素。天然色素以其安
全、无毒、广泛的药理作用及诸多优点，被广泛用于
收稿日期:2009-05-04
基金项目：湖南省科技厅计划项目（2005JT1075）；张家界市自然科学重点
资助项目（Z2007019）
作者简介：丁文，女，实验师，主要从事植物化学与分析化学实验教学与研
究工作
食品、保健食品、医药、化妆品及服装等工业中，而
我国允许使用的合成色素已由过去的三十种限制到几
种，而实际使用的则主要只有胭脂红、柠檬黄、日落
黄、亮蓝等[1,2]。因此寻求和开发天然色素资源已成为
人们日益关注的课题[3-5]。
粉叶爬山虎(Parthenocissus thomsonii plach)属葡
萄科爬山虎属，为多年生落叶藤本植物，其成熟果实
为球形浆果，紫黑色果皮含有丰富的天然红色素，这
种红色素在低 pH 值下呈红色、色泽鲜艳而且稳定。
作者首次从异叶爬山虎熟果皮中提取、分离、纯化天
然红色素，并对红色素的组分进行初步分离，为开发
利用异叶爬山虎果实提供参考。
1 材料、试剂和仪器
1.1 材料
异叶爬山虎熟果 2007 年 10 月采于张家界森林公
园内，洗净置室温下(15 ℃)凉干，装于食品袋中，于
DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2009.09.022
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-25 ℃冰柜中保存待用。
1.2 试剂
95%乙醇、无水乙醇、盐酸、柠檬酸、冰醋酸、
氯化铝、1%醋酸铅溶液、环己烷 乙酸乙酯、丙酮、
氯仿、甲醇、甲酸（以上试剂均为分析纯），硅胶 G、
硅胶 H（青岛海洋化工厂），LSA-21、LSA-8 树脂（西
安蓝晓科技有限公司），其余树脂（张家界生力生物公
司提供）。
1.3 仪器设备
低温冰柜 MAF-492A（日）三洋、紫外-Lamba25
（美国）Perkin、EB-340HW 电子天平(日)岛津、电子
天平 AEG-220(日)岛津、酸度计 HM-60V（日）TOA、
RE-52 旋转蒸发仪(日)岛津、LC-9A 高效液相色谱仪
(日)岛津、低温冰柜 MAF-492A（日）三洋、红外水
分仪 FD-230（KETT）。
2 实验方法
2.1 提取与纯化工艺流程
熟果→去籽→研碎→浸提→抽滤→纯化→真空浓缩→真
空干燥→密封保存
2.2 色素的提取
取 500 g 果实，去籽后研碎，用 1000 mL 酸性乙醇
溶液[6]在室温下浸提 4 h，抽滤，滤渣再浸提 1 次，
将滤液用旋转蒸发仪在 50±1 ℃，40±2 r/min 的条件
下浓缩，得红色浓浆。
2.3 红色素的初步纯化
用体积分数为 0.1%盐酸与甲醇按体积比 1:l 配制
成混合溶液。取盐酸-甲醇混合液，加入粉叶爬山虎红
色素浓浆，完全溶解后抽滤，滤液加入乙醚，充分振
荡后，静置于冰箱中，红色素以沉淀析出。沉淀再用
盐酸-甲醇混合液溶解，重复以上操作直至红色素以粉
末状沉淀析出，将色素沉淀置于 50 ℃下真空干燥（真
空度 670 mmHg 柱），得紫红色粉末状固体色素[7]，保
存备用。
2.4 红色素大孔吸附树脂纯化
2.4.1 吸附树脂的活化处理
按常规法，即大孔吸附树脂先用去离子水浸泡，
洗清，再用无水乙醇浸泡，蒸馏水洗净，然后用 5% HCl
浸泡，蒸馏水洗至中性，再用 2% NaOH 溶液浸泡，
用蒸馏水洗至中性，去离子水浸泡备用。
2.4.2 静态交换吸附实验
将九种湿树脂自然风干，红外水分仪 FD-230 测各
自水分含量，按比例称相当干净重 3.00 g 大孔吸附树
脂于 100 mL 锥形瓶中，分别加入 20 mL 0.56 mg/mL
的爬山虎红色素溶解液，搅匀后静置，室温下静态
交换 4 h 过滤，在紫外-Lamba25 上测定吸附前、后
红色素液的在 525 nm 处的吸光度，计算出各种树脂
对红色素的吸附率。
表1 不同树脂的吸光值测定
Table 1 Absorbance of the red pigment on different resins
树脂
粒径
/mm
孔径/nm
含水
量/%
湿树脂
重/g
极性
吸光值
A0
吸光
值 A1
NKA-9 0.3-1.25 15.5-16.5 81.6 16.306 非 0.829 0.624
NKA-2 0.3-1.25 14.5-15.5 78.5 13.954 强 0.830 0.602
AB-8 0.5-1.25 13.0-14.0 83.5 18.182 弱 0.831 0.425
X-5 0.3-1.25 10.5-12.5 80.5 15.385 非 0.829 0.523
D101 0.3-1.25 10.5-11.5 75.9 12.449 弱 0.829 0.251
D4020 0.35-0.55 10.0-10.5 64.5 8.451 非 0.832 0.412
D392 0.3-1.0 10.0-10.5 72.6 10.949 强碱性 0.831 0.535
LSA-8 0.3-1.25 14.8-16.2 77.4 13.275 中极性 0.833 0.168
LSA-21 0.3-0.9 12.6-14.8 78.2 13.762 中极性 0.829 0.215
从表 1 中可以看出，LSA-8 为最佳吸附树脂。
2.4.3 洗脱剂的选择
称取已活化树脂 LSA-8，去除含水量后约 7.000g
共4份，分别加入40 mL 0.56 mg/mL红色素溶解液中，
4 h 后过滤，用 50 mL 的 60%乙醇、甲醇、丙酮和蒸
馏水各洗脱一组已吸附色素的树脂，在紫外-Lamba25
上测各洗脱液的 A525nm处的吸光值，选择吸光值最大
的 60%乙醇作为洗脱剂。
2.4.4 动态交换吸附实验
取Φ=2 mm、长 50 cm 玻璃柱 36 支，每 6 支为 1
组，用已活化的 LSA-8 大孔吸附树脂按湿法装柱，用
去离子水将吸附树脂洗至澄清，分别将红色素原溶液、
1.0、0.78、0.56、0.39、0.18 mg/mL 溶液及 pH 值为 4、
6、8、10、12 的 0.56 mg/mL 红色素溶液各 60 mL 缓
缓加入分离柱，分别采用 2、3、4mL/min 流速在同样
条件下(室温)进行动态吸附。以每管 5 mL 收集流出液
进行检测分析。
2.4.5 红色素流动洗脱
分别采用 1、2、3、4 mL/min 的 60%的乙醇流速对
2.4.4 项吸附红色素的 LSA-8 大孔树脂进行洗脱，收集
洗脱液每管 5 mL 进行检测，分析洗脱液流速对红色
素洗脱效果的影响。
2.5 红色素的薄层色谱法纯化
2.5.1 硅胶薄板的制备
将 1 份硅胶 G 和 5 份水在研钵中研磨混匀，去除
表面气泡，然后将其均匀涂布（厚度为 0.2~0.4 mm）
于若干玻璃平板上，置水平台上室温晾干，110 ℃活
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化 1~2 h，置密封干燥剂中保存备用。
2.5.2 最佳展层剂的选择
取储备的硅胶 G 薄板，用毛细管点样器在距薄板
下端边缘 1 cm 位置点样，每次点样量 10 μL，选用不
同配比的展层剂（见表 2）展开，并在可见光与紫外
光下测定色斑分离情况，以 Rf值确定最佳展层剂［7］。
表 2 不同展层剂对红色素层析分离效果
Table 2 Effect of layer reagent on separation of the pigment by
TLC
编号
展层剂
V(水):V(甲酸):V(乙酸乙酯)
展层效果
1 3:2:10 色斑分离较好
2 4:3:5 色斑分离不明显
3 4:6:5 色斑分离不明显
4 3:7:6 色斑分离拖尾严重
5 5:4:7 色斑分离有拖尾
2.6 红色素单体的制备
取储备的 0.2 mm 厚的硅胶 G 薄板 5 块，用 25 μL
移液枪在板上成直线拉点红色素溶解液，每块板点样
6 次，点样总量共 1 mL。将点样板置于 V(水):V(甲
酸):V(乙酸乙酯)= 3:2:10 的混合展层液中展开并在紫
外光与可见光下观察结果，刮下每一薄板上同一 Rf
值的每条色带混合后，用 1%盐酸-乙醇溶液溶解，3000
r/min 离心 10 min 取上清液减压浓缩，再以 60%乙醇
从浓缩瓶中将样品全部洗脱而得色素单体样液。
2.7 薄层 Rf值的测定
取重红色素粉末 0.005 g，用乙醇 20 mL 溶解，点
样于硅胶 H-1%CMC 薄层板上，在 V(水):V(甲酸):V(乙
酸乙酯)= 3:2:10 的展层剂中展开，取出，晾干，在紫
外光灯（254~365 nm)下观察荧光，再用 1%三氯化铝
乙醇液喷雾，干后在紫外光灯下观察，测定其 Rf值。
3 结果与分析
3.1 粉叶爬山虎红色素的紫外吸收光谱图
取红色素粉末 5.0 mg 共 12 份，分别用 0.1① %盐
酸 - 甲醇（ V/V=1/1 ）； 1.5 ② M 盐酸 -60% 乙醇
（V/V=15/85）； 0.1%③ 盐酸水溶液； pH 3.0 ④ 柠檬酸
－磷酸氢二钠缓冲溶液等四种溶液各10 mL配制成一
定浓度的色素溶液（平行 3 份）。在暗处静置 1 h，以
溶剂作参比，在紫外-Lamba25 上从 800~200 nm 自动
扫描，其吸收光谱见图 1，在不同溶剂中的最大吸收
波长λmax 和最大吸光值 Amax值，见表 3。
由图 1 可知粉叶爬山虎红色素在不同溶剂中，均
有两个强烈的吸收峰，即 250~275 nm 和 500~540 nm，
本文确定在 60%乙醇溶剂中紫外测定波长为 525 nm。


图1 花色素在不同的溶剂中的吸收光谱
Fig.1 Absorption bands of anthocyanidin in different solution
表 3 光谱分析结果
Table 3 Spectrum analysis of the pigment in different solution
0.1% HCl-甲醇 1.5 M HCl-乙醇
λmax 207 275 527 207 276 537
Amax 1.078 0.532 0.141 2.449 0.612 0.207
0.1% HCl pH 3.0 缓冲液
λmax 204 277 533 247 276 522
Amax 1.158 0.338 0.155 0.401 0.321 0.109
3.2 树脂静态吸附效果比较
各种大孔吸附树脂的吸附结果见表 4。
表4 各种树脂的吸附结果
Table 4 Adsorption properties of resins
树脂型号 A0 A 吸附率/%
NKA-9 0.829 0.624 24.7
NKA-2 0.830 0.602 27.5
AB-8 0.831 0.425 48.9
X-5 0.829 0.523 36.9
D-101 0.829 0.251 69.7
D-4020 0.832 0.412 50.1
D-392 0.831 0.535 35.6
LSA-21 0.833 0.168 79.8
LSA-8 0.829 0.215 74.1
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由表4可以看出，大孔吸附树脂LSA-8和LSA-21
对红色素吸附量明显高于其它树脂。综合考虑树脂的
极性、孔径、比表面积等因素后本实验选择 LSA-8 为
红色素的吸附树脂。
3.3 动态吸附与洗脱实验结果
3.3.1 上柱液pH值对树脂吸附的影响

图2 上柱液pH值对吸附的影响
Fig.2 Effect of pH value of the pillars liquid on adsorption of the
pigment
图2显示，当上柱液pH值较小，色素液中色素不易
为树脂吸附，随着pH值增大，在碱性环境中红色素易
水解不稳定，故红色素在pH值为中性时，大孔吸附树
脂的吸附效果最好。
3.3.2 流速对大孔树脂动态吸附效果的影响
分别用2、3、4 mL/min流速进行动态吸附时，以2
mL/min流速的吸附效果较好。这主要是由于流速慢,有
利于红色素在树脂床中充分进行粒扩散和膜扩散。因
此本文确定树脂吸附最佳流速为2 mL/min 。

图3 不同流速下色素在树脂上的动态吸附曲线
Fig.3 Dynamic adsorption curve of the pigment on resin at
different flow rates
a-4 mL/min; b-3 mL/min; c-2 mL/min
3.3.3 洗脱剂流速对洗脱效果的影响
分别采用不同流速对已吸附色素的树脂进行洗
脱，结果如图 4 所示。从图中可以发现洗脱速度越慢
洗脱效果越好，但洗脱速度太慢又会使工作周期延长，
因此本实验选择洗脱速度为 1 mL/min。

图4 洗脱剂流速对树脂上色素洗脱效果的影响
Fig. 4 Effect of flow rate of eluant on the absorption of the
pigment on resin
a-0.5mL/min; b-1mL/min; c-1.5mL/min
3.4 红色素的硅胶板 TLC 分离研究
3.4.1 分离展层剂的选择结果
各展层剂的展层结果见表 2。由表 2 可知，最佳
展层剂为：水:甲酸:乙酸乙酯＝3:2:10（v:v:v）。用最
适展层剂在硅胶H板上展开，发现分离色斑同样清晰，
斑点数目、颜色及位置都与硅胶G板上展层结果一样。
鉴于此，色素单体样液的制备全部改用硅胶 G 板展层
分离。
3.4.2 红色素各单体成分 Rf值
粉叶爬山虎果皮红色素在硅胶 G 板上展开后，可
见光下检识从原点出发，向前展开共分离出 4 个色带，
3 个色带呈红色，但各带颜色深浅程度不同。各色带
的颜色在紫外下观察与可见光下的差异见表 5。
表5 可见光及紫外下的色素层析斑颜色与Rf值
Table 5 Color and Rf of the pigment in TLC analysis under
visible light and Ultraviolet
单体样序号 可见光 紫外 Rf值
① 红褐色 紫红色 0.10
② 红色 淡红色 0.31
③ 浅红色 浅红色 0.72
④ 黄色 黄色 0.85
3.4.3 HPLC 分析
将大孔吸附树脂 LSA-8 分离的红色素的乙醇溶
液进行 HPLC 分析，色谱条件为：色谱柱：Discovery
C18（5 mm, 25 cm×4.6 cm），流动相：V(乙晴):V(二氯
甲烷):V(甲醇)=7:3:1，流速：1.0 ml/min，检测波长：
368 nm；柱温 30 ℃，进样量 10 µL，检测结果见图 5。
从图 5 可以发现经过初步纯化的粉叶爬山虎果皮
红色素，经大孔吸附树脂 LSA-8 的进一步纯化后，其
纯度较高，说明 LSA-8 树脂是适合精制粉叶爬山虎果
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皮红色素的。同时 HPLC 检测结果与薄层色谱分离结
果可以证明粉叶爬山虎果皮红色素是由四个单体组成
的复合型色素。

序号 保留时间 峰面积 含量/%
1 1.893 2150229 45.43
2 2.484 2424351 51.22
3 3.797 147828 3.123
4 5.493 10712 0.2263
总计 4733120 100
图5 HPLC检测图
Fig.5 HPLC chromatogram of purified Red pigments
4 结论
4.1 本文比较了九种不同树脂对粉叶爬山虎果皮红
色素的吸附能力，其中 LSA-8 树脂对提取该色素有较
好的分离效果，因此本文采用此树脂精制该红色素，
分离的最佳工艺条件为：温度为室温；吸附流速为 2
mL/min；色素液 pH 值为中性；洗脱剂为 60%醇，色
素洗脱流速为 1 mL/min。
4.2 经过纯化后的红色素 HPLC 检测出现不同时间
的四个峰，它与薄层色谱分离出现四条色带，证明了
粉叶爬山虎果皮红色素是由四个单体组成的复合色
素。
4.3 从粉叶爬山虎熟果皮中提取的天然红色素，在低
pH 值下呈红色、色泽鲜艳而且稳定，但色素溶液的
颜色随着 pH 值的改变而变化, 在已有报道的各种天
然植物色素中,只有花色苷类色素随pH值的改变其颜
色有这样的变化,主要是随 pH 值的改变,导致色素分
子结构发生变化而使其颜色也相应发生变化[8]，这说
明粉叶爬山虎果皮红色素可能为花色苷类色素。因此
在综合开发利用粉叶爬山虎熟果和红色素产品时，对
其红色素的定性定量还有待进一步研究。
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