全 文 ：32 卷 10 期
Vol． 32，No． 10
草 业 科 学
PＲATACULTUＲAL SCIENCE
1569 － 1575
10 /2015
DOI:10． 11829 \ j． issn． 1001-0629． 2015-0030
薛德艳，刘左军，高望，蓝雯玲．钝裂银莲花花色素成分及其稳定性［J］．草业科学，2015，32(10) :1569-1575．
XUE De-yan，LIU Zuo-jun，GAO Wang，LAN Wen-ling． Components and stability analysis of the petal pigments in different colored A-
nemone obtusiloba petals［J］． Pratacultural Science，2015，32(10) :1569-1575．
钝裂银莲花花色素成分及其稳定性
薛德艳1，刘左军1，高 望2，蓝雯玲2
(1．兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730050;2．兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000)
摘要:以黄色和浅黄色钝裂银莲花(Anemone obtusiloba)花瓣为研究材料，对其色素进行特征显色反应和紫外 －可
见光谱扫描分析，并对其色素的成分及其稳定性进行研究。结果显示，两种花色钝裂银莲花花瓣均含有叶绿素和
类胡萝卜素，主要色素为黄酮类化合物(花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮) ，不含橙酮和二氢黄酮，其黄酮类化合
物均表现为酚羟基结构，可能具有 4 －酮基、3 － OH 或 4 －酮基、5 － OH 结构的特征;pH 值对花色素具有一定影
响，避光保存花色苷的稳定性强于光照，Fe3 +和 Cu2 +对花色素稳定性影响比较大。
关键词:钝裂银莲花;花色素;显色反应;稳定性
中图分类号:Q945． 11 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2015)10-1569-07*
Components and stability analysis of the petal pigments in
different colored Anemone obtusiloba petals
XUE De-yan1，LIU Zuo-jun1，GAO Wang2，LAN Wen-ling2
(1． Life Science and Engineering of Lanzhou University of Technology College，Lanzhou 730050，China;
2． Key Laboratory of Arid and Grassland Ecology，Lanzhou University，Lanzhou 730000，China)
Abstract:The components and stability of pigment from Anemone obtusiloba with two different flower colors were
analyzed by the specific color reactions and UV-visible spectrum． Ｒesults showed that the two different colored pet-
als of A． obtusiloba consisted of chlorophyll and carotenoid，the main petal pigments belonged to flavonoid，defi-
nitely including flavone，anthocyanins，flavonols，flavanonols，excluding flavanonols and aurones． These flavonoid
had phenolic hydroxyl，4 － keto，3 － hydroxy or 4 － keto，5 － hydroxy． The stability of anthocyanins was affected by
different values of pH，the anthocyanins under dark condition were more stable than that under light． The stability
of petal pigments was mainly influenced by Fe3 + and Cu2 + ．
Key words:Anemone obtusiloba;pigments;color reaction;stability
Corresponding author:LIU Zuo-jun E-mail:zuojunl@ lut． cn
钝裂银莲花(Anemone obtusiloba)为毛茛科毛茛
亚科银莲花属多年生草本植物，分布于我国西藏南
部和东部、四川西部［1-2］。其单花顶生，花瓣状萼片
5 ～ 8 个，花期每年 5 ― 7 月。在藏药植物志中，其
藏译名为素尕哇［3］，本属植物全草可入药，具有清
热除湿、活血祛瘀、消肿解毒等功效［4-6］。
* 收稿日期:2015-01-13 接受日期:2015-03-10
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30960066)
第一作者:薛德艳(1989-) ，女，青海西宁人，在读硕士生，主要从事环境生物修复研究。E-mail:bbilu2009@ 126． com
通信作者:刘左军(1957-) ，男，甘肃兰州人，教授，博士，主要从事植物种群生态学研究。E-mail:zuojunl@ lut． cn
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花色素作为花瓣显色的物质基础，其研究一直
是食品和化工以及遗传育种方面的研究热点。以往
对花色素的研究都是集中杜鹃花(Ｒhododen)［7］、云
南牡丹花(Paeonia lutea)［8］、木芙蓉(Hibiscus muta-
bilis)［9］、小苍兰(Ｒeesia refrac)［10］、腊梅花(Chimo-
nanthus praecox)［11］、迎 春 花 (Jasminum nudiflo-
rum)［12］、观赏向日葵(Ornamental sunflower)［13］、红
掌(Anthurium andraeanum)［14］等观赏性植物。而生
长于青藏高原(亚)高寒草甸的多年生草本类银莲
花属植物———钝裂银莲花，其研究一般集中在他的
药用价值、交配系统特征和花期资源分配［15］，以及
在不同海拔条件下钝裂银莲花的繁殖分配［16］和繁
育系统［17］等。由方明渊和杨满业［18］对植物的划分
可知，钝裂银莲花属于西南银莲花组，是一种比较原
始的植物，其花具白色、紫色、蓝色和金黄色［1，4-5］四
色，在酷寒的青藏高原，钝裂银莲花具有自身的适应
机制，随着钝裂银莲花越来越多地出现了介于白色
和黄色之间的浅黄(其肉眼可清晰可辨) ，猜想其花
表现出的花色多态性可能与其环境适应及进化有
关。故本研究首先对黄色和浅黄色花花色素成分进
行初步鉴定以及稳定性分析，从花色多态性方面为
其生态适应性及进化的研究提供一定的理论参考，
同时可以开发其花色的实用价值。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
试验材料为 2014 年 6 月采自青藏高原东部高
寒草甸常见的毛茛科植物钝裂银莲花，采样地位于
甘肃省的玛曲(101°53 E，35°58 N) ，地处青藏高
原东北缘，平均海拔 3 500 m，年平均气温 1． 2 ℃，月
均温从 1 月的 － 10 ℃到 7 月的 11． 7 ℃，年降水量
620 mm，植被类型属高寒草甸［15］，黄色的、浅黄色
的花居多。采回花瓣，去除花蕊群，避免花瓣沾染花
粉;80 ℃杀青 30 min，然后 60 ℃烘干粉碎成末，装
于自封袋避光干燥保存［19］。
1． 2 色素的定性检测
1． 2． 1 钝裂银莲花花色素的定性分析 取不同花
色花瓣粉末各 0． 100 g，放入具塞试管中，分别加入
30． 0%氨水、10． 0%盐酸和石油醚各 5 mL，静置，2 h
后观察颜色变化并记录［20］。
1． 2． 2 黄酮类化合物的检测 取供试材料 0． 100
g，采用 1%盐酸化甲醇溶液(盐酸和甲醇体积比为
1∶ 99) ，分别避光浸提 24 h，然后过滤并定容到 25
mL，此作为测试液。取上述测试液各 2 mL 进行以
下显色反应［20-21］:(1)浓盐酸―镁粉反应:先加入少
许镁粉，再加入浓盐酸 5 滴，摇匀后静置 1 h;(2)乙
酸铅反应:加 2 mL 1． 0% Pb (CH3COO)·3H2O，摇
匀后静置 1 h; (3)三氯化铝反应:加 1 mL 1． 0%
AlCl3·6H2O甲醇溶液，摇匀后静置 1 h;(4)三氯化
铁反应:加 2 mL 5． 0% FeCl3·6H2O，摇匀后静置 1
h;(5)浓硫酸反应:加浓 H2SO4 1． 5 mL，小心摇匀后
沸水浴 5 min;(6)碳酸钠反应:加 3 mL 5% Na2CO3
溶液，密闭摇匀后静置 30 min，最后通空气 10 min;
(7)硼酸反应:加 1． 0% H2O2C4·2H2O 10 滴，再加
2． 0% H3BO3 3 mL;(8)氯化锶反应:在测试液中先
加入 10 滴 0． 01 mol·L －1 SrCl2·6H2O 甲醇液，再
加 10 滴被氨水饱和的甲醇液(10 mL 甲醇溶液，加
氨水定容至 25 mL) ，摇匀后静置 1 h。
1． 3 UV-3000PC型紫外 －可见分光光度计光谱分
析
1． 3． 1 叶绿素光谱分析 称取两种花色花瓣粉末
各 0． 100 g，用乙醇和丙酮混合溶液(体积比为 1 ∶
9)提取，定容至 10 mL，用 UV-3000 型紫外 －分光光
度计在 200 － 700 nm内扫描，比色皿光径 1 cm［19］。
1． 3． 2 类胡萝卜素光谱分析 称取两种花色花瓣
粉末各 0． 100 g，用石油醚和丙酮混合液(体积比为
1∶ 1)提取，定容至 10 mL，用 UV-3000 型紫外 －分
光光度计在 200 － 700 nm 内扫描，比色皿光径 1
cm［19］。
1． 3． 3 黄酮类化合物光谱分析 取 1． 2． 2 步骤中
测试液，用 UV-3000 型紫外 －分光光度计在 200 －
700 nm内进行扫描，比色皿光径 1 cm［22］。
1． 4 花色素的稳定性检验
由 1%盐酸甲醇浸提得到的提取液，用 UV3000
型紫外分光光度计进行 400 ― 600 nm范围内扫描，
测得两种花色钝裂银莲花花色素吸收峰在 535 nm
处，符合花色苷特征吸收［7，23］。
1． 4． 1 pH 值稳定性试验 按参照文献［24］配制
0． 1 mol·L －1柠檬酸、0． 2 mol·L －1磷酸氢二钠，得
到 pH为2 ～ 6的缓冲液，由配置的0 ． 05 mol·L －1
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硼砂、0． 2 mol·L －1硼酸溶液，得到 pH 7 ～ 9 的缓冲
溶液，然后取 5 mL花色素原液于 10 mL 试管中，加
入不同 pH值的溶液。静置 2 h 后，观察不同 pH 值
色素溶液的颜色变化，以花色素原液为对照，测定
535 nm处的吸光度。
1． 4． 2 金属离子稳定性试验 分别配制含有 0． 1
mol· L －1 的 K +、Mn2 +、Al3 +、Fe3 +、Na +、Ca2 +、
Mg2 +、Cu2 +溶液，分别取 6 mL 花色素提取液，加入
各金属离子溶液 1 mL，静置 1 h 后观察颜色变化，
1%盐酸甲醇为空白，测定 535 nm处的吸光度。
1． 4． 3 光稳定性试验 两种花色钝裂银莲花分别
分装 12 份，每份取 6 mL;6 份置于自然光照(25
℃) ，6 份置于黑暗(25 ℃)。分别在 0、2、4、6、8、10、
12 d 后，观察颜色变化，并以 1%盐酸甲醇为空白，
检测 535 nm处的吸光度。
1． 5 数据处理
利用 Excel进行数据基础处理，对花色素稳定
性研究中，用 SPAA 20． 0 对试验结果进行单因素方
差分析和独立样本 T检验。
2 结果与分析
氨水反应中，两种花色素测试液显棕黄色(表
1) ，说明钝裂银莲花花瓣色素含有黄酮类化合物，
且不含橙酮;在盐酸反应中，两种花色银莲花出现明
显不同程度红色，表明花色素中可能含有花色素苷;
在石油醚反应中，出现明显的不同程度明亮的黄色，
表明其花色色素中含有叶绿素和类胡萝卜素［11-13］。
表 1 花色素定性分析
Table 1 Qualitative analysis of anthocyanidin
溶液
Solution
花色 Flower color
黄色 Yellow 浅黄色 Pale yellow
30． 0%氨水
Ammonia water
棕黄色
Brown
棕黄色
Brown
10． 0%盐酸 HCl
Hydrochloric acid
粉红
Pink
红色
Ｒed
10． 0%石油醚
Petroleum ether
荧光黄
Fluorescent
yellow
荧光黄
Fluorescent
yellow
2． 1 黄酮类化合物显色反应
2． 1． 1 盐酸 －镁粉反应 反应出现不同程度红色
(表 2) ，说明钝裂银莲花花色素可能含有黄酮醇
(Flavonols)、二氢黄酮醇(Flavanonols)、二氢黄酮
(Flavanones)、花色苷，可能含异黄酮(IsonaVones) ;
在其 对 照 为 阳 性，可 能 含 有 查 耳 酮 (Chal-
cones)［9，25］。
2． 1． 2 中性醋酸铅反应 显不同程度淡红并都伴
有白色沉淀(表 2) ，表明该黄酮类化合物具有邻二
酚羟基或兼有 4 －酮基、3 － OH 或 4 －酮基、5 － OH
结构［9，26］。
2． 1． 3 三氯化铝反应 反应出现不同程度黄色
(表 2) ，说明含有黄酮、黄酮醇、查耳酮，异黄酮，不
含有二氢黄酮［19］。
2． 1． 4 浓硫酸反应 出现不同程度橙黄色(表 2) ，
煮沸 5 min颜色不变色。表明含有黄酮、黄酮醇、异
表 2 花色素显色反应
Table 2 Color reaction of flavonoids in Anemone obtusiloba
反应溶液
Ｒeaction solution
花色 Flower color
黄色 Yellow 浅黄色 Pale yellow
盐酸 －镁粉(对照 CK)HCl － Mg 红(淡红)Ｒed(Pale red) 淡红 Pale red(极淡红)
醋酸铅 Pb(CH3COO)·3H2O
淡红，有白色沉淀
Pale red，white precipitate
淡红，有白色沉淀
Pale red，white precipitate
三氯化铝 AlCl3·6H2O 淡橙色 Pale orange 极淡橙色 Pale orange
浓硫酸 H2SO4 橙黄 Yellow orange 橙黄 Yellow orange
碳酸钠 Na2CO3 黄 Yellow 黄 Yellow
硼酸 H3BO3 淡红 Pale red 红 Ｒed
氯化锶 SrCl2
绿，有褐色沉淀
Pale green，brown precipitate
绿，有褐色沉淀
Pale green，brown precipitate
三氯化铁 FeCl3 墨绿 Dark green 墨绿 Dark green
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黄酮和花色素苷;可能含有查耳酮，不含橙酮、二氢
黄酮［27］。
2． 1． 5 碳酸钠反应 均出现黄色(表 2)，通气后不
变色说明不含二氢黄酮、查耳酮、橙酮;但是两种测试
液中出现黄褐色结晶沉淀，此现象有待进一步探究。
2． 1． 6 硼酸反应 显不同程度红色(表 2) ，说明该
花色素中可能具备 5 －羟基黄酮或 2 －羟基查耳酮
类化合物［28］。
2． 1． 7 氨性氯化锶反应 均显淡绿色且伴有棕色
沉淀(表 2) ，表明黄酮类化合物具有邻二酚羟基结
构［20］。
2． 1． 8 三氯化铁反应 均出现墨绿色(表 2) ，说明
钝裂银莲花花色素中含有酚羟基结构，花色素可能
具备 3，4，5-3 －羟基基团［19-20］。
2． 2 钝裂银莲花花色素的光谱鉴定
紫外 －可见光谱分析(图 1)发现，钝裂银莲花
花瓣的丙酮和石油醚(体积比为 1 ∶ 1)提取液在
442 和 468 nm处均吸收峰出现，符合胡萝卜特征吸
收曲线，说明含有类胡萝卜素;在 90%丙酮溶液光
谱扫描中，在 660 － 680 nm处均出现特征吸收峰，说
明其花色素还含有叶绿素;234 － 278 nm(区带 2)
和 300 － 369 nm(区带 1)处具有特征吸收峰，并且
区带 2 比较明显，说明钝裂银莲花花色素含有黄酮
类化合物;并且在 530 － 535 nm 处出现的特征吸收
峰说明该花色素还含有花色苷［22］。
2． 3 花色苷稳定性分析
2． 3． 1 pH值对花色的影响 在 pH 2 ～ 7 时，随着
pH值不断增大，花色素吸光度呈下降趋势，其吸光
度下降 74． 07%，浅黄花下降 69． 44%，黄花测试液
由紫红色趋于淡黄色，浅黄花则是由洋红变为无色
(表 3) ;pH 8 ～ 9 时花色苷吸光度先升高再降低，具
有一定的波动性;总体而言，两种花色钝裂银莲花花
色素性质偏酸性。
2． 3． 2 金属离子对花色素的影响 大多数金属离
子对花色苷的稳定性影响不明显(表 4) ;而 Fe3 +和
Cu2 +对两种花色素苷稳定性影响显著，Fe3 +对黄花
和浅黄花花色素吸光度分别比对照提高了 117． 4%
和 22． 0%，呈正相关，而 Cu2 +使黄花和浅黄花花色
素的吸光度比对照分别减小了 11． 1%和 54． 1%，呈
负相关。
2． 3． 3 花色素的光稳定性 随着光照天数的增加，
两种花色钝裂银莲花花色素吸光度都呈先剧烈后缓
慢的下降趋势，12 d 时，黄花花色素和浅黄花花色
素吸光度分别下降 92． 1%和 93． 7%(图 2) ;在黑暗
条件下，黄花和浅黄花花色素吸光度下降较光照平
缓，黄花和浅黄花分别下降 27． 2%和 22． 2%。这说
明该花色素适合在暗环境中保存。在光照和黑暗处
理下，黄色花和浅黄花的稳定性差异较明显。
图 1 花色素紫外 －可见分光光谱分析
Fig． 1 The UV-visible spectra of petal pigments in
Anemone obtusiloba
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表 3 pH值对花色素稳定性的影响
Table 3 Effects of pH on stability of anthocyanin
pH
黄花 Yellow
吸光度 Absorbance 显色 Visualisation
浅黄花 Pale yellow
吸光度 Absorbance 显色 Visualisation
CK 0． 139 6Aa 淡紫红 Purple red 0． 231 7Aa 洋红 Carmine
2 0． 077 1Ab 极淡紫红 Light purple red 0． 141 4Ab 粉红 Pink
3 0． 074 3Ab 淡红 Light red 0． 139 5Ab 粉红 Pink
4 0． 065 1Ac 浅黄 Pale yellow 0． 125 4Ac 无色 Colourless
5 0． 055 9Bc 浅黄 Pale yellow 0． 114 3Ac 无色 Colourless
6 0． 043 6Bc 浅黄 Pale yellow 0． 102 4Ac 无色 Colourless
7 0． 036 2Ac 浅黄 Pale yellow 0． 070 8Ac 无色 Colourless
8 0． 074 3Ab 淡红 Light red 0． 135 7Ab 粉红 Pink
9 0． 055 4Ac 浅黄 Pale yellow 0． 081 7Ac 无色 Colourless
注:不同大写字母表示两花色间显著性差异(P ＜ 0． 05) ，不同小写字母表示各 pH间差异显著(P ＜ 0． 05)。
Note:Different capital letters indicate significant difference between the two colors at 0． 05 level，and different lower case letters indicate significant differ-
ences among different pH at 0． 05 level．
表 4 金属离子对花色素稳定性的影响
Table 4 Effects of mental on stability of anthocyanin
金属离子
Ion
花色 Flower color
黄色 Yellow 浅黄色 Pale yellow
CK 0． 248 2Bc 0． 343 5Bb
Fe2 + 0． 539 7Aa 0． 418 9Ba
Na + 0． 304 4Ab 0． 274 1Ab
Mn2 + 0． 302 4Ab 0． 272 7Ab
Mg2 + 0． 299 3Ab 0． 278 7Ab
Ca2 + 0． 298 7Ab 0． 277 3Ab
Al3 + 0． 296 9Ab 0． 282 4Ab
K + 0． 294 2Ab 0． 270 1Ab
Cu2 + 0． 221 1Ac 0． 158 0Bc
注:不同大写字母表示两花色间显著性差异(P ＜ 0． 05) ，不同小写字
母表示不同金属离子间差异显著(P ＜ 0． 05)。
Note:Different capital letters indicate significant difference between the
two colors at 0． 05 level，and different lower case letters indicate signifi-
cant difference among different mentals at 0． 05 level．
3 讨论与结论
天然色素主要分四大类:类黄酮(Flavonids)、类
胡萝卜素(Carotenoids)、醌类色素(Quinones)和甜
菜色素(Betalains) ，它们存在于植物组织的细胞液
中并显色［29］。花色苷是花色素与糖以糖苷键结合
而成的一类化合物，因花色苷像其他天然黄酮类化
合物一样，具有相同的碳骨架和生化合成来源，被视
为黄酮类化合物［30］。本研究中颜色特征反应和紫
外 －可见光谱分析都得出了相近的结果。表明两种
花色钝裂银莲花均含有叶绿素和类胡萝卜素，其花
色素主要色素为类黄酮化合物;黄酮类化合物包括
花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮;不含有二氢黄酮
和橙酮，可能含有查耳酮和二氢黄酮醇;其黄酮类化
合物具备酚羟基结构，可能还有 4 －酮基、3 － OH或
4 －酮基、5 － OH 结构。黄色花和浅黄色花瓣的颜
色反应表现一致，表明花色素成分差异较小，但从其
显色的不同程度和吸光度值来分析，两种花花色素
略有差异，这可能与其所含类胡萝卜素，叶绿素含量
以及所含花色苷含量［29-31］有关。
一般而言，在酸性条件下，非酰化和单酰化的花
色苷颜色在很大程度上取决于连在糖苷配基 B 一
环上的取代基，羟基越多，颜色越向紫移，同时糖基
化也将导致紫移［31-33］，由此可推测，该花色苷可能
含有较多羟基或者花色苷糖基化程度比较高。本研
究中，随着 pH值的增大，浅黄色花瓣花色苷褪至无
色，黄色花瓣花色苷却出现淡黄色，这与文献中花色
苷的颜色随 pH值的增大将褪至无色，最后在高 pH
值时变成紫色或蓝色［7］的结论不一致，这可能是由
于黄花花色素中所含的叶绿素在 pH 为 9 时，叶绿
素分子被降解所致［34-37］。在今后的研究中关于 pH
对花色素的影响研究还需采用不同浓度的 pH 溶液
来作进一步的研究分析。大多数与花色素中的酚羟
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图 2 光照对花色素稳定性的影响
Fig． 2 Effects of light on stability of anthocyanin
基可形成稳定的五元螯合环有关［7］;而 Fe3 +对花色
素某些基团会发生络合反应而起到增色作用［7，23］，
因此在本研究中对钝裂银莲花花色素起到了很好的
保护作用;同时还有 Cu2 +可与花色苷形成“单宁 －
金属络合物”，导致一定的褪色作用［37］。钝裂银莲
花的显色具有 Fe3 +和 Cu2 +离子对两种不同花色钝
裂银莲花色素的影响具明显差异性，其原因可能是
花色苷与金属离子间的结合性质［27，29-30］所致，同时
进一步说明该黄色花瓣花色苷含有 B-环，并且 B-环
上还含有邻位羟基［29-30］;同时两种花色的花色苷在
结构上的差异不容忽视，还需进一步研究鉴定。避
光下花色素比光照下花色素更稳定，其光照加速了
花色苷的氧化过程;由吸光度的值可以看出两种花
色对光的敏感性比较一致，这与其他植物花色苷对
光的敏感性研究结果相符［31］。
对植物花色的研究由来已久，但是涉及的植物
种类都集中在观赏和课可食用性植物，然而本研究
中钝裂银莲花为天然野生草本植物，对其花色的研
究具有比较独到的意义。今后的研究需要结合更加
精确地鉴定技术和分子等手段，来解释不同花色间
差异及其各种花色的表达机理，从而完善对钝裂银
莲花进化机制的研究理论。
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(责任编辑 王芳
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