全 文 ：工 艺 技 术 Vol . 33 , No . 11 , 2012
2012年第11期
西洋菜又名水菜、豆瓣菜等，引进我国已有100
多年的历史，在广东、广西等省栽培较多，一般作为
蔬菜直接食用，口感嫩脆，深受人们喜爱。西洋菜适
宜的生长温度为15～25℃，立春之后栽培的西洋菜由
于温度高，品质变差，口感老粗，不受人们喜爱，除部
分被作为饲料外，大多数被抛弃于田埂，有待开发[1]。
西洋菜色泽深绿，富含叶绿素，是较好的叶绿素来
源。有关西洋菜中叶绿素提取的研究尚未见报道。本
研究测定了西洋菜中叶、茎的叶绿素含量，采用乙醇
提取法提取叶绿素，确定了优化的提取工艺，并初步
探讨了超声波对于西洋菜中叶绿素提取工艺的影
响，以期为西洋菜中叶绿素资源的开发利用提供实
验依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
西洋菜 购于学校附近的农贸市场；无水乙醇
分析纯。
S22PC型可见分光光度计 上海棱光技术有限
公司；UV-2450型紫外可见分光光度计 日本岛津
公司；JJ500型精密电子天平 常熟双杰测试仪器
厂；DK-S26型电热恒温水浴锅 上海森信实验仪器
有限公司；HS6150型超声波清洗仪等。
1.2 实验方法
1.2.1 西洋菜中叶绿素提取工艺 选取新鲜、无变
黄的西洋菜，用蒸馏水冲洗干净，沥干，分别收集叶、
茎。将叶、茎剪碎放到研钵中，小心研磨至变成泥状。
根据实验需要，分别称取0.8g叶、4g茎、4g叶茎混合物
（叶∶茎=1∶3，m/m）样品于小烧杯中。加入无水乙醇，
研磨均匀后放到暗处静置提取，之后过滤到50mL或
100mL容量瓶中，进行1～3次提取、过滤，用无水乙醇
定容、摇匀，取样进行叶绿素含量测定。
1.2.2 叶绿素提取的单因素实验研究
1.2.2.1 不同提取溶剂对叶绿素提取效果的影响 选
用乙酸乙酯、无水乙醇、石油醚、丙酮4种溶剂作为提
取溶剂，称取4g西洋菜样品4份，分别加30mL提取溶
剂，研磨均匀后放到暗处静置提取，提取时间为
30min，提取2次。过滤，收集滤液，测定叶绿素含量。
1.2.2.2 不同提取温度对叶绿素提取效果的影响 称
取4g西洋菜样品5份，分别加入30mL无水乙醇，分别
在室温、30、40、50、60℃条件下提取30min，提取次数
为2次。过滤，收集滤液，测定叶绿素含量。
1.2.2.3 不同提取时间对叶绿素提取效果的影响 称
取4g西洋菜样品5份，各加入30mL无水乙醇，分别在
室温条件下提取10、20、30、40、50min，提取次数为2次。
过滤，收集滤液，测定叶绿素含量。
1.2.2.4 不同液固比对叶绿素提取效果的影响 称
取4g西洋菜样品5份，按液固比2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1加
入无水乙醇，分别在室温条件下提取30min，提取次
数为2次。过滤，收集滤液，测定叶绿素含量。
收稿日期：2011－08－30
作者简介：魏强华（1978－），男，硕士，讲师，研究方向：食品资源开发
与利用。
西洋菜中叶绿素提取工艺研究
魏强华，冼翠芝，张薇珠，杨淑娟，潘丽华
（广东轻工职业技术学院食品与生物工程系，广东广州 510300）
摘 要：采用分光光度法测定了西洋菜的叶、茎中叶绿素含量，结合西洋菜的叶/茎质量比，解决了西洋菜整体研究时
取样不均的问题。 对西洋菜中叶绿素提取工艺进行了研究，确定了最佳提取工艺为：室温下、提取3次、每次提取时间
40min、液固比5∶1。 本研究表明超声波处理会降低提取的叶绿素含量，但不会引起波长扫描图谱形状的改变。
关键词：西洋菜，叶绿素，超声波，正交实验法
Study on extracting process of chlorophyll from watercress
WEI Qiang-hua，XIAN Cui-zhi，ZHANG Wei-zhu，YANG SHU-juan，PAN LI-hua
（Department of Food Engineering，Guangdong Industry Technical College，Guangzhou 510300，China）
Abstract：The chlorophyll content of leaf and caudex from watercress was measured by spectrophotometer
method. And weight ratio of leaf to caudex from watercress was measured in order to sample uniformly. The
extracting process of chlorophyll from watercress was studied.The optimal conditions were as follows：
extracting temperature was room temperature，extracting 3 times，extracting period was 40minutes，and the
ratio of alcohol to watercress sample was 5 ∶1. The chlorophyll content of samples was decreased while the
scanning spectrum did not changed by the treatment of ultrasonic waves.
Key words：watercress；chlorophyll；ultrasonic waves；orthogonal experiments
中图分类号：TS255.36 文献标识码：B 文 章 编 号：1002-0306（2012）11-0275-04
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DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2012.11.078
Science and Technology of Food Industry 工 艺 技 术
2012年第11期
1.2.2.5 不同提取次数对叶绿素提取效果的影响 称
取4g西洋菜样品，按液固比4∶1加入无水乙醇，在室温
条件下提取30min。过滤，收集滤液，为第1次提取液，
测定其叶绿素含量。取滤渣再次进行第2次、第3次提
取，测定其提取液中叶绿素含量。
1.2.3 叶绿素提取的正交实验研究 西洋菜中叶绿
素提取工艺主要有三个影响因素，包括提取次数、提
取时间、液固比。在单因素实验的基础上，采用L9（34）
正交实验进行研究，因素水平见表1。
将西洋菜洗净沥干，叶茎分离，按叶∶茎=1∶3（质
量比）的比例取样，用剪刀剪碎放到研钵中，研磨至
泥状，待用。称取若干份样品，每份样品各4g。按表1
的实验安排处理样品，过滤到50mL或100mL容量瓶
中，用无水乙醇定容。再分别从提取液中移取2mL样
液到10mL容量瓶中，用无水乙醇稀释、定容。测吸光
度值，计算提取的叶绿素含量。
1.2.4 超声波辅助提取叶绿素研究 将西洋菜洗净
沥干，叶茎分离，按叶∶茎=1∶3（质量比）的比例取样，
用剪刀剪碎放到研钵中，研磨至泥状，待用。称取若
干份样品于小烧杯中，每份4g。各加20mL无水乙醇，
放入超声波清洗仪里进行超声波处理，超声波处理
时间分别为0、10、20min。之后按照正交实验的优化
工艺进行叶绿素提取，收集到100mL容量瓶中，定
容。移取2mL样液到10mL容量瓶中，用无水乙醇定
容。测吸光度值，计算提取的叶绿素含量。
1.2.5 西洋菜中叶绿素含量测定 采用分光光度法
测定西洋菜中叶绿素含量[2]。
移取2mL的样品提取液至10mL容量瓶中，用无
水乙醇定容，摇匀。将样品稀释液用1cm比色皿分别
在波长645nm和663nm处测吸光度值。通过下述计算
公式，计算出叶绿素含量，也就是每克样品中提取出
的叶绿素含量，用以表示提取效果。一般提取的叶绿
素含量越高，表示提取效果越好。
叶绿素含量（mg/g）=（20.29A645+8.04A663）×n×V1000m
式中：A645—样品稀释液在波长645nm时的吸光
度；A663—样品稀释液在波长663nm时的吸光度；n—
稀释倍数；V—样品溶液体积，mL；m—样品质量，g。
2 结果与讨论
2.1 西洋菜不同部位的叶绿素含量测定
在研究中发现，每根西洋菜上的叶、茎质量比是
不同的，相差较大。若直接取少量西洋菜进行叶绿素
提取研究，由于叶、茎比例不同，容易导致取样不均，
因此有必要检测西洋菜中叶、茎的平均质量比。取100g
左右西洋菜，分别称取其叶、茎质量，可知西洋菜中
叶的质量为25%～30%，西洋菜的叶、茎平均质量比近
似为1∶3。因此，在后续西洋菜取样时，都按照1∶3的质
量比称取叶、茎，使得样品具有代表性，也保证了叶
绿素测定数据稳定。西洋菜中叶、茎绿色深浅差别
大，反映西洋菜中叶、茎所含叶绿素含量相差较大，
结果见表2。
由表2可见，西洋菜中叶、茎的叶绿素含量差别
很大，西洋菜的叶片的叶绿素含量达到1.5426mg/g，
远高于西洋菜的茎的叶绿素含量（0.1174mg/g）。在西
洋菜用于蔬菜汁饮料或提取叶绿素研究中，若选取
西洋菜整体（叶、茎整体）进行研究，特别是取样量较
少时，则必须考虑叶、茎的叶绿素含量以及叶、茎质
量比的差异。本研究采用先确定西洋菜的叶、茎质量
比，再按比例称取叶、茎，用以代表西洋菜整体，可以
较好地解决取样不均的问题。
2.2 不同提取溶剂对叶绿素提取效果的影响
叶绿素为脂溶性色素，一般采用有机溶剂进行
提取。由表3可见，丙酮的提取效果最好，其次是无水
乙醇、乙酸乙酯，最差的是石油醚。从结果可知，丙酮
和无水乙醇的提取效果都较好，丙酮的提取效果略
高于无水乙醇的，但是相对于丙酮而言，无水乙醇价
格便宜、毒性低。综合经济效益、安全的考虑，本研究
选用无水乙醇作为提取溶剂。
2.3 不同提取温度对叶绿素提取效果的影响
由表4可知，在室温（25℃）下，所提取的叶绿素
含量是最高的，可以达到0.4955mg/g。在室温到30℃
范围内，提取的叶绿素含量基本保持不变。之后随着
提取温度升高，提取的叶绿素含量逐渐降低，50℃时
达到最低点，60℃时略有上升。这说明叶绿素本身不
稳定，容易在较高温度下，产生结构改变而发生破
坏。有文献提出采用较高的提取温度提取叶绿素[3]，
以加速叶绿素扩散速度，提高提取效率；其实叶绿素
不稳定，不宜采用提高提取温度的方法。因此，本研
究提取温度采用室温。
2.4 不同提取时间对叶绿素提取效果的影响
由图1可见，在10~30min以内随着提取时间的延
长，西洋菜中叶绿素提取量逐渐增加，30min时达到
最大值，之后叶绿素提取量开始略微降低，这可能是
由于叶绿素不稳定而部分分解有关。因此在叶绿素
水平
因素
A 提取次数 B 提取时间（min） C 液固比
1 1 20 3∶1
2 2 30 4∶1
3 3 40 5∶1
表1 正交实验的因素与水平
Table 1 Factors and levels in orthogonal experiments
西洋菜样品 茎 叶 整体（叶∶茎=1∶3）
叶绿素含量（mg/g） 0.1174 1.5426 0.5539
表2 西洋菜中叶、茎的叶绿素含量
Table 2 Chlorophyll content of leaf and caudex from
watercress
溶剂种类 乙酸乙酯 无水乙醇 石油醚 丙酮
叶绿素含量（mg/g） 0.3132 0.4825 0.0502 0.5065
表3 不同提取溶剂对叶绿素提取效果的影响
Table 3 Effect of extraction solvent on the chlorophyll content
提取温度（℃） 室温 30 40 50 60
叶绿素含量（mg/g） 0.4955 0.4747 0.4039 0.3809 0.4024
表4 不同提取温度对叶绿素提取效果的影响
Table 4 Effect of extraction temperature on the chlorophyll
content
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提取中，提取时间不宜过长，且应注意避光，以减少
叶绿素破坏。
2.5 不同液固比对叶绿素提取效果的影响
由图2可见，随着液固比增加，叶绿素提取量增
加，达到4∶1时，叶绿素提取量稳定下来。本研究采用
乙醇作为提取溶剂，需要通过液固比来控制乙醇用
量。叶绿素提取工艺中，主要目的是用尽可能少的乙
醇用量达到尽可能大的叶绿素提取效果。此外，液固
比过大，还会造成后续浓缩蒸馏费用的增加。因此，
确定液固比在3∶1~5∶1比较适宜。
2.6 不同提取次数对叶绿素提取效果的影响
由图3可见，随着提取次数的增加叶绿素提取量
增加，但增加幅度逐渐减少。同时也观察到提取3次
后，滤渣色泽明显变浅，说明其中叶绿素提取较完
全。为了较充分提取出西洋菜中的叶绿素，提取次数
应采用2~3次。
2.7 叶绿素提取的正交实验研究
由表5可知，在西洋菜中叶绿素提取实验中，第7
号实验的叶绿素提取率最高，可达0.5723mg/g，其组
合为A3B1C3，即提取次数为3次，每次提取时间为20min，
液固比为5∶1。对叶绿素含量结果进行极差分析，由极
差（R）可知，影响因素的主次为：提取次数＞液固比＞
提取时间，其中最大的影响因素是提取次数。
根据表5的各个因素的k值，确定最优组合为：
A3B3C3，即提取次数3次、每次提取时间40min、液固比
5∶1。按照该优化工艺对西洋菜进行叶绿素提取研
究，其提取的叶绿素含量达到0.6013mg/g，结果高于
表5中的第7号实验结果。通过该优化工艺提取叶绿
素后的样品残渣色泽为黄色，基本上没有绿色，说明
西洋菜中的叶绿素提取较为完全。考虑到本研究为
小试研究，主要目的是摸索西洋菜中叶绿素提取规
律，确定提取工艺，故暂根据叶绿素含量最高的组合
来选取最优组合，今后进行中试研究时再考虑经济
因素等进行优化。
2.8 超声波辅助提取叶绿素的研究
超声波辅助提取叶绿素已有相关文献报道，可
以提高提取效率，缩短提取时间[3]，但西洋菜中叶绿
素提取研究未见报道。本实验采用超声波辅助处理
后，再按最优提取工艺进行提取，初步探讨超声波辅
助提取西洋菜叶绿素的可行性。
由表6可知，在本实验2.7部分的最优提取工艺基
础上，增加超声波处理10、20min后，相关样品提取的
叶绿素含量都比不进行超声波处理的降低，而有的
文献报道超声波提取可以显著提高叶绿素提取率、
缩短提取时间[4]。分析其原因可能是：a.超声波处理过
程中，样品、溶剂量少，超声波能量使得提取温度升
高，而叶绿素对热不稳定，本实验的2.3部分已经证
实提取温度高会破坏西洋菜中的叶绿素，使得提取
的叶绿素含量降低。b.本实验采用超声波辅助处理
图1 不同提取时间对叶绿素提取效果的影响
Fig.1 Effect of extraction time on the chlorophyll content
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
叶
绿
素
总
含
量
（
m
g/
g）
0 10 20 30 40 50 60
提取时间（min）
图2 不同液固比对叶绿素提取效果的影响
Fig.2 Effect of ratio of liquid to material on the chlorophyll
content
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
叶
绿
素
总
含
量
（
m
g/
g）
1∶1 2∶1 3∶1 4∶1 5∶1 6∶1 7∶1
液固比
图3 不同提取次数对叶绿素提取效果的影响
Fig.3 Effect of extraction times on the chlorophyll content
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
叶
绿
素
总
含
量
（
m
g/
g）
1 2 3
提取次数（次）
编号 A B C 叶绿素含量（mg/g）
1 1 1 1 0.3346
2 1 2 2 0.3625
3 1 3 3 0.3873
4 2 1 2 0.4965
5 2 2 3 0.5088
6 2 3 1 0.5018
7 3 1 3 0.5723
8 3 2 1 0.5113
9 3 3 2 0.5505
k1 0.3615 0.4678 0.4493
k2 0.5024 0.4609 0.4698
k3 0.5447 0.4799 0.4895
R 0.1832 0.0190 0.0197
优化水平 A3 B3 C3
表5 西洋菜中叶绿素提取的正交实验结果
Table 5 The orthogonal experiments results of the extrating
process of chlorophyll from watercress
超声波处理时间（min） 0 10 20
叶绿素含量（mg/g） 0.6038 0.5116 0.5392
表6 超声波处理对叶绿素含量的影响
Table 6 Effect of treatment of ultrasonic waves on the
chlorophyll content
（下转第282页）
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后，再按本实验2.7部分的最优提取工艺进行提取，
而最优提取工艺进行提取西洋菜叶绿素较为完全，
使得超声波辅助提取在本实验中效果不明显。
对样品使用紫外可见分光光度计进行波长扫描
（波长500~800nm），结果见图4。通过图谱可知，超声
波处理10、20min的样品与未超声波处理样品相比，
图谱形状非常类似，出峰位置都一样，没有偏移；都
在663nm处有最大吸收峰值，这也是叶绿素的特征吸
收峰[5-6]；未超声波处理样品在663nm处峰值更高。由
此可知，超声波处理前后样品的叶绿素结构没有改
变，而仅仅是叶绿素的含量发生了改变。
3 结论
西洋菜的叶、茎的叶绿素含量差别较大。通过测
定西洋菜的叶、茎中叶绿素含量，按照西洋菜的叶、
茎的平均质量比取样，可以较好地解决西洋菜整体
研究时取样不均的问题。本研究对西洋菜中叶绿素
提取工艺进行了初步探索，确定了最佳提取工艺为：
室温下、提取3次、每次提取时间40min、液固比5∶1。在
实验中，发现超声波处理会降低提取的叶绿素含量，
需要改变超声波辅助提取方法，有待进一步研究。
参考文献
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图4 对样品进行不同超声波处理后的吸收光谱图
Fig.4 Absorption spectra of samples in different treatments of
ultrasonic waves
1.000
0.500
0.000-0.062
叶
绿
素
总
含
量
（
m
g/
g）
500.00 600.00 700.00 800.00
波长（nm）
0min
20min
10min
量9%，在此条件下，山桐子出油率实测值为26.61%。
2.3 山桐子油脂肪酸组成分析
本实验对冷榨后山桐子油的脂肪酸进行分析，
并将分析结果同红花籽油、葵花籽油、花生油、橄榄
油和茶籽油的脂肪酸组成进行对比，结果见表4[8-11]。
从表4可以看出，山桐子油的不饱和脂肪酸含量
比较高，亚油酸含量高达67.30%，仅次于红花籽油和
葵花籽油，比茶籽油、花生油和橄榄油都高。可以看
出，山桐子油是补充必需脂肪酸的优质油脂。
3 结论
本实验对实验室条件下冷榨法制取山桐子油的
工艺条件进行了优化，通过单因素和响应面数据分
析，确定了冷榨法制取山桐子油的最佳工艺条件为：
冷榨压力3.75MPa，转速36.5r/min，冷榨温度77.5℃，
水分含量9%，在此条件下，山桐子出油率为26.61%；
对冷榨后山桐子油的脂肪酸组成进行分析并与其它
油脂进行比较，结果显示山桐子中的油亚油酸含量
仅次于红花籽油和葵花籽油，明显高于茶籽油、花生
油和橄榄油，亚油酸含量较高，是补充必需脂肪酸的
优质油脂。
参考文献
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油样 油酸 亚油酸 棕榈酸 硬脂酸 亚麻酸
山桐子油 7.52 67.30 15.73 1.51 0.88
红花籽油 12.46 74.40 6.32 1.67 -
葵花籽油 18.42 71.08 5.94 4.03 0.54
花生油 53.40 24.90 8.30 6.30 -
橄榄油 84.40 4.60 2.58 - -
茶籽油 46.78 27.46 16.16 3.99 0.40
表4 各种油脂脂肪酸组成对比表（%）
Table 4 Comparison chart of fatty acid composition all kinds
of oils（%）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第277页）
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