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!!#$食品工业科技
摘 要 对天仙果红色素的提取及理化性质进行了研究，结果表
明，该红色素为水溶性黄酮类花色素，其耐短时热处理、
耐酸、耐糖、耐还原性及耐光性较好，但耐碱性和耐氧化
性较差；耐 !#$、%&’$、()’$离子性质差。研究结果还表明，
其提取宜在酸性介质中低温浸提，微波前处理有助于色
素提取。该红色素在酸性条件下综合稳定性较优，值得开
发利用。
关键词 天仙果 红色素 理化性质 微波提取
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中图分类号：!#$#%& 文献标识码：’
文 章 编 号 ：($$#)$&$*（#$$#）$&)$$#$)$+
（湖南武陵高等专科学校生物系，张家界 *’+,,,） 唐克华 于华忠 田建林
-湖南农业大学理学院生物技术系，长沙 *.,,,,） 罗泽民
收稿日期：#$$()$,)#-
作者简介：唐克华（./012），男，讲师，研究方向：植物及微生物色素、
多糖的提取等。
食品添加剂的使用从有机合成品向天然制品转
换已是大势所趋，这在色素领域表现尤为强烈，至
(../年 /月，日本批准使用的天然色素已达 .- 种，
市场规模达 #&/+-0，市场总值达 #$$ 亿日元强，而合
成色素的市场总值仅为其 ( 1 ($［(］。我国虽然仍以合
成色素的使用为主，但对天然色素资源的开发和应
用研究现已成为重点，在万紫千红的生物世界中，植
物及植物果实所含天然色素自然成为人们研究的热
点［#］。植物色素一般分为水溶性和醇溶性两类，通常
采用水或醇浸提［&］，微波作为一种新兴的应用技术近
些年才进入植物化学领域［+］，通常使用高温高压的微
波萃取系统进行某些化学成分助提 （如增加土壤样
品中的离子溶出等）。天仙果 （!#$% &’’#(’)*+*
,--./’0 12+/）为桑科榕属落叶小乔木，我国两广、湘、
赣、闽、浙、台有分布，关于其色素的性质及提取研究
目前未见报道，本着开发此种野生植物资源之目的，
我们对其进行了微波提取与色素特性的初步研究。
% 材料与方法
%#% 材料与仪器
鲜天仙果 采自八大公山原始森林区，由本校
廖博儒副教授鉴定；./2酒精；氯化铁、氯化镁、硫酸
铜、硫酸锌、氯化钙、硫酸铅、硫酸铵，乙二胺四乙酸
二钠等 均为分析纯。
格兰仕微波炉，岛津 34)(*$’ 及国产 -/# 型紫
外可见分光光度计，万分精度电子天平，水浴锅，56
计，组织捣碎机，真空干燥箱等。
%#! 色素提取方法
(%#%( 提取工艺流程 冷冻鲜果!微波解冻!吸干表面
水分!称样并匀浆破碎!加不同 34提取介质!微波（高火力
档）处理!0,5下浸提!离心过滤!滤液（0,5下）减压浓缩
至 . 6 * 体积!离心去沉淀!色素浓缩液
(%#%# 提取工艺方法 设置微波处理、提取介质及
介质 56、浸提时间共四因素，每因素以预备试验结
果拟定三个水平值，采用 7.（&+）正交表头设计 . 组工
艺条件并进行提取。每组工艺取样量基本保持一致，
将提取的色素浓缩液用 56 &%$( 柠檬酸缓冲液稀释
/倍，并以同一波长（#8/#/9:）下的 ’; 值为各工艺
组提取率比较的指标。
%#$ 色素特性研究方法
(%&%( 色素的定性研究
(%&%(%( 色素光吸收扫描图 取 . 组工艺所提浓缩
液用 34)(*$’ 扫描比较其吸光度图谱变化；取醇与
水两种不同提取介质所提的色素浓缩液稀释 (<($
倍后扫描并比较吸光度图谱变化。
(%&%(%# 酸、碱因素对色素的影响及色素的溶解性质
研究。
(%&%(%& 色素的稳定性研究 取醇提色素浓缩液以
56 &%$( 柠檬酸缓冲液稀释 / 倍后，定量取其进行以
下试验：光对色素稳定性影响；热对色素稳定性影
响；金属盐离子对色素稳定性影响；氧化剂及还原剂
天仙果红色素的微波提取及特性研究
研究与探讨 研究与探讨
!
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2002.03.007
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食品工业科技
对色素稳定性影响；不同蔗糖浓度对色素稳定性影
响。一般性条件为：室温 !#!$%、自然光。
! 结果与分析
!#% 天仙果红色素提取工艺条件的选择
按提取工艺流程进行 & 组正交提取工艺研究，
每组取样量为 ’()*( +，提取结果见表 *。
结果表明，天仙果红色素宜以酸性醇水提取，微
波前处理及适当延长浸提时间均有助于色素浸出，
但二者对色素提取所起影响均属次要，这与同科的
桑椹红色素提取显著影响因素,-.有别。本正交提取工
艺研究旨在探讨微波对色素提取的助提作用，单就
微波因素而言，其对天仙果色素的助提作用似乎近
于无，对这一研究结果，我们认为可能是两种原因所
致：一种可能是我们设计的因素水平值不合理；另一
种可能则与我们应用的是常温常压下微波处理提
取，而非国际上先进的高温高压微波萃取处理设备
有关，这方面的先天不足是我们目前暂时无法克服
的，有待条件改善后进一步探索。在本研究中较优的
微波提取工艺条件为：! 倍量 -/乙醇、01!(、’%
浸提 *(-2并结合微波高火力档前处理 *345。
!#! 天仙果红色素的特性
!(!(* 色素的吸光度扫描图谱 图 * 为正交工艺各
组提取的色素浓缩液在 !#653的扫描图。显示
以醇提取该色素使色素的吸光波段范围明显缩小且
向红位移（见图中的曲线 !、$和 &）。
图 ! 为预备实验中以 ’/乙醇（01!(，二倍量
原料体积）进行提取所得的提取液，未经浓缩而稀释
*#*!倍的 !#653扫描图。显示 01*(-#!( 的提
研究与探讨 研究与探讨
实验号 微波处理时间
（高火力）（345）
提取介质 介质 01 浸提时间728 浓缩时间798 浓缩液颜色（01值） :;<-!-
*= > $倍量水 !( (- & 红棕 (!&*
!= > !倍量 -/乙醇 >( * > 暗红（-(6） (-6!
>= > !倍量水 $( *(- - 暗红 (*’6
$= * !倍量 -/乙醇 !( *(- > 暗红 (?&!
-= * !倍量水 >( (- > 暗红7-(8 (*-?
’= * $倍量水 $( * ? 亮红棕 (*!’
?= !倍量水 !( * - 暗红 (!?6
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&= !倍量 -/乙醇 $( (- > 暗红 (->!
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表 * 天仙果红色素的正交提取工艺试验结果
因 素
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取液在可见与紫外区各有一最大吸收峰 （!#$% 和
&’($%）。
图 为醇提（&) 组）浓缩液稀释 ! 倍后，以 *+,
调不同 -*后的扫描图。该图显示色素在 -*.#/ 时
!&!$%处的 012（吸光度）值最大。
图 ( 为预备实验中酸水（-* 约 /.!）提取液扫描
图。显示色素在 -*/.! 时随稀释而发生最大吸收峰
值变化。
从以上各种扫描图谱结果来看，天仙果红色素
在 !&!$% 及 &’($% 附近有最大光吸收峰，但在
!&!$%处峰值受 -*变化影响较大。此外，在预备试
验中通过对 -*/.! 的酸水提取液稀释 /3 倍扫描 ，
测出其最大光吸收峰 !4!#!3!/!$%。综合以上结果
并对照文献资料 5’367，可基本确认此红色素属黄酮类
花色素，但从吸收光谱方面特性而言其显然有别于
桑椹红色素［!］。
&.&.& 酸碱对色素的影响及色素的溶解性 取 &)及
!)组的色素浓缩液水稀释 ! 倍后，以 ’%8, 9 : *+, 及
#./%8, 9 : ;<=*调其 -*后进行研究，其扫描图谱结
果见图 >其颜色变化见表 &。结果显示该色素在 -*?
@ 呈红（或浅红）色，-*A@.# 呈棕黑色，而且在 -*A@
以上的呈色可用 *+, 调至 -*?!.# 时回复为红色，这
进一步证实天仙果红色素属黄酮类花色素。
取 &)组色素浓缩液水稀释 ! 倍，再取其 !%, 加
入 !倍体积溶剂搅匀后静置 /&B，观察分层及颜色变
化，结果见表 。该结果显示，色素为水溶性物质，不
溶于非极性有机溶剂。表 中色素浓缩液在丙酮中
呈均匀红色溶液，是因为色素浓缩液含有少量水而
使其分散混溶于丙酮之故，色素在正丁醇中的分层
也是如此，其三层之中间层为水饱和正丁醇，因少量
色素分散于其中故呈浅红色薄层，未饱和正丁醇则
居上层厚且无色。
!#$ 色素的稳定性
&../ 光对色素的影响 取色素稀释液置容量瓶
中，放室温自然光下及置 @C恒温连续照光（&!D日
光灯，直射距离 E%），其 012!&! 值变化情况如表 (
及表 !。从该表结果来看，天仙果红色素受光影响很
小。我们曾将预备试验中酸水 （-*&.#）及酸化醇
（-*&.#）提取的色素粗滤液在室温自然光下暴露空
气中放置达 &/F，凭肉眼既分辨不出其深红颜色有任
何变化，而且也不生霉膜，仅有极少许沉淀出现，因
此该红色素在酸性条件下对光稳定。
&..& 热对色素稳定性的影响 取色素稀释液置三
角烧瓶，加塞分别在不同温度下加热一定时间，其
012!&!值变化如表 ’。
研究结果显示，醇提（&)）色素受热破坏较严重，
经 /##C长时间处理，不仅其吸光度显著降低，而且
颜色也由淡红变为黄棕色并伴有大量黑色颗粒沉
淀，相比而言，水提（/)）色素的耐热性好，/##C长时
处理其颜色仅略变浅。预备试验中，我们在酸水
（-*&.#）所提色素粗滤液中加 #./G量的硫酸铝铵，其
颜色由深红变为亮丽玫瑰红，再置之电炉上煮沸 /3
B，其颜色肉眼分辨不出变化，说明水提之色素在酸
性条件下的确对热稳定。
&.. 盐离子对色素的影响 取 H) 组（醇提） 色素
浓缩液以 -*.#/ 柠檬酸缓冲液稀释 ! 倍，加入总体
积量 #.!G的 IJK、LM&K、+N&K、O$&K、0,K、PQ&K、+<&K、
（0,K·;*(K）、;
结果表明，醇提取天仙果红色素显著受 IJK、+N&K
及 PQ&K影响并体现出黄酮类色素的颜色反应性质，但
-* /./ /.! .#/ (.// !.# ’.! @.# H.# /#.!
&) 亮红 愉悦亮红 亮红 红棕 红棕（母液） 浅棕 浅棕黑 棕黑 蓝黑
!) 红棕 淡红 浅黄棕 浅黄棕 浅黄棕 缺 棕色 深棕色 浅黑
表 & -*对天仙果红色素颜色的影响
溶 剂 水 无水乙醇 丙酮 氯仿 四氯化碳 石油醚 正丁醇
分层变化 均匀溶液 分二层 均匀溶液 分二层 分二层 分二层 分三层
色素分布 红 色 红色居下 红 色 红色居上 红色居上 红色居下 红色居中下
表 不同溶剂中天仙果色素的溶解性状
存放时间（F） # / & /6
012值 #.6/# #.@!H #.@& 生霉
表 ( 自然光对色素溶液吸光度的影响
存放时间（F） # / & ’
012值 #.6/# #.@@@ #.@/ #.@/H #.’6/
表 ! 恒温V@CW连续照光时色素溶液吸光度变化
研究与探讨 研究与探讨
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其颜色变化有别于桑椹红色素 !#，以及葡萄［$］、冬泡
［%］、火炬［&’］、一品红［&&］等植物的水溶性红色素在该方
面的特性。
()*)+ 氧化剂及还原剂对色素的影响 取 (, 组色
素提取液稀释 倍，再取其定量体积并分别加入
’)&-量的 ./、’)$-量的 0(1(测其 12(值及观察颜
色变化，结果见表 3。
很显然，氧化剂极易破坏色素（表 3 中 456(已
失去参考意义），其所导致颜色改变即加即现。而还
原剂虽然可致色素 456(值缓慢衰减，但其颜色变
化肉眼难辨。
()*) 蔗糖浓度对色素的影响 取 (,组色素提取液
稀释 倍，再取其定量体积称重后各加入 -、&’-、
&-、(’-净重的蔗糖，搅匀溶解后测其不同时间的
456(值并观察颜色变化，结果如表 %。
研究结果显示，天仙果红色素可耐较高糖浓度，
虽然随糖浓度增加及放置时间延长，均存在一定程
度的吸光度衰减，但其颜色变化并不明显。
$ 结论
*)& 天仙果红色素属黄酮类水溶性花色素，其耐酸
性、耐光、耐糖、耐还原性较好；而耐碱性、耐氧化性
及耐热性较差，在酸性条件下综合稳定性较优，值得
继续研究其应用性能。
*)( 天仙果红色素的提取宜在酸性介质中和较低温
度下提取，微波处理有弱的助提作用。可选择不同提
取介质（水或稀醇）提取色素以适应色素某一具体应
用时热性能的要求。
参考文献
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品工业科技，&%%%7(’8$:9(+
温度 >加热时长 室温 > ’? $@ > ’)? &’’@ > &? &’’@ > $? 颜色变化
456值（(,） ’)<+* ’)<(3 ’)<<’ ’)$<< 淡红变为黄棕
456值（&,） ’)*%* ’)*$( ’)*$’ ’)*<（*?） 淡红稍变浅
表 $ 加热对色素吸光度的影响
金属离子 对照 AB*C DE(C FG(C HI(C 4J*C FK(C LM(C 4J*C·N0+ NKOP2Q4
456值 ’)%* ’)$’ ’)$+( ’)$$ ’)$($ ’)$$’ ’)$*
颜色变化 红色 深棕黑 红色 墨绿有沉淀 红色欠透明 同 HI(C 同 HI(C 灰色有沉淀 同空白 同 HI(C有不溶物
表 < 金属盐离子对色素的影响
存放时间8R: 空白 ’ & ( $ &( 颜色变化
加 ./组 ’)3&’ ’)<** ’)<++ ’)<+’ ’)<’3 发霉 加与不加颜色不变化
加 0(1(组 ’)3&’ ’)3’$ ’)<+$ ’)<<+ 发霉 发霉 加入即由红变浅
表 3 氧化剂与还原剂对色素的影响
蔗糖浓度8-: &’ & (’ 颜色变化
’R456值 ’)<&’ ’)$<3 ’)$*$ ’)$’* 均无肉眼可
&R456值 ’)<’* ’)$<’ ’)$*& ’)%’ 见明显变化
(R456值 ’)<’( ’)$$& ’)$*’ ’)3$
$R456值 发霉 发霉 发霉 发霉
表 % 蔗糖浓度对色素吸光度的影响
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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权威·核心·领先·实用·全面——(’’(年《食品工业科技》月刊
一套《食品工业科技》在手 纵观食品工业发展全貌
研究与探讨 研究与探讨
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