全 文 ：灯笼花色素的提取及其理化性质
蒋益花1 , 蒋新龙 2
(1.浙江省丽水学院医学部 ,浙江丽水 323000;2.浙江省丽水学院应用生物系 ,浙江丽水 323000)
摘要:研究了灯笼花色素的提取条件和理化性质 ,结果表明 , pH值为 1的 95%乙醇是灯笼花色素的最佳提
取剂;灯笼花色素属花青素类色素 ,易溶于水和酸性乙醇;pH值对色素影响明显 ,在酸性条件下色泽稳定且具有
热稳定性;光照能加快色素降解;金属离子 Na+、Ca2+、A l3+、Cu2+、Zn2+对色素色泽无明显影响 , 而 Fe3+、 Pb2+对
其有不良影响;色素的抗氧化能力较差而耐还原性较好;蔗糖 、葡萄糖和盐等添加剂对色素无明显影响。
关键词:灯笼花;色素;提取;理化性质
中图分类号:TS202 文献标识码:A 文章编号:1002 -1302(2005)06 - 0125 -03
中国灯笼花 (Abutilon stria tum )又名风铃花 、金
铃花 、纹瓣悬铃花 、风铃扶桑等 ,为锦葵科苘麻属常
绿灌木 。原产巴西 、巴拉圭等地。花中含有丰富的
天然红色素 ,是良好的天然色素资源 ,具有良好的开
发前景 。目前应用安全无毒的天然食用色素代替合
成食用色素是大势所趋 [ 1, 2] 。为此 , 作者对灯笼花
色素的提取条件和理化性质进行了研究 ,为其开发
利用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料 、试剂和仪器
灯笼花采自浙江省丽水学院校园智能化大棚 ,
所用试剂均为国产分析纯 。仪器有北京瑞利 UV -
9100型紫外可见光谱仪 、数显恒温水浴锅 HH - 2、
DZF - 6050型真空干燥箱 、AL204电子分析天平 、15
W紫外灯 。
1. 2 灯笼花色素提取
1. 2. 1 提取步骤 新鲜灯笼花→清洗→干燥→粉
碎→称重 →浸泡 →过滤→色素液浓缩干燥精制
成品。
1. 2. 2 提取剂的选择 以不同溶剂作提取剂进行
试验 。各提取液分别以相应提取剂作参比 ,用紫外
可见光谱仪在 400 ～ 600 nm波长范围比较其最大吸
收波长处的吸光度值。
1. 3 灯笼花色素理化性质的测定
以新提取色素原液或色素干燥成品配成一定浓
度的色素溶液为样本 ,分别对其溶解性 、吸收光谱特
征 、pH值 、热效应 、光稳定性及其共存物的影响进行
测定分析 。
2 结果与分析
2. 1 提取剂的选择
料液比 1∶20、水浴 40℃提取 1 h,比较各提取
液的外观颜色和相同最大吸收波长处的吸光度值发
现 , pH值为 1的 95%乙醇的提取液外观颜色最深
(表 1)。该色素在酸性条件下提取效果较好 ,而且
在其他条件相同时 ,用不同 pH值的 95%乙醇进行
提取试验 ,发现 pH值为 1的提取效果最好(表 2)。
由此表明 , pH值为 1的 95%乙醇应是灯笼花色素
的最佳提取剂 。
表 1 提取剂对灯笼花色素提取效率的影响(醇溶液 λm ax =550 nm ,水溶液 λmax =520 nm)
提取剂 苯 乙酸乙酯 丙酮 无水乙醇 95%乙醇 pH值为 1的 95%乙醇 水 1%HC l 1%NaOH
颜色 淡黄 黄绿 黄绿 黄绿 黄绿 紫红 浅红 红 棕黄
收稿日期:2005 - 06 - 16
作者简介:蒋益花(1965— ),女 ,浙江东阳人 ,讲师 , 主要从事天然产
物研究。 Tel:(0)13059630191;(0578)2176745。
表 2 不同 pH值的 95%乙醇对灯笼花色素提取
效率的影响(λm ax =550 nm)
pH值 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 5. 0
吸光度 2. 370 2. 231 2. 126 2. 065 1. 905
—125—江苏农业科学 2005年第 6期DOI牶牨牥牣牨牭牳牳牴牤j牣issn牣牨牥牥牪牠牨牫牥牪牣牪牥牥牭牣牥牰牣牥牬牬
2. 2 灯笼花色素的理化性质
2. 2. 1 溶解性 将所得色素成品用水 、乙醇 、石油
醚 、乙醚做溶解试验。结果显示 ,色素粉末在酸性水
溶液 、乙醇以及两者混合液中的溶解性较好 ,不溶于
石油醚 、乙醚 ,说明灯笼花色素是一种水溶性色素。
2. 2. 2 光谱特征 分别将用水 、pH值为 1的水溶
液和 pH值为 1的 95%乙醇提取的灯笼花色素液 ,
稀释至一定体积后 ,在 400 ～ 600 nm波长范围内测
定吸光度值 。由图 1可见 ,以水和 pH值为 1的水
溶液作提取剂 ,最大吸收在 520 nm处 , pH值为 1的
95%乙醇提取液的最大吸收在 550 nm处 ,说明提取
液中有乙醇存在时最大吸收峰会发生位移 。
2. 2. 3 pH值对色素外观及吸收光谱的影响 将
pH值为 1的水提取液配制成 pH值 1 ～ 14的色素溶
液 ,观察其颜色变化 ,并在 400 ～ 600 nm波长范围内
测定部分色素液的吸收曲线。目测 pH值 1 ～ 3的
色素液为红色 ,比较稳定 , pH值 4 ～ 5的为淡红色 ,
pH值 6的为红褐色 , pH值 7 ～ 14的呈棕色 ～棕绿
色 。不同 pH值不仅影响色素外观颜色 ,也影响吸
收光谱 ,但最大吸收波长基本不变 。由图 2可见 ,
pH值≤4时光谱曲线有最大吸收峰 ,位置在 520 nm
处 , pH值为 4以上时 ,吸收峰完全消失。这表明色
素的分子结构随体系 pH值不同而有所变化。光谱
特性分析表明灯笼花色素应属花青素类色素 [ 3] 。
2. 2. 4 耐热性 配制同一稀释度 、不同 pH值的色
素水溶液 ,以室温 20 ℃作对照 ,在不同温度下恒温
2 h,冷却后分别在 520 nm波长处测定各色素液的
吸光度值 。从图 3可看出 ,灯笼花色素在 pH值≤3
的酸性环境中较稳定 ,颜色不变 ,且随着温度升高 ,
有一定的耐热性;pH值≤2时 ,温度在 60 ℃以内 ,
色素的耐热性较好 ,高于 60 ℃,耐热性降低;同一温
度下 , pH值不同 ,色素的耐热性也不同。这可能是
花青素类色素的母体结构受热发生变化的缘故。
2. 2. 5 金属离子对色素稳定性的影响 配制同一
稀释度 pH值为 1的色素水溶液 ,取 8m l分别加入 2
m l浓度为 0. 5 mo l /L的各种金属离子 ,对照品中加
入 2m l蒸馏水 ,放置 30m in后 ,测定吸光度 ,结果见
表 3。 0. 1mo l /L的钠 、钙 、铝 、铜 、锌离子的存在对
色素的颜色和吸收峰影响不大 ,有些离子还有一定
的增色作用 ,但铁 、铅离子的存在对色素有不良影
响 ,铁离子会使色素变为黄色 ,铅离子使色素液产生
少许浑浊 。
表 3 金属离子对色素稳定性的影响(λm ax =520 nm)
离子 CK N a+ C a2+ A l3+
吸光度 0. 696 0. 688 0. 707 0. 729
颜 色 红 红 红 红
离 子 Cu2+ Zn2+ Pb2+ Fe3+
吸光率 0. 693 0. 702 0. 500 0. 313
颜 色 红 红 红(微浊) 黄
2. 2. 6 耐光性 配制同一稀释度的色素水溶液 ,分
别在室内自然光 、强日光和紫外光下照射 , 6 h后观
察各色素液的颜色变化 ,在 520 nm波长处测定色素
—126— 江苏农业科学 2005年第 6期
液的吸光度值。结果显示 ,室内自然光照射对色素
影响较小 ,强日光照射对色素影响稍大 ,紫外线照射
对色素也有一定影响 (表 4)。
2. 2. 7 氧化还原剂对色素稳定性的影响 配制含
一定浓度 H2O2 、Na2SO 3的色素溶液 ,以空白试剂的
色素液作参比(pH值 1),放置 1 h,目测色素液颜色
表 4 室内自然光 、强日光及紫外线照射对
色素稳定性的影响(λmax =520 nm)
光照条件 照射前 室内自然光 强日光 紫外线
吸光度 0. 906 0. 906 0. 889 0. 896
颜色 红 红 红 红
变化 ,并测定加入前后 520 nm处吸光度值 ,试验结
果见表 5。可看出灯笼花色素抗氧化能力较差而耐
还原性能较好。
表 5 氧化还原剂对色素稳定性的影响(λm ax =520 nm)
H2O 2
(%) 颜色 吸光度
Na2 SO 3
(m ol /L) 颜色 吸光度
0 红色 0. 870 0 红色 0. 870
0. 10 红色 0. 451 0. 001 红色 0. 802
0. 30 浅红色 0. 125 0. 005 红色 0. 745
0. 60 无色 0. 031 0. 010 红色 0. 586
1. 20 无色 0. 011 0. 100 浅红 0. 136
2. 2. 8 常用食品添加剂对色素稳定性的影响 配
制含 5%、10%、20%的 N aC l、蔗糖 、葡萄糖色素水溶
液 ,以空白试剂的色素液作参比 (pH值 1),放置 1
h,测定加入前后 520 nm处吸光度值 ,试验结果见表
6。可看出食盐 、蔗糖和葡萄糖的存在对灯笼花色素
的稳定性无明显影响 。
3 结论
灯笼花色素易溶于水 、乙醇 ,不溶于石油醚 、乙
醚等有机溶剂;该色素宜用酸性乙醇溶液提取 , pH
值为 1的 95%乙醇应是灯笼花色素的最佳提取剂 。
表 6 常用食品添加剂对色素稳定性的影响(λm ax =520 nm)
食品添加剂
不同浓度下的吸光值
0 5% 10% 20%
食 盐 0. 870 0. 864 0. 840 0. 793
蔗 糖 0. 870 0. 854 0. 846 0. 809
葡萄糖 0. 870 0. 850 0. 838 0. 797
灯笼花色素在 pH值 1 ～ 4的酸性条件下 ,外观
红色较为稳定;0. 1 mol /L HC l提取液的最大吸收在
520 nm处 , pH值 1的 95%乙醇提取液的最大吸收
在 550 nm处;金属离子 Na+、Ca2 +、A l3 +、Cu2 +、Zn2+
对色素色泽无明显影响 ,而 Fe3+、Pb2+对其有不良
影响;色素的耐热性在偏酸时较好 ,受热时间延长 ,
色素吸光度有一定程度降低 ,但不影响外观颜色;色
素的耐光照能力较好;抗氧化能力较差而耐还原性
能较好;糖 、盐等添加剂对色素无明显影响 ,外观颜
色较为稳定。
根据灯笼花色素的光谱特征和理化性质 ,应属
于一种稳定性能较好的花青素类色素。有证据表
明 ,花青素不仅无毒和无诱变作用 ,而且有治疗特
性[ 4] 。故灯笼花色素作为食用天然色素具有良好
的开发前景 ,但其化学结构 、生理活性以及食用安全
性还有待进一步研究。
参考文献:
[ 1]黎 或 ,黄小风 ,李中林. 利用苦瓜子衣废料制备食用色素的研
究 [ J] .林产化工通讯, 2003, 37(2):3～ 7.
[ 2] Huang XF, Li Y, Li ZL. S tud ies on th e poly - functional pigm en t of
the seed peel ofMom ord ica charan tia L. [ A ] . B ook ofAb stracts for
Fifth Eu rasis C on ference on Chem ica l S cien ce [ C ] . Guangzhou:
Zhongshan University Press, 1996. 313.
[ 3]高愿君. 野生植物加工 [M ] . 北京:中国轻工业出版社 , 2001.
205 ～ 206.
[ 4] Annam aryjn D Sarma. An tioxidant ab ility of an thocyanins against as-
corb ic acid ox idan tion[ J] . Phy tochem is try, 1997, 45(4):671～ 674.
(上接第 105页)
重 1. 8 g,云大 - 120 1 500倍液比 CK重 1. 1 g。畸
形果率 ,爱增美 5 000倍液≤爱增美 3 000倍液 <爱
增美 1 500倍液 <云大 - 120 1 500倍液
1 500倍液 >爱增美 5 000倍液 >云大 - 120 1 500
倍液 >CK。
3 小结
爱增美有促进草莓植株生长 、拉长花序 、提高产
量和改善品质等作用。爱增美 1 500倍液 、3 000倍
液和 5 000倍对草莓均有一定效果 ,但从经济高效
角度考虑 ,以爱增美 1 500 ～ 3 000倍液 ,在开花前和
花果期喷雾 2 ～ 3次为好 。爱增美在草莓生长期 、开
花期喷施均安全。
—127—蒋益花等:灯笼花色素的提取及其理化性质