全 文 ：垂序商陆浆果红色素提取及总皂苷含量测定研究
毛得奖１，朱亚玲２，庞海强１，韩宁１
（１．山东轻工业学院 食品与生物工程学院，济南　２５０３５３；
２．山东轻工业学院 化学与制药工程学院，济南　２５０３５３）
摘要：垂序商陆（Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ　Ａｍｅｒｉｃａｎａ　Ｌ．）又称美洲商陆，浆果中含有商陆红色素（主要为甜菜红素）。
商陆浆果经挤压破碎、室温密闭恒压处理４５天后，提取的商陆红色素粗品达商陆浆果质量的８．９６％，
色价达２２。商陆红色素粗品和脱皂苷商陆红色素制品中商陆总皂苷的含量分别为０．４６％和０．１９％。
关键词：垂序商陆；甜菜红色素；商陆皂苷；分离；纯化
中图分类号：ＴＳ２０２．３　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１０００－９９７３（２０１２）１２－００９９－０４
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｅｔａｌａｉｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｒｉｐｅ　Ｂｅｒｒｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ　Ａｍｅｒｉｃａｎａ　Ｌ．
ａｎｄ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｏｔａｌ　Ｅｓｃｕｌｅｎｔｏｓｉｄｅ　Ｃｏｎｔｅｎｔ
ＭＡＯ　Ｄｅ－ｊｉａｎｇ１，ＺＨＵ　Ｙａ－ｌｉｎｇ２，ＰＡＮＧ　Ｈａｉ－ｑｉａｎｇ１，ＨＡＮ　Ｎｉｎｇ１
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉ′ｎａｎ　２５０３５３，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉ′ｎａｎ　２５０３５３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｋｅｒｏｏｔ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｃａｌｅｄ　Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ　Ａｍｅｒｉｃａｎａ　Ｌ．，ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ａ　ｌａｒｇｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｒｅｄ　ｐｉｇｍｅｎｔｓ，
ｍａｉｎｌｙ　ｂｅｔａｌａｉｎｓ　ｃｏｎｔａｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｉｐｅ　Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ　Ａｍｅｒｉｃａｎａ　Ｌ．ｂｅｒｒｉｅｓ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｔａｌａｉｎｓ
ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｒｉｐｅ　Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ　Ａｍｅｒｉｃａｎａ　Ｌ．ｂｅｒｒｉｅｓ　ｉｓ　８．９６％，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｏｌｏｒ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ　２２ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｂｅｒｒｉｅｓ
ａｒｅ　ｓｑｕｅｅｚｅｄ　ｂｒｏｋｅｎ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｓｔｏｒｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｅａｌｅｄ　ａｔ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｏｒ　４５
ｄａｙｓ．Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｅｓｃｕｌｅｎｔｏｓｉｄｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｕｄｅ　ｂｅｔａｌａｉｎｓ　ｉｓ　０．４６％，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｄｒｏｐｓ　ｔｏ　０．１９％
ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｒｕｄｅ　ｂｅｔａｌａｉｎｓ　ａｒｅ　ｐｕｒｉｆｉｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　Ｄ－３０１ｌａｒｇｅ　ｐｏｒｏｕｓ　ｒｅｓｉｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ　Ａｍｅｒｉｃａｎａ　Ｌ．；ｂｅｔａｌａｉｎｓ；ｅｓｃｕｌｅｎｔｏｓｉｄｅ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
　　垂序商陆（Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａ　Ａｍｅｒｉｃａｎａ　Ｌ．）又名美洲
商陆，是商陆科（Ｐｈｙｔｏｌａｃｃａｃｅａｅ）商陆属的多年生草
本植物，常生于水边、林下、路旁、田野，对土壤的要求
不严，分布于全国各省，主产于河南、湖北、安徽、陕西。
株高１～２ｍ，果序下垂，浆果扁球形，熟时紫黑色。垂
序商陆自６月下旬到１１月上旬处于开花—结果—果
熟的生长循环过程中，一个年生长周期内可采收浆果
若干批，因而产量高，可达３０～４０吨／ｈｍ２。浆果富含
甜菜红苷，含量约为１．７５ｇ／ｋｇ鲜浆果，据此折合甜菜
红苷产量可达５０～７０ｋｇ／ｈｍ２［１］。色素用红甜菜与商
陆浆果的亩产量相近，然而甜菜红苷产量却比商陆低
２２．５～３０ｋｇ／ｈｍ２。
甜菜红色素色泽鲜艳，无毒副作用，甜菜红苷还具
有一定的抗氧化能力，广泛应用于各种饮料、果味粉、
果汁露、汽水、糖果、糕点、夹心、冰淇淋、罐头、浓缩果
汁、雪糕、果冻、香肠食品等的着色，既改善了食品的美
好外观，又提高了食品的营养价值。但是，天然甜菜红
色素的原料来源主要是红甜菜，因此，非常有必要对从
垂序商陆浆果中分离提取甜菜红色素进行广泛深入的
研究。
收稿日期：２０１２－０８－２２
作者简介：毛得奖（１９７１－），男，副教授，博士，主要从事天然色素及工业微生物应用研究。
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２０１２年第１２期
总第３７卷
　　　　　　　　　　　　　　　中 国 调 味 品
ＣＨＩＮＡ　ＣＯＮＤＩＭＥＮＴ 食品添加剂　　
１　材料与方法
１．１　试剂与材料
正丁醇、氯仿、乙醇、乙醚、香草醛、冰醋酸、高氯
酸、浓盐酸。
１．２　设备
ＴＵ－１８１０紫外可见分光光度计，７２２型分光光度
计，ＲＥ－５２ＣＳ旋转蒸发仪，ＳＨＢ－Ⅲ循环水式多用真空
泵，赛多利斯２１０Ｓ电子天平，１．６×５０ｃｍ层析柱，真
空冷冻干燥机。
１．３　方法
１．３．１　垂序商陆浆果红色素粗品制备
挤压破碎成熟的垂序商陆浆果（种子保持完好），
粗滤后得到浓红色素汁液。将这些汁液经过粗过滤分
成两部分：一部分室温密闭处理（可视为厌氧处理）；另
一部分不完全密闭处理（可视为有氧处理）。将不完全
密 闭 处 理 和 室 温 密 闭 处 理 的 浓 红 色 素 粗 滤 液
８０００ｒ／ｍｉｎ离心８ｍｉｎ，沉淀洗涤后再次８０００ｒ／ｍｉｎ
离心８ｍｉｎ，分别合并离心上清液。取一定量上清液在
（４５±３）℃，－０．０９８ＭＰａ条件下真空旋转蒸发浓缩
至粘稠糊状流质，然后真空冷冻干燥４８ｈ。
１．３．２　垂序商陆浆果红色素吸收波谱扫描
取少量冷冻干燥的商陆红色素样品，以蒸馏水溶
解稀释后在ＴＵ－１８０紫外可见分光光度计上做２００～
８００ｎｍ的吸收波谱扫描。
１．３．３　垂序商陆浆果红色素色价测定
根据ＱＢ／Ｔ　３７９１－１９９９标准测定甜菜红色素色
价：色价＝Ａ／（Ｃ×Ｌ）。
Ａ为测定吸光度；Ｃ为商陆红色素溶液浓度，％；
Ｌ为比色皿厚度，ｃｍ。
１．３．４　垂序商陆浆果红色素大孔树脂吸附与解吸条件
取一定量商陆红色素冷冻干燥样品配制成蒸馏水
溶液，分别加入预处理的ＡＢ－８、Ｓ－８、Ｄ－３０１、ＨＰＤ－１００、
Ｘ－５大孔树脂进行色素静态吸附实验，以选取适用于
色素分离纯化的大孔树脂。以乙醇及不同浓度的盐酸
溶液解吸经色素静态吸附饱和的大孔树脂，以选定适
用的洗脱剂。
１．３．５　垂序商陆浆果红色素中商陆皂苷含量测定
测定垂序商陆浆果红色素样品中商陆皂苷含
量［２，３］。精确称取齐墩果酸标准品２．５ｍｇ，用无水乙
醇配成０．１ｍｇ／ｍＬ的标准溶液。分别取０，０．２，０．４，
０．６，０．８，１．０ｍＬ标准溶液于６只洁净干燥的试管中，
８０℃干燥挥干试剂，加入５％香草醛－冰醋酸０．２ｍＬ
（现用现配），高氯酸０．８ｍＬ，混匀，６０ ℃水浴加热
１５ｍｉｎ，取出后立即用流水冷却，加５ｍＬ冰醋酸稀
释，混匀，测５５０ｎｍ处的吸光值 Ａ，绘制标准溶液用
量与吸光值之间关系的曲线图并计算回归方程。根据
回归方程测定商陆红色素样品中的商陆皂苷含量。
２　结果与分析
２．１　垂序商陆浆果甜菜红色素粗品制备
挤压破碎成熟的垂序商陆浆果４２４０．５ｇ（种子保
持完好），并以蒸馏水浸提色素，粗滤后共计得到色素
溶液１１．５１Ｌ，获得种子６３９．５ｇ（占商陆浆果重量的
１５．０８％）。色素浸提液经过真空旋转、蒸发、冷冻、干燥
后，获得胶泥状样品 ３８０．５５４５ｇ（占浆果重量的
８．９６％）。与文献［１］报道的商陆浆果中色素含量为
４．８％相比，本提取法色素含量是已有方法的１．８７倍，
大大提高了色素的提取率。
长时间室温密闭恒压（厌氧）处理和不完全密闭（有
氧）处理均不会对色素色调产生较大影响，结果见图１。
图１　有氧及无氧处理４５天后商陆
色素浸提液中菌体形态（４０×１０倍）
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食品添加剂　　２０１２年第１２期
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ＣＨＩＮＡ　ＣＯＮＤＩＭＥＮＴ
　　在不完全密闭处理样品中含有大量的杆状菌体，
而在密闭恒压处理样品中菌体个体较小，也呈杆状。
根据菌体形态初步判定有氧处理色素提取液面表层应
该是酵母菌，而厌氧处理的色素提取液中含有的应该
是一种厌氧的或兼性好氧的产气细菌。
２．２　垂序商陆浆果红色素吸收波谱扫描
取少量冷冻干燥的商陆红色素样品，以蒸馏水溶
解稀释后，在ＴＵ－１８０紫外可见分光光度计上做２００～
８００ｎｍ的光吸收波谱扫描，结果见图２。
图２　商陆红色素２００～８００ｎｍ波谱扫描
　　由图２可知，在２７３ｎｍ和５３７ｎｍ左右各有一个
吸收峰。２７３ｎｍ 处是商陆皂苷的特征吸收峰，而
５３７ｎｍ处是商陆红色素的特征吸收峰。
２．３　垂序商陆浆果红色素样品色价
取过柱前干燥的商陆红色素样品０．０６９５ｇ，加蒸
馏水３０ｍＬ溶解，稀释１０倍，在５３７ｎｍ处吸光值为
０．４６４，计算得色价Ｅ１％１ｃｍ５３７ｎｍ＝２０．０３。
２．４　垂序商陆浆果红色素的大孔树脂静态吸附试验
取商陆样品６．７３２７ｇ于三角瓶中，加３０ｍＬ蒸馏
水使之溶解，取该溶液１００μＬ加蒸馏水至１０ｍＬ配
置成静态吸附实验溶液。在５３７ｎｍ处测定经过预处
理的ＡＢ－８、Ｓ－８、Ｄ－３０１、ＨＰＤ－１００、Ｘ－５五种大孔树脂
的色素吸附率，结果见表１。
表１　大孔树脂对商陆红色素的静态吸附
ＡＢ－８ Ｓ－８ Ｄ－３０１ ＨＰＤ－１００ Ｘ－５
静态吸附前Ａ０ ０．２０５　 ０．２０５　 ０．２０５　 ０．２０５　 ０．２０５
静态吸附后Ａ１ ０．１９５　 ０．１５２　 ０．１８５　 ０．０１８　 ０．１５３
吸附率（Ａ０－Ａ１）／Ａ０（％） ４．８８　 ２５．８５　 ９．７６　 ９１．２２　 ２５．３７
　　由表１可知，ＨＰＤ－１００大孔树脂对商陆红色素的
吸附性能最好。
洗脱液的选择：将 ＨＰＤ－１００大孔树脂吸附色素至
饱和，分别用乙醇和盐酸溶液浸泡解吸。乙醇解吸液
呈无色，盐酸解吸液呈红色，说明应该选择一定浓度的
盐酸溶液作为 ＨＰＤ－１００大孔树脂吸附商陆红色素的
洗脱剂。
分别以０．１２，０．２４，０．３６，０．４８ｍｏｌ／Ｌ的盐酸溶液
解吸被商陆红色素饱和的 ＨＰＤ－１００大孔树脂，０．５ｈ
后测定解吸液的吸光度，结果见图３。
图３　盐酸浓度对 ＨＰＤ－１００解吸效果的影响
　　由图３可知，用０．２４ｍｏｌ／Ｌ的盐酸洗脱色素的效
果最好，所以选用该浓度盐酸溶液作为色素洗脱液。
ＨＰＤ－１００ 大 孔 树 脂 层 析 所 得 的 洗 脱 液 在
（４８±２）℃，－０．０９８ＭＰａ条件下旋转蒸发浓缩过程
中逐渐褪成无色，此外还观察到洗脱液在存放过程中
褪色也很严重。这些实验现象说明，该种纯化方法不
适于色素样品的后期加工，因此必须改用其它方法进
行纯化处理。
２．５　商陆中皂苷含量的测定
垂序商陆的果实从很早以前就被人们用作食用色
素的来源，但２０世纪６０年代有关文献报道垂序商陆
果实中含有具溶血作用的物质，其中最主要的物质是
商陆皂苷（主要是商陆皂苷甲或Ａ），这限制了商陆红
色素的开发和应用，因此非常有必要对垂序商陆浆果
提取的红色素皂苷含量进行测定。
商陆中的皂苷类成分均为齐墩果烷型五环三萜类，
而以香草醛－浓硫酸为显色剂的总皂苷含量比色测定法稳
定性差，且显色不完全，而香草醛－高氯酸显色体系精密度
高，显色较完全，且受糖类干扰较小［４］。以齐墩果酸作为
标准品，采用香草醛－冰醋酸－高氯酸为显色体系，测定垂
序商陆红色素样品中的商陆总皂苷含量。
以齐墩果酸标准溶液经５％香草醛－冰醋酸－高氯
酸显色反应后，以冰醋酸稀释混匀后测定５５０ｎｍ处
的吸光值Ａ。以标准溶液用量为横坐标，以吸光值 Ａ
为纵坐标绘制的标准曲线见图４。
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图４　齐墩果酸标准溶液－吸光值标准曲线
　　取２．４节中制备的商陆样品液１ｍＬ，用２倍体积
的乙醚去脂，除去乙醚相，加２倍体积氯仿去蛋白。然
后用２倍体积水饱和的正丁醇萃取商陆皂甙，用２倍
体积的正丁醇洗涤两次，合并正丁醇相。（４８±２）℃，
－０．０９８ＭＰａ条件下旋转蒸发至干燥，加１０ｍＬ　７０％
乙醇溶解，取１ ｍＬ 乙醇溶液８０ ℃水浴蒸干，加
０．２ｍＬ　５％香草醛－冰醋酸溶液，加０．８ｍＬ高氯酸，
６０℃水浴１５ｍｉｎ，加５ｍＬ冰醋酸稀释。以双蒸水空
白为对照，测得５５０ｎｍ处吸光度 Ａ＝０．６４９，据标准
曲线计算得商陆红色素总皂苷含量为０．４６％。
Ｄ－３０１大孔树脂对皂苷类物质吸附性较好［５］，因此，
采用Ｄ－３０１大孔树脂进行皂苷脱除操作，收集红色素水
洗液后，经旋转、蒸发、浓缩、真空冷冻、干燥制得除皂苷的
商陆红色样品。取该样品０．１２４５ｇ溶于２ｍＬ蒸馏水中，
按上述总皂苷含量测定方法，测得５５０ｎｍ处吸光度Ａ＝
０．０５７，据标准曲线计算得商陆红色素总皂苷含量为
０．１９％。对比结果可知，经Ｄ－３０１大孔树脂处理后，可以脱
除商陆红色素粗品中约６０％的总皂苷。
３　讨论
自成熟新鲜紫黑色商陆浆果中，以水为浸提液提取
红色素可达浆果重量的约９％（为文献［１］方法的近２
倍），色素粗制品色价大于２０，原料浆果种子含量为１５％
（为文献［６］方法的一半）。使用在长时间室温密闭恒压
（厌氧）处理和不完全密闭（有氧）条件下，经微生物作用的
商陆红色素提取液饲喂小白鼠近一年，无任何异常症状
发生，小鼠多代繁殖性状一切正常（数据未列出）。这些
事实说明商陆红色素提取液虽经微生物作用，但对其安
全性无影响，以此种方法提取商陆红色素极具开发潜力。
以大孔树脂吸附，并以酸化洗脱液纯化商陆红色
素的工艺造成洗脱液中色素在存放及浓缩过程中降解
严重，生产效益损失很大，应予以舍弃。而应该改用膜
过滤工艺方法生产纯化商陆红色素产品。成熟新鲜浆
果在自然干制过程中红色素降解严重，因此干燥浆果
不适宜用作商陆红色素生产原料。
商陆具有逐水消肿、通利二便、解毒散结功能；用
于水肿胀满、二便不通，外治痈肿疮毒，其主要药效成
分是商陆皂苷。香草醛－高氯酸比色法是基于高氯酸
和香草醛，与具有齐墩果烷结构的多种物质发生一系
列化学反应，生成在５６０ｎｍ左右有显著吸收的有色
物质，所以选择性不好。提取液中含有的三萜类物质
以及一些色素对测定结果影响很大，常使测定结果过
高［７］。商陆根水浸剂对小白鼠灌胃的急性毒性半数致
死剂量ＬＤ５０为２６ｇ／ｋｇ，垂序商陆中商陆皂苷的含量
在３％左右，故按照水浸剂计算，折合商陆皂苷的ＬＤ５０
为０．８７ｇ／ｋｇ。垂序商陆浆果红色素中商陆皂苷含量
为０．４６％，故 商 陆 浆 果 红 色 素 的 ＬＤ５０ 折 算 为
０．８７／０．４６％＝１８９．１３ｇ／ｋｇ，而食用姜黄色素的ＬＤ５０
为１４．７ｇ／ｋｇ［８］。另外，文献中报道的商陆皂苷发生溶
血作用的条件是皂苷与血液接触，而商陆皂苷经消化
道途径一般不会发生溶血。综合所述，商陆红色素中
商陆皂苷的毒副作用完全可以忽略，没有必要对商陆
红色素中的皂苷进行脱除。相反，保留微量的商陆皂
苷可能还会对人体产生有益的影响。
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