全 文 ：番薯叶叶绿素锌钠盐的制备及其稳定性的研究
翁庆迎 蔡燕佳 郭瑞华
(韩山师范学院化学系，广东 潮州 521041)
摘 要:以番薯叶为原料，通过浸提得到叶绿素。经皂化、酸化、锌代等过程，制得叶
绿素锌钠盐。结果表明，该产品水溶性好，耐热性、耐氧化还原性较好，但在光照条件下，
稳定性差。几种常见的食品添加剂及金属离子对叶绿素锌钠盐的影响小，但 Cu2 +、Fe3 +对
叶绿素锌钠盐的稳定性有较大的影响。
关键词:番薯叶 叶绿素 制备 叶绿素锌钠盐 稳定性
番薯叶又称地瓜叶。其生命力极其旺盛，可随处
种植、随时采摘，生长速度快，不需使用农药，含有丰富
的维生素 A、维生素 C、维生素 E和丰富的铁质，具有非
常强的抗氧化能力，有很高的营养价值与显著的食疗
保健功能［1］，香港人誉其为“蔬菜皇后”，日本人则推崇
其为令人长寿的新型蔬菜，且被联合国亚洲蔬菜研究
发展中心列为十大抗氧化蔬菜之一。相传，宋朝末代
少帝赵昺在与元军交锋中兵败，逃至广东潮州，于古庙
中歇息。由于战乱，古庙无斋菜款待。方丈见少帝可
怜兮兮，动了侧隐之心。于是悄悄摘些野菜—番薯叶，
剁碎熬制成菜汤。少帝吃后尤为感动并大加称赞，并
赐此菜名为“护国菜”。如今，经历历代厨师的精心改
良、泡制加工，便成为潮汕名菜之一。
本文以番薯叶为原料提取叶绿素，制备叶绿素锌
钠盐。叶绿素是较早开发的一种绿色天然色素，但它
的稳定性极差，遇光、热、酸和碱等作用瞬间变色，且不
溶于水，故给其应用带来一定困难［2］，若将叶绿素研制
成叶绿素锌钠盐，不但溶于水，而且稳定性也得到很大
提高。近年来发生的诸多让人担忧的食品安全事件，
均与违法添加非食用物质或滥用食品添加剂有关。食
品添加剂在人们的日常生活中占了举足轻重的地位。
而叶绿素锌钠盐是一种天然无公害食用色素，较市面
上的合成色素更安全;叶绿素锌钠盐还可作为补锌剂
参与人体的生理功能，锌是人体必需的微量元素之一，
对人的生长发育、免疫能力等方面起着极为重要的作
用，国际上誉之为“生命之花”或“智慧素”［3］。该补锌
剂是一种天然有机化合物，进入人体后经过代谢能排
出体外，不会产生蓄集和毒害作用。除此叶绿素锌钠
盐广泛应用于医药、化妆品中，对癌症有辅助治疗作
用，对久治难愈胃溃疡有好的作用［4］。由于其原料番
薯叶生长不受地域，时令影响，原料充足，价格便宜，拥
有很好的应用前景。
1 试验材料
番薯叶(购自桥东市场) ;乙醇、氢氧化钠、石油醚、
盐酸、硫酸锌等均为分析纯试剂。TU － 1900 型双束光
紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司) ;
722SP型可见分光光度计(上海棱光技术有限公司)。
2 试验方法
2． 1 工艺流程
番薯叶→预处理→乙醇浸提→抽滤→皂化→回收
乙醇→石油醚萃取→酸化锌代→抽滤水洗→溶解成盐
2． 2 正交试验设计
考虑到提取温度、料液比、乙醇浓度和提取时间等
因素对提取结果的影响。为确定最佳提取条件，进行
L9(3
4)正交试验，实验结果见表 1:
表 1 番薯叶提取叶绿素的正交试验
所在列 1 2 3 4
因素 温度 时间 乙醇浓度 液料比 吸光度
实验 1 1 1 1 1 0． 234
实验 2 1 2 2 2 0． 19
实验 3 1 3 3 3 0． 38
实验 4 2 1 2 3 0． 646
实验 5 2 2 3 1 0． 346
42 江 西 化 工 2010 年第 4 期
DOI:10.14127/j.cnki.jiangxihuagong.2010.04.012
实验 6 2 3 1 2 0． 576
实验 7 3 1 3 2 0． 32
实验 8 3 2 1 3 0． 0262
实验 9 3 3 2 1 0． 356
均值 1 0． 268 0． 400 0． 279 0． 312
均值 2 0． 523 0． 187 0． 397 0． 362
均值 3 0． 234 0． 437 0． 349 0． 351
极差 0． 289 0． 250 0． 118 0． 050
2． 3 实验步骤［4 － 7］
预处理:将番薯叶洗净，在低于 40℃的温度下干燥
后，捣碎。
浸取:将原料粉末置于锥形瓶中，用 90%乙醇于
60℃水浴中浸泡 70 min，过滤。每批原料浸提 3 次。
皂化:将所得溶液移入烧瓶中，加入 5% NaOH 调
节 pH值至 11，于 65℃恒温条件下反应 1h．
蒸馏浓缩:皂化完成后，减压蒸馏，蒸出约 2 /3 体
积的乙醇，蒸馏出的乙醇予以回收。
萃取分离:将浓缩后的皂化液用同体积石油醚萃
取 3 次，每次用力振荡 1 ～ 2 min。静置分层，上层呈黄
色，主要含有叶黄素、胡萝卜素和叶醇;下层主要含有
叶绿素酸镁钠，呈墨绿色。
酸化置锌:将下层溶液放入烧杯中，用 0． 1mol /L
盐酸调溶液至 PH = 2，而后在不断搅拌下缓慢加入
20% ZnSO4溶液(料液比为 1:3) ，于 65℃水浴加热 60
min。
分离:减压抽滤，得到叶绿素锌酸膏状物，用蒸馏
水洗 2 － 3 次。
成盐:用 5%NaOH溶液溶解沉淀。
干燥:于低于 60℃条件下烘干，便得到叶绿素锌钠
盐成品。
3 结果与分析
3． 1 正交试验结果与分析
由表 1 可知，乙醇浓度、提取温度、料液比和提取
时间 4 个因素对叶绿素的提取效果的影响中，影响大
小顺序为:提取温度 ＞提取时间 ＞乙醇浓度 ＞料液比。
最佳效果的提取技术参数为乙醇浓度 90%，提取温度
60℃，料液比 1∶ 20，提取时间 70 min。
3． 2 叶绿素锌钠盐的特征光谱
用分光光度计对 0． 1% 样品的水溶液在 350 ～
800nm波长间扫描得特征吸收谱图。由图 1 可知，番薯
叶叶绿素锌钠盐在 413、664nm波长处有 2 个可见光吸
收峰，最大吸收峰在 413nm。
图 1 番薯叶叶绿素锌钠盐特征光谱图
3． 3 叶绿素锌钠盐的稳定性研究 制备叶绿素锌钠盐的稳定性工作液
522010 年 12 月 番薯叶叶绿素锌钠盐的制备及其稳定性的研究
3． 3． 1 热稳定性
(1)分别取 10ml 叶绿素锌钠盐溶液于试管中，在
85℃恒温水浴加热 10、20、30、40、50、60、70、80、90min，
取出冷却，定容，测其吸光度，其结果见表 2:
表 2 加热时间对叶绿素锌钠盐稳定性的影响
时间 /min 10 20 30 40 50 60 70 80 90
吸光度 0． 409 0． 404 0． 404 0． 405 0． 403 0． 404 0． 404 0． 403 0． 395
(2)分别取 10ml 叶绿素锌钠盐溶液于试管中，各
在 25、40、55、70、85、95℃中水浴加热 30 min，取出冷
却，定容，测其吸光度，其结果见表 3:
表 3 温度对叶绿素锌钠盐的稳定性影响
温度 /℃ 25 40 55 70 8595
吸光度 0． 386 0． 379 0． 378 0． 376 0． 3720． 368
从表 2，表 3 可以看出，叶绿素锌钠盐的吸光度随
加热时间的加长与加热温度的升高呈下降趋势，但下
降幅度十分小，实验表明，在 95℃内，叶绿素锌钠盐具
有较强的热稳定性，可作食品添加剂加于需经高温处
理的食品中。
3． 3． 2 氧化性、还原性对叶绿素锌钠盐的影响
取 10ml 叶绿素锌钠盐溶液于试管中，分别各加入
2ml不同浓度的 H2O2、Na2SO3溶液，在室温下避光静置
60min，测其吸光度，其结果见表 4、表 5:
表 4 H2O2对叶绿素锌钠盐的稳定性影响
H2O2 /mol /L 对照 0． 001 0． 005 0． 010 0． 050 0． 100
吸光度 0． 370 0． 395 0． 396 0． 397 0． 398 0． 386
表 5 Na2SO3对叶绿素锌钠盐的稳定性影响
Na2SO3 /mol /L 对照 0． 001 0． 005 0． 010 0． 050 0． 100
吸光度 0． 370 0． 375 0． 376 0． 380 0． 388 0． 390
从表 4、表 5 中可以看出，H2O2、Na2SO4对叶绿素锌
钠盐的影响很小，由此，可知叶绿素锌钠盐具有一定的
耐氧化还原性。
3． 3． 3 部分金属离子对对叶绿素锌钠盐的影响
取 10ml叶绿素锌钠盐溶液于试管中，分别加入
2ml 0． 1 mol /L含有 Na +、K +、Ca2 +、Cu2 +、Al3 +、Fe3 +溶
液，在室温下避光静置 60 min，测其吸光度，其结果见
表 6:
表 6 不同金属离子对叶绿素锌钠盐的稳定性影响
金属离子 对照 Na + K + Ca2 + Cu2 + Al3 + Fe3 +
吸光度 0． 370 0． 363 0． 351 0． 335 0． 375 0． 337 1． 530
颜色 淡绿色 淡绿色 淡绿色 淡绿色 蓝绿色 淡绿色 橘黄色
由表 6 表明，Fe3 +和 Cu2 +对叶绿素锌钠盐溶液的
干扰较大，而其他几种离子对叶绿素锌钠盐溶液干扰
几乎可忽略不计。所以，在生产与应用叶绿素锌钠盐
过程中应尽量避免与铁制品、铜制品直接接触。
3． 3． 4 部分添加剂对叶绿素锌钠盐的影响
取 10ml 叶绿素锌钠盐溶液于试管中，分别加入质
量分数为 10%的蔗糖、苯甲酸钠、糖精、甜蜜素、柠檬
酸、VC、山梨酸钠溶液，在室温下避光静置 60 min，测其
吸光度，其结果见表 7:
62 江 西 化 工 2010 年第 4 期
表 7 食品添加剂对叶绿素锌钠盐稳定性的影响
添加剂 对照 蔗糖 苯甲酸钠 糖精 甜蜜素 柠檬酸 VC 山梨酸钠
吸光度 0． 327 0． 327 0． 322 0． 314 0． 326 0． 333 0． 310 0． 345
由表 7 可知，食品添加剂对色素溶液影响不大，叶
绿素锌钠盐作为色素可与上述食品添加剂一起使用。
3． 3． 5 光照对叶绿素锌钠盐的影响
取 10ml 叶绿素锌钠盐溶液于试管中，在在阳光下
放置不同时间，测其吸光度，结果见表 8:
表 8 光照对叶绿素锌钠盐稳定性的影响
时间 /min 0 60 120 180 240
吸光度 0． 377 0． 259 0． 205 0． 188 0． 178
由表 8 表明，强光照射时间越长，叶绿素锌钠盐的
吸光度值越小，且叶绿素锌钠盐溶液的颜色随光照时
间的增加逐变浅，在生产和应用过程中应尽量避免日
光强烈照射。
4 结论
4． 1 通过提取、皂化、酸化、锌代和成盐，由番薯叶制
备得到叶绿素锌钠盐． 制得的叶绿素锌钠盐与标准品
有一致的光谱吸收谱图，其最大吸收波长为 413nm．
4． 2 番薯叶浸提叶绿素的最佳工艺条件为:乙醇浓度
90%，提取温度 60℃，料液比 1∶ 20，提取时间 70 min。
4． 3 制备过程中所得的墨绿色叶绿素锌酸膏状物必
须洗净，否则产品叶绿素锌钠会含杂质。
4． 4 由番薯叶制成的叶绿素锌钠盐易溶于水，水溶液
呈墨绿色，稳定性较好，耐氧化还原、耐热性较好，常用
的食品添加剂和一些金属离子对叶绿素锌钠盐的稳定
性几乎无影响，作为食用色素使用在食品加工过程中
将有较好的稳定性。
4． 5 叶绿素锌钠盐耐光性差，还有待进一步的提高，
在使用过程中应尽量避免日光强烈照射。
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* 基金项目:韩山师范学院课外科研立项项目［2010］、
韩山师范学院化学系学士前项目资助。
Study on preparation andStability of sodium zinc
chlorophyllin from pachyrhizus leaf
WENG Qing － ying CAI Yan － jia GUO Rui － hua
(Department of Chemistry，Hanshan Normal University，Guangdong Chaozhou 521041，China)
Abstract:Chlorophyll was extracted from pachyrhizus leaf． Sodium zinc chlorophyllin was prepared from the chlorophyll ex-
tract through the processes of Saponification，acidification and zinc substitution． The product showed high water － solubility，
thermal stability，and high resistance abilities to oxidants and reducers． but it was significantly faded down under sunshine．
Moreover，it would not be influenced by some common food additives and metal － salts． However ，it would be influenced
by Cu2 +、Fe3 + ．
Key Words:pachyrhizus leaf chlorophyll Preparation Sodium zinc chlorophyllin Stability
722010 年 12 月 番薯叶叶绿素锌钠盐的制备及其稳定性的研究