全 文 ：周燕琼 ,赵昶灵 ,李　云 ,等.云南紫薯蓣块根紫色素化学本质和含量的初步研究 [ J] .江苏农业科学 , 2010(4):183-185.
云南紫薯蓣块根紫色素化学本质和含量的初步研究
周燕琼 , 赵昶灵 , 李　云 , 杨晓娜 , 苏　丽
(云南农业大学农学与生物技术学院 ,云南昆明 650201)
　　摘要:通过特征颜色反应 、紫外 -可见光谱 、薄层层析和纸层析初步研究了云南紫薯蓣块根紫色素的化学本质和
含量。结果表明:紫薯蓣块根紫色素属于花色苷类;块根皮和肉的色素可能均为飞燕草色素 3, 5-二葡萄糖苷和矢车
菊色素 3-(2葡萄糖 -葡萄糖鼠李糖苷);皮的色素含量低于肉的 ,但总黄酮含量高于肉的。研究结果可为紫薯蓣块
根紫色性状的机理探索及紫色素的分子结构鉴定提供参考。
　　关键词:紫薯蓣;块根;色素;含量;化学本质
　　中图分类号:S632.101　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2010)04-0183-03
(上接第 182页)
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　　紫薯蓣别名紫山药 、紫莳药 、紫淮山 ,是薯蓣科(Diosco-
reaceae)、薯蓣属(Dioscorea)草本蔓生性植物 [ 1] ,仅在我国云
南省红河州等少数地方种植。在红河州 ,无论在海拔 67m的
山间谷地 ,还是 1 900 m的高山平坝 ,紫薯蓣均生长良好 ,表
现出较强的适应能力 ,是一个极具市场潜力的优良地方品
种 [ 2 ] 。紫薯蓣块根表皮紫褐色 ,肉乳白色中带紫点或为全紫
色 ,含有比普通薯蓣更多的维生素和微量元素 ,特别是含花青
素 [ 3 ] ,具滋肺 、益肾 、健脾 、止泻 、降压 、利肝等功效 ,是集美味
和保健于一体的药食兼用的绿色食品 [ 4 -5] 。
有关紫薯蓣块根紫色素的化学本质迄今几乎仍是一个研
究空白 。本试验用特征颜色反应 、紫外 -可见光谱 、薄层层析
和纸层析对云南紫薯蓣块根紫色素进行初步分析 ,研究结果
可为紫薯蓣块根紫色性状的机理探索及其紫色素的分子结构
鉴定提供参考 。
收稿日期:2009-11-10
基金项目:云南农业大学博士启动基金(编号:A2002096)。
作者简介:周燕琼(1983—),女 ,重庆垫江人 ,硕士研究生 , 主要从事
作物遗传育种研究。 E-mail:zhouyanqiong@163.com。
通信作者:赵昶灵 ,博士 ,副教授 ,硕士生导师,主要从事植物生理学 、
植物化学 、生物化学和分子生物学的教学与研究。 E-mail:
zhaoplumblossom7@163.com。
1　材料与方法
1.1　材料
紫薯蓣块根采自云南省红河州蒙自县 ,用自来水清洗后
置 -21 ℃冻存备用 。
1.2　方法
1.2.1　紫薯蓣块根色素的石油醚 、盐酸和氨水测试　取紫薯
蓣块根皮和肉各 12 g,用不锈钢剪刀剪碎 ,均分为 3份 ,分别
加 7 mL石油醚 、10%盐酸和 30%氨水 ,迅速研磨至匀浆 ,过
滤 ,观察滤液颜色 [ 6 ] 。
1.2.2　紫薯蓣块根色素的特征颜色反应　取紫薯蓣块根皮
和肉各 50 g,分别加 1.0%盐酸 -甲醇液研磨至匀浆 [ 7 ] ,过
滤 ,定容至 100 mL;分别取滤液 2 mL进行下列颜色反
应 [ 8 -11 ] ,各反应均重复 2次 。
(1)浓盐酸 -镁粉反应:加镁粉少许(保证镁粉过量),再
加浓盐酸 5滴 ,摇匀 ,静置 1 h。
(2)浓盐酸 -锌粉反应:加锌粉少量(保证锌粉过量),再
加浓盐酸 5滴 ,摇匀 ,静置 1 h。
(3)醋酸铅反应:加 1.0%Pb(Ac)2 · 3H2O2 mL,摇匀 ,
静置 2h。
(4)硼酸反应:加 1.0%H2O2 C4 · 2H2O10滴 ,再加 2.0%
H3BO3 3 mL。
—183—江苏农业科学　2010年第 4期DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2010.04.103
(5)碱性试剂反应:加 5.0%Na2CO3 3 mL,摇匀 ,密闭静
置 30min,通空气 10min。
(6)氯化铝反应:加 1.0%AlCl3· 6H2O-甲醇液 1 mL。
(7)浓硫酸反应:加 1.5 mL浓 H2SO4 ,摇匀 ,再置沸水浴
5 min。
(8)氯化铁反应:加 5.0%FeCl3 · 6H2O2mL。
(9)四氢硼钠反应:加 2.0%NaBH4 -甲醇液 2 mL, 1 min
后加浓盐酸数滴 ,摇匀 ,静置 2 h。
(10)氨性氯化锶反应:取甲醇 10 mL, 加氨水定容至
25 mL,使其成为被氨饱和的甲醇液;向色素提取液加 10滴
0.01 mol/L氯化锶 -甲醇液 ,再加被氨饱和的甲醇液 10滴 ,
摇匀 ,静置 1 h。
1.2.3　紫薯蓣块根紫色素的紫外 -可见光谱　用北京普析
通用公司生产的 TU-1901型紫外 -可见光光度仪对紫薯蓣
块根色素的 1.0%浓盐酸 -甲醇提取液在 200 ～ 700 nm范围
内进行扫描 ,测定色素在可见光区的最大吸收波长 ,比色皿光
径为 1 cm[ 12 ] 。
1.2.4　紫薯蓣块根紫色素的薄层层析分析　分别取紫薯蓣
块根皮和肉紫色素的浓盐酸 -甲醇提取液 , 以 BAW[ n-
BuOH-HAc-H2O(4 ∶5 ∶1, V∶V∶V),上层 ]为展开剂 ,用
毛细管点样于硅胶 G板 [ 13-14 ] 。
1.2.5　紫薯蓣块根紫色素的纸层析分析　分别取紫薯蓣块
根皮和肉紫色素的浓盐酸 -甲醇提取液 ,仍以 BAW为展开
剂 ,在 WhatmanNO.3滤纸上用上行法层析 [ 13 -14 ] 。
1.2.6　紫薯蓣块根紫色素含量的测定 　取 2 g紫薯蓣皮和
肉紫色素的浓盐酸 -甲醇提取液 5 mL,先用旋转蒸发仪在≤
60 ℃下浓缩至快干 ,再置 60 ℃烘 8 h,称量 、计算色素的百分
含量 。
1.2.7　紫薯蓣块根总黄酮含量的测定 　以芸香苷为标样建
立标准曲线方程 [ 12 , 15-16 ] 。取 2 g紫薯蓣块根皮和肉的浓盐酸
-甲醇提取液各 1 mL,稀释至 50 mL,分别与 10 mL1.0%
AlCl3· 6H2O-甲醇液反应;据标准曲线方程计算总黄酮
含量 [ 12] 。
2　结果与分析
2.1　紫薯蓣块根紫色素的颜色反应特征
在石油醚测试中 ,紫薯蓣块根皮和肉色素提取液均为无
色 ,说明皮和肉不含类胡萝卜素和叶绿素;在盐酸测试中 ,皮
和肉表现血红色 ,说明皮和肉含花色苷;在氨水测试中 ,皮和
肉表现暗红色 , 说明皮和肉可能含花色苷和橙酮 (表
1)[ 7 , 12 , 17-18 ] 。
在浓盐酸 -镁粉反应中 ,所有的样品都呈现不同程度的
红色 ,说明紫薯蓣块根皮和肉色素可能含黄酮 、黄酮醇 、二氢
黄酮 、二氢黄酮醇及二氢黄酮醇类化合物 ,对照试验 (不加镁
粉 、仅加浓盐酸)产生红色 ,表明色素含花色苷类或某些查尔
酮或某些橙酮 [ 8 -11] 。
在浓盐酸 -锌粉反应中 ,所有样品都呈粉红色 ,说明紫薯
蓣块根皮和肉色素可能含花色苷类 [ 8 -11 ] 。
在三氯化铁反应中 ,所有样品都呈黄褐色 ,说明紫薯蓣块
根皮和肉色素含具有酚羟基的黄酮类 [ 8 -11] 。
在三氯化铝反应中 ,紫薯蓣皮提取液呈现淡黄色 ,肉提取
表 1　云南紫薯蓣块根不同部位紫色素的颜色反应
颜色反应 皮 肉
10%盐酸 血红色 血红色
30%氨水 暗红色 暗红色
石油醚 无色 无色
浓盐酸 -镁粉 红色 红色
浓盐酸 -锌粉 粉红色 粉红色
三氯化铁 黄褐色 黄褐色
三氯化铝 淡黄色 黄色
醋酸铅 白色沉淀 白色沉淀
四氢硼钠 粉红色 粉红色
浓硫酸 橙红色 褐红色
硼酸 粉红色 红色
碱性试剂 微黄色 微黄色
氨性氯化锶 绿黑色 绿黑色
液呈现黄色 ,意味着紫薯蓣块根皮和肉色素含黄酮 [ 8 -11 ] 。
　　在醋酸铅反应中 ,紫薯蓣块根皮和肉的色素提取液均出
现白色沉淀 ,上层溶液呈粉红色 ,表明紫薯蓣色素具备酚羟
基 ,且不含查尔酮 ,可能具邻二酚羟基或兼有 4 -酮基 、5 -
OH[ 11 -12, 16 ] 。
在浓硫酸反应中 ,紫薯蓣皮和肉的色素提取液出现不同
程度的橙红色 ,沸水中 5 min颜色不改变 ,说明紫薯蓣色素不
含查尔酮 、噢哢 ,可能不含二氢黄酮 ,可能含黄酮 、异黄酮 、二
氢异黄酮 [ 11 -12 , 16] 。
在四氢硼钠反应中 ,所有样品都呈粉红色 ,说明紫薯蓣色
素属于二氢黄酮类或二氢黄酮醇类 [ 8 -9, 11] 。
在碱性试剂反应中 ,所有样品都呈微黄色 ,通空气后颜色
不变 ,说明紫薯蓣色素不含查尔酮 、噢哢 、黄酮醇 [ 12] 。
在氨性氯化锶反应中 ,所有样品都呈绿色乃至黑色沉淀 ,
说明紫薯蓣色素中含具有邻二酚羟基的黄酮类 [ 11 -12 , 16 ] 。
在硼酸反应中 ,所有样品都呈粉红色 ,说明紫薯蓣色素可
能不含 C5 -OH[ 8-9] 。
2.2　紫薯蓣块根紫色素的紫外 -可见光谱特征
紫薯蓣皮和肉紫色素的 1.0%盐酸 -甲醇提取液在可见
光区 500 ～ 550 nm和紫外光区 275 nm附近均有吸收峰 (图
1),与花色苷的紫外 -可见光谱特征完全一致 [ 8, 14 , 17 ] ,所以 ,
紫薯蓣皮和肉的色素均属于花色苷类 。此外 ,紫薯蓣皮和肉
紫色素在 300 ～ 330nm间无吸收峰 ,表明皮和肉的花色苷可
能不存在酰基取代 [ 13 , 17 ] ;在 440 nm处无肩峰 ,说明该花色苷
C5位无游离羟基 [ 14 ] 。加 3 ～ 5滴 5%AlCl3 · 6H2 O-甲醇液
后 ,紫薯蓣皮和肉色素在可见光区的最大吸收波长均出现蓝
移 ,说明皮和肉的花色苷在 B环上存在邻位酚羟基 ,因此 ,紫
薯蓣皮和肉的花色苷苷元可能为矢车菊色素 、牵牛花色素 、飞
燕草色素 [ 13 -14 , 17] 。
2.3　紫薯蓣块根紫色素的薄层层析特征
紫薯蓣皮和肉色素在薄层层析时均显示 3个红色程度不
同的谱带(表 2),表明紫薯蓣皮和肉的花色苷可能有矢车菊
色素苷 、飞燕草色素苷 、芍药色素苷 [ 19] 。
2.4　紫薯蓣块根紫色素的纸层析特征
紫薯蓣皮和肉色素在纸层析时均显示 2个主要红色谱带
(表 3),可初步判断紫薯蓣皮和肉可能均含矢车菊色素苷 [19] 。
—184— 江苏农业科学　2010年第 4期
表 2　云南紫薯蓣色素的薄层色谱特征(×100%)
谱带 皮 肉 花色苷种类
1 16.20(15) 17.44(15) 飞燕草色素 3, 5-二葡萄糖苷
2 64.92(68) 69.38(68) 矢车菊花色苷
3 73.83(71) 77.10(71) 芍药花色苷
　　注:展开剂 BAW=n-BuOH-HAc-H2O(4∶5∶1;上层),括号
内数据引自文献 [ 19] 。表 3同。
表 3　云南紫薯蓣色素的纸层析色谱特征(×100%)
谱带 皮 肉 花色苷种类
1 38.62(38) 38.16(38) 矢车菊色素 3-葡萄糖苷
2 26.82(26) 26.90(26)矢车菊色素 3-(2葡萄糖 -葡萄糖鼠李糖苷)
2.5　紫薯蓣块根色素和总黄酮含量
鲜紫薯蓣皮含色素 1.68%、含总黄酮 0.43 mg/g,肉含色
素 2.36%、含总黄酮 0.30 mg/g,肉的色素含量约为皮的 1.4
倍 ,但总黄酮含量约为皮的 70%。
3　讨论
安田齐据颜色将花色色素分为类胡萝卜素 、类黄酮和花
青素 ,类黄酮包括黄酮 、黄酮醇和查尔酮等 [ 20 ] 。其中 ,花青素
事实上即指花色苷 ,是花色素与糖以糖苷键结合而成 [ 12 , 21] 。
自然界常见的花色素主要有 6种 ,即天竺葵色素(花葵素 )、
矢车菊色素 、飞燕草色素(翠雀素)、芍药色素 、牵牛花色素和
锦葵色素(二甲花翠素)[ 17] 。花色苷广泛存在于植物花 、果
实 、茎 、叶和根等器官的细胞液中 ,使其呈现由红 、紫红到蓝等
多种颜色 [ 14, 17] 。花青素(即矢车菊素 , cyanidin)为花色素之
一 [ 12] 。紫薯蓣的紫色正是花色苷存在的结果 [ 22 ] 。
特征显色反应和紫外 -可见光谱是花色苷类初步确认的
常用方法 ,简单易行 、结果直观;纸层析和薄层层析用于花色
苷的鉴定只能初步确认花色苷的种类 。因此 ,紫薯蓣花色苷
分子结构的精确解析必须进一步借助核磁共振 、高效液相色
谱 、高速逆流色谱法和质谱等方法 。
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