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第23卷第2期 肇 庆 学 院 学 报 Vol.23 No.2
2002年4月 JOURNAL OF ZHAOQING UNIVERSITY Apr. 2002

紫背天葵红色素理化性质的研究

李红缨 杨海贵 植中强

( 肇庆学院 轻工化学系, 广东 肇庆 526061 )


摘 要: 本文对紫背天葵红色素耐光、耐热、耐氧化及还原稳定性进行了研究，并考察了部分常见食品添加剂及常见金属离
子对紫背天葵色素的影响。
关键词: 紫背天葵; 红色素; 理化性质
中图分类号：TS202.3 文献标识码: A 文章编号:1009-8445(2002)02-0076-04


合成色素色泽鲜艳，稳定性好，着色力强，曾经被大量使用。但现代医学表明，许多合成色素不仅毫无营养
价值，而且有一定的毒性，甚至有致癌性，直接危害人体健康，因此其使用正逐渐受到限制。从植物中提取的
天然色素安全无毒，保留了植物体内丰富的营养物质和药用成分，不仅可以作为食品着色剂，还具有保健的功
能。
秋海棠科植物紫背天葵（Begonia fimbristipula Hance）属多年生草本，生于山坡林下湿润的石壁上。分布于
广西、海南、贵州、湖南、江西、福建等省，广东的肇庆、惠阳、佛山、韶关等地。紫背天葵具有清热解毒、
凉血止血、润燥止咳化痰、消炎散瘀消肿的性能。肇庆市鼎湖山特产紫背天葵茶，用开水冲泡，放少许白糖，
甜酸可口，是夏季饮料中的佳品，有消暑除热、助消化、健胃、解酒之效。紫背天葵不仅含有多种药用和营养
成分，还含有丰富的红色素。目前，关于紫背天葵红色素的研究国内外尚未见报道。为综合开发利用紫背天葵
这一天然资源，增加有利于人体健康的安全、无毒的天然食用色素的品种，本文对紫背天葵红色素的理化性质
进行了研究，报道如下：

1 材料与方法

1.1 实验仪器、材料和试剂
主要仪器：721型分光光度计（上海第三分析仪器厂）
GBC UV/VIS 916 紫外可见-分光光度计（澳大利亚）
PHS-3C数字酸度计（浙江梵隆仪器有限公司）
电热恒温水浴锅（上海医疗器械五厂）
电子天平（上海梅特勒—托利多仪器有限公司）
真空干燥器（南通科学仪器厂）
材料：新鲜紫背天葵采自鼎湖山脉的北岭上
试剂：国产分析纯
1.2 紫背天葵色素的提取方法
为了寻找紫背天葵色素的最佳提取条件，本实验对浸提温度、浸提时间、原料与提取剂配比以及提取剂体积分数四个因
子设计了L9（34）正交试验组合表，根据结果分析，浸提紫背天葵色素的最佳条件是：浸提温度为50℃，浸提时间为3 h，
采用30 %的乙醇-水溶液作提取剂，原料与提取剂配比为1 g : 7 ml。称取一定量洗净晾干并捣碎的新鲜紫背天葵，

收稿日期：2000-12-20
作者简介：李红缨（1955—），女，广东高要人，肇庆学院轻工化学系副教授。

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波长/nm
吸光度 乙醇
丙酮
甲醇
水
按最佳提取条件浸泡后，抽滤得鲜红色澄清紫背天葵色素提取液，将此色素提取液在温度为53℃、真空度为88 KPa
下减压浓缩回收乙醇，再经真空干燥或40℃恒温干燥，则得红褐色的粉末状或膏状紫背天葵色素。

2 紫背天葵色素的理化性质

2.1色素的溶解性
在室温下将紫背天葵色素粉末分别用水、乙醇、丙酮、稀盐酸、柠檬酸、乙醚、石油醚等进行溶解。结果表
明，该色素易溶于水、乙醇、丙酮、稀盐酸、柠檬酸的水溶液，不溶于乙醚、石油醚。
2.2色素的光谱性质
称取一定量洗净晾干并捣碎的新鲜紫背天葵，分别用定量的水、体积分数相同的甲醇、乙醇、丙酮在相同条
件下浸泡，获得色素提取液，吸取相同量的各种提取液，定容至100 ml ，在室温下以蒸馏水为对照，用 721 分
光光度计，在波长400 ~ 600 nm范围内，每隔10 nm测定一次不同溶剂的吸光度（见图1）。实验结果发现不同溶剂
的色素提取液的吸光度有所不同，但在可见光区的最大吸收波长均在520nm，其中以乙醇提取液的吸光度最大。










图1 不同提取剂时紫背天葵色素的吸光度
用紫外可见分光光度计进行光谱扫描结果得知，紫背天葵色素在350 nm和520 nm 附近有强吸收峰，参照有
关文献[1][2]，初步推测紫背天葵色素主要是花青苷类色素，其具体结构尚待进一步研究。
2.3 色素的热稳定性
移取不同pH值的色素提取液多份，稀释定容，于恒温水浴锅中分别在不同的温度下恒温加热1 h ，溶液颜色
目测均无变化，可见吸收峰仍在520 nm。冷至室温后测定各吸光度(见表1)。结果表明，紫背天葵色素在pH≤4的
酸性条件下对热的稳定性好。
表1 不同pH值不同温度下紫背天葵色素的A520
（t / ℃） 30 40 50 60 70 80 90 100
pH 1
2
3
4
0.594
0.585
0.566
0.503
0.590
0.581
0.551
0.497
0.591
0.585
0.553
0.501
0.593
0.588
0.576
0.502
0.594
0.591
0.567
0.499
0.601
0.590
0.556
0.504
0.598
0.591
0.570
0.507
0.600
0.589
0.575
0.505
2.4 色素的光稳定性
紫背天葵色素提取液放置于暗处半年颜色不变。在室温下（30℃），将pH=4的紫背天葵色素提取液置于室
内靠窗口的光亮处，放置不同时间，吸光度略减小，但目测颜色改变不大(见表2)。
表2 光对紫背天葵色素的影响
时间 / d 0 5 10 15 20 25 30 40 50 60
A 520
色素残存率（%）
0.38
1
100
0.37
3
97
0.36
6
94
0.35
4
91
0.34
3
89
0.33
5
87
0.32
4
82
0.30
5
76
0.29
3
68
0.27
1
61
将pH=4的色素提取液放置于室外强烈日光照射下，每隔1h测定一次A 520 ，结果是强烈日光对色素的稳定性
影响较大，照射3h后色素提取液出现浑浊现象（见图2）。
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0
0.2
0.4
0.6
0.8
1 2 3 4 5 6 7
日照时间/h
吸
光
度

图2 强烈日光照射对紫背天葵色素的影响
2.5 酸碱度对色素的影响
取紫背天葵色素提取液，于室温下用缓冲溶液稀释调节酸碱度并用蒸馏水定容，用数字酸度计测定pH值，
放置1h后，观察溶液颜色的变化(见表3)。
表3 紫背天葵色素颜色与pH值的关系
pH值 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 6.0 6.5 7.0 8.0 9.0 10.0
颜色 鲜红 鲜红 鲜红 鲜红 鲜红 鲜
红
淡红 近无色 草绿色 浅黄 绿色 浅黄色 黄色
由表 3可见， 不同 pH值时紫背天葵色素的颜色有所不同， pH≤ 4时，色素颜色呈鲜红色， PH=5
时，色素颜色开始变淡， pH＞ 6时，色素颜色变为黄绿色，碱性时呈黄色，但该色素的颜色变化具有
可逆性，酸化后可恢复为鲜红色。用紫外可见分光光度计进行光谱扫描， PH≤ 4时，色素的最大吸收
波长不变，PH＞ 5时可见光区最大吸收峰消失。见图 3。

图3 不同pH值时紫背天葵色素的吸收光谱
2.6 糖类对色素的影响
取pH=4的紫背天葵色素乙醇提取液，加入浓度为0.1 mol / L的各种糖溶液，用蒸馏水稀释定容 ，室温下放
置1h后，在520 nm 处测定各吸光度(见表4)。
表4 糖类对紫背天葵色素的影响
糖 类 对照 果糖 葡萄糖 蔗糖 淀粉
A 520
外观颜色
0. 38
鲜红色
0. 32
鲜红色
0. 33
鲜红色
0. 34
鲜红色
0. 35
鲜红色
由表4可见，实验所用的糖基本上对紫背天葵色素没什么影响。
2.7 抗坏血酸、苯甲酸对紫背天葵色素的影响
配制含抗坏血酸，苯甲酸不同浓度的紫背天葵色素乙醇提取液，在室温下放置2h，分别测定各吸光度，结
果表明，苯甲酸对色素影响不大，加入抗坏血酸色素颜色稍有加深。
2.8 氧化剂和还原剂对色素的影响




79
移取2 ml pH=4的紫背天葵色素乙醇提取液多份，分别加入2 ml、4ml、6ml、8ml、10ml 1% H2O2或0.05 ml、0.1
ml、0.5 ml 1% Na2SO3溶液，用蒸馏水稀释定容至100ml ，室温下放置30min后，在520 nm 处测定各吸光度。见表
5和表6。
表5 H2O2对紫背天葵色素的影响
编 号 1 2 3 4 5 6
H2O2（ml）
A 520
颜 色
0
0.14
鲜红色
2
0.132
浅红色
4
0.086
浅粉色
6
0.078
几乎无色
8
0.077
无色
10
0.073
浅黄色
表6 Na2SO3对紫背天葵色素的影响
编 号 1 2 3 4 5
Na2SO3 （ml）
A 520
颜 色
0
0.14
鲜红色
0.05
0.079
浅红色
0.1
0.075
几乎无色
0.5
0.065
无色
1
0.055
浅黄色

由表5和表6可见，氧化剂与还原剂对紫背天葵色素有较大的破坏作用。
2.9 金属离子对色素的影响
准确移取pH=4的紫背天葵色素乙醇提取液多份 ，分别加入0.1 mol / L Na+、K+、Mg2+、Zn2+、Ca2+、Fe3+ 各
0、2、4、6、8、10 ml，用蒸馏水稀释定容至100 ml，室温下放置1h后，在520nm波长下测定各吸光度。见表7。
表7 金属离子对紫背天葵色素的影响（ml）
金属离子 0 2 4 6 8 10
Na+
K+
Mg2+
Zn2+
Ca2+
Fe3+
0.280
0.280
0.280
0.280
0.280
0.280
0.278
0.279
0.279
0.273
0.284
0.295
0.277
0.275
0.279
0.274
0.286
0.399
0.281
0.278
0.274
0.275
0.283
0.321
0.278
0.277
0.280
0.277
0.291
0.323
0.279
0.278
0.277
0.278
0.310
0.322
紫背天葵色素加入Na+、K+、Mg2+、Zn2+颜色无变化，加入Ca2+颜色稍加深，加入Fe3+变为黄色~黄棕色且有沉
淀产生。

3 结论


本文研究了常见的食品添加剂的保存条件对紫背天葵色素稳定性的影响，结果表明：紫背天葵色素在pH≤4
的酸性溶液中稳定，其色泽呈清澈透明的鲜红色，可以用作酸性饮料（如碳酸饮料、乳酸饮料等）、果酒、冰
淇淋、糖果等的着色剂，在pH＞5的溶液中不稳定，颜色发生变化，故色素的使用或加工应在酸性介质中进行，
在pH≤4条件下对热的稳定性好。强烈日光对紫背天葵色素的稳定性影响较大，存储和运输该色素时应避免强烈
日光直照。紫背天葵色素的性质不因蔗糖、淀粉等糖类和Na+、K+、Mg2+、Zn2+、Ca2+ 等金属离子的存在而有明
显的变化，但Fe3+会使色素颜色发生变化，色素耐氧化剂和还原剂的能力较差，使用时应注意避免与氧化还原性
强的物质共存。



参考文献:
[1]马自超，庞业珍．天然食用色素化学及生产工艺学[M]．北京：中国林业出版，1994.
[2]蔺定运．食用色素的识别与应用[M]．北京：中国食品出版社，1987．
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9 50 2 3 1：8 0.203
10 50 4 4 1：6 0.489
11 50 6 1 1：4 1.211
12 50 8 2 1：2 1.057
13 60 2 4 1：4 0.707
14 60 4 3 1：2 0.810
15 60 6 2 1：8 0.701
16 60 8 1 1：6 0.596
K1 1.938 2.241 3.154 3.356
K2 3.149 2.726 3.159 3.683
K3 2.949 3.078 2.377 2.079
K4 2.809 2.800 2.155 1.727
R1 0.485 0.560 0.789 0.839
R2 0.787 0.682 0.790 0.920
R3 0.737 0.770 0.594 0.519
R4 0.702 0.701 0.538 0.432
表2：不同PH值条件对色素的影响
PH值 1 2 3 4 5
饮料的颜色 鲜红色 鲜红色 鲜红色 淡红色 淡黄色


参考文献：
[1]谢宗万. 全国中草药名鉴[M]. 北京: 人民卫生出版社，1996.
[2]吴修仁. 中国药用植物简编[M]. 广州: 广东高教出版社，1994.
[3]邵长富. 软饮料工艺学[M]. 北京: 中国轻工业出版社，1998.
[4]周立国. 食用天然色素及其提取应用[M]. 山东: 山东科学技术出版社，1993.

(责任编辑：叶子飘)


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Study on Physicochemical property of Natural Red
Pigment from Begonia Fimbristipula Hance

LI Hong-ying, YANG Hai-gui , ZHI Zhong-qiang

(Light Industry & Chemistry Dept., Zhaoqing University, Zhaoqing, 526061, China)


Abstract: This article studies heat and light resistance, anti-oxidation and reductive stability of natural red pigment of Begonia Fimbristipula Hance and
explores the effect of some common medallions and food additives on Begonia Fimbristipula Hance pigment.
Key words: Begonia Fimbristipula Hance; natural red pigment; physicochemical property

(责任编辑:叶子飘)