全 文 ：食品研究与开发 2009 年 5 月第 30 卷第 5 期
茹宗玲，张换平，李安林
（安阳工学院 化学与环境工程系，河南 安阳 455000）
迎春花黄色素的超声提取
及清除自由基作用研究
作者简介：茹宗玲（1966—），女（汉），副教授，在读研究生，研究方向：
天然产物的提取与开发。
摘 要：利用超声波作用,提取迎春花黄色素,对迎春花黄色素提取的影响因素：溶剂、酸度、超声时间、物料比等,作单
因素试验和正交试验,研究迎春花色素对羟自由基、超氧自由基的清除作用。结果表明,超声波作用下提取迎春花色
素的最佳条件是:溶剂 80 %的乙醇, pH＝7、物料比 1：10（g/mL），超声时间为 20 min，温度为 70 ℃，提取级数是 3级。
迎春花色素对 0H-·、02-·自由基有清除作用，清除率随色素浓度的增加而增大，随时间的增加而减小。
关键词：超声波；迎春花；天然黄色素；提取工艺；清除自由基
STUDY ON ULTRASONIC EXTRACTION METHOD OF WINTER JASMINE PIGMENT AND
THE EFFECTS OF REMOVING FREE RADICALS
RU Zong-ling, ZHANG Huan-ping, LI An-lin
（Department of Chemical Engineering, Anyang Institute of Engineering, Anyang 455000, Henan, China）
Abstract: The techeniques of pigment extraction from pyracantha fortuneana by single -factor test and
orthogonal test were used to analyzed the factors affecting the extraction such as the solvent ultrasonic time.
Proportion of material and pH, eliminating activities of winter jasmine pigment on superoxide radical. Hydroxyl
radical were studied. The result of the experiment shows that the optimum condition could be obtained by 80 %
ethanol solvent under pH=7 for 20 min with material ratio 1:10 (g/mL), temperature is 70 ℃ and three times of
extraction. Winter jasmine pigment can scavenge 0H-·、O2-·free radical, elimination rate increased with the
density of pigment added, while decreased with time prolonged.
Key words: ultrasonic; winter jasmine ;natural yellow pigment; extracting method extraction technology ；
scavenge free radical
迎春花 (winter jasmine) ,别名金腰带 ,是木犀科茉
莉属植物,株高达 4 m～6 m ,为落叶灌木。 广泛分布于
我国的北部及中部地区,多生长于山坡涧边,在各公园
及庭院普遍栽培。 每年 2 月～3 月开花,花期 2 个月～4
个月,一般不结果[1] 。 迎春花的花、叶为民间常用草药,
有清热解毒之功效[2-3 ]。 由于迎春花的花期长,花量大,
花色呈鲜黄色, 是一种较理想的食用天然黄色素的色
素资源。唐琳、张庆、崔文新等[4-13]对迎春花黄色素提取
工艺、物理化学性质、光谱性质及稳定性等进行了研
究 ， 但是关于迎春花黄色素的超声波提取以及对
OH-·和 O2-·自由基的清除作用鲜见报道。超声波提取
方法具有无毒、高效、快速等特点[14] 。 从节约时间和能
源上考虑，作者在提取工艺上进行了改进，采用超声
波法提取迎春花黄色素， 并研究了迎春花黄色素对
OH-·和 O2-·自由基的清除作用[15-17]。
1 材料与仪器
1.1 材料
迎春花：采摘于安阳工学院德馨园内；无水乙醇、
氢氧化钠、盐酸均为分析纯,分析测定用水为 2次去离
子水，提取试验用水为蒸馏水。
1.2 仪器
UV-2602型紫外分光光度计：北京谱析通用仪器
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有限公司； PHS-2C 酸度计：上海大普仪器有限公司；
BUG2S-06 超声波发生器： 上海必能信超声仪器有限
公司；SHB-3循环水真空泵：郑州杜甫仪器厂；85-2 型
磁力搅拌器： 国华电器有限公司；RE-52A 旋转蒸发
器，上海亚荣生化仪器厂。
2 实验部分
2.1 超声波提取迎春花黄色素的工艺研究
2.1.1 迎春花黄色素提取方法及色价的测定
将新鲜黄色迎春花洗净，粉碎。 取 1.0 g迎春花放
入 100 mL 烧杯中，加入溶剂，调整 pH 值，搅拌，使用
超声处理（搅拌和超声处理的总时间为 30 min），抽滤，
定量移取滤后溶液，测吸光度。
称取一定量迎春花，在最佳提取条件下提取该色
素，将色素提取液用旋转蒸发仪浓缩后，常温进行干燥
后得膏状深黄色膏状色素。 称取一定量色素，定容，在
紫外-可见分光光度计上测定其吸收曲线， 根据其在
最大吸收波长处的吸光度，计算其色价。
2.1.2 平行试验方法
称取 1.0 g 新鲜迎春花若干份， 分别在不同的提
取溶剂浓度、提取剂用量、提取时间、提取温度、提取次
数等条件下做单因素平行试验，各提取液分别以相应
提取剂作参比，在最大吸收波长处测吸光度 A。
2.1.3 正交试验方法
采用正交试验设计，应用 L9（34）正交表，对提取溶
剂浓度、提取剂用量、提取时间、提取温度 4 因子在 3
个水平进行优选，结果用直观分析和方差分析。
2.2 迎春花黄色素清除自由基作用研究
2.2.1 对 OH-·的清除作用[16]
7.5 mmol/L 邻二氮菲 0.75 mL，加 pH7.4 磷酸盐缓
冲液 2.5 mL， 充分混匀后， 加 7.5 mmol/L 的硫酸亚铁
0.75 mL，每加一管立即混匀。加 0.10 % H2O2 1.0 mL，加
水至 6.0 mL，25℃反应 1 h 后，测 510 nm 处的吸光度，
为 A 损伤。 加色素样品后再加 H2O2，测吸光度为 A 加样。
不加 H2O2和样品液，为 A 空白。
HO·清除率=[（A 加样-A 损伤）/（A 空白-A 损伤）]×100 %
2.2.2 对 O2-·的清除作用[17-18]
取 50 mmol/L 的 Tris-HCl 缓冲溶液 (pH8．2，内含
2 mmol/L EDTA)4.5 mL，加入 4.2 mL 去离子水（样品为
3.2 mL 去离子水和 1.0 mL 色素溶液），混匀后在 25 ℃
保温 20 min， 取出后立即加入在 25 ℃ 下预热过的
3.0 mmoL 的邻苯三酚 0．30 mL， 混匀后立即转入比色
皿，于 420 nm 处，每隔 30 s 测 A 值 1 次，共测 5 min。
不加色素测得值为 A0，加色素样品为 AS，计算色素溶
液对 O2-·的清除率：
清除率/％=[（A0-AS）/ A0]×100
3 结果与讨论
3.1 迎春花黄色素的光谱特征和产品色价
按 2.1.1 提取的色素，用紫外-可见分光光度计在
400 nm~500 nm 波长范围内测定吸光度值。 所得结果
见图 1。
图 1表明，色素产品在 422 nm有最大吸收。 根据
比尔定律，色素含量和其浓度成正比，故将色素在可见
光区 422 nm 处的吸收值和各次试验的提取剂用量的
乘积，作为试验条件的指标。
根据 422nm 处的吸收数据，计算得到的色价为：
E
1 %
1 cm (422 nm)=1.68。
3.2 平行试验
3.2.1 提取剂的选择
用水、20 %乙醇、40 %乙醇、80 %乙醇、95 %乙醇
作为提取剂，在其他条件相同时进行试验，测其 422 nm
处吸光度。
图 2 结果表明，乙醇浓度对迎春花黄色素浸提效
果影响比较大,随着乙醇浓度增大,迎春花黄色素浸提
液的浓度逐渐增大,乙醇浓度为 95 %乙醇时吸光度达
到最大值，故选择提取剂为 95 %乙醇。
3.2.2 提取剂用量的选择
对提取剂用量 1:10、1:15、1:20、1:25、1:30（g/mL）进
行了平行试验，测其 422 nm处吸光度。
图 1 迎春花黄色素吸收光谱特征
Fig.1 Absorb spectrum of red pigment of winter Jasmine
图 2 乙醇浓度对提取效果的影响
Fig.2 Effect of ethanol concentration on the extraction
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图 3 提取剂用量对提取效果的影响
Fig.3 Effect of extraction dosage on the extraction
图 4 超声时间对提取效果的影响
Fig.4 Effect of ultrasonic time on the extraction
图 5 pH 对提取效果的影响
Fig.5 Effect of pH value on the extraction
图 7 提取级数对提取效果的影响
Fig.7 Effect of extraction Count on the extraction
图 6 温度对提取效果的影响
Fig.6 Effect of temperature on the extraction
图 3 表明，提取剂用量对色素浸提效果影响比较
大，随料液比升高,浸提液的浓度逐渐升高，当物料比
位 1：15 的时,色素的总浸出量（相对含量 A ×V) 达到
最大值,随着料液比再升高， 浸提液的浓度逐渐下降，
因此选择浸提液的料液比 1:10、1:15、1:20 作为正交试
验的 3个水平。
3.2.3 提取时间的选择
对超声提取时间 0、10、20、30 min 进行了平行试
验，测其 422 nm处吸光度，见图 4。
图 4 表明，随着超声时间的逐渐增加，吸光度也
在增加， 但是到了 20 min 后吸光度增加不是太大，初
步确定提取超声时间在 20 min较为合适。 为了确定在
多因素条件下的最佳时间是否吻合，因此选择 10、20、
30 min作为正交试验的 3个水平。
3.2.4 酸度对迎春花色素提取的影响
对提取剂酸度 pH 为 1、3、5、7、9 进行了平行试
验，测其 422 nm处吸光度，见图 5。
图 5 表明，提取剂 pH为 7 时吸光度最大，因此选
择提取剂酸度 pH 7。
3.2.5 温度对迎春花色素提取的影响
对提取剂温度为 30、40、50、60 ℃进行了平行试
验，测其 422 nm处吸光度，见图 6。
图 6 表明，随着提取剂温度的增加，吸光度也在
增加。 从节约能源和温度太大， 色素的营养成分会破
坏两方面考虑，因此选择提取剂温度为 50、60、70℃作
为正交试验的 3个水平。
3.2.6 提取级数对迎春花色素提取的影响
对提取级数为 1、2、3、4、5、6、7 次进行了平行试
验，测其 422 nm处吸光度，见图 7。
图 7 表明，经过 3 级提取后，已经把大量色素提
取出来了，再增加提取级数，色素的提取量增加不大，
因而可以选择 3级提取。
3.3 正交试验
采用正交试验设计，应用 L9（43）正交表，对提取溶
剂、物料比、超声时间、温度 4因素在 3水平进行优选，
表 1是试验的因素水平表， 表 2是色素提取正交试验
结果，表 3是对结果的方差分析。
因素 Factors
表 1 色素提取正交试验的因素与水平表
Table 1 Affect of factors on pigment extraction
A 溶剂/乙醇/%
Solvent/ethanol/%
70
80
95
C 超声时间/min
Time/min
10
20
30
B 物料比/1:n
Ratio
10
15
20
D 温度/℃
Temperature/℃
50
60
70
水平
Levels
1
2
3
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图 9 迎春花黄色素对 O2-·的清除作用
Fig.9 Elimination effects of winter jasmine yellow pigment on
superoxide radical
图 8 迎春花黄色素对 OH-·的清除作用
Fig.8 Elimination effects of winter jasmine yellow pigment on
hydroxide radical
因素 Factors
表 2 色素提取正交试验结果
Table 2 Results of pigment extraction by orthogonal layout
从正交试验结果表 2 可知，在正交试验的 4 个因
素中，以超声时间对提取率的影响最大，由极差数据 R
可见，各因素对提取率的影响依次是超声时间、溶剂浓
度、物料比、温度。
方差分析表 3 也表明，因素超声时间（C）、溶剂
（A）、物料比（B）、温度（D）均对提取有显著影响。
综合分析正交试验结果并考虑成本因素，可确定
最佳工艺条件为 A2B1C2D3，即提取剂用 pH =7 的 80 %
乙醇溶液，料液比 1：10（g：mL），提取时间为超声 20min，
温度 70℃，提取 3次。
3.4 清除自由基作用研究
3.4.1 迎春花黄色素对 0H-·的清除作用
按照 2.2.1方法，研究了迎春花黄色素对 OH-·自
由基的清除作用，结果见图 8。
从试验结果看， 迎春花黄色素对 OH-·有清除作
用，随时间的延长，它对 OH-·的清除作用逐渐减弱，
色素的浓度增大，OH-·的清除率越大， 对 OH-·清除
作用越强。
3.4.2 迎春花黄色素对 O2-·的清除作用（见图 9）
从试验结果看，迎春花黄色素对 O2-·有清除作用，
随时间的延长，它对 O2-·的清除率而逐渐减弱，色素的
浓度增大，O2-·的清除率越大，对 O2-·清除作用越强。
4 结论
迎春花黄色素的最佳提取剂用 pH＝7 的 80 %的
乙醇，物料比 1：10（g/mL），超声时间为 20 min，温度为
70 ℃， 提取级数是 3 级。 提取迎春花色素对 OH-·、
O2-·自由基有清除作用， 清除率随色素浓度的增加而
增大，随着时间的延长而减小。
参考文献:
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A 溶剂
Solvent
1
1
1
2
2
2
3
3
3
25.033
33.300
24.300
9.000
C 超声时间/min
Time/min
1
2
3
2
3
1
3
1
2
21.467
30.267
30.900
9.433
B 物料比
Ratio
1
2
3
1
2
3
1
2
3
28.400
29.700
24.533
5.167
D 温度/℃
Temperature/℃
1
2
3
3
1
2
2
3
1
24.133
28.833
29.667
5.534
编号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
相对含量
Relative
content
16.4
31.2
27.5
39.0
35.4
25.5
29.8
22.5
20.6
表 3 色素提取方差分析表 （α=0.10）
Table 3 Varianceanalysisofpigmentextractionbyorthogonal layout
因素
Factors
溶剂 Solvent
料液比 Ratio
时间 Time
温度 Temperature
误差 Error
偏差平方和
Sum of deviation square
149.876
43.336
166.826
53.402
413.44
自由度
Freedom degree
2
2
2
2
8
F 值
1.450
0.419
1.614
0.517
F 临界值
Crticle value
3.110
3.110
3.110
3.110
显著性
Signify conce
**
*
**
*
科学研究
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食品研究与开发 2009 年 5 月第 30 卷第 5 期
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国现代应用药学杂志，2002，19（2）：94-96
收稿日期：2008-03-18
香豆系豆科蝶形花亚科葫芦巴属植物。 香豆胶由
香豆种子内胚乳部分制成。 香豆胶中 C 36.66 %，H
6.37%，无氮，组成符合化学式 (C8H10O5)·nH2O，平均分
子量接近 250 000，为一中性黏多糖[1-2]。 香豆胶是有效
的水增稠剂， 其溶液为假塑性流体 （非牛顿型液体）。
香豆胶在低质量浓度下能形成高黏度的稳定溶液，可
作为增稠剂、稳定剂、乳化剂、黏合剂等广泛应用于石
油开采、食品、医药、印染浆纱、日用化工、采矿选矿、兵
工炸药等行业。 酯化香豆胶是香豆胶中的羰基被无机
酸或有机酸酯化而得的产品。 本研究将香豆胶进行硫
酸酯化，制备水溶性好，增稠性强，流变性好的硫酸化
香豆胶，并对其进行表征和性质研究。
1 材料与方法
1.1 材料
香豆胶，购于安徽泗县植物胶厂。
1.2 试剂
氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钡、明胶、甲酰
胺、浓盐酸、无水乙醇、乙二醇、三氯乙酸、硫酸钾、硫酸
铵、正丁醇、溴化钾，以上试剂均为分析纯。
胡爱军，肖建
（天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津市食品营养与安全重点实验室，天津 300457）
硫酸酯化香豆胶的制备、表征及其性质
作者简介：胡爱军（1968—），男（汉），副教授，博士，硕士研究生导师，
研究方向：物理场技术在食品科学与工程中的应用。
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF SULFATE FENUGREEK GUM
HU Ai-jun, XIAO Jian
（Tianjin Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Faculty of Food Engineering & Biotechnology,
Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China）
Abstract:The concentrated sulphuric acid method was used to prepare sulfated fenugreek gum. The optimal
technical parameters were: fenugreek 7 g, 0 ℃ , concentrated sulphuric acid 3 mL, butanol 6 mL by
concentrated sulphuric acid method. After being sulfated, the molecular size of the fenugreek gum reduced. And
its viscosity was lower than before. They are also declined with the increasing of the degree of substitution. The
sulfated fenugreek demonstrated a better solubility and transparency.
Key words: sulfated fenugreek gum; sulfation; apparent viscosity; solubility
摘 要：通过单因素和正交试验获得硫酸酯化香豆胶的优化工艺参数：香豆胶添加量为 7 g，反应温度为 0℃，浓硫酸添
加量为 3 mL，正丁醇添加量为 6 mL。红外光谱分析表明，该条件下硫酸基已经与半乳甘露聚糖结合成酯。酯化后的香豆
胶分子粒径减小，黏度降低，且随取代度的增大而下降，表现出较好的溶解性、透明度。冷水溶和热水溶硫酸酯化香豆胶
溶液的表观黏度都随浓度的升高而呈指数规律的上升；酯化香豆胶溶液为非牛顿流体，随着温度的升高，表观黏度下
降，具有耐热性；酯化香豆胶溶液在碱性条件下较为稳定；冻融处理可使酯化香豆胶溶液的表观黏度下降。
关键词：硫酸酯化香豆胶；硫酸化；表观黏度；溶解性
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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