全 文 ：71※基础研究 食品科学 2009, Vol. 30, No. 11
红毛丹果皮色素的提取及其稳定性的研究
　　
孙 健1，蒋跃明2，彭宏祥1，尤艳莉3，杨绍玉2，徐良雄2
(1.广西农业科学院园艺研究所，广西 南宁 530007； 2.中国科学院华南植物园，广东 广州 510650；
3.烟台大学食品科学与工程研究所，山东 烟台 264005)
摘 要：红毛丹(Nephelium lappaceumL.)果皮含有较高的色素。为综合利用植物色素资源，对红毛丹果皮色素进行
提取与纯化，并从光照、温度、pH值、氧化与还原介质、防腐剂、酸味剂、糖类、VC和金属离子方面对该
色素的稳定性进行研究。结果表明：红毛丹色素属花色苷类；对自然光、高温、H2O2和Na2SO3的耐受性较差，
在pH3以下色泽较稳定；低浓度防腐剂苯甲酸钠对色素稳定性影响较小，柠檬酸具有一定的增色作用；乳酸、葡
萄糖和蔗糖、VC对色素的稳定性无明显的影响，但Fe3+、Fe2+、Pb2+、Sn2+对该色素稳定性起不利的作用。该
研究为开发植物新的天然色素产品提供理论参考。
关键词：红毛丹；果皮色素；花色苷；稳定性
　　
Extraction and Stabilization of Pigments from Rambutan (Nephelium lappaceum L.) Fruit Pericarp
SUN Jian1，JIANG Yue-ming2，PENG Hong-xiang1，YOU Yan-li3，YANG Shao-yu2，XU Liang-xiong2
(1. Horticultural Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China；
2. South China Botanic Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China；
3. Institute of Food Science and Engineering, Yantai University, Yantai 264005, China)
Abstract：The crude pigments were extracted from rambutan (N phelium lappaceumL.) fruit pericarp tissues with 80% of
acidified ethanol and purified through silica gel column and Amberlite XAD-7 resin column. Factors affecting the stability of
purified pigments were investigated including sunlight, temperature, pH value, oxidant, reducer, preservative, citric acid, lactic
acid, glucose, sucrose, VC and metal ions. Rambutan pigments showed high similarity to anthocyanins on the absorption
spectrum and exhibited a poor stability to sunlight, heat, hydrogen peroxide and sodium sulfite. Color stability was observed
under pH 3 and was enhanced by addition of citric acid. However, no significant effect of sodium benzoate was found at low
concentration. Lactic acid, glucose, sucrose and VC exhibited no negative effects on the stability while iron (III), iron (II), lead (II)
and stannum (II) ions accelerated the degradation of the pigments.
Key words： ambutan (Nephelium lappaceumL.)；fruit pericarp pigments；anthocyani s；stability
中图分类号：Q946.81；TS264.4 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)11-0071-05
收稿日期：2008-09-06
基金项目：国家自然科学基金项目(30425040；U 631004)；广西农业科学院基本科研业务专项项目
作者简介：孙健(1978-)，男，副研究员，博士，主要从事植物生理生化及园艺作物采后生物学研究。E-mail：sun7836@yahoo.com.cn
红毛丹(Nephelium lappaceumL.)为无患子科韶子属
热带果树，原产东南亚地区，现在主要在我国广东南
部、海南和台湾等地栽培[1]。广西地区也常有鲜果销
售。红毛丹果实属于呼吸非跃变型水果[2]，一般在夏秋
季节采收，成熟时果皮颜色鲜艳，色素含量丰富。红
毛丹在食用时果皮常常作为废物而遗弃，不仅破坏环境
卫生，而且造成色素资源的浪费。目前，对红毛丹果
实的研究报道多局限在采后生理和贮运方面，而对其果
皮色素的提取、稳定性及综合利用的系统研究还很少[3-5]。
成熟红毛丹果皮外观呈紫红色，是一种具有开发潜力的
天然色素资源。为此，本工作对红毛丹果皮色素的提
取、纯化方法及稳定性进行研究，以期为开发新的天
然色素产品提供理论参考。
1 材料与方法
1.1材料与试剂
新鲜红毛丹(Nephelium lappaceum L.)购于广西南
宁，挑选色泽鲜艳、无病虫害的果实。洗净后剥取紫
红色果皮，液氮速冻后于－20℃冰箱保存。
柱层析硅胶(200～300目) 青岛海洋化工厂分厂；
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Amberlite XAD-7树脂 美国Sigma公司。其余试剂均为
分析纯。
1.2仪器与设备
UV-2802型紫外可见分光光度计 上海尤尼柯仪器有
限公司；RE-52A型旋转蒸发器 上海青浦沪西仪器厂；
SHZ-CB型循环水式多用真空泵 河南巩义市英峪予华仪
器厂；ZF-2型三用紫外仪 上海市安亭电子仪器厂。
1.3方法
1.3.1色素提取工艺
红毛丹紫红色果皮清洗后冻干。 称取100 g干果皮，
经粉碎后用650 ml 85%的酸化乙醇水溶液浸提两次，浸
提时间分别为24h和3h抽滤两次后将滤液合并于50℃真
空浓缩，用2倍体积的石油醚对浓缩液萃取两次，弃有
机相，水相合并后浓缩得到色素粗品。
1.3.2色素的分离与纯化[6]
将色素粗品上450mm×25mm硅胶柱，依次用100%
氯仿、乙酸乙酯、丙酮、乙醇梯度洗脱，收集在510nm
波长处吸光度最大的流分并浓缩至干得初步纯化样品。
将初步纯化样品上200mm×10mm Amberlite XAD-7树脂
柱，先用蒸馏水洗脱，继而用含0.1% HCl的甲醇洗脱，
收集在510nm波长处吸光度最大的流分，浓缩干燥后得
纯化的色素精品。
1.3.3色素的鉴定
色素的溶解性实验：取蒸馏水、甲醇、氯仿、丙
酮、苯、冰乙酸、石油醚、乙酸乙酯和不同浓度的乙
醇各5ml，分别加入4mg/ml色素样品，观察其溶解状况。
色素吸收光谱的测定：用蒸馏水将色素样品稀释
后，在200～700nm波长范围内扫描，观察色素水溶液
的吸收光谱特性。
盐酸-锌粉反应：量取4mg/ml色素水溶液5ml，加
入少许锌粉，振荡后再加几滴浓盐酸，观察颜色变化。
另设对照，即在供试液中仅加浓盐酸进行观察。
中性醋酸铅沉淀反应：量取4mg/ml色素水溶液
5ml，逐滴加入新配制的饱和中性醋酸铅溶液，观察颜
色变化。
三氯化铁显色反应：量取4mg/ml色素水溶液5ml，
逐滴加入1%三氯化铁溶液，振荡后观察颜色变化。
1.3.4色素的稳定性[7-11]
配制浓度为8mg/ml的色素水溶液，分别测定不同
光照、温度和pH值条件下最大吸收波长(λvis-max)处的吸
光值度；另外测定将不同浓度的氧化剂、还原剂、防腐
剂、酸味剂、糖类、VC和金属离子加入色素液中导致的
最大吸光度，以此来判断各种因素对色素稳定性的影响。
2 结果与分析
2.1色素的提取与纯化
利用硅胶柱层析法对红毛丹果皮色素粗品进行初步
分离，得到黄、褐、红褐、紫红、淡紫色等 6个洗
脱流分。从提取色素的角度出发，选择510nm波长处
吸光度最大的紫红色乙醇洗脱液进一步纯化。紫红色乙
酸洗脱液样品经Amberlite XAD-7树脂柱纯化并浓缩干燥
后得到约0.58g色素精品，其纯化率约5.8‰，外观为
紫红色固体粉末。
2.2色素的溶解性
溶解实验发现红毛丹色素易溶于蒸馏水、甲醇、冰
乙酸、乙醇等极性溶剂，微溶于丙酮、不溶于氯仿、
苯、石油醚、乙酸乙酯等非极性溶剂，类似于花青素类
色素的溶解性，可以初步推测该色素属于花青素类色素。
2.3色素水溶液的吸收光谱
由图1可见，红毛丹果皮色素水溶液在253nm波长
处有一吸收高峰，在可见光区域内最大吸收峰位于510
nm处，表明该色素与花色苷类色素的吸收光谱相似，
由此进一步推测该色素很可能是花色苷类色素。
2.4色素的特殊显色反应[12]
盐酸-锌粉反应：向色素液中加入少许锌粉，振荡
后颜色无变化；加入数滴浓盐酸，振荡后试液显淡红
色，置沸水浴中加热2～5min红色加深，这说明色素为
游离黄酮类或黄酮苷(可能属花青素类)，能在盐酸-锌粉
作用下被氧化还原。
中性醋酸铅沉淀反应：滴加新配制的饱和中性醋酸
铅溶液后，颜色由红色变为浅绿色，并产生少量絮状
沉淀。随着饱和中性醋酸铅水溶液加入量的增大，沉
淀也逐渐增多，说明色素分子中有酚羟基，能与铅盐
生成有色络合物。同时酚羟基也是黄酮类化合物分子结
构官能团之一。
三氯化铁反应：加入数滴1% FeCl3水溶液。经振
荡后，颜色由红色变为蓝色最终变为黄褐色。FeCl3为
常用酚类显色剂，该反应说明色素分子中有酚羟基，能
与铁盐生成络合物。
图1 红毛丹果皮色素水溶液的吸收光谱
Fig.1 Absorption spectrum of rambutan pigments in water solution
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
A
波长(nm)
100200300400500600700800
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综合上述的研究结果，通过色素光谱吸收特征及定
性研究结果，初步判断该色素为花色苷类色素。
2.5色素的稳定性
2.5.1光照对色素稳定性的影响
在25℃下，取用蒸馏水配制8mg/ml的色素溶液
5ml，放置在自然光和紫外灯(紫外线波长254nm、功率
12W、照射距离15cm)下照射一定时间，定时取样，记
录其在最大吸收波长(λvis-max，510nm)处的吸光度。结
果见表1。
时间
自然光 紫外光
0 d1 d 2 d 3 d4 d0 min20 min40 min60 min80 min
吸光度 0.7960.5630.5410.503.3070.7920.7900.7950.7960.802
颜色 红色 粉红 粉红 粉红 淡红 红色 红色 红色 红色 红色
表1 光照对红毛丹色素的稳定性的影响
Table 1 Effects of sunlight and ultraviolet on stability of rambutan
pigments
由表1可知，色素溶液在自然光下放置4d，其吸
光度呈下降趋势，颜色逐渐变淡。第4天色素的残存率
为38.6% [残存率(%)= A4d/A0d × 100]；紫外光短时照射
对色素的吸光度无明显的影响，色素颜色未变，说明
红毛丹果皮色素不耐自然光。
2.5.2温度对色素稳定性的影响
取5ml 8mg/ml色素水溶液，分别置于25、45、65、
85℃下恒温4h，每隔1h取样一次，冷却至室温后，测
定其吸光度，计算残存率。结果如图2所示。
图4 H2O2对红毛丹色素的稳定性的影响
Fig.4 Effects of various hydrogen peroxide concentration on
stability of rambutan pigments
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
A5
1
0
n
m
H2O2浓度(%)
0 1 2 3 4
0h
0.5h
1h
图2 温度对红毛丹色素的稳定性的影响
Fig.2 Effects of various temperatures on stability of rambutan
pigments
120
100
80
60
40
20
0
残
存
率
(
%
)
时间(h)
0 1 2 3 4
25℃
45℃
65℃
85℃
从图2可知，高温及热处理时间对色素的稳定性均
有一定程度的影响。在25℃受热条件下色素稳定，颜
色未变；45℃以上高温使色素逐渐被破坏，温度越高其
残存率下降越快(在45、65和85℃下热处理4h，色素
残存率分别为73.9%，67.6%和41.9%)，色素颜色逐渐
变淡；在45℃和65℃下热处理1h色素降解较快，而在
85℃下更不稳定。以上结果说明红毛丹果皮色素耐热性
较差，使用时应避免高温。
2.5.3pH值对色素稳定性的影响
分别用0.1 mol/L NaOH和0.1 mol/L HCl溶液配制成
pH 1～ 3的色素水溶液，在400～700nm范围内进行光谱
扫描，观察最大吸收峰的变化情况，结果如图3所示。
从图3可知，不同pH值的色素水溶液在可见光区
域内吸收光谱各异。当pH≤3时，在510nm波长处有
吸收峰，色素溶液色泽明亮，呈红色，较稳定；当
pH＞3时，色素溶液呈不稳定的变化趋势，光谱曲线
变得平坦，色素液由红色逐渐变为褐色。此外，色素
溶液色泽随pH值的改变而呈可逆性的变化，这正是花
色苷类色素的特性之一。由于花色苷的苯基苯并吡喃环
上缺电子，在不同pH值条件下有多种结构形态存在，
介质的氢离子浓度变化使色素结构发生可逆性改变，因
而出现不同的色泽[13-14]。以上结果说明红毛丹果皮色素
对介质酸碱性的改变比较敏感，适宜在pH≤3的酸性
条件下使用。
2.5.4氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响
图3 pH值对红毛丹色素的稳定性的影响
Fig.3 Effects of different pH values on stability of rambutan
pigments
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
A
波长(nm)
350400450500550600650700
pH3pH5
pH13pH11
pH9pH7pH1
分别配制含不同浓度的氧化剂H2O2和还原剂Na2SO3
的色素水溶液，在25℃下避光放置1h，每隔0.5h取样
一次，测定510nm波长处吸光度。从图4、5可知，
氧化剂H2O2和还原剂Na2SO3对色素的稳定性影响较大。
随着氧化剂H2O2浓度的增高，处理时间的延长，色素
液的吸光度明显下降，而且较低浓度的H2O2就有较强的
褪色作用；与H2O2相似，低浓度的还原剂Na2SO3对色
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由图6可知，随着防腐剂苯甲酸钠浓度的增高，色
素液的吸光度呈缓慢下降趋势，颜色逐渐变浅，这可能
是苯甲酸钠浓度增大到一定程度时表现出碱性，使色素
液吸光度减小而导致色调改变的结果[14]。因此，在添加
防腐剂保存该色素时，应尽量使用低浓度的苯甲酸钠。
2.5.6酸味剂对色素稳定性的影响
分别配制含不同浓度的柠檬酸和乳酸的色素水溶
液，在25℃下避光放置2h，每隔1h取样一次，在510nm
波长处测定的吸光度。结果见表2、3。
添加一定浓度的酸味剂(柠檬酸)增加了色素的吸光
度，说明柠檬酸具有增色作用。在25mg/ml浓度范围
内，随着柠檬酸浓度的增高，色素液的吸光度呈上升
趋势，颜色逐渐加深；当浓度≤10mg/ml时，色素液
吸光度增加相对较快。与柠檬酸相比，乳酸的增色作
用不明显。当乳酸浓度≤15mg/ml时，色素液吸光度稍
有提高，但颜色不变。建议使用该色素时可通过加入
适当浓度的柠檬酸来起增色效果。
2.5.7糖类物质对色素稳定性的影响
分别配制含不同浓度葡萄糖和蔗糖的色素水溶液，
在25℃下避光放置2h，每隔1h取样一次，在510nm波
长处测定吸光度，见表4。
图6 苯甲酸钠对红毛丹色素的稳定性的影响
Fig.6 Effects of various sodium benzoate concentrations on
stability of rambutan pigments
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
A5
1
0
n
m
苯甲酸钠浓度(×10-4mol/L)
0 5 10 15 20 25
0h
1h
2h
图5 Na2SO3对红毛丹色素的稳定性的影响
Fig.5 Effects of various sodium sulfte concentrations on stability
of rambutan pigments
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
A5
1
0
n
m
Na2SO3浓度(×10-3mol/L)
0 10 20 30 40 50 60
0h
0.5h
1h
2.5.5防腐剂对色素稳定性的影响
以苯甲酸钠作为防腐剂，配制含不同浓度苯甲酸钠
的色素水溶液，25℃下避光放置2h，每隔1h取样一次，
记录吸光度。
时间(h)
葡萄糖浓度(mg/ml) 蔗糖浓度(mg/ml)
0 2 4 6 8 1 0 0 2 4 6 8 1 0
0 0.4890.4890.4870.4760.4770.4790.4720.4530.4530.4430.4770.476
1 0.4810.4850.4800.4610.4740.4780.4730.4510.4460.4420.4740.473
2 0.4670.4730.4600.4440.4620.4600.4580.4400.4360.4260.4660.472
表4 葡萄糖和蔗糖对红毛丹色素的稳定性的影响
Table 4 Effects of various glucose and sucrose concentrations on
stability of rambutan pigments
由表4可知，在一定浓度范围内，添加葡萄糖和
蔗糖对色素的吸光度影响不大，溶液颜色未变，说明
糖类物质对该色素的稳定性无明显的影响。
2.5.8VC对色素稳定性的影响
配制含不同浓度VC的色素水溶液，在25℃下避光
放置2h，每隔1h取样一次，记录吸光度。在一定浓
度范围内，添加VC到红毛丹色素溶液中，其吸光度稍
有增加(表5)；但溶液颜色未有明显的变化，说明VC对
该色素的稳定性无不良影响。
素液也具有很强的褪色作用，但在1h内，Na2SO3对色
素性质的影响随时间变化不大。以上结果说明该色素耐
氧化、耐还原性差，在使用时，应尽量避免与氧化性
或还原性物质接触。
柠檬酸的浓度(mg/ml)
时间(h)
0 5 10 15 20 25
0 0.5220.6320.6610.6690.6740.669
1 0.5190.6270.6600.6670.6720.675
2 0.5180.6220.6680.6660.6790.678
表2 柠檬酸对红毛丹色素的稳定性的影响
Table 2 Effects of various citric acid concentrations on stability of
rambutan pigments
乳酸的浓度(%)
时间(h)
0 5 10 15 20 25
0 0.5160.5390.5330.5380.5270.522
1 0.5090.5220.5130.5180.5010.492
2 0.4950.5120.5140.5030.4920.490
表3 乳酸对红毛丹色素的稳定性的影响
Table 3 Effects of various lactic acid concentrations on stability of
rambutan pigments
VC浓度(mg/ml)
时间(h)
0 1×10-4 5×10-4 1×10-3 1.5×10-32×10-3
0 0.4880.5170.5220.5040.4910.506
1 0.4850.5080.5100.4950.4960.502
2 0.4790.4940.4940.4810.4860.489
表5 VC对红毛丹色素的稳定性的影响
Table 5 Effects of various VC concentration on stability of
rambutan pigments
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2.5.9金属离子对色素稳定性的影响
用三氯化铁(FeCl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·
7H2O)、硫酸锌(ZnSO4·7H2O)、硫酸铜(CuSO4·
5H2O)、醋酸铅(Pb(CH3 OO)2·3H2O)、二氯化锡
(SnCl2·2H2O)、氯化镁(MgCl2·6H2O)、氯化钙
(CaCl2)、氯化钾(KCl)、氯化钠(NaCl)分别配制含
0.5 mmol/L金属离子的色素溶液，测定其在510nm波长
处的吸光度，结果见表6。
金属离子 对照 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cu2+ Pb2+ Sn2+ Mg2+ Ca2+ K+ Na+
A510nm0.4430.8790.9310.4440.4700.1180.2240.4370.4400.4370.449
颜色 红 蓝褐 蓝紫 红 红 蓝绿 浅紫 红 红 红 红
表6 不同金属离子对红毛丹色素的稳定性的影响
Table 6 Effects of various metal ions at 0.5 mmol/L on stability
of rambutan pigments
色作用。乳酸、葡萄糖、蔗糖、VC及金属离子Zn2+、
Cu2+、Mg2+、Ca2+、K+和Na+对该色素的稳定性无不
良影响，而Fe3+、Fe2+、Pb2+、Sn2+对该色素稳定性
起不利的作用。
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由表6可知，Fe3+、Fe2+、Pb2+、Sn2+对红毛丹
色素吸光度有较大影响，且发生了色泽变化，Pb2+和
Sn2+使色素溶液产生沉淀；因而，在该色素生产、保
存、运输和使用过程中应尽量避免和这些离子接触。其
他金属离子对色素影响微弱，颜色变化较小。
3 结 论
3.1红毛丹果皮色泽鲜艳，色素含量较高，可作为新
的天然色素资源。
3.2红毛丹果皮的紫红色素属于花色苷类，易溶于极
性溶剂。
3.3该色素耐光性、耐高温性、耐氧化性和耐还原性
较差；在pH3以下色泽较好。低浓度苯甲酸钠对红毛
丹果皮色素的稳定性影响较小；而柠檬酸具有一定的增