全 文 ：《食品工业》2012 年第33卷第 12 期 31
罗勒色素的提取及其稳定性研究
毛居代·亚尔买买提1，玉苏甫·买买提2，张瑞1，米丽班·霍加艾合买提3
1. 新疆师范大学生命科学学院（乌鲁木齐 830054）；2.新疆师范大学地理科学与旅游学院（乌鲁木齐 830054）
3. 新疆师范大学科研处 化学化工学院，（乌鲁木齐 830054）
摘 要 采用正交试验对罗勒色素的最佳提取条件进行了研究，并探讨该色素的稳定性。结果表明：罗勒色素
的最佳提取工艺为，料液比为1︰30，乙醇体积分数为80%，浸提时间3 h，提取温50 ℃条件下色素产率最高；
该色素耐高温性、耐光性好，在常用食品添加剂等条件下有较好的稳定性，可作为天然植物色素在食品、饮料
等行业中使用。
关键词 罗勒；色素；提取；稳定性；正交设计
Study on Extraction and Stability of Pigmentin of Ocimum basilicum
Mao Judai•Ya Ermaimaiti1, Yu Sufu•Maimaiti2, Zhang Rui1, Mi Li-ban•Huo Jiaai he mai-ti3
1. College of Life Science, Xinjiang Normal University (Urumqi 830054);
2.Institute of Geographical Science and Tourism, Xinjiang Normal University (Urumqi 830054);
3.Scientifi c Rresearch Department, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang Normal University( Urumqi 830054)
Abstract The optimum extraction conditions of pigment of Ocimum basilicum were studied by orthogonal test, and the
stability of the pigment was analyzed. The results indicated that the optimum conditions were ratio of material to liquid
1︰30，ethanol concentration 80%， extraction time 3 h，extraction temperature 50 ℃. The highest yield was obtained
of pigment. The pigment was resistant to heat and light, and stable in common food additives. As a kind of natural plant
pigment, it can be used extensively in food, drinks, etc.
Keywords Ocimum basilicum; pigment; extraction; stability; orthogonal test
基金项目：国家自然科学基金项目资助（31260048）自治区
科技支疆项目计划资助 (201191256)
罗勒为唇形科罗勒属（Ocimum basilicum L.）植
物，又名九层塔、甜罗勒，主要分布于东半球热带地
区，我国西南多个省区均有分布[1]，罗勒茎叶芳香，
全草可入药，能疏风解表、化湿和中、行气活血、解
毒消肿，中暑、食积不化等[2]，挥发油是罗勒的有效
成分，主要由丁香酚、芳樟醇、茴香脑等组成[3]，临
床用于治疗心虚，动脉硬化，高血压，高血脂，头
痛、咳嗽，腹泻等[4]。其茎直立，四棱形，多分枝密
被柔毛，植株绿色，有时紫色。植株高度在20~70 cm
之间，叶对生卵形，淡绿色和长有细毛，全缘或略有
锯齿，叶柄长，下面呈灰绿色，有暗色的油胞点。它
带有强烈、刺激的香气，味道像茴香[5]。罗勒既属调
香类植物，又是重要的调佐料类蔬菜。罗勒鲜叶或干
品都能使用，常混于蒜、番茄中调制菜，可以作为烹
调海鲜、鱼类的优质调味料[6]。也可硒干磨成粉，加
人面粉中制成各种面食品，或做为肉类的调味品和泡
茶做饮料。
新疆地处欧亚大陆腹地，纬度较高，光照条件优
越，日照时间长，昼夜温差大，非常有利于植物体内
次生代谢产物的运输，转化和积累[7]，开发具有保健
功能作用的天然色素是食品工业的一个重要发展方
向，利用可靠安全、无毒无害的自然资源提取天然色
素具有重要的意义。因此罗勒的色素在食品工业和医
药保健方面都有良好的发展前景。通过对罗勒色素的
稳定性研究，确定其适宜的应用条件，为罗勒综合开
发利用提供了依据。
1 材料
1.1 材料
罗勒，采自新疆伊犁。
无水乙醇、乙醚、丙酮、柠檬酸、石油醚、正丁
醇，葡萄糖、淀粉、食盐、蔗糖、碳酸氢钠、抗坏血
酸、氯仿、没食子酸、苯甲酸、亚硫酸钠、过氧化
氢、苯甲酸钠、四氯化碳、盐酸、麦芽糖、氯化锰、
氯化铝、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化铜、氯化
钠、氯化锌、氯化亚铁。
1.2 仪器
旋转蒸发器RE-52A：上海亚荣生化仪器；
FA1140N电子天平，准确度级别（Ⅰ）：上海精密科
学仪器有限公司；WFZ UV-2800H型紫外-可见分光
光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司；电热恒温水
浴锅：北京市光明医疗厂。
2 试验方法与结果分析[8-12]
2.1 罗勒色素的提取
2.1.1 罗勒处理
工艺技术
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将罗勒洗净，在阴暗处晾干，粉碎待用。
2.1.2 罗勒色素提取剂的筛选
用不同试剂在相同条件下浸提罗勒色素，24 h后
观察浸提液颜色的变化，结果如表1所示。
由表1可知，在同等条件下，体积分数为95%乙
醇与其他浸提剂效果差异显著；丙酮浸提效果较差，
颜色不好，不宜作浸提剂；无水乙醇，甲醇价格较
高。因此，选择提取效果好、较经济的95%乙醇作为
浸提剂。
表1 提取剂的选择
溶剂 色泽变化 溶解情况 澄清度
蒸馏水（pH 3） 绿色 溶解 混浊
无水乙醇（pH 3） 深绿色 溶解 澄清
95%乙醇溶液（pH 3） 深绿色 完全溶解 澄清
甲醇（pH 3） 深绿色 完全溶解 澄清
乙醚（pH 3） 绿色 溶解 澄清
丙酮（pH 3） 绿色 溶解 澄清
蒸馏水（pH 11） 淡绿色 微溶解 混浊
四氯化碳（pH 3） 黄色 溶解 混浊
盐酸（pH 3） 黄绿色 溶解 混浊
10%氢氧化钠 绿色 溶解 混浊
2.1.3 罗勒色素提取方法
取罗勒10 g加入200 mL 95%乙醇溶液（pH 3）浸
泡24 h、抽滤得褐绿色溶液再加95%乙醇溶液（pH
3）重新浸泡一次过滤、然后减压蒸馏浓缩到一定体
积、共测试色素母液（得色素浆）。
2.1.4 色素膏制备工艺流程：
罗勒叶经水洗除杂晾干、粉碎→95%乙醇浸提→
过滤→蒸发浓缩→色素膏
2.1.5 罗勒色素最大吸收峰的测定
取0.1 mL色素膏溶于20 mL水中，摇匀，静置后用
WFZ UV-2800H型紫外-可见分光光度计在340～680
nm范围内每隔10 nm测1次吸光度，由试验结果可知，
该色素最大吸收峰在340～366 nm范围内。因此，在
以后的试验中将测定波长λ选定在340～366 nm范围
内扫描测定,结果发现，在356 nm处有一最大吸收峰，
后续试验方法均选用356 nm处测其吸光度。结果见图
1所示。
由图1可知、罗勒色素在紫外-可见光区的最大吸
光波长为356 nm。
图1 最大吸收波长的选择
2.2 色素提取的单因素试验
2.2.1 最佳提取剂浓度的选择
分别称取0.5 g罗勒粉末溶于20 mL的不同浓度梯
度pH 3的乙醇溶液中，浸泡24 h，然后以各浓度乙醇
为对照，测定在356 nm下的光吸收值，结果见图2。
从图2可以看出，乙醇浓度对色素的提取效果有
显著的影响，随着乙醇体积分数的提高，色素的溶解
度不断增加，但当乙醇浓度增加到80%以后，效果有
所下降，可能是由于乙醇浓度进一步增加，极性发生
了变化，与色素的极性不再相近从而使色素溶解度降
低，吸光度下降。由图可见，用pH 3的体积分数80%
乙醇作提取剂时，效果最好，其次为70%，75%，
85%。因此选择pH 3体积分数为70%～85%的乙醇都
可做为提取剂。为确定在多个条件下综合因素的最佳
浸提效果，选用乙醇体积分数为70%，80%，90%作
为正交试验的3个水平。
图2 不同乙醇体积分数的提取效果
2.2.2 最佳提取温度的确定
将配制相同的混合液充分摇匀，用水浴加热至不
同温度，1 h后取出冷却到室温，然后测在356 nm下的
光吸收值，结果见图3。
结果表明，随着温度的升高，吸光度值也逐渐增
大，50 ℃时吸光度最大，但由于乙醇沸点（78.4 ℃）
的限制，应选择40 ℃～60 ℃为最佳提取温度。
图3 不同温度的提取效果
2.2.3 最佳提取时间的选择
准确称取5份罗勒粉末，以料液比为1︰30加入pH
3的80%乙醇溶液，在室温下浸提不同时间，在356 nm
下测定其吸光度，结果见图4。
由图4可知，随着时间的增大，色素浸出液的吸
光度也会随之增大，当浸提时间超过3 h以上时，浸出
物的色素含量随时间增加而降低。因此选择浸提时间
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为2～4 h为宜。
图4 不同浸提时间的提取效果
2.2.4 最佳料液比的确定
分别加入不同配比[粉末质量（g）︰提取剂体
积（mL）]，pH 3、80%乙醇溶液，在室温下浸提定
容，测其在356 nm下的吸光度，结果见图5。
由图5可知，料液比为1︰20～1︰40都可以，1︰
30最好。
图5 料液比对色素提取的影响
2.3 罗勒正交试验
为优化罗勒色素最佳的提取条件组合，根据单
因素试验结果，选取乙醇体积分数、提取温度、浸
提时间、料液比4个因素，以356 nm波长处吸光度作
为考察指标，进行L9(34)正交试验，安排及结果如表2
所示。
根据表2正交试验结果可知，罗勒色素的最佳提
取条件为A2B2C2D2，即乙醇体积分数为70%，提取时
间为3 h，料液比为1︰30，温度为50 ℃。通过极差分
析判断得到，乙醇体积分数，提取时间，料液比，提
取温度等四种因素对罗勒色素提取率的影响顺序为：
A＞C＞D＞B，即，乙醇体积分数 ＞料液比＞提取温
度＞提取时间)。方差分析结果见表3。
2.4 色素理化性质的检测
2.4.1 金属离子对罗勒色素稳定性的影响
配制含相同浓度的各种金属离子的色素液，静置
0.5 h后，观察其颜色，并在最大吸收波长356 nm处测
其吸光度值，结果见表4（金属离子为0.01 mol/L）。
由表4可知，Cu2+、Mg2+、Ca2+能使溶液的吸光度
增大且有一定的增色作用。K+、Zn2+、Na+、Al3+对色
素液基本上无影响，色素溶液颜色无明显变化。Mn2+
对色素略有降色作用，但影响不大。Fe2+使色素溶液
的吸光度明显降低，其颜色也变成浅黄色，说明该色
素对Fe2+不稳定。
表2 正交试验结果及极差分析
试验号
因素
吸光度A乙醇体积
分数/%
B提取时间
/h C料液比
D提取温度
/℃
1 1(70) 1(2) 1(1︰20) 1(40) 0.619
2 1 2(3) 2(1︰30) 2(50) 0.756
3 1 3(4) 3(1︰40) 3(60) 0.715
4 2(80) 1 2 3 0.811
5 2 2 3 1 0.763
6 2 3 1 2 0.752
7 3(90) 1 3 2 0.773
8 3 2 1 3 0.694
9 3 3 2 1 0.716
K1 2.090 2.203 2.065 2.098 T＝6.599
K2 2.326 2.213 2.283 2.281
K3 2.183 2.183 2.251 2.220
Y1 0.697 0.734 0.688 0.699
Y2 0.775 0.738 0.761 0.760
Y3 0.728 0.728 0.750 0.740
R 0.078 0.010 0.073 0.061
表3 正交试验方差分析
方差来源 偏差平方和 自由度 F值 F临界值 显著性
A 0.009 2 1.500 4.460
B 0.000 2 0.000 4.460
C 0.009 2 1.500 4.460
D 0.006 2 1.000 4.460
误差 0.02 8
表4 不同金属离子对色素稳定性的影响
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
金属
离子 空白 Ca
2+ Mg2+ Cu2+ Na+ K+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mn2+
吸光
度 0.743 0.819 0.780 0.987 0.747 0.741 0.463 0.742 0.725 0.631
2.4.2 光照对色素稳定性的影响
取一定量色素膏溶于水中，在室温自然光下放置
不同时间，在其最大吸收波长处测定吸光度值，结果
见表5。
由表5可知，该色素对光照的耐受性良好，因
此，该色素对光照有较好的稳定性。
表5 光照对色素稳定性的影响
光照时间/h 1 2 3 4 5
吸光度 0.815 0.774 0.714 0.701 0.699
光照时间/h 6 7 8 9 10
吸光度 0.695 0.691 0.685 0.686 0.683
2.4.3 pH对色素稳定性的影响
配制一系列不同pH的色素液，摇匀静置0.5 h，于
室温下在356 nm处测其吸光度，结果如表6所示。
从表6可见，当pH＜6时该色素颜色变化不大，吸
光度变化也不大，说明该色素在弱酸性条件下稳定，
当pH＞6时该色素吸光度变化明显，色素性能不稳
定，说明该色素适宜酸性条件，一般食品、饮料均偏
酸性，因此，该色素适宜作为食品色素。在使用过程
应避免碱性物质，以防褪色。
2.4.4 氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响
分别用30% H2O2和0.1 mol/L Na2SO3与色素液配成
不同的体积比，摇匀放置10 h后在356 nm的波长下测
其吸光度表，结果如表7、8所示。
由表7、表8可知，在氧化剂或还原剂存在下，该
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色素有一定的减色作用，但还原剂的幅度很小，可以
不计，而氧化剂和还原剂的浓度对其减色作用的影响
不大。但强氧化剂和强还原剂对色素有一定的破坏作
用，使用时应避免接触强氧化剂和强还原剂。
表6 pH对色素稳定性的影响
pH 2 3 4 5 6
吸光度 1.006 1.144 0.923 0.801 0.755
色素变化 绿色 绿色 绿色 绿色 亮绿色
pH 7 8 9 10 11
吸光度 0.749 0.746 0.643 0.651 0.536
色素变化 浅绿 黄绿色 黄色 黄色 浅黄色
表7 不同浓度H2O2对色素稳定性的影响
H2O2体积分数/% 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
吸光度 0.678 0.671 0.642 0.631 0.576
颜色变化 无色 无色 无色 无色 无色
表8 不同质量浓度Na2SO3对色素稳定性的影响
Na2SO3质量浓度/（mg . mL-1） 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
吸光度 0.739 0.727 0.721 0.718 0.713
颜色变化 绿色 绿色 绿色 绿色 绿色
2.4.5 温度对色素稳定性的影响
取相同的色素溶液8份，分别用水加热至不同的
温度，时间为40 min，取出，冷却至室温后，测其吸
光度，结果见表9。
由表9可知，该色素对温度的耐受力强，色素的
变化不是那么大。
表9 温度对色素稳定性的影响
温度/℃ 20 30 40 50 60 70 80 90
吸光度 0.856 0.862 0.864 0.863 0.867 0.871 0.873 0.878
颜色 绿色 绿色 绿色 绿色 绿色 绿色 绿色 深绿色
2.4.6 食品添加剂对色素稳定性的影响
配置含0.1 mol/L的食品添加剂的色素溶液，放置
不同的时间，在356 n的波长下测其吸光度，结果见
表10。
在苯甲酸钠、柠檬酸、碳酸氢钠存在的条件下，
对色素的稳定性没有影响；在蔗糖、麦芽糖、葡萄糖
存在的条件下，其吸光度有所下降。
表10 食品添加剂对色素的影响
吸光度
1 h 15 h
空白 0.711 0.712
苯甲酸钠 0.843 0.846
柠檬酸钠 0.851 0.712
蔗糖 0.652 0.653
碳酸氢钠 0.849 0.847
可溶性淀粉 0.878 0.880
葡萄糖 0.711 0.709
麦芽糖 0.657 0.682
3 结论
根据正交试验结果可知，罗勒色素的最佳提取条
件为A2B2C2D2，即乙醇体积分数为80%，提取时间为3
h，料液质量体积比（g/mL）为1︰30，温度为50 ℃。
通过试验判断得到，乙醇体积分数，提取时间，料液
比，提取温度等四种因素对绿色素提取率的影响顺序
为：A＞C＞D＞B，即，乙醇体积分数＞料液比＞提
取温度＞提取时间)。该色素耐光、耐热。pH 4~8内
表现稳定，氧化剂、还原剂对色素有一定的减色作
用，但影响不大。常用的食品添加剂蔗糖、葡萄糖、
麦芽糖、可溶性淀粉对色素稍有影响，但影响不大。
苯甲酸钠、柠檬酸、碳酸氢钠对色素无影响，金属离
子铜、锌、钠、钙、钾离子对色素都有增色作用，亚
铁、锰对其有减色作用，故使用该色素时应避免铁和
锰的存在。乙醇作为浸提剂，无毒，价廉，提取率较
高，易回收。本试验采取工艺设备简单，生产成本
低，回收利用率高。
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