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冬青叶鼠刺叶绿素的提取及其稳定性



全 文 : [收稿日期] 2015-05-25;2015-10-07修回
 [基金项目] 国家自然科学基金项目青年项目(81102796);贵州省科技厅、安顺市人民政府、安顺学院联合基金项目[黔科合J字LKA
(2012)13];贵州省教育厅功能材料与资源化学特色重点实验室专项[黔教高发(2011)278]。
 [作者简介] 敖国富(1982-),男,讲师,硕士,从事植物生理及森林培育工作。E-mail:306440911@qq.com
[文章编号]1001-3601(2015)10-0559-0082-04
冬青叶鼠刺叶绿素的提取及其稳定性
敖国富1,2,周甜敏3,张 来1,2
(1.安顺学院 农学院,贵州 安顺561000;2.安顺学院 贵州省教育厅功能材料与资源化学特色重点实验室,
贵州 安顺561000;3.安顺市第三中学,贵州 安顺561000)
  [摘 要]为给冬青叶鼠刺的生理生态研究提供理论参考,采用7种提取溶剂在室温和冰浴条件下提取
冬青叶鼠刺的叶绿素,研究在不同光照时间、不同温度、不同浓度 H2O2 及处理时间和金属离子条件下叶绿
素的稳定性。结果表明:在室温条件下,无水乙醇∶丙酮(1∶1)混合液提取冬青叶鼠刺叶绿素a和叶绿素b
的吸光度分别为1.622和0.675,80%丙酮提取叶绿素a和叶绿素b的吸光度分别为0.458和0.264,说明
无水乙醇∶丙酮(1∶1)提取冬青叶鼠刺叶绿素的效果最佳,80%丙酮的效果最差;H2O2 对冬青叶鼠刺叶绿
素稳定性的影响较大,温度对冬青叶鼠刺叶绿素稳定性的影响较小,光照时间对冬青叶鼠刺叶绿素a影响
大;金属离子K+、Na+、Zn2+和 Mg2+对叶绿素a稳定性影响不明显,Al 3+对叶绿素a稳定性减弱,Fe2+、
Cu2+和Ca2+对叶绿素a的稳定性减弱。
[关键词]冬青叶鼠刺;叶绿素;提取;稳定性
[中图分类号]Q946.91 [文献标识码]A
Extraction and Stability of Chlorophyl fromItea ilicifolia Leaves
AO Guofu1,2,ZHOU Tianmin3,ZHANG Lai 1,2
(1.College of Agriculture,Anshun University,Anshun,Guizhou 561000;2.Guizhou Special Key Laboratory of
Functional Materials and Resource Chemistry,Anshun University,Anshun,Guizhou 561000;3.Third middle
school of Anshun City,Anshun,Guizhou561000,China)
  Abstract:The chlorophyl samples extracted from I.ilicifolia leaves by using seven different
extraction solvents under room temperature and ice-bath condition,and then the effect of different
ilumination time,different temperature,different treatment time of H2O2with different concentration and
different metal ions on stability of chlorophyl samples was studied to provide a theoretical reference for
physiological and ecological studies of I.ilicifolia.Results:The absorbance of chlorophyl a and
chlorophyl b extracted fromI.ilicifolia by the mixed solvent of absolute ethyl alcohol and acetone(1∶
1)at room temperature is 1.622and 0.675respectively but the absorbance of chlorophyl a and chlorophyl
b extracted fromI.ilicifolia by 80%acetone is 0.458and 0.264separately,which indicates that the
mixed solvent of absolute ethyl alcohol and acetone(1∶1)is the best extraction solvent and the 80%
acetone solvent is the worst extraction solvent for extracting chlorophyl fromI.ilicifolia.H2O2has a
large influence on stability of chlorophyl extracted fromI.ilicifoliabut temperature has a little influence
on stability of chlorophyl extracted fromI.ilicifolia.Ilumination time has a large influence on stability
of chlorophyl a extracted fromI.ilicifolia.K+,Na+,Zn2+ and Mg2+ have no obvious influence on
stability of chlorophyl a extracted fromI.ilicifolia.But Al 3+,Fe2+,Cu2+and Ca2+can reduce stability
of chlorophyl a extracted fromI.ilicifolia.
Key words:Itea ilicifolia;chlorophyl;extraction;stability
  冬青叶鼠刺(Itea ilicifolia O.)为虎耳草科
(Saxifragaceae)鼠刺属 (Itea)的常绿植物[1]。
Cronquist分类系统将其归为茶藨子科(Grossulari-
aceae)鼠刺亚科(SubFam.Iteoideae)鼠刺属(It-
ea)。冬青叶鼠刺根干、平,清热止咳,滋补肝肾,用
于劳虚咳嗽,咽喉干痛,目赤;根、花用于跌打损伤,
扭伤,外伤出血[2]。叶绿素是植物光合作用的主要
参与者,其含量是评估植物生物量、生产量和健康程
度等的生理指标[3-6]。天然叶绿素不溶于水,在遇
热、光、氧等条件下易分解,所以在植物叶绿素提取
时须对不同处理条件下叶绿素的稳定性进行研
究[7-10]。冬青叶鼠刺叶绿素可用于食品添加剂、化
妆品及药物的着色等。目前未见冬青叶鼠刺叶绿素
研究的相关报道。试验以冬青叶鼠刺叶片为试验材
料,探讨适合于冬青叶鼠刺叶绿素提取和稳定性的
最适条件,旨在为冬青叶鼠刺的光合特性、耐阴性等
生理生态研究提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
冬青叶鼠刺叶:采自安顺市郊区,无虫、无病害
的完整叶片。
 贵州农业科学 2015,43(10):82~85
 Guizhou Agricultural Sciences
仪器:UV5300PC分光光度计(上海元析仪器
有限公司)。
试剂:无水乙醇、丙酮、K2SO4、NaCl、FeSO4、
CuSO4、CaCl2、ZnSO4、MgSO4、AlCl3均为分析纯。
1.2 冬青叶鼠刺叶绿素的提取及条件
取当年成熟的冬青叶鼠刺叶片,去除较大的叶
脉后,剪碎,混匀,称取0.2g,加少许提取溶剂,同时
加少量的碳酸钙和石英砂,研磨成匀浆后,4 000r/
min离心4min,取上清液加相应的提取溶剂定容到
10mL,4次重复。提取溶剂分别为100%丙酮、
80%丙酮、无水乙醇、95%乙醇、无水乙醇∶丙酮
1∶1、无水乙醇∶丙酮1∶2和无水乙醇∶丙酮
2∶1;提取温度为室温和冰浴[9-13]。
1.3 冬青叶鼠刺叶绿素吸收值的测定
1.3.1 叶绿素储备液的配制 精确称取0.2g叶
片,以叶绿素吸光度最大的溶剂进行提取。
1.3.2 叶绿素吸收光谱的扫描 取一定量叶绿素
提取液于比色皿中,用紫外分光光度计在190~
1 000nm进行光谱扫描。
1.4 不同条件下冬青叶鼠刺叶绿素的稳定性测定
1.4.1 存放时间 取5mL叶绿素浓缩液7份,实
验室(室温21℃)自然光照条件下放置0h、1h、2h、
4h、6h、8h和10h后,测定吸光度值,4次重复。
1.4.2 温度 取5份10mL浓缩液至具塞试管
中,分别在30℃、50℃、60℃、70℃和80℃条件下恒
温水浴加热处理10min,冷却至室温,测定吸光度
值,4次重复,以室温处理作对照。
1.4.3 过氧化氢 取0.5mL叶绿素浓缩液,分别
加入0.15%、0.30%、0.60%、0.90%、1.2%H2O2
7.5mL,静置0.5h、1h和2h,观察颜色变化并测
定吸光度值,4次重复。
1.4.4 金属离子 取2mL叶绿素浓缩液,分别加
0.1 mol/L[14-15]的 K+、Na+、Fe2+、Cu2+、Ca2+、
Zn2+、Mg2+和 Al 3+定容到10mL,观察叶绿素溶液
颜色变化,1h后测定其吸光度值,4次重复,以纯净
水作对照。
2 结果与分析
2.1 冬青叶鼠刺叶绿素的吸收光谱
由图1可知,冬青叶鼠刺叶绿素提取液在190~
1 000nm波长扫描后,在663nm波长处有明显的
吸收峰,选定该波长分析冬青叶鼠刺叶绿素的稳定
性。
2.2 不同提取溶剂和温度的冬青叶鼠刺叶绿素
吸光度
由图2可知,用95%乙醇、无水乙醇∶丙酮
(1∶1)和无水乙醇∶丙酮(2∶1)提取冬青叶鼠刺叶
绿素时,室温下叶绿素a、叶绿素b吸光度明显高于
冰浴;用100%丙酮、80%丙酮、无水乙醇、无水乙
醇∶丙酮(1∶2)提取冬青叶鼠刺叶绿素时,室温
图1 冬青叶鼠刺叶绿素的吸收光谱
 Fig.1 Absorption spectrum of chlorophyl extracted
fromI.ilicifolialeaves
图2 不同提取溶剂和温度处理冬青叶鼠刺叶绿素的吸光度
 Fig.2 Absorbance of chlorophyl extracted from
I.ilicifolialeaves under different extraction
solvents and temperature
下叶绿素a、叶绿素b吸光度约高于冰浴。7种提取
溶剂中无水乙醇∶丙酮(1∶1)在室温和冰浴下叶
绿素a、叶绿素b的吸光度最大,室温下叶绿素a、叶
绿素b的吸光度分别为1.622和0.675,冰浴下叶
绿素a、叶绿素b的吸光度分别为1.360和0.562;
80%丙酮在室温、冰浴下的吸光度最小,室温下叶绿
素a、叶绿素b的吸光度分别为0.458、0.264,冰浴
下叶绿素a、叶绿素b的吸光度分别为0.394和
0.288。由于叶绿素是一种含有双羧酸酯的金属卟
啉衍生物,难溶于水,如提取溶剂中含水量增加,其
溶解度降低,而单一有机溶剂提取叶绿素效果往往
比混合有机溶剂差。试验用无水乙醇和丙酮等体积
混合可将冬青叶鼠刺叶绿素充分提取出来,故采用
等体积的无水乙醇和丙酮室温条件下提取叶绿素较
好。
2.3 不同因素对冬青叶鼠刺叶绿素稳定性的影响
2.3.1 光照时间 由图3可知,冬青叶鼠刺叶绿
素的吸光度随光照时间的延长降低,放置10h后吸
光度降低近一半。叶绿素的光解机制表明,叶绿素
在空气或氧气中进行光氧化时会产生羟基,这种不
可逆的氧化过程以叶绿素三重态与羟基反应得以继
续,而叶绿素的光氧化降解必须有氧分子存在,且含
有氧分子少的溶液相对稳定[16],长时间与空气接触
将降低叶绿素的稳定性。因此,应尽量在光照较弱
处提取冬青叶鼠刺叶绿素,且避光保存。
·38·
 敖国富 等 冬青叶鼠刺叶绿素的提取及其稳定性
 AO Guofu et al Extraction and Stability of Chlorophyl fromItea ilicifolia Leaves
图3 冬青叶鼠刺叶绿素在不同光照时间、温度和过氧化氢浓度下的吸光度
Fig.3 Absorption of chlorophyl extracted fromI.ilicifolialeaves under different ilumination time,temperature and hydro-
gen peroxide concentration
2.3.2 温度 由图3还可知,温度对冬青叶鼠刺
叶绿素含量的影响不明显,在50℃、60℃和70℃温
度下,叶绿素的吸光度几乎无变化。表明冬青叶鼠
刺叶绿素在低于70℃时其稳定性受温度的影响较
小,有利于该叶绿素的工业化提取。
2.3.3 过氧化氢 由图3还可知,相同处理时间
内,随着过氧化氢浓度的增加,冬青叶鼠刺叶绿素的
吸光度递减;相同浓度的过氧化氢处理时,随着处理
时间的增加,冬青叶鼠刺叶绿素的吸光度递减。说
明过氧化氢影响冬青叶鼠刺叶绿素的稳定性,可能
是其强氧化性致使其氧化脱色。
表 不同金属离子下冬青叶鼠刺叶绿素的稳定性
Table Stability of chlorophyl extracted fromI.ilicifolialeaves under different metal ions
金属离子
Metal ions
吸光度
Absorbance
均值
Mean
SD 溶液颜色
Color
沉淀
Precipitation
K+ 0.912  0.902  1.076  0.954  0.961 +0.07 绿色 浑浊,无沉淀
Na+ 0.901  0.926  1.051  1.135  1.003 +0.11 绿色 浑浊,无沉淀
Fe2+ 1.813  1.724  1.660  1.716  1.728 +0.06 黑色 澄清,有沉淀
Cu2+ 1.370  1.242  1.271  1.121  1.251 +0.10 浅蓝 澄清,有沉淀
Ca2+ 1.140  1.109  1.176  0.978  1.101 +0.09 浅绿 澄清,絮状沉淀
Zn2+ 1.081  0.914  1.006  0.931  0.983 +0.08 绿色 浑浊,无沉淀
Mg2+ 1.061  1.138  0.903  1.020  1.031 +0.10 绿色 浑浊,无沉淀
Al 3+ 0.869  0.778  0.847  0.958  0.863 +0.07 绿色 浑浊,无沉淀
对照CK  0.903  0.879  1.051  0.887  0.930 +0.08 绿色 澄清,无沉淀
2.3.4 金属离子 由表可知,与对照相比,加入
K+、Na+、Zn2+、Mg2+和Al 3+离子后,溶液均浑浊,
无沉淀,663nm波长下 K+、Na+、Zn2+和 Mg2+吸
光度略高于对照,产生的浑浊物影响吸光度,说明其
对叶绿素的稳定性有一定影响,但不明显,Al 3+吸
光度低于对照,说明其对叶绿素稳定性有较大的影
响。加入Fe2+、Cu2+和Ca2+后,溶液均产生沉淀,
上层澄清,提取液加入Fe2+后溶液颜色很快从绿色
变为黑色,吸光度大于对照,表明Fe2+离子能迅速
破坏叶绿素稳定性;加入Cu2+后颜色很快变为浅蓝
色,吸光度大于对照,加入Ca2+后颜色很快变为浅
绿色,吸光度大于对照,表明Cu2+和Ca2+离子破坏
叶绿素稳定性。
3 结论与讨论
通过7种不同提取溶剂在室温和冰浴条件下提
取冬青叶鼠刺叶绿素的研究表明,无水乙醇∶丙酮
(1∶1)为提取溶剂时提取冬青叶鼠刺叶绿素效果最
佳,室温下叶绿素a、叶绿素 b的吸光度分别为
1.622和0.675;冰浴下叶绿素a、叶绿素b的吸光度
分别为1.360、0.562;80%丙酮提取效果最差,室温
下叶绿素a、叶绿素b吸光度为0.458、0.264,冰浴
下叶绿素a、叶绿素b吸光度分别为0.394、0.288。
李得孝等[13]研究玉米叶片叶绿素快速浸提方法,得
出浸提液以乙醇-丙酮(1∶1)混合液效果最好。孙
崇鲁通过对香樟叶叶绿素提取条件的研究得出,香
樟叶叶绿素提取的优化工艺是以乙醇∶丙酮(1∶1)
为提取剂[11]。郭素娟等[12]对板栗不同类型枝条花
期和幼果期光合特性研究时,也用乙醇∶丙酮(1∶
1)为提取剂测定叶绿素含量。在提取冬青叶鼠刺这
类厚革质叶的叶绿素时,由于叶较硬提取时间长,用
丙酮(室温下)提取挥发量大,对人体有一定的伤害。
故试验选用冰浴条件下丙酮提取冬青叶鼠刺叶绿
素,以减少其挥发,但与室温相比叶绿素提取量少。
因此,在植物叶绿素提取和研究时,特别是厚革质类
叶,为达到最佳提取效果,建议选用无水乙醇∶丙酮
(1∶1)室温条件下提取,不适宜单独用丙酮。
冬青叶鼠刺叶绿素的稳定性研究表明,随着存
放时间的增加,叶绿素发生光氧化反应,叶绿素的稳
定性下降。温度对冬青叶鼠刺叶绿素的稳定性影响
较小。过氧化氢的较强氧化性影响冬青叶鼠刺叶绿
素的稳定性。金属离子 K+、Na+、Zn2+和 Mg2+对
叶绿素的稳定性影响不明显,Al 3+、Fe2+、Cu2+ 和
Ca2+使叶绿素的稳定性减弱。因此,在冬青叶鼠刺
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                                        贵 州 农 业 科 学
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叶绿素的提取和含量分析时,避免与 H2O2、Al 3+、
Fe2+、Cu2+和Ca2+接触,应在室温下快速提取和测
定。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:孙小岚
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(上接第81页)
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(责任编辑:孙小岚)
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