全 文 ：西北林学院学报 2006, 21( 6): 162～ 165
Journal of No r thw est Fo r estry Univ e rsity
火棘中矢车菊素的分离及稳定性研究
⒇
马柏林 ,　梁淑芳* ,　谢远芳
(西北农林科技大学 陕西 杨陵 , 712100)
摘　要: 研究了火棘中矢车菊素的分离条件及矢车菊素的稳定性。 结果表明 ,超声提取法是提取火
棘红色素的较理想方法 ;矢车菊素 -3-葡萄糖苷在 90℃和 9%盐酸中水解 11 min,可以顺利得到其苷
元矢车菊素 ;以苯、乙酸乙酯、甲酸 ( 2∶ 2∶ 1)为展开剂的硅胶薄层层析法分离矢车菊素的效果较
好 ;矢车菊素对热和光较稳定 ,在酸性条件下稳定 ,对 Co2+ 和 Bi3+ 不敏感 ,对 Zn2+ 、 Fe3+ 、 Cu2+ 不稳
定。
关键词: 火棘 ;矢车菊素 ;分离 ;稳定性
中图分类号: S718. 3　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1001-7461( 2006) 06-0162-04
A Study on Separatio n and Stabili ty of Cyanidin from Pyracantha fortuneana
MA Bai-l in,　 LIANG Shu-fang,　 XIE Yuan-fang
( Northwest A & F Univer si ty ,Yang lin g , Shaan xi 712100,China )
Abstract: The sepa ra ting condi tion and the stability of cyanidin f rom Pyracantha fortuneana were
examined. The results show ed that th e ul t rasonic ex t raction is a ra ther ideal method of ex tracting red P .
tha fortuneana pigment. Cyanidin-3-g luco side can be hydroly sised to aglycon cyanidin under the condi tions
o f 90℃ , 9% HCl and 11min. Si lica g el thinla yer chromato g raph y wi th developping agent benzene∶ ethyl
acetate∶ fo rmic acid = 2∶ 2∶ 1 is better to separate cyanidin. Cyanidin is stable to heat and ligh t,
unstable to Zn
2+
and Fe
3+
and Cu
2+
, insensi tiv e to Co
2+
and Bi
3+
, befi t ting to acidic condition.
Key words: Pyracantha fortuneana; cyanidin; separation; stabi li ty
　　火棘 ( Pyracantha fortuneana)为蔷薇科火棘属
植物 ,其果实呈红色且鲜艳、安全 ,是天然食用色素
的潜在资源 [1, 2 ]。火棘红色素中的主要成分是花色苷
类物质 ,且花色苷中的主要成分又是矢车菊素 -3-葡
萄糖苷 [3 ] ,另外还含有极少量的牵牛花素、飞燕草
素、锦葵素等花青素类色素 [4 ]。
虽然前人曾对火棘果中的红色素及其稳定性进
行过研究 ,但这些研究都停留在色素的粗提取物或
花色苷水平上 [5, 6 ]。将花色苷水解、分离 ,对其苷元成
分矢车菊素的研究未见报道。该研究采用先进的超
声提取法提取火棘红色素 ,并对其中主要苷元成分
(矢车菊素 )进行分离和稳定性研究 ,为矢车菊素的
应用提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　材料
火棘果于 2005年 3月中旬采自西北农林科技大
学北校区 ,自然阴干 ,置冰箱中冷藏保存 ,待用。
1. 2　仪器与试剂
仪器包括 RE-52AA型旋转蒸发仪 (上海亚荣
生化仪器厂 )、 SHBⅢ型循环水式多用真空泵 (郑州
长城仪器厂 )、 KQ-1500型超声波清洗器 , ZF-2型三
用紫外仪 (上海市安亭电子仪器厂 )、 Anke TDL-
40B型飞鸽牌离心机、 Model 210型酸度计、 754分
光光度计。试剂有苯、乙酸乙酯、异戊醇、乙醇、甲酸、
冰乙酸、正丁醇、浓盐酸 (天津试剂厂 )、甲醇 (西安试
⒇ 　收稿日期: 2006-06-12　修回日期: 2006-06-22
　基金项目:陕西省科技攻关项目 (中药现代化 )项目 ( 2003K11-G7( 13) )
　作者简介:马柏林 ( 1956-) ,男 ,陕西武功人 ,教授 ,主要从事天然产物的提取与研究。
* 通讯作者:梁淑芳。
剂厂 )、 FeCl3、 Ca ( NO3 ) 2、 CuSO4、 AlCl3、 ZnCl2、
BiCl3、NaOH等 ,均为分析纯。
1. 3　方法
1. 3. 1　火棘色素的提取　在编号的锥型瓶中加入 5
g粉碎度为 20目的火棘果和 pH为 4的 70%乙醇 ,浸
泡 30 min,用超声波提取仪提取 ,将提取液抽滤后以
3 000 r· min- 1离心 10 min,取上清液备用。
1. 3. 2　矢车菊素的分离与鉴定　矢车菊素 -3-葡萄
糖苷及矢车菊素的分离按照文献 [7 ]、 [8 ]、 [9 ]中的
方法进行。
矢车菊素的纯化按照文献 [10 ]、 [11 ]中的方法
进行。
矢车菊素的鉴定采用纸色谱法 [12 ]和分光光度
法 [13 ]。
1. 3. 3　矢车菊素的稳定性研究
( 1)温度对矢车菊素稳定性的影响。取 50 mL矢
车菊素甲醇溶液置于 100 mL烧瓶中 ,装好回流冷凝
系统 ,控制水浴为 60℃ ,分别于 10、 20、 30、 60、 90、
150、 300 min取样 ,测定吸收曲线。
( 2)光照对矢车菊素稳定性的影响。取 50 mL矢
车菊素甲醇溶液装于具塞瓶中 ,白天将溶液置于日
光下照射 ,晚上将溶液置于日光灯下照射 ,每隔 72 h
取 4 mL样品 ,测定吸收曲线。
( 3) pH对矢车菊素稳定性的影响。 取矢车菊素
的甲醇溶液10份 ,用 NaOH和 HCl溶液分别调pH,用
pH计测定 pH值 ,然后分别测定其吸收曲线。
( 4)　金属离子对矢车菊素稳定性的影响。分别
移取 4 mL矢车菊素甲醇溶液于 5 mL容量瓶中 ,加
入 0. 1 mL 1 mg· mL- 1的 Fe3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 、 Co2+ 、
Bi
3+ 溶液 ,再用矢车菊素的甲醇溶液定容至 5 mL, 6
h后分别测定紫外吸收曲线。
2　结果与分析
2. 1　色素的水解
当盐酸浓度大和水解温度高时 ,花色苷的水解
可以很快地进行完全 ,但这样操作易造成花色素的
破坏。实验表明 ,在 90℃ ,当盐酸质量分数为 9% ～
12%时 ,水解可以顺利完成 ,并且矢车菊素保存完
好。
当盐酸质量分数为 12% ,水解时间大于 7 min,
或者当盐酸质量分数为 9% ,水解时间大于 11 min,
矢车菊素苷即可水解完全 ,效果较好。
矢车菊素苷水解完后置于离心机中以 3 000 r·
min
- 1的转速离心 10 min,取上清液用异戊醇萃取得
到矢车菊素苷元溶液即矢车菊素溶液。
2. 2　色素的分离
硅胶薄层层析分离矢车菊素 -3-萄糖苷的展开
剂有 BAW、 0. 1%盐酸 ,二者都可以使矢车菊素 -3-
葡萄糖苷与其他共存色素分离完全。矢车菊素 -3-葡
萄糖苷通过 BAW展开的R f 值为 0. 53,通过 0. 1%盐
酸展开的 R f 值为 0. 48。
将水解后得到的苷元溶液通过硅胶薄层层析分
离 ,展开剂 1(乙酸乙酯∶甲酸∶ 2 mo l· L- 1盐酸=
85∶ 6∶ 9)和展开剂 2(苯∶ 乙酸乙酯 ∶ 甲酸= 2
∶ 2∶ 1 )的分离效果表明 (图 1) ,虽然 2个展开剂
都能分开苷和苷元 ,但展开剂 2展开时苷和苷元的
Rf 值相差较大 ,分离效果较好。
图 1　矢车菊素的分离效果
Fig. 1　 Separation ef fect of cyanidin
2. 3　矢车菊素的稳定性研究
2. 3. 1　温度对矢车菊素稳定性的影响　 由图 2可
以看出 ,在 60℃水浴中加热矢车菊素水溶液 ,紫外光
区最大吸收强度随加热时间的延长而减小 ;在可见
光区加热 30 min最大吸收强度几乎无变化 ,加热 60
min时可见光区的最大吸收峰消失。 说明矢车菊素
具有一定的热稳定性 ,当达到 60℃时对温度比较敏
感。
2. 3. 2　光照对矢车菊素稳定性的影响　矢车菊素
在连续光照 360 h后 ,紫外最大吸收强度随光照时
间延长而减小 (图 3) ;可见光区最大吸收强度随光照
时间延长变化很小。因此 ,矢车菊素对光照是比较稳
定的。
2. 3. 3　 pH对矢车菊素稳定性的影响　当 pH为
1. 06、 2. 05、 3. 00、 4. 02、 4. 96、 6. 02、 7. 10、 8. 08、 9. 17
及 11. 08时 ,分别测定他们的吸收曲线 (图 4)。 结果
表明 ,紫外线区最大吸收分为 2组:第 1组 pH小于 6,
最大吸收峰在 274 nm,他们的最大吸收强度顺序为
3. 00 > 4. 96 > 6. 02 > 4. 02 > 1. 06 > 2. 05,第 2
组 pH大于 7,最大吸收峰在 259 nm ,最大吸收强度
顺序为 8. 08 > 11. 08 > 7. 10 > 9. 17。可见光区最
163第 6期 马柏林等　火棘中矢车菊素的分离及稳定性研究
大吸收也分为 2组:第 1组 pH小于 6,最大吸收峰在
534 nm ,最大吸收强度非常接近 ,第 2组 pH大于 7,
最大吸收峰消失。
图 2　温度对矢车菊素稳定性的影响
Fig. 2　 Inf lu ence of tem perature on cyanidin
图 3　光对矢车菊素稳定性的影响
Fig. 3　 Influence of li ght on cyanidin
图 4　 p H对矢车菊素稳定性的影响
Fig. 4　 Inf luence of pH on cyanidin
　　在颜色和稳定性方面 ,酸性越强 ,矢车菊素的红
色调越深 ,当 pH < 4时 ,呈红色 ,且比较稳定 ;当 pH
> 6时 ,溶液呈蓝绿色至深蓝色。由此可见 ,酸度对
矢车菊素的颜色和稳定性影响较大 ,矢车菊素适合
酸性条件 ,在中性和碱性溶液中不稳定。
2. 3. 4　金属离子对矢车菊素的影响 [14 ]　 从图 5可
知 , Fe3+使矢车菊素在紫外光区的最大吸收峰发生
蓝移 ,导致可见光区的最大吸收峰消失。 Cu2+ 使矢
车菊素在紫外光区的最大吸收波长未变 ,但吸光强
度增大 ,使可见光区的最大吸收峰消失。 Zn2+ 存在
164 西北林学院学报 21卷　
时 ,矢车菊素在紫外光区的最大吸收波长和吸光强
度未变 ,但使可见光区的最大吸收峰消失。 Fe3+ 、
Cu2+ 、 Zn2+都使可见光区的最大吸收峰消失。因此 ,
催化光度法具有测定痕量 Fe3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 等的可
能性 [15 ]。
图 5　金属离子对矢车菊素稳定性的影响
Fig. 5　 Inf lu ence of metal ions on cyanidin
　　 Co2+ 在可见光区的吸光度有一个急剧的下降 ,
其位置在最大吸收峰波长稍大处。 Bi3+ 在紫外区的
最大吸收峰位置及曲线形状与对照相同 ,吸光强度
略有下降 ;在可见光区 Bi3+ 对矢车菊素基本无影响。
3　结论与讨论
矢车菊素 -3-葡萄糖苷在 90℃和 9%盐酸溶液中
加热 11 min,可以顺利水解成其苷元矢车菊素。矢车
菊素 -3-葡萄糖苷与其他共存色素可利用硅胶薄层
层析法 (展开剂有 BAW、 0. 1%盐酸 )分离。矢车菊素
与矢车菊素 -3-葡萄糖苷的分离以苯 ∶乙酸乙酯 ∶
甲酸 = 2∶ 2∶: 1为展开剂的硅胶薄层层析法效
果较好。
矢车菊素具有一定的热稳定性 ,当温度达到 60
℃时对热比较敏感 ;矢车菊素对光照比较稳定 ;酸度
强烈影响矢车菊素的颜色和稳定性 ,矢车菊素适合
酸性条件 ,在中性和碱性溶液中不稳定。Zn2+ 、 Fe3+ 、
Cu
2+ 使矢车菊素在可见光区的最大吸收峰处消失 ;
Co2+ 对矢车菊素的影响较小 ; Bi3+ 对矢车菊素基本
无影响。
超声提取温度低 ,有利于火棘红色素的稳定 ,是
提取火棘红色素的较理想方法。
Fe
3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 都使矢车菊素在可见光区的
最大吸收峰消失 ,借助此性质利用催化光度法测定
痕量 Fe3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 的工作正在进行中。
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