全 文 ：※分析检测 食品科学 2013, Vol.34, No.20 135
红米红中矢车菊-3-葡萄糖苷含量与
色价的相关性分析
张晓芳1,2，高 伟2,*，邓慧颖1,2，杜精精1,2，刘登帅2，徐 猛2
(1.河北省天然色素工程技术研究中心，河北 邯郸 057250；2.晨光生物科技集团股份有限公司，河北 邯郸 057250)
摘 要：分别采用高效液相色谱法和紫外分光光度计法测定红米红中矢车菊-3-葡萄糖苷含量和色价，应用线性回
归分析法对红米红色价和矢车菊-3-葡萄糖苷含量水平之间的相关性进行了研究。结果表明：红米红色价与矢车
菊-3-葡萄糖苷含量呈显著正相关，粉末样品的矢车菊-3-葡萄糖苷含量与色价之比略高于液体样品。红米红液体样
品每1色价相当于每100mL样品含有(91.40±0.15)mg矢车菊-3-葡萄糖苷，变异系数为3.17%，相关系数为0.9983；
粉末样品每1色价相当于每100g样品含有(102.10±0.21)mg矢车菊-3-葡萄糖苷，变异系数为0.38%，相关系数为
0.9953。良好的线性回归方程说明可以通过测量红米红色价简单推算其矢车菊-3-葡萄糖苷含量水平，为广大中小企
业红米红的产品质量控制提供科学依据。
关键词：红米红；矢车菊-3-葡萄糖苷；色价；线性回归；相关性
Correlation Analysis between Cyanidin-3-glucoside Content and Color Value of Red Kernel Color
ZHANG Xiao-fang1,2，GAO Wei2,*，DENG Hui-ying1,2，DU Jing-jing1,2，LIU Deng-shuai2，XU Meng2
(1. Engineening Research Center of Natural Pigment in Hebei Province, Handan 057250, China；
2. Chenguang Biotech Group Co. Ltd., Handan 057250, China)
Abstract：The cyanidin-3-glucoside content and color value of red kernel color (RKC) were detected by HPLC method
and UV spectrophotometry, respectively. The correlation between both parameters was analyzed by linear regression. The
results showed that the two parameters were positively correlated, and cyanidin-3-glucoside content and color value were
slightly higher in powder samples than in liquid ones. For liquid samples, color value of 1 referred to (91.40 ± 0.15) mg of
cyanidin-3-glucoside in 100 mL of samples, with the variation coefficient of 3.17% and the correlation coefficient of 0.9983.
For powder samples, color value of 1 represented (102.10 ± 0.21) mg of cyanidin-3-glucoside in 100 g of samples, with the
variation coefficient of 0.38% and the correlation coefficient of 0.9953. Good linearity indicated that the content of cyanidin-
3-glucoside in RKC could be simply calculated through determining its color value, thereby providing a theoretical basis for
quality control of RKC in small and medium enterprises.
Key words：red kernel color；cyanidin-3-glucoside；color value；linear regression；correlation
中图分类号：TS207.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)20-0135-04
doi:10.7506/spkx1002-6630-201320027
收稿日期：2012-09-24
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD23B00)
作者简介：张晓芳(1986—)，女，助理工程师，学士，研究方向为天然产物。E-mail：zhangxiaofang3737@126.com
*通信作者：高伟(1980—)，男，高级工程师，博士，研究方向为天然产物。E-mail：gaowei2003425@163.com
黑稻是我国稻米资源中的珍贵品种，长期食用具有
滋阴补肾、健脾暖肝、明目活血和防癌抗癌的功效，所以
在我国许多地方被称为药米。红米红，又名黑米红，是以
优质黑米或米皮为原料，利用现代生物技术提取而成的天
然食用红色素，不仅着色力强，性质稳定，同时具有多种
生理功能，如降血脂、抗氧化、防止动脉硬化等，因此广
泛用于食品、饮料、医药、化妆品等行业[1-12]。随着黑色
食品的兴起，红米红的需求量日益增加[13]。
红米红的主要有效成分是由花青素与糖以糖苷键结
合形成的系列黄酮类花色苷类化合物[14-18]。花青素的母
核决定了它们的光谱吸收峰基本相似，所以GB 25534—
2010《食品添加剂：红米红》采用“色价”来定量红米
红的有效成分含量[19]。这种方法使用紫外分光光度计进
行检测，操作简便、仪器通用普遍，但是不能定性表述
136 2013, Vol.34, No.20 食品科学 ※分析检测
红米红的主要化学成分。文献[20]报道红米红的主要有效
成分为矢车菊-3-葡萄糖苷，因此，近年来通过高效液相
色谱(high performance liquid chromatography，HPLC)法检
测红米红中矢车菊-3-葡萄糖苷含量的报道日益增加[21-23]。
HPLC法灵敏度高，能够准确鉴定红米红中矢车菊-3-葡萄
糖苷的含量，但是与紫外分光光度计法相比，仪器和检
测人员要求较高，检测成本较大，不易在广大中小企业
中普及。
本研究分别采用高效液相色谱法和紫外分光光度计法
测定红米红中矢车菊-3-葡萄糖苷含量和色价，应用线性回
归分析法对红米红色价和矢车菊-3-葡萄糖苷含量之间的相
关性进行研究，首次明确红米红的色价与矢车菊-3-葡萄糖
苷含量的量化关系，旨在为广大中小企业进一步深入研究
红米红品质以及产品质量控制提供重要科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
红米红样品 晨光生物科技集团股份有限公司。
矢车菊素-3-葡萄糖苷标准品 美国Sigma公司；盐
酸(分析纯)、乙醇(分析纯) 铁塔莱阳经济技术开发区
精细化工厂；磷酸(分析纯) 天津市大茂化学试剂厂；
甲醇、乙腈(色谱纯) 安徽时联特种试剂股份有限公
司；甲酸(色谱纯) 天津市光复精细化工研究所；蒸馏
水 广州屈臣氏食品饮料有限公司。
1.2 仪器与设备
1260高效液相色谱仪(配有可变波长紫外检测器和
1260色谱工作站) 美国Agilent公司；AUY220电子天
平、UV1700紫外分光光度计 日本岛津公司。
1.3 方法
1.3.1 标准溶液的制备
称取矢车菊-3-葡萄糖苷标准品0.0100g于25mL容
量瓶，用盐酸-甲醇(2:98，V/V)溶液定容超声溶解，制
成标准储备液。然后从储备液中吸取一定量，加磷酸-
水(10:90，V/V)溶液稀释到0.04、0.06、0.08、0.10、
0.12mg/mL，待测。
1.3.2 样品前处理
称取约0.1250g的红米红样品，加盐酸-甲醇(2:98，V/V)
溶液25mL，再加磷酸-水(10:90，V/V)溶液定容至100mL
容量瓶，超声溶解(要求温度低于40℃)，经0.45μm微孔滤
膜过滤，滤液即可用于高效液相色谱分析。
1.3.3 色谱条件
色谱柱：Ultimate� LP-C18柱(4.6mm×250mm，
5μm)；检测波长：535nm；柱温：30℃；流动相：甲酸-
水(1:9，V/V)溶液:甲醇(75:25，V/V)溶液等梯度洗脱；流
速：1mL/min；进样量：10μL。
1.3.4 紫外分光光度计法测定红米红色价
根据GB 25534—2010规定方法，准确称取0.15～0.2g
样品(精确至0.0002g)，用95%乙醇-0.15mol/L盐酸(85:15，
V/V )溶液溶解，转移至100mL容量瓶中，加95%乙
醇-0.15mol/L盐酸(85:15，V/V)溶液定容至刻度，摇匀。
取此样液置于1cm比色皿中，以95%乙醇-0.15mol/L盐酸
(85:15，V/V)溶液做空白对照，用分光光度计在535nm波
长处测定吸光度，按下式计算色价：
1%
1cm
1
100
A
E ρ= h
式中：E11%cm为1g/100mL试样液用1cm比色皿在535nm
波长处测得的色价；A为实际测定试样液的吸光度；ρ为
被测试样液的质量浓度/(g/mL)。
1.3.5 相关性分析方法
采用最小二乘法中的线性回归方法对红米红的色价
与矢车菊-3-葡萄糖苷含量进行分析，相关程度用相关系
数r来判断：
Ⅰ.如果|r|≤0.4，为不存在线性相关；Ⅱ.如果0.4＜|r|≤0.5，
为低度线性相关；Ⅲ.如果0.5＜|r|≤0.8，为显著线性相
关；Ⅳ.如果|r|＞0.8，为高度线性相关；Ⅴ.如果r＞r(临界
值)，则显著相关。
2 结果与分析
2.1 红米红中矢车菊-3-葡萄糖苷HPLC检测方法的建立
2.1.1 矢车菊-3-葡萄糖苷标准品和红米红样品色谱图
分别对矢车菊-3-葡萄糖苷标准品和红米红样品进行
检测，结果见图1。对比样品谱图和标准品图谱的保留时
间，可确定红米红中主要花色苷成分即为矢车菊-3-葡萄
糖苷。
0
20
40
60
80
100
120
0 2 4 6 8 10 12 14 16
m
A
U
9.400A
ᰦ䰤/min
ᰦ䰤/min
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
50
100
150
200
m
A
U
9.356B
A. 矢车菊-3-葡萄糖苷标准品；B. 红米红样品。
图 1 矢车菊-3-葡萄糖苷标准品和红米红样品色谱图
Fig.1 Chromatograms of cyanidin-3-glucoside standard and
RKC sample
※分析检测 食品科学 2013, Vol.34, No.20 137
2.1.2 标准曲线和检出限
将配制系列质量浓度的标准溶液按照1.3.3节色谱条
件检测，测定各质量浓度样品的峰面积，以矢车菊-3-
葡萄糖苷质量浓度X(mg/mL)对峰面积Y进行线性回归分
析，线性回归方程为Y=22879.01X－127.94 (R2=0.9996)，
仪器检出限为0.01mg/mL，按照1.3.1节进行换算，方法检
出限为0.001g/100mL。
2.1.3 加标回收率
向已知矢车菊-3-葡萄糖苷质量浓度的样品中，加入
不同质量浓度的矢车菊-3-葡萄糖苷标准品溶液，按照1.3
节方法处理、检测，结果如表1所示，矢车菊-3-葡萄糖苷
的平均回收率在100.24%～101.71%之间。方法准确性较
高，可满足检测要求。
表 1 加标回收实验结果(n=3)
Table 1 The average recovery of the method (n=3)
样品 原结果/(g/100mL)
加标量/
(g/100mL)
检测值/
(g/100mL)
平均
回收率/% RSD/%
1 10.45 10.50 21.03 100.76 0.09
2 10.45 15.75 26.47 101.71 0.12
3 10.45 21.00 31.50 100.24 0.11
2.1.4 精密度
取3个不同批次的样品，采用本研究建立的检测
方法，每个批次日内平行测定5次并连续平行测定5d，
分别得到该方法的日内精密度和日间精密度，结果
如表2所示。根据检测结果，日内及日间RSD分别为
0.09%～0.13%和1.31%～1.51%。方法精密度较高，适合
实际样品的分析。
表 2 日内和日间精密度实验结果
Table 2 The inter-day and intra-day precision of the method
编号
日内 日间
检测结果/
(g/100mL) RSD/%
检测结果/
(g/100mL) RSD/%
1 1.29 0.13 1.29 1.51
2 4.54 0.10 4.54 1.35
3 10.45 0.09 10.45 1.31
2.2 红米红色价与矢车菊-3-葡萄糖苷含量相关性分析
本实验共检测了50个红米红样品色价与矢车菊-3-
葡萄糖苷含量。液体样品色价在10～50之间，矢车
菊-3-葡萄糖苷的质量浓度为(0.93～4.94)g/100mL，粉
末样品(未经调配)色价在98～110之间，矢车菊-3-葡萄
糖苷的含量为(10.20～11.5)g/100g。以色价E为变量对
矢车菊-3-葡萄糖苷含量进行线性相关分析，其中液体
样品的回归方程为：ρ=0.0914E－0.1494，相关系数r为
0.9983，变异系数为3.17%，结果如图2所示；粉末样品
的回归方程为：ρ/(g/100g)=0.1021E＋0.2137，相关系
数r为0.9953，变异系数仅为0.38%，结果如图3所示。
通过查看统计分析相关系数临界值表r0.05,23=0.543[24]，所
以P＜0.05，可见在95%置信度上，相关系数具有显著意
义。该结果说明红米红色价与其矢车菊-3-葡萄糖苷的含
量有显著的相关性。
红米红色价与其矢车菊-3-葡萄糖苷的含量之间的
显著相关性，可以应用于简单推算矢车菊-3-葡萄糖苷含
量。根据上述结果，液体红米红每1色价表明每100mL样
品中含有(91.40±0.15)mg矢车菊-3-葡萄糖苷，粉末红米
红每1色价表明每100g样品中含有(102.10±0.21)mg矢车
菊-3-葡萄糖苷。粉末样品矢车菊-3-葡萄糖苷含量与色价
比值略高于液体样品，分析原因可能是生产工艺不同，
检测结果稍有差别。
ਜ਼
䟿
/(g
/1
00
m
L)
10 20 30 40 50
1
2
3
4
5
㢢ԧE
图 2 液体红米红样品色价与矢车菊-3-葡萄糖苷含量分析
Fig.2 Correlation analysis of cyanidin-3-glucoside content and
color value in liquid RKC samples
98 100 102 104 106 108 110
10.0
10.4
10.8
11.2
11.6
ਜ਼
䟿
/(g
/1
00
g)
㢢ԧE
图 3 粉末红米红样品色价与矢车菊-3-葡萄糖苷含量分析
Fig.3 Correlation analysis of cyanidin-3-glucoside content and
color value in RKC powder
3 结 论
当前GB 25534—2010规定红米红含量检测采用紫外分
光光度法，仪器简单、成本较低，高度符合我国广大中小
生产企业发展现状，而HPLC方法虽然能够检测特定花色
苷矢车菊-3-葡萄糖苷的含量，对研究红米红的活性功能起
决定性作用，但是对仪器和人员的要求都比较高，如果普
及，将给一些企业尤其是中小企业额外增加检测成本。本
实验通过研究，明确了红米红色价与其矢车菊-3-葡萄糖苷
含量两个表征指标之间的量化关系，提出了通过检测色价
来推算矢车菊-3-葡萄糖苷含量的工作思路，为广大中小企
业研究红红米红品质提供一种简便、易行的办法。
138 2013, Vol.34, No.20 食品科学 ※分析检测
本研究在建立HPLC检测红米红中矢车菊-3-葡萄糖
苷含量方法的基础上，对红米红色价和矢车菊-3-葡萄
糖苷含量两个指标进行了相关性分析，结果表明两者间
存在高度的相关性，即液体红米红样品色价和矢车菊-3-
葡萄糖苷含量的线性方程为：ρ=0.0914E－0.1494，粉
末样品色价和矢车菊-3-葡萄糖苷含量的线性方程为：
ρ=0.1021E＋0.2137。以此关系作为红米红样品色价和矢
车菊-3-葡萄糖苷含量相互推算的依据，对进一步深入研
究红米红品质及产品质量控制具有一定的指导意义。
参考文献：
[1] 孔令瑶. 黑米中生物活性物质的研究[D]. 无锡: 江南大学, 2008:
6-20.
[2] HU Chun, ZAWISTOWSKI J, LING Wenhua, et al. Black rice (Oryza
sativa L. indica) pigmenent fraction suppresses both reactive oxygen
species and nitric oxide in chemical and biological model systems[J].
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 51(18): 5271-5277.
[3] COOPER-DRIVER G A. Contributions of Jeffrey Harborne and co-
workers to the study of anthocyanins[J]. Phytochemistry, 2001, 56(3):
229-236.
[4] SAMA A D, SREELAKSHMI Y, SHARMA R. Antioxidant ability of
anthocyanins against ascorbic acid oxidation[J]. Phytochemistry, 1997,
45(4): 671-674.
[5] LONGO L, VASAPOLLO G, RESCIO L. Identification of anthocy-
anina in Rhamnus alaternus L. Berries[J]. Journal of Agricultural and
Food Chemistry, 2005, 53(5): 1723-1727.
[6] 秦玉, 凌文华. 黑米花色苷提取物胶囊对高血脂症病人的降血脂作
用[J]. 食品科学, 2008, 29(10): 540-542.
[7] 胡艳, 郭红辉, 王庆, 等. 黑米花色苷对高脂膳食诱导大鼠肥胖形成
的影响[J]. 食品科学, 2008, 29(2): 376-379.
[8] 张名位, 张瑞芬, 郭宝江, 等. 黑米皮花色苷的抗氧化与降血脂作用
[J]. 营养学报, 2006, 28(5): 404-408.
[9] 肖湘, 卢刚, 张捷, 等. 黑色食品色素清除活性氧功效及抗氧化活性
[J]. 药物生物技术, 2000, 7(2): 112-115.
[10] 张名位, 张瑞芬, 郭宝江, 等. 黑米花色苷对血管内皮细胞过氧化
损伤的保护作用[J]. 营养学报, 2006, 28(3): 216-220.
[11] 杨靖亚, 吴宏忠, 胡怿, 等. 天然抗氧化剂-抗癌转移的新途径[J]. 中
国临床药理学与治疗学, 2007, 12(4): 366-370.
[12] ZHANG Mingwei, GUO Baojiang, CHI Jianwei, et al. Antioxidations
and their correlations with total flavones and anthocyanin contents in
different black rice varieties[J]. Agricultural Sciences in China, 2005,
4(11): 811-819.
[13] 余小平, 夏效东, 夏敏. 黑米花色苷影响动脉粥样硬化不稳定斑块
及诱导型一氧化氮合酶mRNA表达的作用[J]. 中国临床康复, 2006,
10(39): 113-115.
[14] 赖来展, 操君喜, 廖均元, 等. 大力研究和开发推广黑色食品[J]. 中
国食物与营养, 2009(11): 4-6.
[15] 王艳龙, 石少福, 韩豪, 等. 中国黑米花色苷研究现状及展望[J]. 中
国生化药物杂志, 2010, 31(1): 63-66.
[16] 孔令瑶, 汪云, 曹玉华, 等. 黑米色素的组成与结构分析[J]. 食品与
生物技术学报, 2008, 27(2): 25-29.
[17] 李娟娟. 花青素研究进展[J]. 中山大学研究生学刊: 自然科学与医
学版, 2007, 28(2): 1-5.
[18] 钟岩, 李泽鸿, 邵明富. 黑米色素的提取方法及稳定性研究[J]. 北方
园艺, 2008(10): 71-73.
[19] 中华人民共和国卫生部. GB/T 25534—2010 食品安全国家标准:
食品添加剂: 红米红[S]. 北京: 中国标准出版社, 2010.
[20] 李静, 袁红波, 路俊美. 红米红色素研究进展[J]. 中国食品工业,
2010(10): 61-62.
[21] 夏效东, 凌文华. HPLC法测定黑米皮提取物中花色苷成分及含量
[J]. 食品科学, 2006, 27(2): 206-208.
[22] 应龙彬, 俞桑桑, 刘催萍, 等. 高效液相色谱法对黑米中花色苷成分
的测定[J]. 杭州师范大学学报: 自然科学版, 2012, 11(1): 28-32.
[23] 张芳轩, 张名位, 张瑞芬, 等. 黑米种皮中花色苷组成及含量的
HPLC分析[J]. 中国粮油学报, 2010(12): 122-125.
[24] 周永宏, 郑大伟. 相关估计显著水平的Monte Carlo模拟检验[J]. 测
绘学报, 1999(4): 313-318.