全 文 :北方园艺2012(07):67~70 植物·园林花卉·
第一作者简介:尤扬(1973-),男,河南罗山人,硕士,讲师,现主要
从事园林植物的教研工作。E-mail:youyang1028@126.com。
基金项目:河南科技学院重点科研基金资助项目(050122)。
收稿日期:2011-12-22
紫叶碧桃花色苷提取及其稳定性研究
尤 扬1,刘 香 坤2
(1.河南科技学院,河南 新乡453003;2.鹤壁职业技术学院,河南 鹤壁458030)
摘 要:研究了花瓣花色苷的提取方法及不同浓度的双氧水、亚硫酸钠、蔗糖、葡萄糖、柠檬
酸、Na+、Zn2+、Ca2+、Cu2+溶液及不同pH等对紫叶碧桃花色苷的影响。结果表明:以0.5% HCl
和75%乙醇为浸提剂在65℃恒温提取3h,提取效果最好。在影响其稳定性的各因子中,pH对
花色苷影响显著,在酸性条件下,花色苷具有良好的热稳定性。金属离子Na+、Zn2+、Ca2+在不同
浓度下对花色苷影响不显著,Cu2+较显著。花色苷的还原能力不显著,抗氧化性显著。在自然光
和黑暗条件下花色苷吸光度均不显著。蔗糖、葡萄糖、柠檬酸对其颜色与性质的影响均不显著。
关键词:碧桃;花色苷;提取;稳定性
中图分类号:S 685.99 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)07-0067-04
紫叶碧桃(Prunus persica Batsch.var.duplexRehd)
为蔷薇科桃属的一个变种,别名粉红碧桃、千叶桃花,早
春开花,其花多重瓣,花色艳丽,具有极高的观赏价值和
药用价值。
目前有关碧桃方面的研究仅限于繁殖栽培技术[1]、
组织培养[2]、园林绿化应用等方面。国内外对碧桃花色
苷的提取及稳定性研究尚未见报道。现对碧桃花色苷稳
定性影响的常见几种因素进行探讨,为其综合应用提供
一定的科学理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为河南科技学院西湖岸边的碧桃盛花期
花瓣。将采回的花朵用镊子除去雄蕊、雌蕊和花萼,保
留花瓣,备用。
1.2 试验方法
1.2.1 提取方案 根据预试验,确定乙醇(A)、盐酸(B)、
温度(C)、时间(D)为试验的4个因素,采用L9(34)进
行正交实验设计,共9个处理,3次重复(图1-1~2)。精
确称取1 000mg花瓣9份,装入试管。按照表1添加试
剂,浸泡一定时间即可。
表1 正交实验的因子与水平
Table 1 Factors and levels of the orthogonal experiment
处理 A乙醇 B盐酸 C温度 D时间
Treatment Ethanol/% Hydrochloride/% Temperature/℃ Time/h
1 25 0.5 35 3.0
2 50 1.0 50 6.5
3 75 2.0 65 8.5
1.2.2 碧桃花色苷提取 取新采碧桃花瓣,按表1设计
的方案(质量∶体积)加入提取剂后在不同温度和时间
下进行提取,过滤后得到粉红色透明液体(图1-11)。用
UV-4802型紫外分光光度计在200~310nm范围内测最
大吸收波长处的吸光度值。再稀释10倍后,以提取溶
剂作为空白,在最大吸收波长下测定各提取液的吸光
度,利用方差分析确定最佳提取方法。
1.2.3 碧桃花色苷稳定性研究 借鉴蒋新龙[3]关于茶
花花色苷的研究方案并加以改进,对碧桃花色苷的光谱
特性及不同pH、温度、光照条件、金属离子、氧化还原
剂、食品添加剂对该花花色苷的影响分别进行测定和
分析
。
Abstract:Taking Guzmania ‘Calypso’and G.‘Catherine’aged 18months as experiment materials,the efects of
Guzmaniaon flower forcing with diferent treatment such as medicament concentration and frequency were studied.The
results showed that saturated acetylene solution and ethephon with diferent concentration could promote flowering
efectively,and the former was better than the latter conspicuously.The treatment of saturated acetylene solution with
3~4times were a fairly ideal method to be used for flower forcing.
Key words:ornamental bromeliads;ethephon;acetylene;flower forcing
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图1 不同因子对花色苷稳定性的影响
注:1、2:花瓣提取;3、4、5:食品添加剂;6、7:氧化还原剂;8、9、10:pH;11:空白;12、13、14、15:金属离子;16:光照、黑暗;17、18、19、20:热稳定。
Fig.1 Efect of diferent factors on the stability of red pigment
Note:1,2:Extracted form petals;3,4,5:Food additive;6,7:Reductant oxidant;8,9,10:pH;11:Vacuity;12,13,14,15:Metal ions;16:Light and dark;17,
18,19,20:Thermal stability.
2 结果与分析
2.1 最佳提取方案的选择
由表2可知,以0.5% HCl+75% 乙醇为浸提剂,
物料比为1∶20(g/mL),在65℃恒温提取3h,提取效果
最好。经分析可知,在该过程中,温度对花色苷的影响
最大,盐酸次之,乙醇最小。表明温度是花色苷提取的
限制因子,且对乙醇不敏感。
表2 正交设计方差分析
Table 2 Variance analysis of orthogonal design
变异来源
Source
离均差平方和
Sum of
squares
自由度
Degree of
freedom
均方差
Mean
square
F
显著性
Significant
乙醇Ethanol 0.00017 2 0.00008 0.12902
盐酸Hydrochloride 0.01070 2 0.00535 8.34061 **
温度Temperature 0.01484 2 0.00742 11.57170 **
时间Time 0.00108 2 0.00054 0.84594
误差Error 0.00577 9 0.00064
总和Sum 0.03255
注:F0.05=3.55,F0.01=6.01。
Note:F0.05=3.55,F0.01=6.01.
2.2 光谱特性
由图2可知,取20mL花色苷溶液,经吸光值扫描
测定,得到吸收峰明显的曲线,该吸收峰波长为220nm。
图2 吸收光谱
Fig.2 Absorption spectrum of pigment
2.3 不同pH对花色苷稳定性的影响
配制同一稀释浓度pH 2~13的花色苷水溶液,观
察其颜色变化。在最大吸收峰下测定其吸光度值,观察
花色苷溶液吸收曲线。目测pH 2~4花色苷溶液为粉
红色,pH 5~6为浅粉红色,pH 7为深褐色,pH 8~13
为黄褐色(图1-8~10)。不同pH不仅影响花色苷外观,
而且吸收光谱也会发生变化。由图3可知,在pH 2~3
吸光值缓慢下降,pH 3~4急速上升。随着pH升高,花
色苷分解加快,表现为吸光值的急剧降低,及花色苷液
的褪色或变色。由此可知,pH对花色苷的稳定性影响
较大,该花色苷适应于酸性条件,在碱性条件下不稳定。
图3 吸光度变化曲线
Fig.3 Change curve of absorbance
2.4 氧化还原剂对花色苷稳定性的影响
配制一定浓度的H2O2、Na2SO3 的花色苷溶液,以
试剂空白的花色苷溶液作参照,放置1h,然后在220nm
处测定其吸光度值。由图4可知,Na2SO3 影响不显著,
H2O2对花色苷的影响较显著,添加氧化还原剂后的花色
苷溶液吸光度值比未添加的高,说明花色苷的耐还原能
力较好,但是不具有辅色作用。加入H2O2吸光值增加,
与前人研究不一样,可能是结构发生改变的原因
(图1-6~7)。
2.5 食品添加剂对花色苷稳定性的影响
配制不同浓度的柠檬酸、蔗糖、葡萄糖花色苷水溶
液,以试剂空白的花色苷液作参比,放置1h[4],测定加
入前后在220nm处吸光度值。由图5可知,随着蔗糖
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图4 氧化还原剂对花色苷稳定性的影响曲线
Fig.4 The curve efects of oxidant and reductant on the stability of red pigment
和葡萄糖浓度的增加,花色苷溶液的吸光度随着其添加
量的增加而加大,柠檬酸在浓度为10mg/mL吸光度为
最大,添加食品添加剂的花色苷溶液其吸光度值比未添
加的高。说明这3种食品添加剂对碧桃花色苷稳定性
有一定的辅助作用(图1-3~5)。
图5 食品添加剂对花色苷稳定性的影响曲线
Fig.5 The curve of efects of food additives on the stability
of red pigment
2.6 热稳定性
配制同一稀释度、不同pH的花色苷水溶液,在不
同温度下恒温1h,冷却后分别在220nm波长处测定各
花色苷液的吸光度值。以冷藏温度(4℃)作对照。由表
3可知,温度的改变对花色苷稳定性影响不显著。在酸
性和碱性环境中花色苷具有良好的耐热性。在同一温
度下,pH升高,花色苷的耐热性下降。这可能是花色素
苷类色素的母体结构受热生成无色的查尔酮式结构的
缘故[5](图1-17~20)。
表3 温度对不同pH的花色苷稳定性的影响
Table 3 Efect of temperature on the stability of
red pigment at diferent pH
温度Temperature
/℃
pH 2 pH 4 pH 6 pH 8
4(对照Control)2.953±0.188Aa 2.980±0.143Aa 2.964±0.164Aa 2.796±0.407lAa
20 2.969±0.164Aa 2.966±0.070Aa 2.951±0.156Aa 2.868±0.318Aa
40 2.992±0.119Aa 2.913±0.230Aa 2.935±0.197Aa 2.776±0.463Aa
60 2.985±0.116Aa 2.973±0.126Aa 2.896±0.066Aa 2.797±0.376Aa
80 2.983±0.162Aa 2.966±0.102Aa 2.872±0.156Aa 2.864±0.344Aa
2.7 光稳定性
配制同一稀释浓度的花色苷溶液,在室内自然光下
和黑暗条件下进行照射,每隔1h在220nm处进行测定
其吸光度值。测定时间在晴天的10:00~15:00之间。
由图6可知,在室外自然光和黑暗条件下差异不显著,
说明碧桃花色苷的提取液光稳定性好(图1-16)。
图6 光照对花色苷的影响曲线
Fig.6 The curve of efect on anthocyanin in the diferent light
2.8 金属离子对花色苷稳定性的影响
配制同一稀释度花色苷水溶液15mL,各加入不同
质量的Ca2+、Na+、Zn2+、Cu2+离子,使之成为含金属离
子0、0.005、0.010、0.050和0.100mg/mL的花色苷溶液
20mL,放置1h,测定220nm处吸光度。由图7可知,
方差分析表明,Ca2+、Na+、Zn2+对花色苷影响不显著,具
有辅色作用;Cu2+对花色苷的影响较显著,随着浓度的
增加,吸光度值增大,且颜色发生改变,分析认为可能是
花色苷分子结构发生了改变。加入金属离子后吸光度
值均增加,均具有较好的增效作用(图1-12~15)。
图7 不同浓度金属离子对花色苷影响曲线
Fig.7 The curve of efect on anthocyanin at diferent
concentration of metalic ions
3 结论与讨论
3.1 最佳提取方案
有关研究花色苷的提取时所用的方法均应用单因
素试验[6],而该试验使用的是正交实验。该试验浸提时
间为3h,明显小于蒋新龙[3]、李永强等[7]大于6h的浸
提时间,这可能是由于不同花色苷溶于浸提剂的速度不
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同造成的;与石光等[8]浸提时间相同。提取剂为75%乙
醇+0.5%盐酸,这与以上研究者所用95%乙醇和1%盐
酸比较接近,表明花色苷易溶于酸和低级醇。提取温度
为65℃,介于蒋新龙[3](80℃)与赵慧芳等[6](35℃)之间,
可能是不同花色苷对温度要求的范围不同。
3.2 碧桃花色苷的稳定性
该试验中利用低浓度的盐酸和较高浓度的乙醇做
花色苷提取液,而且花色苷着色较好,可以考虑作为食
品着色剂。金属Ca2+、Na+、Zn2+对其稳定性影响不显
著,而Cu2+对花色苷的影响较显著,与刘玲[9]结论一致;
pH对花色苷影响较大,在酸性条件下较稳定,在碱性条
件下不稳定;具有良好的热稳定性与光稳定性;蔗糖、葡
萄糖、柠檬酸对其稳定性有很好的辅助作用,又具有增
色作用,再通过进一步的研究应该可以在食品加工上进
行应用;花色苷的耐还原能力较好,抗氧化性与前人研
究的不一致[10],可能是因为结构发生改变,不具有辅色
作用。
碧桃具有天然食用色素的典型特征,具有食用安全
性,是一种极具开发前景的天然食用色素。但碧桃色素
的化学结构和生理活性,还有待进一步研究。
参考文献
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Study on the Extraction and Stability of Prunus persica Batsch.
YOU Yang1,LIU Xiang-kun2
(1.Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang,Henan 453003;2.Hebi Colege of Vocation and Technology,Hebi,Henan 458030)
Abstract:The influence on the Prunus persicapigment of the method for extracting flower petal pigment and the diferent
concentration of hydrogen peroxide solution,the sodium sulfite,the sucrose,the glucose,the citric acid,Na+,Zn2+,Ca2+,
Cu2+solution,diferent pH and so on were studied.The results showed that the optimum yield of anthocyan could be
obtained by 75%ethanol and 0.5%hydrochloride at 65℃for 3h.In the diferent factors that influenced stability of the
Prunus persica anthocyan,pH had obvious efect on anthocyanin pigment.In the acid condition,the anthocyan was
capable of keeping its good heat resistance.Metalic ions such as Na+,Cu2+,Zn2+,Ca2+ had no evident efect on the
anthocyan except Cu2+.The anthocyan had a weak reducibility besides apparent antioxidant.In natural light and dark
conditions,the absorbency of anthocyan were not significant.The sucrose,the glucose and the citric acid had a weak
impact on its colour and character.
Key words:Prunus persica Batsch.;anthocyanin;extraction;stability
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