全 文 ：第 29卷第 5期 丽 水 学 院 学 报 2007年 10 月
Vo l.29　No.5 JOURNALOF LISHUI UNIVERSITY Oct.2007　
细叶美女樱红色素的提取及性质研究＊
蒋益花
(丽水学院 化学与生命科学学院 ,浙江 丽水　323000)
　　摘要:研究了细叶美女樱花红色素的提取条件和理化性质 。结果表明:pH1.0 的体积分数为
95%乙醇是细叶美女樱花红色素的最佳提取剂;细叶美女樱花红色素属花青素类色素 ,易溶于水和酸
性乙醇;pH 值对色素影响明显 ,在酸性条件下色泽稳定且具有热稳定性;光照能加快色素降解;金属
离子 Na+ 、Ca2+ 、A13+ 、Zn2+对色素色泽无影响 ,而 Cu2+ 、Fe3+ 、Pb2+有不良影响;色素的抗氧化较差
而抗还原性能较好;蔗糖 、葡萄糖和盐等添加剂对色素无影响。
关键词:细叶美女樱;色素;提取;理化性质
中图分类号:TS202.3　　　文献标志码:A　　　文章编号:1008-6749(2007)05-0042-06
A Study on Extraction and Characterization of
Red Pigment from Verbena Tenera
Jiang Yihua
(College o f Chemistry and Life Science , Lishui Univer sity , Lishui Zhejiang 323000 , China)
Abstract:Physic-chemical properties and ext ractions of the red pigment in flow ers of Verbena tenera
were investigated.Resul ts show ed tha t good yield o f pigment could be obtained by 95%C2H 5OH so lu-
tion o f pH1.0.The Verbena tenera red pigment is classif ied to anthocyanins , it can be dissolv ed in w ater
and acidi ty ethanol , fo r w hich pH had signif icant ef fect on the tone of pigment.The pigment is sui table to
acid environment w hile i ts g ood heat resistance.Under sunlight ,deg radation of the pigment could be ac-
cele ra ted.Metallic ions Na+ ,Ca2+ ,Zn2+ , A13+ had no ef fect on the tone o f pigment , but Cu2+ ,Fe3+ ,Pb2+
had severe disadvantageous ef fect.This kind of pigment possesses bet ter ox idation abi li ty.This kind o f
pigment has bet ter endurance capability against reducing agent , but it has less resistance capability a-
gainst oxidizing agent.The g lucose , sucro se and salt had no ef fect on the pigment.
Key words:Verbena tenera;pigment;ex t raction;phy sic-chemical proper ty
　　应用安全无毒的天然食用色素代替合成食用色素是大势所趋[ 1-4] 。但天然色素比合成色素价格高 ,
因此充分利用价廉的天然资源制取食用色素是降低成本的重要途径之一[ 5] 。细叶美女樱(Verbena
＊ 收稿日期:2007-04-26
　作者简介:蒋益花(1965-　), 女 ,浙江东阳人 , 讲师。
tene ra)为多年生宿根草本 ,属于马鞭草科马鞭草属 ,原产于巴西 、秘鲁 、乌拉圭等美洲热带地区 ,现已广泛
用于绿化 、美化环境[ 6-8] 。其花色丰富 ,有白 、粉红 、玫瑰红 、大红 、紫 、蓝等色。多数花中具有丰富的天然
红色素 ,是良好的天然色素资源 ,但目前对此尚无研究 。国内外有关植物红色素提取工艺研究的许多报道
提及采用盐酸-乙醇溶液或 NaOH -乙醇溶液作为提取剂[ 9-10] 。为此 ,本试验设计采用紫蓝色细叶美女
樱为原料 ,以盐酸-乙醇溶液作提取剂 ,以吸光度为指标 ,显著性检验采用 Duncan法[ 11] 以分析细叶美女
樱红色素的最佳提取剂;同时对细叶美女樱红色素的理化性质也进行了分析 ,为其色素的开发利用提供科
学依据。
1　材料与方法
1.1　仪器与材料
细叶美女樱采自丽水学院。实验所采用的试剂均为国产分析纯 。主要仪器有北京瑞利 UV-9100
型紫外可见光谱仪 、数显恒温水浴锅 HH -2 、DZF -6050型真空干燥箱 、AL204电子分析天平 、RE52CS
-1旋转蒸发器 , DEAE-纤维素层析柱 、15W紫外灯 。
1.2　细叶美女樱红色素提取
1.2.1　提取方法
新鲜细叶美女樱取其花冠 ,干燥粉碎 ,按一定比例(质量:体积)加入提取剂 ,常温浸泡或水浴加热 、间
隙搅拌 、过滤 ,得红色澄清透明色素液。将色素液减压浓缩 ,当浓缩至一定体积时 ,将该浓缩液上 DEAE-
纤维素层析柱(1.5×20cm),用酸性乙醇洗脱 ,洗脱液减压浓缩得暗红色浸膏[ 12] 。
1.2.2　提取剂的筛选
以不同溶剂作提取剂进行试验 。各提取液定容后 ,分别以相应提取剂作参比 ,用紫外可见光谱仪比较
在 400 ～ 600nm 波长范围内最大吸收波长处的吸光度值。
1.3　细叶美女樱红色素理化性质的测定
以色素暗红色浸膏配成一定浓度的色素溶液为样本 ,分别对其溶解性 、吸收光谱特征 、pH 值的影响 、
热稳定性 、光稳定性及其共存物的影响进行测定分析[ 13] 。
2　结果与讨论
2.1　提取剂的筛选
在其他提取条件相同时 ,比较各提取液的外观颜色 ,发现 pH1.0的体积分数为 95%乙醇的提取液的
外观颜色最深(表 1)。该色素在酸性条件下提取率较好 ,而且在其它条件相同时 ,用不同 pH 值的水作为
提取剂进行试验 ,pH1.0的提取效果最好(表 2), Duncan法[ 11] 显著性检验结果表明:pH1.0的水提取效
果与 pH2.0 、pH3.0的相比差异不显著 ,与其它梯度 pH 水溶液相比差异显著或极显著。再用 pH1.0的
不同浓度的乙醇作为提取剂在其它条件相同时进行试验 ,分别对 8种提取剂的提取液最大吸收处 A 值各
自取平均数并进行 Duncan法[ 11] 显著性检验比较。表 3表明 , pH1.0的体积分数为 95%乙醇作提取剂时
吸光度最大 ,而且与其它不同梯度乙醇提取液比较 ,A 值平均数间的差异均达到极显著水平(P<0.01)或
显著水平(P <0.05)。在本试验供试条件下 , pH1.0的体积分数为 95%乙醇是细叶美女樱红色素的最佳
提取剂。
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表 1　提取剂对提取效率的影响
提取剂 颜色
苯 草绿
丙酮 草绿
90%(V/ V)乙醇 淡绿
95%(V/ V)醇 pH1 深红
50%(V/ V)乙醇 淡紫
提取剂 颜色
50%(V/ V)乙醇 pH 1 红色
水 淡紫色
1%(V/ V)HCl 浅红
1%(m/m)NaOH 棕黄绿
表 2　提取剂 pH 值对提取效率的影响
pH 值 吸光度/ A X-0.584 X-1.215 X-2.289 X-2.312
1.0 2.347 1.763＊＊ 1.132＊＊ 0.058 0.035
2.0 2.312 1.728＊＊ 1.097＊＊ 0.023
3.0 2.289 1.705＊＊ 1.074＊＊
4.0 1.215 0.631＊＊
5.0 0.584
　　注:＊表示差异显著(P<0.05), ＊＊表示差异极显著(P<0.01);计算得标准误差为 0.102。
表 3　不同提取剂的提取液 A 测量结果
提取剂(V/ V) 吸光度/A X-1.341 X-1.418 X-1.532 X-1.789 X-1.985 X-2.125 X-2.212
95%乙醇 2.413 1.072＊＊ 0.995＊＊ 0.881＊＊ 0.624＊＊ 0.428＊＊ 0.288＊ 0.201＊
70%乙醇 2.212 0.947＊＊ 0.870＊＊ 0.756＊＊ 0.499＊＊ 0.303＊ 0.163
50%乙醇 2.125 0.784＊＊ 0.707＊＊ 0.593＊＊ 0.336＊ 0.140
40%乙醇 1.985 0.644＊＊ 0.567＊＊ 0.453＊＊ 0.196
30%乙醇 1.789 0.448＊＊ 0.371＊＊ 0.257＊
20%乙醇 1.532 0.191 0.114
10%乙醇 1.418 0.077
水 1.341
　　注:＊表示差异显著(P<0.05), ＊＊表示差异极显著(P<0.01);计算得标准误差为 0.061。
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2.2　细叶美女樱红色素的理化性质
(1)溶解性 。将所得暗红色色素浓缩膏用水 、乙
醇 、乙酸乙酯 、石油醚 、乙醚做溶解实验 。结果表明 ,
所得暗红色色素浓缩膏在酸性水溶液 、乙醇以及两
者混合液中的溶解性较好 ,但不溶于乙酸乙酯 、石油
醚 、乙醚 ,细叶美女樱红色素是一种水溶性色素。
(2)光谱特征 。将细叶美女樱暗红色色素浸膏
配制成 pH1.0的水溶液和用 pH1.0的 95%(V/V)
乙醇液 ,在 400 ～ 600nm 波长范围内测定吸光度值 。
由图 1可见 ,该色素在可见区 520 ～ 540nm 范围内
有一个大的吸收峰 ,据文[ 14]报道 ,这是花青素的特
征峰 ,由此可推测细叶美女樱红色素可能是花青素
类色素。pH1.0的水提取液的最大吸收在 530nm 处 , pH1.0 的 95%(V/V)乙醇提取液的最大吸收在
540nm 处 ,提取液中有乙醇存在时最大吸收峰会发生转移 ,这与前人的研究结果[ 15] 一致。为了便于检测 ,
用其水溶液的最大吸收 530nm 进行细叶美女樱红色素理化性质的测定实验。
(3)pH 值对色素外观及吸收光谱的影响。将 pH1.0的水提
取液配制成 pH 值 1.0 ～ 14.0的色素溶液 ,观察其颜色变化 ,并
在 400 ～ 600nm 波长范围测定部分色素液的吸收曲线 。目测
pH1.0 ～ 4.0的色素液为红色 , pH5.0为无色 , pH6.0 ～ 14.0 黄
绿色加深 ,不同 pH 值不仅影响色素外观颜色 ,而且吸收光谱也
发生变化 ,但最大吸收波长基本不变。由图 2可见 ,在 pH ≤4.0
光谱曲线有最大吸收峰 ,位置在 530nm 处 , pH4.0以上时 ,吸收
峰完全消失。这表明色素的分子结构随体系 pH 值不同而有所
变化 。综合分析光谱特性及其与 pH 的关系 ,细叶美女樱红色素
可能属花青素类色素[ 14] 。
(4)耐热性 。配制同一稀释度 、不同 pH 值的色素水溶液 ,以室温 20℃作对照 ,在不同温度下恒温 1h ,
冷却后分别在 530nm波长处测定各色素液的吸光度值。图 3可知 ,细叶美女樱红色素在 pH ≤3.0的酸
性条件下 ,温度在 80℃以内 ,色素的耐热性较好 ,高于 80℃,耐热性降低;在相同温度下 , pH 值越大 ,色素
的耐热性越差。这可能是花青素类色素的母体结构受热生成无色的查尔酮式结构的缘故[ 15] 。
(5)金属离子对色素稳定性的影响 。配制同一稀释度
pH1.0的色素水溶液 ,加入各种金属离子后使金属离子浓
度分别为 0.01mol/ L和 0.05mol/L ,对照品中加入蒸馏水 ,
放置 30min后 ,测定吸光度。表 4 表明 ,一定含量的钠 、钙 、
铝 、锌离子的存在对色素的颜色和吸收峰影响不大 ,但铜 、
铁 、铅离子的存在对色素有不良影响 ,铜离子浓度为0.05
mol/L 时颜色由红色变浅绿 ,铁离子会使色素变为棕黄色 ,
铅离子使色素液褪色并产生少许绿色沉淀。
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表 4　金属离子对色素稳定性的影响(λmax=530nm)
离子浓度/(mo l/ L) CK Na+ Ca2+ A13+ Cu2+ Zn2+
0.01 0.239 0.237 0.215 0.224 0.213 0.217
0.05 0.101 0.105 0.071 0.066 浅绿 0.075
(6)光照的影响 。配制同一稀释度的色素水溶液 ,以避光冷藏(4℃)色素液为对照 ,分别在室内自然光
(平均光强 4 200lx)、强日光(平均光强 83 000lx)和紫外灯光(15W ,高度 15cm)下照射 , 6h 后观察各色素
液的颜色变化 ,测定在 530nm 波长处色素液的吸光度值。表 5显示 ,A 、B 、C 、D之间差异均不显著。由此
表明 ,室内自然光 、强日光 、紫外线照射对色素影响不大 ,但光照能加快色素降解 。
表 5　室内自然光 、强日光及紫外线对色素的影响(Duncan 法测量结果)
照射条件 颜色 平均吸光度 (X-1.013) (X-1.197) (X-1.230)
A:对照 红色 1.231 0.218 0.034 0.001
B:室内自然光 红色 1.230 0.217 0.033
C:紫外线照射 红色 1.197 0.184
D:强日光照射 红色 1.013
　　　注:计算得标准误差为 0.072。
(7)氧化还原剂对色素稳定性的影响 。分别配制一定浓度的 H 2O 2 , Na2 SO 3 的色素溶液 ,以试剂空白
的色素液作参比(pH1.0),放置 30min ,目测色素液颜色变化并测定加入前后在 530nm 处吸光度值 。表 6
说明细叶美女樱红色素抗氧化较差而抗还原性能较好(0.60%(V/V)H 2O 2溶液相当于 0.017 4mol/L ,两
种浓度的空白对照分别为 0.239 、0.101)。
表 6　氧化还原剂对色素稳定性的影响(λmax =530nm)
H2O 2
处理浓度/ %(V/ V) 颜色 吸光度/ A
0.12 浅红色 0.132
0.60 近无色 0.013
Na2 SO3
处理浓度/(mol· L-1) 颜色 吸光度/ A
0.003 48 红色 0.227
0.017 4 淡红色 0.082
(8)常用食品添加剂对色素稳定性的影响 。配制 5%(m/m),10%(m/m),20%(m/m)的 NaC1 、蔗糖 、
葡萄糖色素水溶液 ,以试剂空白的色素液作参比(pH1.0),放置 1h ,测定加入前后在 530nm 处吸光度值 。
表 7经方差分析说明:食品添加剂(F=0.931 1 , P>0.05)及其浓度(F=4.205 9 ,P>0.05)对色素稳定性
影响均不显著。表明食盐 、蔗糖和葡萄糖的存在对细叶美女樱红色素无不良影响。
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表 7　常用食品添加剂对色素稳定性的影响(λmax =530nm)
食品添加剂 浓度/ %(m/ m)
0 5 10 20
食盐 0.565 0.558 0.549 0.554
蔗糖 0.565 0.548 0.545 0.549
葡萄糖 0.565 0.535 0.556 0.521
3　小结
细叶美女樱红色素易溶于水 、乙醇 ,不溶于丙酮 、乙酸乙酯 、石油醚 、乙醚等有机溶剂;该色素宜用酸性
乙醇溶液提取 ,初步确定 pH1.0的 95%(V/V)乙醇是细叶美女樱红色素的最佳提取剂 。
细叶美女樱红色素在 pH1.0 ～ 4.0的酸性条件下 ,外观红色较为稳定;0.1mol/ L 的 HCl提取液的最
大吸收在 530nm 处 、pH1.0 的 95%(V/V)乙醇提取液的最大吸收在 540nm 处;金属离子 Na+ 、Mg 2+ 、
Ca2+ 、A13+ 、Zn2+对色素色泽无影响 ,而 Cu2+ 、Fe3+ 、Pb2+有不良影响;色素的耐热性在偏酸时较好 ,受热
时间增长 ,色素吸光度有一定程度降低 ,但不影响外观颜色;色素的耐光照能力较好;色素抗氧化较差而抗
还原性能较好;糖 、盐等添加剂对色素无影响 ,外观颜色较为稳定 。故细叶美女樱红色素作为食用天然色
素具有良好的开发前景 ,但其化学结构 、生理活性以及食用安全性还有待进一步研究 。
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