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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2015, 31(3):185-190
收稿日期 ：2014-08-04
基金项目 ：十二五国家高新技术研究与发展计划项目（“863”计划项目），2012 年国家大学生创新创业项目（2011AA100606），国家教育部
博士点基金 -青年教师基金项目（20122223120002），吉林省中医药管理局项目（2012162），吉林省教育厅项目（201458）
作者简介 ：杨晶，女，博士，副研究员，研究方向 ：植物生物反应器 ；E-mail ：yangjing5122010@163.com
红花油体提取条件优化及稳定性研究
杨晶1，2  韩高强2  刘忠良2  卢振2  吴治邦2  王清曼2  邹德毅2   
强卫东2  陈伟2
（1. 吉林农业大学生物反应器与药物开发教育部工程研究中心，长春 130118 ；2. 吉林农业大学生命科学学院，长春 130118）
摘 要 ： 油体是储藏脂肪的亚细胞单位，其表面包裹一层磷脂和油体蛋白。这种稳定的结构可以保护油体面对环境的压力，
使油体可以应用在食品、化妆品及制药工业中。研究红花油体的提取方法及红花油体乳液的基本性质，旨在为以油体为基质的载
体体系研究奠定基础。以 pBS 为介质，采用梯度离心法，比较了不同提取条件对红花油体的提取效率的影响 ；对其在不同 pH 值、
NaCl 浓度条件下红花油体的平均粒径和稳定性进行测定。结果表明，红花油体在 pH 值≥ 6 条件下，平均粒径为 1.75-2.05 μm 和
pH 值≤ 6 条件下，平均粒径 1.50-1.75 μm ；NaCl 浓度 0.2 和 0.4 mg/mL 时，红花油体分散较为均匀，NaCl 浓度 1.2 和 2.0 mg/mL
时，红花油体出现聚集现象。蔗糖浓度 0.1 和 0.2 mg/mL 时，红花油体分散较为均匀，蔗糖浓度为 0.4-1.0 mg/mL 时，红花油体比
较密集，随着蔗糖浓度的增加，红花油体的粒径逐渐开始不均一。红花油体的最佳提取条件是 pH7，NaCl 浓度 0.2 mg/mL，蔗糖浓
度 0.1 mg/mL，稀释后的红花油体溶液在不加入保护剂或者不经过物理方法处理下，保存起来不稳定。
关键词 ： 红花 ；油体 ；提取 ；粒径 ；稳定性
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.04.027
Optimization of Extract Condition of Safflower Oil Body and
Analysis of Stability
Yang Jing1，2 Han Gaoqiang2 Liu Zhongliang2 Lu Zhen2 Wu Zhibang2 Wang Qingman2 Zou Deyi2 Qiang
Weidong2 Chen Wei2
（1. Ministry of Education Engineering Research Center of Bioreactor and Pharmaceutical Development，Changchun 130118 ；2. College of Life
Sciences，Jilin Agricultural University，Changchun 130118）
Abstract: In order to achieve a wide range of applications in many fields, especially on oil body as a substrate carrier system of the
foundation, extraction method of safflower oil and characteristics of safflower oil body lotion was researched. Extraction efficiency of safflower oil
body was compared, including its value at different pH, NaCl concentration conditions, an average particle size of safflower oil and stability, as
well as its viscosity to conduct investigations. Results showed that the safflower oil body dispersed more evenly, at pH≥6, the average particle
size of 1.75-2.05 μm and pH ≤ 6 conditions, the average particle size of 1.50-1.75 μm; while NaCl concentration of 0.2 and 0.4 mg/mL, NaCl
concentration 1.2 and 2.0 mg/mL, the safflower oil bodies appeared aggregation. When sucrose concentration between 0.1 and 0.2 mg/mL,
safflower oil dispersion is uniform; when the sugar concentration of 0.4-1.0 mg/mL, safflower body intensive, with increasing concentration of
sucrose, safflower oil body size gradually began to heterogeneity. The optimum extraction condition for safflower oil body is pH7, NaCl 0.2 mg/
mL, sucrose concentration of 0.1 mg/mL. The study proved that safflower oil body without adding detergent or without physical approach, the
saved is unstable.
Key words: safflower ；oil-body ；extraction ；size ；stability
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.3186
红花（Carthamus tinctorius L.）又名草红花、黄
兰花、菊红花，为菊科（Compositae）红花属（Car-
thamus L.）1-2 年生草本植物。红花是红花属中唯
一的栽培种，它原产大西洋东部、非洲西北的加那
利群岛及地中海沿岸［1］。根据著名植物学家虎克
（Hooker）与杰克逊（Jackson）的论著，红花属全世
界共 60 种，后经分类学家进一步研究和归类，现在
一般认为约有 20-25 种［2-4］。
种子油脂是以油体的形式贮藏于胚乳、子叶
或盾片等组织中。油体是由单层的磷脂膜，内包含
TAG，表面镶嵌油体蛋白、钙结合蛋白、固醇结合
蛋白［5］。储存在油体中的 TAG 为种子萌发提供能
量［6］。油体蛋白，是油体中主要的膜蛋白，它是碱
性的疏水蛋白，由 3 个部分组成 ：亲脂的 N 端和 C
端，和中间的疏水区域［3］。N 端和 C 端则镶嵌在油
体表面，暴露在细胞质中。中间的疏水区域是通过
磷脂膜进入到油体内部。因此它会产生电阻和静电
排斥，使油体能够独立存在［7-9］。油体自身的乳化
剂可以在生产食品、饲料、药物、个人护理产品和
工业产品等中得到广泛的应用［10-12］。在悬浮液中，
油体作为独立的实体存在，可以作为疫苗、食品、
化妆品和个人护理产品的乳化剂［13-18］。
提取红花种子的贮油细胞器——油体，有利于
了解油体的结构、大小等特性，本试验改进了水法
提取大豆油体的方法，利用 PBS 作为提取缓冲液
从红花种子中提取油体，通过显微镜和激光粒度仪
等对红花种子中的油体结构和大小进行分析，采用
SDS-PAGE 方法对逐步清洗纯化的油体进行电泳检
测，确定杂蛋白的清楚效果，为建立以油体为基质
的各种产品、能源的开发鉴定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
红花种子由新疆塔城种子公司提供。
1.2 方法
1.2.1 红花油体的提取 对 Tzen 等［19，20］报道的植
物种子油体的提取方法进行了改进，具体采用以下
方法。提取红花油体 ：将红花浸泡在蒸馏水中，放
置于 4-6℃冰箱中过夜，然后将浸泡后的红花种子
去壳，置于含有不同浓度的 NaCl 和蔗糖的 Tris-HCl
缓冲溶液中充分研磨，将研磨后的上层乳状物质均
匀分散在上述的含有 NaCl 和蔗糖的 Tris-HCl 缓冲溶
液中，在 4℃，10 000 r/min 的条件下离心 30 min，
收集最上层乳状的物质。将收集得到的上层乳状物
质再次均匀分散在含有上述 NaCl 和蔗糖的 Tris-HCl
缓冲溶液中，4℃，10 000 r/min 离心 30 min，重复
此步骤 3 次，将得到的上层乳状物质（即红花油体）
放置于 4℃冰箱中备用。
1.2.2 红花的油脂含量测定 将红花籽粒 3 g，放于
105℃烘箱中杀青 1 h，以后维持在 70-80℃烘干至
恒重，每个时期各取 5 g 豆粒粉碎到 1 mm 大小的样
本，过 40 目筛 ；先将几粒沸石加入提取杯，后称其
重量并进行记录，精度为 1 mg，称量完成后向提取
杯中加入 30-60 mL 选择的溶剂，将提取杯装入仪器，
在煮沸的溶剂中浸提 15 min，回流淋洗 30 min，溶
剂回收 ；称带有沸石的包含提取物的提取杯，精确
到 1 mg，在相同条件下对提取后的样品重复 3 次提
取。脂肪百分含量按以下公式计算，结果保留两位
小数 ：Fat（%）= 提取物的重量 / 样品重量 ×100%。
1.2.3 红花种子中的蛋白质含量测定 采用 Folin-酚
试剂法对红花种子中的蛋白质含量进行测定，先绘
制标准曲线，每管加入碱性铜试剂工作液后需立即
混匀，20-25℃放置 10 min 后加入 Folin-酚试剂，混
匀后，20-25℃放置 30 min 后在 750 nm 波长下比色
测定（1 mL 比色杯，1 cm 光径测定）。以蛋白含量
（μg/μL）为横坐标，吸光值为纵坐标，绘出标准曲线；
然后进行样品测定，称取红花种子 3 g，研磨成浆，
稀释待测样品至合适浓度，使样品稀释液总体积为
200 μL，加入碱性铜试剂工作液 1 000 μL，充分混匀，
置 20-25℃水浴保温 10 min 后，加入 1 N Folin-酚试
剂 100 μL，20-25℃放置 30 min 后，以标准曲线 0
号管做参比，在 750 nm 波长下比色，记录吸光值 ；
根据所测样品的吸光值，在标准曲线上即可查得相
应的蛋白质含量（μg/μL），乘以样品稀释倍数即为
样品实际浓度。
1.2.4 红花油体显微结构观察 蘸取少量红花油体，
用蒸馏水稀释，将其滴在载玻片上，盖好盖玻片，
在倒置显微镜下观察，采用 40 倍物镜进行红花油体
的结构观察。
1.2.5 红花油体粒径测定 提取红花油体乳液，常
2015,31(3) 187杨晶等：红花油体提取条件优化及稳定性研究
温放置 24 h 后，用 Mastersizer2000 激光粒度仪测定
其平均粒径 d32，测定时样品稀释 1 000 倍达到相应
的遮光度后进行测定，每个样品平行测定 3 次。
1.2.6 稀释后红花油体溶液稳定性测定 选用不同
pH 值、不同 NaCl 浓度和不同蔗糖溶液浓度的提取
液提取红花油体，室温放置 7 d 后观察其乳析稳定
性。每个样品 3 个平行。
1.2.7 稀 释 后 红 花 油 体 溶 液 的 SDS-PAGE 电 泳 检
测 将提取的红花油体放入 EP 管内，取 40 μL 样
品加入 5X 上样 buffer，混合均匀，沸水中煮 10 min，
取 15 μL 用 12% 的 SDS-PAGE 蛋白电泳胶做鉴定。
2 结果
2.1 红花种子中油脂含量和蛋白含量
通过对红花种子中的油脂含量和蛋白质含量进
行测定，每个样本做 3 次重复，取平均值，结果见表 1，
红花种子的平均油脂含量 25%，蛋白质的平均含量
79.5%，因此，红花种子中红花油与蛋白的比例大致
为 1∶3，因此在红花油体提取的过程中，可以较好
地了解蛋白质所占比例，通过有效方法去除蛋白质
后，得到纯净的红花油体。
表 1 红花种子中油脂含量和蛋白质含量测定表
内容 1 2 3 均值 平均偏差 标准偏差 /SD
油脂含量 /% 23 24 27 25 0.0167 0.0167
蛋白质含量 /% 78.5 80.5 79.5 79.5 0.0067 0.0082
2.2 红花油体回收率的比较
本试验在水提法的基础上进行改进，由表 2 可
以看出，水提法的平均提取率为 21.47%，标准偏差
为 1.520，而改进后的 PBS 提取率达到 28.96%，标
准偏差为 0.861。因此，本试验选用改进后的 PBS 提
取方法提取红花油体，并对其方法的提取条件进行
优化，明确红花油体的最佳提取条件。
表 2 不同提取方法下红花油体回收率
提取方法 1 2 3 均值 平均偏差 标准偏差 /SD
水提取法 19.79 23.47 21.14 21.47 1.337 1.520
PBS 提取法 28.98 30.01 27.90 28.96 0.710 0.861
2.3 pH值得变化对红花油体溶液提取的影响
本研究对不同 pH 值进行比较分析，结果由图 1
和 2 可知，红花油体在 pH4-6 时油体的颗粒比较大，
有 聚 集 现 象， 粒 径 范 围 在 1.75-2.05 μm 之 间 ；而
在 pH7-9 时油体分散均匀，大小平均，粒径范围在
1.50-1.75 μm 之间。通过对不同 pH 值条件下的红花
油体乳液的显微结构观察（图 1），可知在 pH4-6 时，
部分油体发生聚集现象，并且形状不规则，多数以
油体聚集团的形式存在，但是油体并没有发生融合，
pH7-9 时，在成熟期的红花种子中，含有大量且单
个相互分开的油体，分散较均匀。
pH4 pH5 pH6
pH7 pH8 pH9
图 1 pH4-9 时，红花油体显微结构
2.4 NaCl浓度对红花油体溶液提取的影响
由图 3 和图 4 所示，红花油体的结构及粒径，
随着 NaCl 浓度的变化随之变化，NaCl 浓度为 0.2 和
0.4 mg/mL 时，红花油体分散较为均匀，粒径检测
没有出现杂峰，平均粒径在 1.78 μm。 NaCl 浓度为
1.2-2.0 mg/mL 时，红花油体比较密集，油体油滴表
面的蛋白带负电，带正电的 Na+ 离子容易与带负电
的油滴表面的蛋白结合，从而使油滴表面蛋白所带
负电荷量减少。随着 NaCl 浓度的增加，红花油体的
pH4 pH6
pH7 pH8 pH9
pH5
图 2 pH4-9 时，红花油体的粒径
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.3188
粒径逐渐增加，从 NaCl 为 0.2 mg/mL 时的 1.75 μm
左右上升到NaCl 浓度为2.0 mg/mL时的2.05 μm左右。
这可能是由于随着 NaCl 浓度的增加，油体粒径出现
杂峰，油体有聚集现象。
2.6 稀释后红花油体溶液稳定性的观察
从图 7 可以看出，pH 从 4.0-9.0 之间，都会引
起油体的聚集。pH<7 时，红花油体由于静电屏蔽作
用，会使红花油体极为不稳定 ；pH>7 时，油体也会
发生聚集现象，但相较于 pH<7 时要相对稳定一些，
因此说明，在不加入任何化学去污剂或者不进行任
何物理形式的处理，油体稀释液很难长期保存。
从稳定性的角度观察（图 8），NaCl 浓度在 0.2
mg/mL 以上时，油体的显微结果观察发生了很严重
NaCl 0.2 mg/mL NaCl 0.4 mg/mL NaCl 0.8 mg/mL
NaCl 1.2mg/mL NaCl 1.6mg/mL NaCl 2.0mg/mL
图 3 NaCl 浓度为 0.2-2.0 mg/mL 时油体的显微结构
NaCl 0.2 mg/mL NaCl 0.4 mg/mL NaCl 0.8 mg/mL
NaCl 1.2 mg/mL NaCl 1.6 mg/mL NaCl 2.0 mg/mL
图 4 NaCl 浓度为 0.2-2.0 mg/mL 时油体的粒径
2.5 蔗糖浓度对红花油体溶液提取的影响
由图 5 和图 6 所示，红花油体的结构及粒径，
与蔗糖浓度也有着密切的关系，但是从显微结构上
观察，并没有明显的差距，蔗糖浓度为 0.1 和 0.2
mg/mL 时，红花油体分散较为均匀，粒径检测没有
出现杂峰，且峰型良好，平均粒径在 1.75 μm。 蔗
糖浓度为 0.4-1.0 mg/mL 时，红花油体比较密集，随
着蔗糖浓度的增加，红花油体的粒径逐渐开始不均
一，峰型出现不规则现象。
综 上 所 述 红 花 油 体 的 最 佳 提 取 条 件 是 pH7，
NaCl 浓度 0.2 mg/mL，蔗糖浓度 0.1 mg/mL，红花油
体从结构上和粒径上来考察都比较规则，分散比较
均匀。


㭇㌆0.1mg/mL 㭇㌆0.2mg/mL 㭇㌆0.4mg/mL㭇㌆1.0mg/mL㭇㌆0.8mg/mL㭇㌆0.6mg/mL
㭇㌆0.6 mg/mL 㭇㌆0.8 mg/mL 㭇㌆1.0 mg/mL㭇㌆0.1 mg/mL 㭇㌆0.2 mg/mL 㭇㌆0.4 mg/mL图 5 蔗糖浓度为 0.1-1.0 mg/mL 时油体的显微结构
图 6 蔗糖浓度为 0.1-1.0 mg/mL 时油体的粒径
pH4.0 pH5.0
pH7.0 pH8.0 pH9.0
pH6.0
图 7 15 d 后，pH4-9 时油体的结构
2015,31(3) 189杨晶等：红花油体提取条件优化及稳定性研究
的聚集现象。由于有红花油体中 NaCl 的存在，加
之静电屏蔽作用，会使红花油体不稳定，而且少量
NaCl 的存在（0.2 mg/mL），就会使红花油体乳液油
滴之间发生聚集而造成红花油体的不稳定。
从图 9 也可以看出，红花油体在 4℃条件下，
中内部的液态基质是三酰甘油，外部由一层磷脂单
分子膜覆盖，上面镶嵌着由伸入三酰甘油的疏水肽
段和覆盖在油体表面的亲水肽段构成的油体蛋白。
植物油体主要是通过其表面的空间位阻和静电排斥
力来维护完整性。当 pH4-6 时，距离红花油体的等
电点较近，这时油滴表面的静电荷在零附近，油滴
之间的静电斥力小，粒子之间发生了聚集，导致红
花油体乳液的平均粒径增大。当 pH4-6 时，部分油
体发生聚集现象，并且形状不规则，多数以油体聚
集团的形式存在，但是油体没有发生融合，这可能
是与油体表面的空间位阻有关，而在 pH7-9 时，红
花油体乳液中，蛋白包裹的油滴表面静电荷量大，
油滴之间的静电斥力足够大，能使粒子之间保持平
衡而不发生聚集。当 NaCl 浓度增加时，红花油体的
粒径也逐渐增加，这可能是由于随着 NaCl 浓度的增
加，油体粒径出现杂峰，油体有聚集现象，油体表
面的蛋白被中和负电荷越多，油体表面所带电荷量
越少，红花油体中油滴之间的静电斥力也越小，油
滴和油滴之间从而发生了聚集的现象，造成了平均
粒径的增大。随着蔗糖浓度的增加，红花油体的粒
径逐渐开始不均一，峰型出现不规则现象。这可能
是由于随着蔗糖浓度的增加，油体粒径出现杂峰，
油体有聚集现象。由于红花油体结构的特性，其蛋
白与磷脂通过提供空间位阻和静电排斥作用赋予油
体高度的稳定性，能够防止某些非特异性脂肪酶与
油体的结合。
目前，有关于大豆、花生、油菜等油料作物种
子中油体的提取率、分散稳定性、氧化稳定性和流
0.2 mg/mL 0.4 mg/mL 0.8 mg/mL
2.0 mg/mL1.6 mg/mL1.2 mg/mL
图 8 15 d 后 NaCl 浓度为 0.2-2.0 mg/mL 时油体的结构
保存 15 d 后，油体的显微结果观察发生了严重的聚
集现象，从显微结构上看，均出现了黏连现象，油
体成片存在。
0.4 mg/mL0.2 mg/mL0.1 mg/mL
0.6 mg/mL 0.8 mg/mL 1.0 mg/mL
图 9 15 d 后蔗糖浓度为 0.1-1.0 mg/mL 时油体的结构
2.7 红花油体的SDS-PAGE电泳检测
本试验通过分布离心的方法，对红花油体进行
逐级洗脱，从图 10 可以看出，随着洗脱次数的增加，
杂蛋白逐渐消失，经过 4 次洗脱后，基本上可以纯
化出比较干净的红花油体蛋白。
3 讨论
红花是集药用、油用、饲料于一体的药用植物，
其中红花种子油脂含量很高。在红花种子中，脂质
贮藏在亚细胞器颗粒中，这些亚细胞器成为油体。
油体的主要成分为三酰甘油、磷脂和油体蛋白，其
97.2
kD
M 1 2 3 4
66.4
44.3
29.0
20.1
14.3
M ：蛋白质 marker ；1 ：利用 bufferA 进行研磨，初步提取的溶液 ；2 ：利用
bufferB 第 2 次清洗离心后，获得的上清浑浊液 ；3 ：利用 bufferC 第 3 次清
洗离心后，收集的上清浑浊液 ；4 ：利用 bufferC 第 4 次清洗离心后，收集的
上清浑浊液
图 10 分级提取红花油体的 SDS-PAGE 电泳分析
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.3190
变性等方面的研究。相关研究在提取油体时，大多
加入多种化学试剂，对油体保持稳定及后期产品开
发产生一定的影响。红花油体作为一种天然的纳米
级大小的微胶囊，红花油体集中了多不饱和脂肪酸，
同时含有丰富的黄酮类物质和生育酚。因此，将红
花油体应用在食品和化妆品行业中具有巨大的潜力。
4 结论
（1） 红 花 油 体 在 pH 值 ≥ 6 条 件 下， 平 均 粒
径 为 1.75-2.05 μm ；pH 值 ≤ 6 条 件 下， 平 均 粒 径
1.50-1.75 μm ；（2）NaCl 浓 度 0.2 和 0.4 mg/mL 时，
红花油体分散较为均匀，NaCl 浓度 1.2 和 2.0 mg/mL
时，红花油体出现聚集现象 ；（3）蔗糖浓度 0.1 和
0.2 mg/mL 时，红花油体分散较为均匀，蔗糖浓度
为 0.4-1.0 mg/mL 时，红花油体比较密集，随着蔗糖
浓度的增加，红花油体的粒径逐渐开始不均一。因
此，红花油体的最佳提取条件是 pH7，NaCl 浓度 0.2
mg/mL，蔗糖浓度 0.1 mg/mL，红花油体从结构和粒
径上来考察都比较规则，分散比较均匀。
参 考 文 献
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（责任编辑 李楠）