全 文 ：林业科学研究　2008, 21 (6) : 852～856
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2008) 0620852205
常山胡柚天然色素的初步鉴定及其稳定性研究
时海香 1, 2 , 仲山民 1
(1. 浙江林学院农业与食品科学学院 ,浙江 临安　311300; 2. 浙江林学院森林培育重点实验室 ,浙江 临安　311300)
摘要 :以超临界 CO2 萃取得到的常山胡柚外果皮色素粗产品为原料 ,对其进行初步鉴定 ,并研究了 pH值、温度、光
照、金属离子、氧化还原剂等对常山胡柚天然色素稳定性的影响。结果表明 ;常山胡柚天然色素属于黄酮类物质 ,用
NaNO2 2A l(NO3 ) 3 比色法进行定量分析得知 ,色素液中含有黄酮类的量为 2. 01 g·L - 1 ,该色素在碱性和中性溶液中
较稳定 ,在酸性溶液中不稳定。光照、高温和氧化剂都会对该色素造成破坏 ;该色素能耐弱还原剂。低浓度 Na +的
存在会使最大吸光度增加 ,具有增色作用 ,高浓度 Na +的存在能使最大吸光度降低。随着 Zn2 +浓度的增加 ,色素液
的色泽明显变淡 ,吸光度急剧下降。Ca2 + 、Cu2 +影响趋势基本一致 ,加入的离子浓度小于 0. 05 mol·L - 1时 ,色素残
存率缓慢下降 ;大于 0. 05 mol·L - 1时 ,色素残存率有低幅增加趋势。Mg2 +的加入会让色素残存率变小。
关键词 :常山胡柚 ;色素 ;黄酮类物质 ;稳定性
中图分类号 : S666　　　　　文献标识码 : A
收稿日期 : 2008201208
基金项目 : 浙江省教育厅资助项目“常山胡柚果实的深加工及综合利用研究”(97128)
作者简介 : 时海香 (1965—) ,女 ,山东菏泽人 ,在读硕士 ,从事林产品加工方向的研究.3 通讯作者 : 仲山民 (1963—) ,男 ,江苏泰兴人 ,教授 ,博士 ,从事经济林产品加工利用与分析的教学和科研工作. E2mail: zhongsm2002@
zjfc. edu. cn6
Study on In itia l Iden tif ica tion and Stab ility of Na tura l P igm en t
of C itrus changshan2huyou
SHI Hai2xiang1, 2 , ZHONG Shan2m in1
(1. Institute of Agriculture and Food, Zhejiang Forestry University, L in’an　311300, Zhejiang, China;
2. The Key Laboratory of Forest Cultivation of Zhejiang Forestry University, L in’an　311300, Zhejiang, China)
Abstract: Initial identification and the effects of pH, temperature, light, metal ions reducing and oxidant on
stability of natural p igment, which was extracted by supercritical CO2 extraction from C itrus changshan2huyou was
studied. The results showed that the p igment was flavonoids, By NaNO2 2A l ( NO3 ) 3 colorimetric method for
quantitative analysis, the flavonoids was 2. 01 g·L - 1 ; the p igment in alkaline and neutral solution was more stable
while in acidic solution the stability was unstable; the light, heat and oxidant could damage the stability; it was
stable under reducing; low concentration of Na+ would increase the maximum absorbance, high concentrations of
Na+ would reduce the maximum absorbance. W ith the increase of concentration of Zn2 + , the color of p igment
obviously smeared out. The sharp decline in absorbance; Ca2 + , Cu2 + had basically the same impact on the trend.
W hen the concentration was less than 0. 05 mol·L - 1 , the residual p igment showed a slow rate of decline, when it
was more than 0. 05 mol·L - 1 , the rate of residual p igment increased in a low amp litude, Mg2 + would dim inish the
rate of residual p igment.
Key words: C itrus changshan2huyou; p igment; flavonoids; stability
第 6期 时海香等 :常山胡柚天然色素的初步鉴定及其稳定性研究
　 　常 山 胡 柚 ( C itrus changshan2huyou Y. B.
Chang, sp. nov. )又名金柚 ,为芸香科 ( Rutaceae)植
物柚 (C itrus g rand is (L. ) O sb. )和甜橙 (C itrus sinensis
(L. ) O sbeck)的一个杂交种 ,是 20世纪 70年代末期
才被发现的 ,原产于浙江省常山县 ,现在主要分布于
浙江、江苏、四川一带 ,资源丰富 ,产量高。常山胡柚
的果皮中 ,含有丰富的果胶物质、橙皮甙、纤维素、芳
香油以及色素物质等 [ 1 ]。我国很早就以柚皮入药 ,
在《唐本草 》、《本草求原 》、《列子 》、《本草纲目 》等
文献中均有记载 ;归经入脾、肾、膀胱三经 ,为中国药
典所收载 [ 2 ]。功用主治为 :化痰、消食、下气、快膈 ;
治气郁胸闷、腕腹冷痛、食滞、咳喘、疝气等。近些年
来 ,人们还将它用于害虫的防治方面 ,是新一代无公
害杀虫剂 [ 3 ]。目前 ,国内对柚子皮的研究主要集中
于果胶和挥发性芳香油的提取和利用 [ 1 - 3 ] ,尚未见
关于常山胡柚果皮中色素稳定性的报道。作者曾经
做过超临界法萃取常山胡柚外果皮中的色素的工艺
研究 [ 4 ] ,现在萃取的基础上 ,初步鉴定色素产品 ,并
研究了 pH值、光、热效应、氧化还原剂以及一些常
用的金属离子对其稳定性的影响 ,为常山胡柚的进
一步综合利用提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　试验材料、试剂与主要设备
以超临界 CO2 萃取得到的常山胡柚色素粗产品
为原料。所用试剂氯化钠、硫酸锌、氯化铜、三氯化
铝、氯化钙、氯化镁、双氧水、亚硫酸钠、亚硝酸钠、硝
酸铝、二氯氧锆、甲醇、盐酸、氢氧化钠、镁粉、三氯化
铁、95%乙醇等均为分析纯。主要设备有 UV2550
紫外可见分光光度计 (岛津仪器 (苏州 )有限公司 )、
pH24数显恒温水浴锅 (国华电器有限公司 )、pHS225
数显 pH计 (上海精密科学仪器有限公司 )。
1. 2　试验方法
以下试验均是 3次重复 ,求平均值获得数据。
1. 2. 1　常山胡柚天然色素的鉴定
1. 2. 1. 1　色素的光谱分析　取 0. 3 mL常山胡柚天
然色素液 ,用蒸馏水稀释定容至 25 mL,在 UV2550
紫外可见分光光度计上 200～500 nm范围进行光谱
扫描 ,得到常山胡柚色素液的光谱图。
1. 2. 1. 2　色素特殊显色反应 [ 5 - 7 ] 　 (1)盐酸 - 镁粉
反应 :取稀释 120倍的色素液 10 mL,加入少许镁
粉 ,再加入几滴盐酸 ,观察现象。另取 10 mL 稀释
120倍的色素液 ,直接加入少许盐酸 ,观察现象。
(2)三氯化铝反应 :取稀释 120倍的色素液 10 mL,
逐滴加入 1%三氯化铝溶液 ,观察现象。 (3)锆盐 —
枸橼酸反应 :取 0. 8 mL色素液 ,用 10. 0 mL甲醇加
热溶解 ,加 1. 0 mL 2%二氯氧锆甲醇溶液 ,观察颜色
变化 ,呈黄色后再加入 2%枸橼甲醇溶液 ,再观察
现象。
1. 2. 2　常山胡柚天然色素的稳定性
1. 2. 2. 1　pH值对色素的影响 　用盐酸、氢氧化钠
配制 pH值 1～14的缓冲液 ,用 pH计精确测量其
pH值。精确吸取 0. 2 mL色素液 ,分别用不同 pH值
的缓冲液定容至 25 mL [ 8 - 10 ] ,摇匀静止后 ,以溶剂做
空白对照 ,在室温下于 200～500 nm波长范围内扫
描 ,读出 Amax ,以蒸馏水做溶剂时的 Amax为对照 ,计算
色素的残存率 ,并观察颜色变化 ,分析不同 pH对常
山胡柚天然色素的影响。
1. 2. 2. 2　色素的热效应 　取 0. 2 mL色素液 ,用蒸
馏水将其稀释定容至 25 mL,共 24份 ;将稀释后的
色素溶液分别在 40、60、80、100 ℃的水浴锅中加热
一定的时间取出冷却后 [ 11 ] ,在 200～500 nm波长范
围内进行光谱扫描 ,并测定 Amax ,计算色素的残存
率 ,以蒸馏水做空白对照。
1. 2. 2. 3　色素的光效应 [ 12 ] 　取 0. 2 mL色素液 ,用
蒸馏水将其稀释定容至 25 mL,共 19份 ;将稀释后
的色素溶液分别放置在室内普通光线、室内避光和
60 W ×4灯光照射等条件下 ,照射一定时间 ,定时取
样 ,以蒸馏水做空白对照 [ 13 ] ,在 200～500 nm波长
范围内作光谱扫描 ,记录 Amax ,计算色素的残存率。
1. 2. 2. 4　氧化剂对色素的影响 　分别配制不同浓
度的 H2 O2 溶液 ,再分别吸取 0. 2 mL色素液 ,用不同
浓度的 H2O2 溶液定容至 25 mL,共 6份 ,放置 4 h
后 ,以溶剂为空白对照 ,在 200～500 nm波长范围内
光谱扫描 ,并记录 Amax ,计算色素的残存率。
1. 2. 2. 5　还原剂对色素的影响 　分别配制 0. 000、
0. 001、0. 005、0. 010、0. 050、0. 100 mol·L - 1的
Na2 SO3 溶液 ,再分别吸取 0. 2 mL色素液 ,用不同浓
度的 Na2 SO3 溶液定容至 25 mL,共 6份 ,放置 4 h后 ,
以溶剂为空白对照 ,在 200～500 nm波长范围内光
谱扫描 ,并记录 Amax ,计算色素的残存率。
1. 2. 2. 6　金属离子对色素的影响 　用硫酸锌 ( Zn2
SO4 )、氯化钙 ( CaCl2 )、氯化镁 (MgCl2 )、氯化铜
(CuCl2 )、食盐 (NaCl)分别配制成 0. 00、0. 01、0105、
0110、0150、1. 00 mol·L - 1 的 Zn2 + 、Ca2 + 、Mg2 + 、
Cu2 + 、Na+的色素供试液 ,放置 4 h后 ,以溶剂为空白
358
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
对照 ,在 200～500 nm波长范围内光谱扫描 ,并记录
Amax ,计算色素的残存率。
2　结果与分析
2. 1　常山胡柚天然色素的鉴定
2. 1. 1　色素提取液的光谱分析 　依据试验方法扫
描常山胡柚天然色素的吸收光谱 (图 1) ,结果表明 :
常山胡柚天然色素在 200～500 nm的波长范围内有
2个吸收峰 , 1个在 250 nm处 ,比较平缓 , 1个在 330
nm处 ,峰值比较明显 ,故以下试验数据均是波长
330 nm处的吸光度。
图 1　常山胡柚天然色素特征吸收光谱
2. 1. 2　色素特殊显色反应 [ 14 ]
(1)盐酸 Ο镁粉反应 :结果发现 ,在常山胡柚天然
色素液中加入少许镁粉 ,振荡 ,再加入数滴盐酸 ,色
素液产生气泡 ,颜色由橙红色变为深褐色 ;如果不加
镁粉 ,而直接加入盐酸 ,则没有气泡产生 ,颜色由橙
红色变为深褐色 ,说明该色素在盐酸 —镁粉作用下 ,
被氧化还原。
(2)三氯化铝反应 :中药分析中 ,与三氯化铝溶
液能够成色并产生荧光是黄酮类成分的特征鉴别方
法 ,广泛应用于黄酮类成分的定性、定量分析 ;药典
方法中检测黄酮类成分的显色剂多为三氯化铝溶
液 [ 6 ]。本试验结果发现 ,在常山胡柚天然色素溶液
中加入三氯化铝溶液 ,色素原来黄色加深 ,并有黄色
荧光 ,由此可鉴定色素液中有黄酮类成分。
(3)锆盐 —枸橼酸反应 :结果显示 ,加 2%二氯
氧锆 ( ZrOCl2 )的甲醇溶液到样品的甲醇溶液中 ,常
山胡柚天然色素液的黄色加深 ,再加入 2%的枸橼
酸的甲醇溶液 ,黄色减退 ,加水稀释后转为无色 ,说
明色素液是含有 5ΟOH的黄酮类化合物。
根据以上试验结果 ,可以初步认为常山胡柚天
然色素属于黄酮类化合物。
2. 1. 3　色素提取液的含量分析 　对超临界 CO2 萃
取得到的常山胡柚天然色素进一步用 NaNO2 Ο
(NO3 ) 3 比色法进行定量分析后得知 ,色素液中含有
黄酮类的量为 2. 01 g·L - 1。
2. 2　常山胡柚天然色素的稳定性
2. 2. 1　pH值对色素的影响 　表 1和图 2表明 :在 1
< pH < 7的酸性条件下 ,色素残存率明显变小 ,随着
pH值的增加 ,残存率有增大的趋势 ;当 7 < pH < 14
时 ,色素残存率有轻微的增加 ,幅度很小。目测颜色
发现 ,在酸性条件下 ,颜色明显变淡 ,为浅亮黄 ;在碱
性条件下 ,颜色稍微加深 ,为橘红色 ,并且随着 pH
值增加 ,颜色渐深。由此可见 ,常山胡柚天然色素在
碱性介质中可以应用。
表 1　不同 pH值对常山胡柚天然色素的影响
pH值 颜色 pH值 颜色
CK 橘黄 8 橘红
1 浅亮黄 9 橘黄
2 浅亮黄 10 橘黄
3 浅亮黄 11 橘黄
4 浅亮黄 12 橘黄
5 浅亮黄 13 橘红
6 浅亮黄 14 橘红
7 浅亮黄
图 2　不同 pH值对常山胡柚天然色素残存率的影响
2. 2. 2　色素的热效应 　由图 3可知 ,随着温度的升
高和时间的延长 ,常山胡柚天然色素液的最大吸收
波长基本没变化 ;色素液在 40～100 ℃范围内吸光
度值逐渐减小 ,颜色也由橙红色变成浅黄色 ,吸光度
值随着温度升高和作用时间的的延长渐渐降低 ;在
100 ℃下加热时 ,从 1 h到 5 h时 ,色素液的光谱曲
线都没有吸收峰 ,变成了平滑的曲线 ,表明色素的耐
热性差 ,因此 ,色素溶液不宜在高温下使用和保存。
2. 2. 3　色素的光效应 　从图 4可见 ,常山胡柚天然
色素稀释液在 60 W ×4灯光照射下 ,色素吸光度下
降迅速 , 1 d后色素液的色泽变化很大 ,由橙红色变
为淡黄色甚至为无色 ,光谱曲线也没有了吸收峰 ,变
成平滑曲线 ,色素残存率仅剩 50. 62% , 2 d后有缓
458
第 6期 时海香等 :常山胡柚天然色素的初步鉴定及其稳定性研究
增趋势 ,这或许因为在提取时未除净杂质 ,而此时悬
浮颗粒太多 ,致使吸光度值暂时增大 , 3～5 d时 ,吸
光度还有缓慢下降趋势 ,但幅度很小 ;在室内普通光
线照射时 ,吸光度一直是下降趋势 ,但下降幅度比灯
光照射时小 , 3 d后室内光线照射下 ,吸光度基本平
缓 ,色素残存率在 50%左右 ;在室内避光情况下 ,吸
光度稍微有些下降 ,但幅度很小 ;所以在利用和保存
常山胡柚天然色素时 ,应避光进行。
图 3　常山胡柚天然色素的热效应
图 4　常山胡柚天然色素的光效应
2. 2. 4　氧化剂对色素的影响 　从图 5可见 ,随着氧
化剂浓度的升高 ,常山胡柚天然色素液的色泽变化
很大 ,由橙红色变为淡黄色甚至为无色 ,吸光度在逐
渐下降 ,氧化剂的浓度在 0. 1% ～1. 0%时 ,吸光度
的下降幅度很小 ,色素残存率都在 80%以上 ;氧化
剂浓度在 1. 0% ～10. 0%时 ,吸光度下降的幅度较
大。所以氧化剂对常山胡柚天然色素的稳定性有很
大影响 ,在使用过程中 ,氧化剂的浓度越低越好。
2. 2. 5　还原剂对色素的影响 　从图 6可见 ,还原剂
对常山胡柚天然色素的破坏性很小 ,甚至还会有增
色作用 ,随着还原剂浓度的增加 ,色素液由橙红色变
为橘红色 ,吸光度有所增加 ,所以适量的还原剂 ,不
会影响色素的稳定性 ,还有一定的护色作用。
2. 2. 6　金属离子对色素的影响 　从图 7知 ,随着
图 5　双氧水对色素的影响
图 6　亚硫酸钠对色素的影响
Zn2 +浓度的增加 ,常山胡柚天然色素液的色泽明显
变淡 ,吸光度急剧下降。Na+ 浓度在 0. 01～0. 10
mol·L - 1范围内 ,随着浓度的增加 ,吸光度增加 ;在
0. 10～1. 00 mol·L - 1范围内 ,随着 Na+ 浓度的增
加 ,吸光度逐渐下降。Ca2 + 、Cu2 +影响趋势基本一
致 ,加入的离子浓度小于 0. 05 mol·L - 1时 ,色素残
存率缓慢下降 ;大于 0. 05 mol·L - 1时 ,色素残存率
有低幅增加趋势。Mg2 + 的加入会让色素残存率
变小。
图 7　金属离子对色素的影响
3　结论
本文对从常山胡柚中提取的色素进行了初步鉴
定 ,并研究了 pH值、光照、温度、金属离子、氧化剂、
还原剂等对常山胡柚天然色素稳定性的影响 ,结果
表明 :
558
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
(1)超临界萃取得到的常山胡柚天然色素产品
为黄酮类色素 ,用 NaNO2 - A l(NO3 ) 3 比色法进行定
量分析得知 ,色素液中含有黄酮类的量为 2. 01
g·L - 1。
(2)常山胡柚天然色素在碱性和中性介质中较
稳定 ,而在酸性介质中不稳定 ,故色素的加工或使用
应在碱性和中性介质中进行。
(3)光照、高温和氧化剂都会对常山胡柚天然
色素造成破坏 ,所以该色素应在低温、避光、不接触
氧化剂的环境下保存。
(4)常山胡柚天然色素能耐弱还原剂 ,低浓度
的还原剂还可以起到护色作用。
(5)低浓度 Na+的存在会使最大吸光度增加 ,
对常山胡柚天然色素具有增色作用 ,高浓度 Na+的
存在能使最大吸光度降低。随着 Zn2 +浓度的增加 ,
色素液的色泽明显变淡 ,吸光度急剧下降。Ca2 + 、
Cu2 +影响趋势基本一致 ,加入的离子浓度小于 0. 05
mol·L - 1时 ,色素残存率缓慢下降 ;大于 0. 05 mol·
L - 1时 ,色素残存率有低幅增加趋势。Mg2 +的加入
会让色素残存率变小。
本试验结果对于常山胡柚皮的综合利用有一定
的指导意义和参考价值 ,也为下一步的成分鉴定分
离等研究开发提供了理论依据。
参考文献 :
[ 1 ] 仲山民 ,胡芳名 ,田荆祥. 常山胡柚果实的综合利用研究 [ J ]. 江
西林业科技 , 2003 (2) : 15 - 17
[ 2 ] 赵雪梅 ,叶兴乾 ,席屿芳 ,等. 胡柚皮中的化学成分研究 ( Ⅰ)
[ J ]. 中国中药杂志 , 2003, 28 (3) : 237 - 239
[ 3 ] 赵雪梅 ,叶兴乾 ,席屿芳 ,等. 胡柚皮中的黄酮类化合物 [ J ]. 中草
药 , 2003, 34 (1) : 11 - 13
[ 4 ] 时海香 ,仲山民 ,吴峰华. 超临界 CO2 萃取常山胡柚天然色素工
艺 [ J ]. 林业科技开发 , 2008, 22 (1) : 20 - 23
[ 5 ] 郭俊明 ,张德刚 ,张　虹 ,等. 云南石榴花红色素的鉴定及其稳定
性研究 [ J ]. 江苏农业科学 , 2006 (1) : 117 - 120
[ 6 ] 戴玉锦 ,叶　琴 ,丁　梅 ,等. 橙皮色素的鉴定及其稳定性的研究
[ J ]. 江苏农业科学 , 2005 (1) : 105 - 108
[ 7 ] 李　进 ,彭　宇 ,彭子模. 鸡冠花红色素理化性质及其稳定性研
究 [ J ]. 生物技术 , 2004, 14 (1) : 21 - 24
[ 8 ] 何　玲 ,王荣花 ,罗　佳 ,等. 芍药花红色素稳定性的研究 [ J ]. 食
品研究与开发 , 2007, 28 (3) : 46 - 49
[ 9 ] 朱蓓薇 ,金英实 ,张　彧. 提高越桔天然色素稳定性方法的研究
[ J ]. 食品科学 , 2003, 24 (5) : 81 - 84
[ 10 ] 张振凌 ,张庆岭 ,李琪玲. 鲜地黄色素的稳定性研究 [ J ]. 食品研
究与开发 , 2007, 28 (1) : 40 - 42
[ 11 ] 梅　广 ,张　坤 ,吴　桢. 紫玉米芯色素稳定性的研究 [ J ]. 中国
食品添加剂 , 2007 (2) : 85 - 88
[ 12 ] Lee L S, Rhim J W , Kim S J, et al. Study on the stability of anthocy2
an in p igment extracted from purp le sweet potato [ J ]. Korean Jour2
nal of Food Science and Technology, 1996, 28 (2) : 352 - 359
[ 13 ] 王　桐 ,石丽花 ,陈　惠. 枣皮中食用色素的提取工艺及其稳定
性研究 [ J ]. 中国食品添加剂 , 2006 (5) : 72 - 76
[ 14 ] FAO. Specifications for identify and purity of food colors: as p re2
pared by the 28 th Session of the Joint FAO /WHO Expert Comm ittee
on Food Additives, Rome, 19 - 28 March, 1984 [ C ] / / FAO: FAO
food and nutrition paper, no. 31 /1. Rome: Food and Agriculture
O rganization, 1984: 19 - 25
658