全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (2) : 344～348
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 04 - 27; 修回日期 : 2005 - 08 - 19
山茶花红色素的提取及其性质初探
蒋新龙
(丽水学院应用生物系 , 丽水 323000)
摘 　要 : 初步探索了山茶花红色素的提取条件和理化性质 , 结果表明 , 用料液比 1∶10 ( g/mL )、pH 1
(10%盐酸调 ) 的 95%乙醇作提取剂 , 在 80℃恒温提取 6 h, 提取效率较好。山茶花红色素属花色素苷类 ,
pH值对色素影响明显 , 在酸性条件下色泽具有热稳定性。光照能加快色素降解 , 但与紫外光无关。金属离
子 Na + 、Ca2 + 、A13 + 、Cu2 + 、Zn2 +对色泽无影响 , Fe3 + 、Pb2 +有不良影响。色素的抗氧化能力较差 , 耐还
原性较好。蔗糖、葡葡糖和盐等添加剂对色素无影响。
关键词 : 山茶花 ; 色素 ; 提取 ; 理化性质
中图分类号 : S 68　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0220344205
Prelim inary Explora tion on Extraction and Character iza tion of Red P igm en t
from C am ellia japon ica L.
J iang Xinlong
(D epartm ent of A pplied B iologica l, L ishu i College, L ishu i 323000, Ch ina)
Abstract: Physico2chem ical p roperties and extractions of the red p igment of Cam ellia japon ica L. were
exp lored p relim inary. Results showed that good yield of p igment could be obtained by 95% ethanol solution
(with 10% HCl) of pH 1 at 80℃ for 6 h with the solid2liquid ratio 1∶10 ( g/mL). The Cam ellia japon ica L.
red p igment is classified to anthocyanins, for which pH had significant effect on the tone of p igment. The p ig2
ment is suitable to acid environment while its good heat resistance. Under sunlight, degradation of the p ig2
ment could be accelerated, but regardless of ultraviolet light. Metallic ions Na+ , Ca2 + , A13 + , Cu2 + ,
Zn2 + had no effect on the tone of p igment, but Fe3 + , Pb2 + had severe disadvantageous effect. This kind of
p igment has better endurance capability against reducing agent, but it has less resistance capability against ox2
idizing agent. Addition of glucose, sucrose and salt had no effect on the p igment.
Key words: Cam ellia japon ica L. ; Pigment; Extraction; Physico2chem ical p roperty
山茶花 (Cam ellia japon ica L. ) 为山茶科山茶属植物 , 又名茶花、山茶、耐冬〔1〕。同属植物有
220种以上 , 主产东亚 , 原产我国的有 190种以上〔2〕, 资源十分丰富。浙江现有山茶属植物 20种
(其中栽培的 3种 , 变型 3种 , 变种 1种 , 野生 13种 ) , 山茶花园艺品种约 200种〔3〕。山茶花一般春
季开花 , 园艺品种花冠有单瓣、重瓣 , 花色有白色、粉红、玫瑰红、深红等 , 其中深红色重瓣山茶花
具有丰富的红色素 , 是开发天然红色素的良好资源 , 但目前山茶花色素的应用只见在日本有用作真丝
染色的报道〔4〕。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〔5, 6〕。有资料 (中国金华
茶花网 www1 jhchahua1com) 表明 , 茶花花瓣中含有丰富的多种维生素、蛋白质、脂肪、淀粉和各种
微量的矿物质等营养物质 , 是开发天然食用色素的良好材料。作者对山茶花红色素的提取条件和理化
性质进行了初步的探讨 , 为进一步开发利用提供理论依据。
1　材料与方法
111　材料
试材为采自丽水学院校园内的红色重瓣山茶花。所用试剂均为国产分析纯。所用仪器为北京瑞利
　2期 蒋新龙 : 山茶花红色素的提取及其性质初探 　
UV29100型紫外可见光谱仪 , DZF26050型真空干燥箱 , 数显恒温水浴锅 HH22, 15W紫外灯。
112　山茶花色素提取
11211　提取方法 　新鲜山茶花取其花瓣 , 洗净晾干后切碎 , 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 , 得红色澄清透明液体。将提取液减压浓缩 , 得深红色色素浸
膏 , 也可进一步干燥成粉末色素。
11212　提取剂的选择 　以水、不同浓度乙醇及其不同 pH的溶液作提取剂进行试验。各提取液分别
以相应提取剂作参比 , 用紫外可见光谱仪比较在 400～600 nm波长范围内最大吸收波长处的吸光度
值。
11213　温度及提取时间 　按上述提取方法用 1∶10 ( g/mL) , pH 1的 95%乙醇提取剂 (10%盐酸调 ,
下同 ) 提取色素 , 在不同水浴温度下密封恒温加热 , 每隔 1 h, 分别取 1 mL提取液 , 用相应提取溶
剂稀释 4倍 , 在 540 nm波长处测定提取液的吸光度值。
11214　提取剂用量 　称取切碎的山茶花花瓣各 21000 g, 分别加入 10、20、30、40、50 mL pH 1的
95%乙醇 , 在 80℃的恒温水浴中密封提取 6 h, 冷却至室温后过滤 , 用提取剂定容到 100 mL容量瓶
中 , 以 pH1的 95%乙醇作为参比 , 在 540 nm下测吸光度值。
113　山茶花红色素理化性质的测定
以新提取色素浸膏配成一定浓度的色素水溶液为样本 , 分别对其溶解性、吸收光谱特征、pH值
的影响、热效应、光稳定性及其共存物的影响进行测定分析。
2　结果与分析
211　提取条件的选择
21111　提取剂的选择 　1 g花瓣加入 10 mL提取
剂 , 常温提取 2 h, 比较各提取液的外观颜色以及
相同最大吸收波长处的吸光度值。表 1表明 , pH
1的 95%乙醇的提取液的外观颜色最深 , 吸光度
值最大 , 因此 pH 1, 95%乙醇应是山茶花红色素
的最佳提取剂。
21112　温度及提取时间对提取效率的影响 　图 1
显示 , 山茶花红色素用 pH 1的 95%乙醇提取时 ,
温度升高 , 增加提取时间对提取效率有利。在
80℃时提取时间 6 h和 7 h的提取率相差不大 ; 温
度高于 85℃时提取液开始沸腾。从能源消耗、操
作便利和生产效率考虑 , 最佳提取条件以 80℃、
密封恒温提取 6 h为宜。
21113　提取剂用量对提取效率的影响 　试验表
明 , 110 g山茶花花瓣用 10 mL 95%的乙醇提取 ,
平均吸光度为 01824, 与加入 5 mL 95%乙醇测得
的平均吸光度 ( 01607) 存在极显著差异。与加
入 25、20、15 mL 95%乙醇处理差异不显著。为
了减少提取剂用量 , 又不影响提取率和便于浓缩
精制的角度考虑 , 山茶花花瓣与提取剂按 1∶10
( g/mL) 较为适宜。
表 1　提取剂对提取效率的影响
Table 1　Effect of extractan t on extraction
提取剂
Extractant
颜色
Color
吸光度
Absorbance
水 W ater 浅黄 Lemon 01037
50%乙醇 50% ethanol 浅黄 Lemon 01076
95%乙醇 95% ethanol 浅红 Pompadour 01425
pH 1水溶液 pH 1 water 浅红 Pompadour 01274
pH 1 50%乙醇 pH 1 50% ethanol 浅红 Pompadour 01566
pH 1 95%乙醇 pH 1 95% ethanol 深红 Encrim son 11787
　　注 : λ乙醇max = 540 nm, λ水max = 520 nm。
Note: Ethanolλmax = 540 nm, waterλmax = 520 nm.
图 1　提取时间及温度对提取效率的影响
F ig. 1　Effect of extracted tim e and tem pera ture on extraction
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园 　　艺 　　学 　　报 33卷
212　山茶花红色素的理化性质
21211　溶解性 　将所得深红色色素浸膏用水、乙醇、石油醚、乙醚作溶解试验。结果表明 , 所得深
红色色素浸膏在酸性水溶液、乙醇以及两者混合液中的溶解性较好 , 但不溶于石油醚、乙醚 , 表明山
茶花红色素是一种水溶性色素。
21212　光谱特征 　分别将 pH 1的水溶液和用 pH 1的 95%乙醇提取的山茶花红色素液 , 稀释至一定
体积后 , 在 400～600 nm波长范围内测定吸光度值。由图 2可见 , pH 1的水提取液的最大吸收峰在
520 nm处 , pH1的 95%乙醇提取液的最大吸收峰在 540 nm处 , 提取液中有乙醇存在时最大吸收峰会
发生位移。
图 2　山茶花红色素吸收光谱特性
F ig. 2　Absorption s spectrum property of red p igm en t in
H2O and in ethanol from Cam ellia japon ica L.
图 3　不同 pH值山茶花红色素吸收光谱曲线
F ig. 3　Absorption spectra of red p igm en t from
Cam ellia japon ica L. a t d ifferen t pH
21213　pH值对色素外观及吸收光谱的影响 　配制同一稀释度的 pH 1～14的色素水溶液 , 观察其颜
色变化 , 并在 400～600 nm波长测定部分色素液的吸收曲线。目测 pH 1～5的色素液为红色 , pH 6
为浅红色 , pH 7～9为浅黄绿色 , pH 9～11变为茄色 , pH 13～14为蓝黑色。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。由图 3可见 , 在 pH≤4时光谱曲线有最大吸收峰 , 位置在
520 nm处 , pH 5时 , 光谱曲线的最大吸收峰位置在 530 nm处。pH 6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。光谱特性分析山茶花红色素应属花色素苷类色
素〔7〕。
21214　金属离子对色素稳定性的影响　配制同一稀释度 pH 1的色素水溶液 10 mL, 各加入不同质量
的钠、铝、铜、铅、铁、钙、锌离子 , 使之成为含金属离子 0、01005、0101、0105和 011mol/L的色
素溶液 , 放置 2 h, 测定 520 nm处吸光度。表 2
表明 , 不同含量的钠、钙、铝、铜、锌离子的存
在对色素的吸收峰影响不大 , 但铁、铅离子的存
在对色素有不良影响 , 铁离子会使色素液褪色 ,
随离子浓度的增加易产生褐色沉淀 ; 铅离子使色
素液少许浑浊 , 吸光度随离子浓度增加而减小。
方差分析表明 : 各金属离子 ( F = 010804, P œ
0105) 及其浓度 ( F = 010440, P œ 0105) 对色
素稳定性影响均不显著。
表 2　加入不同浓度金属离子的色素水溶液在 520 nm处的吸光值
Table 2　Absorption s of the p igm en t a t 520 nm in
wa ter a t d ifferen t m eta llic ion s
金属离子浓度 Concentration
of metallic ion (mol/L) Na
+ Ca2 + A13 + Cu2 + Zn2 +
0 21409 21409 21409 21409 21409
01005 21410 21412 21410 21413 21409
01010 21411 21414 21413 21417 21412
01050 21412 21415 21416 21419 21413
01100 21412 21417 21418 21420 21415
21215　耐热性 　配制同一稀释度、不同 pH值的色素水溶液 , 在不同温度下恒温 1 h, 冷却后分别在
520 nm波长处测定各色素液的吸光度值并计算色素保存率。以冷藏温度 (4℃) 作对照。表 3显示 ,
温度的改变对色素稳定性具极显著影响 ( P 0101)。山茶花红色素在弱酸性环境中具有良好的热稳
定性 , 尤其温度在 60℃以内耐热性好 , 高于 60℃耐热性有所降低。在同一温度下 , pH值升高 , 色素
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　2期 蒋新龙 : 山茶花红色素的提取及其性质初探 　
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〔8〕。
表 3　温度对不同 pH值的色素稳定性的影响
Table 3　Effect of tem pera ture on the stab ility of red p igm en t
a t d ifferen t pH
温度 Temperature (℃) pH 1 pH 2 pH 3 pH 4
　4 (对照 Control) 21408 21405 21063 11762
20 21263 21330 11963 11618
40 21263 21330 11828 11353
60 21262 11963 11505 11221
80 21108 11904 11495 11220
100 21102 11893 11432 11209
　　注 : λmax =520 nm, 下表同。Note: λmax =520 nm, the same below.
图 4　室内自然光和日光对色素的影响
F ig. 4　Effect of room na tura l light and sun light on p igm en t
21216　光照的影响 　室内自然光和日光对色素的影响 : 配制同一稀释度 pH 1的色素水溶液 , 分别在
室内自然光 (平均光强 2 000 lx) 和日光 (平均光强 45 000 lx) 下照射 , 每隔一定时间在 520 nm波
长处测定色素液的吸光度值 , 并计算色素保存率。试验结果显示 , 室内自然光对色素影响不大 , 放置
20 d后色素保存率 7214% , 外观红色明显 , 吸收峰不变。而日光照射对色素影响相对较大 , 色素液
在日光照射 10 d后 , 保存率为 6815% ; 20 d后 , 保存率只有 6212% , 外观红色变淡 , 吸收峰不变。
图 4表明 , 日光照射色素会发生光化学降解 , 导致颜色变淡 ; 自然放置在空气中也会因氧化作用而发
生分解和褪色 , 使色素含量下降 , 所以室内放置时间过长也会使色素保存率降低。
紫外光照射对色素的影响 : 配制相同的色素水溶液 , 以照射前的色素液吸光度为对照 , 分别在室
内自然光 (平均光强 2 000 lx)、强日光 (平均光强 65 000 lx) 和紫外灯光 (15 W , 高度 15 cm ) 不
同光照条件下照射 , 6 h后观察各色素液的颜色变化 , 测定在 520 nm波长处色素液的吸光度值 , 计算
色素保存率。试验表明 , 强日光照射处理与对照、
室内自然光、紫外线照射差异显著 , 后三者之间
差异不显著。由此可见 , 室内自然光对色素影响
较小 , 强日光照射对色素影响较大 , 紫外线照射
对色素基本无影响。这说明日光照射后的色素保
存率降低应与日光中紫外线无关 , 花色素苷类色
素分解所需的能量在太阳可见光波长范围之内。
21217　氧化还原剂对色素稳定性的影响 　配制一
定浓度的 H2 O2、Na2 SO3 的色素溶液 , 以试剂空
白的色素液作参比 (pH 1) , 放置 2 h, 目测色素
液颜色变化并测定加入前后在 520 nm 处吸光度
值。表 4的结果说明山茶花色素抗氧化能力较差
而耐还原性较好 ( 0160%的 H2 O2 溶液相当于
010174 mol/L)。
21218　常用食品添加剂对色素稳定性的影响 　配
制不同浓度的食盐、蔗糖、葡萄糖色素水溶液 , 以
试剂空白的色素液作参比 (pH 1) , 放置 2 h〔9〕,
测定加入前后在 520 nm处吸光度值。结果 (表 5)
表明 : 食品添加剂及其浓度对色素稳定性影响均不
显著。由此表明食盐、蔗糖和葡萄糖的存在对山茶
花色素的外观颜色无不良影响。
表 4　氧化还原剂对色素稳定性的影响
Table 4　Effects of ox idan t and reductan t on the stab ility
of red p igm en t
处理
Treatment
颜色
Color
吸光度
Absorbance
H2O2 ( % ) 0 红色 Redness 21409
0110 浅红色 Pompadour 01865
0130 浅红色 Pompadour 01424
0160 浅黄色 Lemon 01294
0190 浅黄色 Lemon 01278
1120 浅黄色 Lemon 01265
Na2 SO3 (mol/L) 0 红色 Redness 21409
01001 红色 Redness 21387
01005 红色 Redness 21115
01010 红色 Redness 11646
01050 浅红色 Pompadour 01835
01100 黄色 Yellowness 01743
表 5　常用食品添加剂对色素稳定性的影响
Table 5　Effects of food add itives on the stab ility of red p igm en t
食品添加剂
Food additive
浓度 Concentration ( % )
0 5 10 20
食盐 Salt 21330 21330 21330 21330
蔗糖 Sucrose 21330 21409 21330 21330
葡萄糖 Glucose 21330 21331 21330 21330
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3　结论
上述研究结果表明 , 山茶花红色素提取容易 , 在偏酸性条件下具有良好的热、光稳定性 , 色泽鲜
艳 , 水溶性好 , 且食盐、蔗糖、葡萄糖等食品添加剂的存在对色素色泽无明显的影响。故该色素适用
于果酒、饮料及酸性食品的调色或着色。
山茶花红色素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。但山茶花色素的化学结构和生理活性 , 还有待进一步研究。
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