全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2001 , 28 (1) : 25～30
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2000 - 06 - 19 ; 修回日期 : 2000 - 08 - 30
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (39900102) ; 广东省自然科学基金资助项目 (980165)
pH值和温度对荔枝果皮花色素苷稳定性的
影响
庞学群1 　张昭其2 　段学武2 　季作梁2
(1 华南农业大学生物技术学院 , 广州 510642 ;　2 华南农业大学园艺系 , 广州 510642)
摘 　要 : 探讨了 pH值和温度对离体荔枝果皮花色素苷颜色及稳定性的影响 , 结果表明 :
随 pH值增加 , 荔枝花色素苷由红变褐 , 在 510 nm波长处的特征吸收峰逐渐消失 ; pH 值影响
花色素的稳定性 , 随着 pH值的增加花色素苷降解加快 ; 荔枝在常温贮藏时 , 其果皮 pH 值逐
渐增加 , 因而促使花色素苷迅速变色及降解 , 促进果皮迅速褐变 ; 低温能显著保持花色素苷
的稳定性 , 有利荔枝保鲜。
关键词 : 荔枝 ; 果皮褐变 ; 花色素苷 ; pH值 ; 温度
中图分类号 : S 667. 1 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2001) 0120025206
荔枝果皮褐变是限制长期贮运 , 导致货架寿命短和降低商品价值的主要因素。长期以
来人们认为荔枝果皮褐变主要是酶促褐变 , 即多酚氧化酶催化酚类物质氧化形成褐色产
物〔1〕。但酶促褐变在解释荔枝果皮褐变方面尚存在一些不足之处 , 如谭兴杰等〔2〕通过柱层
析从荔枝果皮中分离出 6 种含酚羟基的物质 , 其中只有 1 种 (含量很低) 可被 PPO 催化氧
化。荔枝果皮中大量存在的红色色素 ———花色素苷虽为酚类物质 , 但并不能作为 PPO 的
天然底物〔3〕。早在 1983 年 , 李棠察等〔4〕就提出 , 荔枝果皮褐变的主要原因可能在于花色
素苷的变色 , 但未引起人们的重视。1994 年 , Underhill 等〔5〕对荔枝果皮 pH 值、花色素苷
的变色与果皮褐变的关系进行了研究 , 支持了李棠察的观点。后来 , 张昭其等〔6〕进一步推
测 , 褐变作为外观表现 , 前期迅速可逆褐变与花色素苷褪色变色有关 , 后期严重不可逆褐
变才是酶促褐变的结果。花色素苷的变色、褪色及降解受 pH 值、温度、氧化还原物质、
辅色素、酶等多种因素的影响〔7〕。本试验探讨了 pH 值和温度对花色素苷稳定性及颜色变
化的影响 , 为进一步完善荔枝果皮褐变机理及荔枝的防褐保鲜技术提供依据。
1 　材料与方法
1. 1 　材料及处理
荔枝品种‘淮枝’ ( Litchi chinensis Sonn. cv. Huizhi) , 采自广州市从化。采后立即运
回实验室 , 一部分用 0. 5 g/ L 施保功 (德国艾格福公司生产 , 咪唑类杀菌剂) 浸泡 2 min ,
于室温无包装条件下放置 , 用于观察褐变程度 , 测定果皮花色素苷含量及果皮 pH 值 ; 另
一部分用清水洗净 , 参照Lee 等〔8〕的方法 , 将新鲜果皮撕碎 , 加 2 倍量 1 %盐酸乙醇 , 浸
泡提取 3～4 h , 过滤后取提取液于 40 ℃减压旋转蒸发 , 除去乙醇 , 得澄清花色素苷浓缩
液待用。
1. 1. 1 　不同 pH处理
取 5 mL 花色素苷浓缩液分别用 0. 2 mol/ L KCl/ HCl pH 1. 0 和 0. 2mol/ L 柠檬酸/ 磷酸氢
二钠 pH 3. 0、pH 4. 0、pH 7. 0 的缓冲液稀释至 100 mL , 定期取样测定。每处理 3 次重复。
1. 1. 2 　不同温度处理
取 5 mL 花色素苷浓缩液用 0. 2 mol/ L 柠檬酸/ 磷酸氢二钠 pH 3. 0 的缓冲液稀释至
100 mL , 分别置于 100 ℃、室温 (25～34 ℃) 、10 ℃、5 ℃下 , 定期取样测定。每处理 3 次
重复。
1. 2 　测定方法
1. 2. 1 　花色素苷可见光光谱分析
稀释荔枝花色素苷 30 min 内 , 用岛津 UV22401PC紫外可见分光光度计测定不同 pH 处
理的花色素苷在 400～600 nm 的光密度。
1. 2. 2 　荔枝花色素苷含量的测定
参照陈健初等〔9〕的 pH差示法 , 取 2 mL 花色素苷溶液 , 分别用 pH 1. 0 和 pH 5. 0 的缓
冲液稀释 , 定容到 10 mL , 混匀后 , 用蒸馏水作对照 , 在λ510 nm 下测定光密度值 (A) 。
果皮花色素苷含量测定 : 取 2. 5 g 果皮 , 分别用 pH 1. 0 和 pH 5. 0 的缓冲液提取 , 定容到
50 mL , 在λ510 nm 下测定光密度值 (A) 。花色素苷含量以蔓越桔花色素苷为标准计算 ,
计算公式为 : 溶液花色素苷含量 (mg/ mL) = △A ×5/ 77. 5 ; 果皮花色素苷含量 (mg/ g
FW) = △A ×50/ (77. 5 ×2. 5) 。其中 △A = A (pH1. 0) - A (pH5. 0) ; 77. 5 为蔓越桔花色素
苷的比吸收系数。
1. 2. 3 　花色素苷保存率及降解速度常数的计算
花色素苷保存率 ( %) = ( Tacyt/ Tacyo) ×100 = ( △At/ △Ao) ×100。式中 Tacyo 和
Tacyt 分别为贮藏开始时 (T = 0) 和经过 Td 的花色素苷含量值。参照陈健初等〔9〕的方法以
花色素苷保存率的对数为纵坐标 , 以贮藏时间 (T) 为横坐标作图 , 若成一直线 , 说明该
反应为动力学一级反应。花色素苷降解速度常数及半衰期按文献 〔9〕的方法计算。
1. 2. 4 　荔枝果皮 pH值的测定
随机取果 30 个 , 从中取 5 g 果皮 , 加 20 mL 双蒸水匀浆 , 用 pHS225 型酸度计 (上海
雷磁分析仪器厂) 测定匀浆 pH值 , 以匀浆 pH值代表荔枝果皮的 pH值。重复 3 次。
1. 2. 5 　果皮褐变程度评价
参照 Scott 等〔10〕的方法确定荔枝果皮褐变级数 (1 级果为全红 , 5 级果为全褐) , 取不
少于 30 个荔枝果实计算褐变指数。
2 　结果与分析
2. 1 　荔枝花色素苷可见光吸收光谱及颜色变化
由图 1 可以看出 , 在 pH 1. 47、pH 3. 30下 , 花色素苷呈现其特征吸收峰 , 即最大吸收
波长在 510 nm , 这和 Jurd 等〔11〕对矢车菊素 —3 —葡萄糖苷在水缓冲液中测定的可见光谱结
果一致。随着 pH的增加 , 在 510 nm 处的吸光值减小 , 当 pH 4. 69 时特征吸收峰几乎消失 ,
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而花色素苷在该 pH 下褪色。当 pH 值增加
到 7. 01 后 , 其最大吸收波长降为 498 nm ,
蓝光区的吸收显著提高 , 花色素苷变为褐
色。在 pH 为 4. 69 时向缓冲溶液中加酸 ,
花色素苷能恢复红色 , 而在 pH 7. 01 时则
不能恢复。室温下放置 20 d 后 , 在不同
pH缓冲溶液中 , 花色素苷呈现不同的颜色
变化 , 在 pH 1. 47 时由鲜红变为棕红 , 在
pH 3. 30时由鲜红变为橙黄 , 在 pH 4. 69 时
由淡红变为棕色 , 在 pH 7. 01 时由褐色变
为黑褐。由此我们也可以看出荔枝果皮花
色素苷的颜色依赖于介质的 pH , 提高 pH
　　　　
图 1 　荔枝花色素苷在 pH 1～7 的可见光吸收光谱
Fig. 1 　Spectra of the anthocyanin from
absorption litchi pericarp at pH 1 - 7
导致花色素苷褪色和变色 , 可见光吸收光谱发生改变。
2. 2 　pH值对荔枝花色素苷稳定性的影响
由图 2 可知 , 花色素苷在 pH 1. 47 缓冲液中降解速度最慢 , 颜色能长时间保持红色 ;
随 pH值升高 , 花色素苷降解加快 , 在 pH 7. 01 时迅速降解 , 11 d 后含量降为 0。图 3 所示
的是荔枝花色素苷在不同 pH值下降解的动力学曲线 , 均呈直线 , 表明花色素苷的降解为
一级反应 , 可以推断花色素苷的降解方式为裂解反应〔9〕。从降解速度常数推算得到的半衰
期 (T1/ 2) : pH 1. 47 为 28. 6 d ; pH 3. 30 为 15. 7 d ; pH 4. 69 为 9. 2 d ; pH 7. 01 为 2. 8 d ,
即随 pH值增大 , 半衰期减小 , 花色素苷降解加快。从以上结果可看出 , 介质 pH 值不仅
影响花色素苷的色泽 , 而且影响其稳定性。我们采用低 pH 值溶液处理荔枝果实 , 获得了
一定的防褐保鲜效果。
图 2 　不同 pH值对荔枝花色素苷保存率的影响
Fig. 2 　Effects of pH 1 - 7 on retention
of anthocyanin from litchi pericarp
图 3 　在 pH 1～7 下荔枝花色素苷降解的动力学曲线
Fig. 3 　Kinetics of degradation of anthocyanin
from litchi pericarp at pH 1 - 7
2. 3 　温度对荔枝花色素苷稳定性的影响
贮藏温度对荔枝花色素苷稳定性也具有显著影响。从图 4 可知 , 花色素苷在 100 ℃下
降解很快 , 颜色由红色变为褐色 , 而在 5 ℃下的花色素苷经 25 d 后仍没有明显的颜色变
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化。在不同温度下花色素苷的降解也遵循一级动力学反应规律 (图 5) , 随着温度的升高 ,
半衰期 (T1/ 2) 减小 , 100 ℃下 T1/ 2仅为 0. 0875 d (2. 56 h) ; 60 ℃为 0. 42 d (10. 1 h) ; 常温
为 12. 1 d ; 10 ℃为 57. 2 d ; 而 5 ℃高达 79. 0 d , 可见低温贮藏对于保持荔枝果皮的花色素
苷稳定性有利 , 可大大延长果实保鲜期和货架期 , 而高温则促使花色素苷迅速降解 , 果实
贮藏寿命和货架期缩短。
图 4 　温度对荔枝花色素苷保存率的影响
Fig. 4 　Effects of temperature on retention
of anthocyanin from litchi pericarp
图 5 　荔枝花色素苷在不同温度下降解的动力学曲线
Fig. 5 　Kinetics of degradation of anthocyanin from
litchi pericarp at different temperatures
2. 4 　荔枝常温贮藏时果皮 pH值、褐变及
花色素苷含量的变化
从表 1 可知 , 荔枝果实在常温下随贮
藏时间的延长 , 果皮 pH 值逐渐增加 , 而
褐变指数急剧上升 , 两者的相关系数为
0. 974 2。随着果皮褐变 , 花色素苷含量逐
渐降低 , 特别是在后期严重褐变时 , 花色
素苷含量下降显著。花色素苷含量与果皮
褐变指数及果皮 pH 值呈明显的负相关 ,
相关系数分别为 - 0. 988 1、 - 0. 993 6。说
明果实在常温贮藏过程中 , 果皮 pH 值的
升高促进了果皮花色素苷的褪色、变色及
降解 , 进而影响到果皮褐变。
表 1 　荔枝常温贮藏果皮 pH值、褐变指数
及花色素苷含量变化
Table 1 　Changes of pericarp pH, browning index
and anthocyanin content of litchi pericarp under
ambient temperature
时间
Time
(d)
果皮 pH
Pericarp pH
褐 变 指 数
Browning index
花色素苷含量
Anthocyanin content
(mg/ g FW)
0 4. 19 ±0. 061 a 1. 00 ±0. 00 a 0. 169 ±0. 020 a
1 4. 22 ±0. 072 a 1. 61 ±0. 21 b 0. 154 ±0. 019 a
2 4. 31 ±0. 063 b 2. 58 ±0. 29 c 0. 143 ±0. 023 a
3 4. 60 ±0. 160 c 3. 63 ±0. 28 d 0. 109 ±0. 018 b
4 4. 88 ±0. 101 d 4. 86 ±0. 31 e 0. 072 ±0. 024 b
　　注 : 同一行中字母不同者差异显著 (P < 0. 05) 。
Note : Means within a row followed by the same letter are
not significantly different at the 0. 05 level (n = 3) .
3 　讨论
花色素苷的颜色在很大程度上取决于介质的 pH 值。本试验中 , 随着 pH 值的上升 ,
荔枝果皮花色素苷的色泽发生明显改变 , 由红色褪为无色 , 直至变褐。pH 4. 69 是一个重
要的转折点 , 高于 pH 4. 69 , 花色素苷就开始褪色和变褐。Underhill 等〔12〕发现 , 在荔枝果
实个体发育期间 , 果皮 pH 值逐渐升高。随后的研究表明 , 荔枝果实在采后贮藏过程中 ,
果皮 pH值也是逐渐升高的〔5 ,6〕, 本试验也证实了这一点。荔枝果皮的外观颜色主要取决
于果皮花色素苷含量及其呈现的颜色。果皮 pH 值的升高 , 显然会引起花色素苷褪色及变
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色 , 从而导致荔枝果皮迅速褐变。贮藏前期的迅速褐变可通过低 pH 溶液处理部分恢复红
色〔6〕。
我们试验结果还表明 , 介质 pH不但影响荔枝花色素苷的色泽 , 还影响其稳定性。花
色素苷在低 pH条件下表现稳定 , 随着 pH 值的上升 , 迅速降解。这种降解反应属一级动
力学反应 , 因此 , 花色素苷的降解应属于裂解反应〔9〕, 即花色素苷被裂解为花色素基元及
糖苷配基两部分。蒋跃明〔3〕的研究表明 , 荔枝花色素苷不能被 PPO 直接降解。Wesche
等〔13〕发现 , 草莓 PPO 对花色素苷也不表现活力 , 但对花色素基元却表现非常高的活力。
Zapata 等〔14〕发现 , 葡萄 POD 与花色素苷的亲和力很低 , 只有当花色素苷的糖苷配基去掉
以后 , 才可被 POD 催化氧化。因此推测 , 荔枝采后果皮 pH值上升导致的花色素苷稳定性
下降 , 其降解产物可能作为 PPO、POD 的底物 , 发生酶促褐变。这种严重褐变则不能被低
pH溶液逆转〔5〕。
温度对荔枝花色素苷稳定性也具有显著影响。本试验结果表明 , 荔枝花色素苷在低温
条件下稳定 , 不发生明显的颜色变化 , 在常温下由红色变为橙黄色 , 并随放置时间的延长
而迅速降解 , 在 100 ℃中保存 , 仅 2 h 即完全降解 , 变为褐色。所以 , 荔枝果实在烘干时
果皮迅速褪色褐变 , 而低温贮藏仍然是目前荔枝保鲜的最有效、可靠的方法。
综上所述 , 低 pH值和低温非常有利于荔枝果皮花色素苷的稳定 , 在实际生产中 , 利
用泡沫箱加冰、冷藏车辆等贮运荔枝产品 , 已得到广泛应用 ; 在不引起裂果的情况下降低
果皮 pH值对荔枝保鲜有一定的作用。
参考文献 :
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921 期 　　　　　　　庞学群等 : pH值和温度对荔枝果皮花色素苷稳定性的影响 　　　　　　　　
Influence of pHand Temperature on the Stability of Anthocyanin from
Litchi Pericarp
Pang Xuequn1 , Zhang Shaoqi2 , Duan Xuewu2 , and Ji Zuoliang2
(1 College of Biotechnology , South China Agricultural University , Guangzhou 510642 ;　2 Department of Horticulture ,
South China Agricultural University , Guangzhou 510642)
Abstract : Anthocyanin in pericarp of litchi fruits ( Litchi chinensis Sonn. cv. Huizhi ) was
isolated to study its color and stability at different pH and temperatures. The color of the anthocyanin
was changed after dilution in different pH buffers , its color was red at pH 1. 47 , orange at pH 3. 30 ,
colorless at pH 4. 69 and brown at pH 7. 01. At pH 4. 69 , it could return red when acid was added ,
but at pH 7. 01 it could not . The absorption value of anthocyanin at 510 nm decreased as the pH rose
and at pH 7. 01 the absorption peak shifted from 510 nm to 498 nm , which was consistent with the
color of the anthocyanin in different pH solutions. With the pH decrease , the anthocyanin was more
stable but still showed the usual loss during storage. The color of anthocyanin extract changed into red2
brown at pH 1. 47 and 3. 03 , brown at pH 4. 69 , dark brown at pH 7. 01 after storage at room tem2
perature for 20 days. These results showed that the anthocyanin decolored , turned brown and became
unstable as pH increased. The results also showed that the anthocyanin became stable under low tem2
perature.
Key word : Litchi ; Pericarp browning ; Anthocyanin ; pH ; Temperature
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