紅檵木葉片中色素成分及其理化性質(zhì)初步研究

戴 菁，魏 芳，肖植升，藺萬(wàn)煌

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

紅檵木[Loropetalum chinense（R.Br.）Oliver]是白檵木的變異品種，為金縷梅科（Hamamelidaceae）檵木屬，常綠灌木或小喬木。紅檵木四季花紅葉紅，樹(shù)姿優(yōu)美，是現(xiàn)代園林建設(shè)中極其珍貴的觀花賞葉植物，享有“植物熊貓”的美譽(yù)。除作觀賞用外，紅檵木葉片中含有多種色素，其色素在食品工業(yè)中有待開(kāi)發(fā)利用。試驗(yàn)選取3種不同顏色的紅檵木葉片作為研究對(duì)象，提取紅檵木葉片中的多種色素，分析其理化性質(zhì)，并對(duì)所含的色素種類(lèi)及其含量進(jìn)行測(cè)定分析，為紅檵木中色素的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

紅檵木葉片，根據(jù)葉片顏色分為雙面紅色、單面紅色和綠色3種類(lèi)型葉片。采自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園。

1.2 色素的提取

參考袁明等[1]的方法并改進(jìn)，分別取紅檵木雙面紅色、單面紅色和綠色的3種類(lèi)型葉片各2 g。每組葉片分成5等份，用液氮研磨后，分別用蒸餾水、50%乙醇、100%乙醇、80%丙酮、100%丙酮提取并定容至50 mL，離心后取上清液，觀察上清液的顏色。

1.3 色素的理化性質(zhì)分析

1.3.1 色素吸收光譜分析 用UV-2100紫外雙光束分光光度計(jì)對(duì)提取的色素溶液進(jìn)行波長(zhǎng)掃描，獲得不同溶劑提取下各種色素的吸收光譜。

1.3.2 色素的溶解性試驗(yàn) 將上述提取的各種色素分別進(jìn)行真空冷凍干燥后，再分別加入蒸餾水、50%乙醇、100%乙醇、80%丙酮和100%丙酮，觀察不同試管中色素的溶解情況。

1.3.3 pH值對(duì)色素吸收光譜和顏色的影響 參考Torskangerpoll等[2]的方法，用3種類(lèi)型葉片以最適溶劑分別提取5 g紅檵木葉片，定容至100 mL，靜置片刻取上清液離心、過(guò)濾。將濾液各取3 mL分裝于10 mL試管中，用0.1 mol/L NaOH調(diào)pH值至一定范圍（分為 8 組，pH=2～3；3～4；4～5；5～6；6～7；7～8；8～9；9～10）。測(cè)定各樣品在 400～800 nm 下的吸收光譜，分析不同pH值條件提取液的吸收光譜[3]，并觀察不同pH值條件下提取液的顏色變化。

1.4 色素成分分析

1.4.1 紅檵木葉片色素類(lèi)型的定性分析 參考白新祥的方法[4]，各取0.1 g 3種類(lèi)型新鮮葉片，分別以5 mL石油醚、10%鹽酸和30%氨水迅速研磨成勻漿，過(guò)濾后觀察濾液的顏色。

1.4.2 總類(lèi)胡蘿卜素含量的測(cè)定 分別取3種類(lèi)型新鮮葉片 0.1 g放入具塞試管中，加入10 mL提取液（丙酮∶石油醚=1∶4，v/v）浸提 48 h，過(guò)濾定容并稀釋至適宜濃度，以UV-2100紫外雙光束分光光度計(jì)在350～500 nm處掃描，掃描間隔為2 nm。記錄各提取液最大吸收峰處的光密度，根據(jù)總類(lèi)胡蘿卜素的消光系數(shù)，按照下式進(jìn)行含量計(jì)算，并對(duì)所得的數(shù)據(jù)取平均值[4]。

其中，A：最大吸收峰的光密度；C:類(lèi)胡蘿卜素的濃度（g/mL）；d：光通過(guò)類(lèi)胡蘿卜素溶液的距離，即比色杯的內(nèi)徑（cm）；E1%1cm：類(lèi)胡蘿卜素的消光系數(shù)，使用平均的E1%1cm值 2 500.

1.4.3 花青素含量測(cè)定 分別取3種類(lèi)型新鮮葉片0.1 g分別放入2 mL離心管中，每份中加入提取劑1%鹽酸化甲醇溶液1.5 mL，充分振蕩搖勻，浸提24 h。以8 000 r/min離心5 min。取3支離心管，加入1 mL配制好的花青素溶液和等體積的水和氯仿溶液。然后用分光光度計(jì)在530、650 nm處測(cè)量光密度，記錄結(jié)果，根據(jù)計(jì)算公式A530－0.25 A650求出花青素含量[5]。

1.4.4 葉綠素含量的測(cè)定 將3種類(lèi)型新鮮葉片用80%丙酮溶液提取的色素溶液放于λ=665 nm波長(zhǎng)下比色，分別測(cè)其OD值。根據(jù)公式計(jì)算葉綠素含量[6]。

1.4.5 總黃酮含量的測(cè)定 參考陳建[7]的方法，取新鮮葉片0.1 g放入具塞試管中，加入100%甲醇10 mL浸提48 h，將浸提液定容至20 mL。根據(jù)氯化鋁顯色法，黃酮類(lèi)化合物與AlCl3形成黃色的黃酮鋁配合物。準(zhǔn)確稱(chēng)取95%蘆丁標(biāo)樣20 mg，用少量甲醇溶解，用鹽酸化甲醇溶液定容至25 mL。分別取 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液加鹽酸化甲醇溶液至4 mL，再分別加1%AlCl3·6H2O甲醇溶液6 mL平衡10 min。在220～700 nm，采樣間隔1 nm慢速掃描，發(fā)現(xiàn)在405 nm和270 nm處各有一吸收高峰，以405 nm為檢測(cè)波長(zhǎng)測(cè)定標(biāo)樣的吸收值（λ=405 nm），根據(jù)標(biāo)樣溶液濃度和λ=450 nm吸收值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，求出線(xiàn)性回歸方程。取4 mL提取液加1%AlCl3·6H2O的甲醇溶液6 mL，平衡10 min后，測(cè)定λ=405 nm下的OD值。利用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算出新鮮葉片總黃酮含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取色素適宜溶劑的選擇

2.1.1 不同溶劑提取紅檵木葉片色素的顏色變化分別以水、50%乙醇、100%乙醇、80%丙酮、100%丙酮提取三種類(lèi)型葉片中的色素，觀察到提取液顏色如表1所示。從表1中可以看出，水溶液對(duì)葉片中的紅色素提取效果最好。100%丙酮所提取的溶液呈綠色，故不適合提取紅色素，適合提取葉綠素。80%丙酮、100%乙醇也能提取部分色素。

表1 不同溶劑提取的葉片色素的顏色變化

2.1.2 各試劑溶解色素吸收光譜圖分析 從雙面紅色葉片、單面紅色葉片吸收光譜（圖1）可以看出，水、50%乙醇溶劑均只有單一吸收峰，而100%乙醇、100%丙酮、80%丙酮溶劑在λ=660～670 nm，λ=460～470 nm處有明顯吸收峰，說(shuō)明這3種提取液可將醇溶性或脂溶性色素提取出來(lái)。水的提取液顏色比50%乙醇溶劑提取樣的顏色深，且吸收光峰最高，故水是紅色素的最適宜提取劑。

從綠色葉片的吸收光譜可以看出，以水、50%乙醇為溶劑的提取液沒(méi)有吸收峰，而100%乙醇、100%丙酮、80%丙酮溶劑在 λ=660～670 nm，λ=460～470 nm處有明顯吸收峰，說(shuō)明后三者提取液可將葉綠素提取出來(lái)。100%丙酮提取液吸收光譜波峰最高，故100%丙酮是葉綠素最適提取劑。

2.2 色素的溶解性

將各提取色素通過(guò)真空冷凍干燥后，再以各種溶劑復(fù)溶，觀察到溶液顏色變化如表2所示。表2結(jié)果表明，雙面紅色葉片的最適提取溶劑為水，單面紅色葉片的最適提取溶劑為80%丙酮，綠色葉片的最適提取劑為80%或100%丙酮。

2.3 不同pH條件下色素溶液穩(wěn)定性

2.3.1 不同pH條件下色素提取液顏色變化 不同pH值條件下觀察3種葉片提取液的顏色如表3所示。從表3中可以看出，雙面紅色葉片組的色素在酸性條件下紅色穩(wěn)定，色澤鮮艷。酸性越強(qiáng)，紅色越深。在近中性至堿性時(shí)，色素極不穩(wěn)定，顏色發(fā)生了變化。故紅色素只適于在酸性條件下使用，不適于堿性條件下使用。單面紅色、綠色組色素在酸性條件下不穩(wěn)定，呈現(xiàn)渾濁狀。在近中性至堿性時(shí)呈現(xiàn)綠色，比較穩(wěn)定，故葉綠素的提取一般在中性和弱堿性條件下進(jìn)行。

表2 色素在不同溶劑下的溶解性

表3 不同pH值下各葉片色素溶液顏色變化

2.3.2 不同pH值條件下色素溶液吸收光譜 由圖2可以看出，雙面紅色葉片組色素在酸性條件下顏色穩(wěn)定，吸收光譜曲線(xiàn)相似，酸性越強(qiáng)，吸收度增幅越大。在近中性至堿性溶液的吸收光譜曲線(xiàn)特征明顯變化。故紅色素只適宜于在酸性條件下使用，不適于堿性條件下使用。

單面紅色、綠色組色素在近中性至堿性條件下，有較大吸收峰，且堿性越強(qiáng)，吸收度增幅越大。故葉綠素適于堿性條件下使用。

2.4 紅檵木葉片色素的基本組成

如表4所示，石油醚中呈現(xiàn)黃色表示有類(lèi)胡蘿卜素存在；在鹽酸中呈現(xiàn)紅色表示含有花色素苷；氨水中呈黃色則代表含有黃酮色素。顏色反應(yīng)結(jié)果表明紅檵木葉片色素含類(lèi)胡蘿卜素、花色素苷和黃酮色素。

表4 紅檵木色素類(lèi)型測(cè)試的顏色反應(yīng)

2.5 紅檵木不同色素的含量

從表5中可知，花青素在雙面紅色葉片中的含量最高，最高可達(dá)0.33 mg/g，在綠葉片中含量極少；總黃酮在雙面紅色葉片中含量高達(dá)0.83 mg/g，在綠葉片中含量少；葉綠素在綠葉片中含量最高，可達(dá)1.75 mg/g；類(lèi)胡蘿卜素在不同葉片中的含量差別相對(duì)較小。

表5 紅檵木3種不同葉片中的色素含量 （mg/g）

3 討論

紅檵木葉片中色素成分較復(fù)雜，包括葉綠素、花青素、類(lèi)胡蘿卜素和黃酮類(lèi)化合物等。因各種色素含量的差異使得葉片呈現(xiàn)不同的顏色。從分析花色素的含量可以看出，紅檵木紅色葉片中總黃酮、總花青素和總類(lèi)胡蘿卜素含量都相對(duì)較高，紅色葉片的形成是這三類(lèi)色素共同參與的結(jié)果。

紅色素是一種水溶性色素，水為最適宜提取溶劑，在一定濃度乙醇、丙酮中也有一定溶解性。紅檵木紅色素不適于在堿性條件下使用，而適用于酸性條件下使用。故在食品加工中，可添加于偏酸性的食品中。紅檵木紅色素為花青苷類(lèi)色素，花青素是一種類(lèi)黃酮色素，其含量可達(dá)到0.83 mg/g，這一資源值得進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。

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