中图分类号：TS264.4
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2011)08-0074-04
紫甘蓝又称红甘蓝，属十字花科芸薹属，在我国 已有一百多年的种植历史。紫甘蓝作为我国产量仅次 于白包菜的有色蔬菜，我国大部分省区均有种植，分 布范围广且价格低廉[ 1 - 3 ] 。紫甘蓝色素又称红甘蓝色 素，是花色苷类色素的一种。已有研究表明，花色苷 能在动物和人体内被吸收而进入血液循环，具有能抑 制结肠癌细胞的功效[ 3 - 4 ] 。紫甘蓝中含有大量天然色 素，营养价值远高于普通包菜。色素的研究近年来受 到了国内外许多专家的关注[5-7]，天然色素提取方法的研 究正逐步得到重视[8-16]。本实验采用溶剂提取法、超声波 辅助提取法和微波萃取法 3 种不同方法对紫甘蓝天然色素
Abstract：The effectiveness of the four solvents distilled water, ethanol, acetone and petroleum ether in extracting pigment from
purple cabbage was compared, and ethanol was found to be the best solvent for purple cabbage pigment according to the color
别加入 100mL 蒸馏水、乙醇、丙酮、石油醚 4 种溶剂， 室温浸提 4h，过滤后观察其色泽和实验现象。考察溶 剂对其色素提取效果的影响；采用传统水浴法对紫甘蓝 色素的提取时间、提取温度以及提取的 pH 值等因素进 行考察，从而得到各因素的最佳提取工艺条件。
1.2.2 超声波辅助提取紫甘蓝色素 根据传统水浴法试验的结果，以 25% 乙醇为溶剂，
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食品科学
※工艺技术
紫甘蓝色素提取方法研究
宋晓秋，叶 琳 *，杨晓波
(上海应用技术学院香料香精技术与工程学院，上海 200235)
摘 要：采用传统水浴提取法、超声波辅助提取法和微波萃取法对紫甘蓝天然色素的提取工艺条件进行研究。得 到各方法的较优化提取条件：传统水浴提取法最佳工艺条件为 25% 乙醇溶液为溶剂、pH2、55℃水浴浸提 4h；超 声波辅助提取法最佳工艺条件为 25% 乙醇为溶剂、pH2、55℃水浴、超声波辅助浸提 45min；微波萃取法最佳工 艺条件为 25% 乙醇为溶剂、pH2、55℃水浴、微波功率 300W、微波萃取时间 3min。后两种方法的提取效果基 本一致并优于传统水浴提取法，提高了生产效率。该色素具有良好的应用前景。 关键词：紫甘蓝；天然色素；提取方法
收稿日期：2010-06-13 基金项目：上海市教育委员会优青基金项目(YYY08052) 作者简介：宋晓秋(1966 —)，女，教授，博士，研究方向为香料香精和食品添加剂。E-mail：songxiaoqiu@ * 通信作者：叶琳(1982 —)，女，工程师，硕士，研究方向为天然产物提取。E-mail：yleara@
2.1.3 紫甘蓝色素最大吸收波长的确定 以 25% 乙醇溶剂，用却并过滤，在 400～800nm 下进行 全波长扫描，结果如图 2 所示。
A
2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
400
500
600
700
800
波长 /nm
图 2 紫甘蓝色素的全波长扫描图 Fig.2 Scanning spectrum of purple cabbage pigment
提取液为无色，明显分层
无法提取
由表 1 可知，石油醚无法作为提取紫甘蓝色素的溶 剂，丙酮提取液颜色较浅且出现浑浊，可能是在提取 色素成分的同时，溶出了很多其他成分，导致提取效 果受到影响。蒸馏水和乙醇作为溶剂提取效果较好。
分别配置不同体积分数的乙醇溶液作为提取溶剂， 室温 2 5 ℃浸提 4 h ，过滤后比色，结果如图 1 所示。
提取溶剂
试验现象
结论
蒸馏水
提取液颜色较深且比较澄清，为较深 提取较彻底，非
的紫红色，残留物为较浅的淡粉色
色素成分较少
乙醇
提取液颜色深且澄清，为较深的紫 红色，残留物为较浅的淡粉色
提取彻底，非 色素成分较少
提取液颜色较浅且比较浑浊，为较浅的紫 丙酮 色，有些分层，残留物为较浅的淡粉色
提取较 不彻底
石油醚
※工艺技术
食品科学
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器有限公司；KQ-100 型超声波清洗器 昆山市超声仪 器有限公司；WX-4000 型微波萃取系统 上海屹尧微波 化学技术有限公司。 1.2 方法
原料→洗净→切碎→称样→加入溶剂→调 pH 值→ 不同方法提取→冷却过滤→比色
1.2.1 传统水浴法提取紫甘蓝色素 准确称取 4 份 5g 同一部分切碎的紫甘蓝叶子，分
在 pH 2 条件下，分别用超声波辅助提取 15 、30、45 、 60、75、90、105、120min，冷却后过滤并在波长 525nm 处测定吸光度。
1.2.3 微波萃取紫甘蓝色素 根据传统水浴法试验的结果，以 25% 乙醇为溶剂，
在 pH2 条件下，设定微波萃取程序，分别在功率为 100、 200、300、400、500、600W 时进行提取色素试验； 同时考察分别萃取 30、60、90、120、150、180、210、 240s 时的情况。实验完成后，倒出被萃取物，冷却后 过滤并在波长 525nm 处测定吸光度。
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食品科学
※工艺技术
由图 2 可知，紫甘蓝色素的提取液在波长 525nm 处 呈现明显的最大吸收峰。本实验选择在波长 525nm 处测 定紫甘蓝色素提取液的吸光度。并以紫甘蓝色素提取液
的吸光度的大小间接反映紫甘蓝色素的提取效果。
2.1.4 提取温度对紫甘蓝色素的影响 以 25% 乙醇为溶剂，在 pH2 条件下，调节水浴的
进行提取，优化提取条件，并对上述 3 种方法做对比实 验。以期为该资源的充分开发利用提供一定参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器 新鲜紫甘蓝 上海华联超市；无水乙醇、氢氧化
钠、盐酸、无水乙醚、丙酮、石油醚均为分析纯 国 药集团上海化学试剂有限公司；PL403 型电子天平 美 国 Mettler Toledo 仪器有限公司；pHS-3C 型精密 pH 计、 722S 型可见光分光光度计 上海精密科学仪器有限公 司；Cary 100 型紫外可见光分光光度计 美国 Varian 仪
由图 1 可知，随着乙醇体积分数的增加，吸光度
的数值出现了先升高而后下降的现象，在乙醇体积分数 达到 25% 时呈现最大值，说明 25% 乙醇是提取紫甘蓝色 素的最佳溶剂。
A
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3
5 10 15 20 25 30 40 乙醇体积分数/%
图 1 乙醇体积分数对紫甘蓝色素提取的影响 Fig.1 Effect of ethanol concentration on extraction of purple cabbage
in combination with either ultrasonic or microwave was superior to it alone in terms of required extraction time.
Key words：purple cabbage；naturally occurring pigment；extraction method
pigment
2.1.2 pH 值对紫甘蓝色素颜色的影响 通过利用 NaOH 和 HCl 来调节紫甘蓝天然色素提取
液的 pH 值，直接可以明显地观察到紫甘蓝天然色素在 不同 pH 值条件下色素的颜色变化，结果如表 2 所示。
表 2 紫 甘 蓝 色 素 在 不 同 pH 值 条 件 下 呈 现 的 颜 色 Table 2 Color of purple cabbage pigment under varying pH conditions
2 结果与分析
2.1 传统水浴法提取紫甘蓝色素
2.1.1 最佳提取溶剂及其体积分数的确定
表 1 不同溶剂提取效果比较 Table 1 Comparison of visually observed effectiveness of four solvents
in extracting pigment from purple cabbage
purple cabbage pigment was conducted by the traditional water bath extraction alone or in combination with either ultrasonic or
microwave using 25% ethanol as the extraction solvent, and the extraction conditions were investigated. The optimum conditions for the single water bath extraction were 4 h extraction time, 55 ℃ water bath temperature and pH 2. With the assistance of
pH 颜色
1～3 红色
4～5 紫红色
6～7 紫色
8～10 墨绿色
11～13 黄绿色
14 黄色
由表 2 可知，pH 值对紫甘蓝色素的颜色有很大影 响。在酸性条件下颜色呈现紫红色，在碱性条件下呈 现黄绿色。当色素提取液的 pH 值的范围在 1～3 之间 时，色素提取液可以稳定存在；并且 pH2 时，色素提 取液呈现出透明度较高的亮红色，为紫甘蓝色素提取的 最佳 pH 值。需要注意的是，当色素提取液没有变化到 黄色时，色素提取液的色调可以通过改变 p H 值来改 变，也就是说色素提取液的色调变化为可逆变化。但是 当色素提取液一旦变化为黄绿色时，色素提取液的色调变 化就不是可逆变化，说明其分子结构可能发生了改变。