金錢菊天然色素的提取與表征

摘要：本文以新鮮金錢菊花瓣為實驗原料，采用浸提法對金錢菊中的天然色素進行提取，設置了四組對照實驗，探究了料液比、提取時間、提取溫度以及沉淀方式對金錢菊花瓣中所含天然色素吸光度的影響，并分析了產生這些影響的原因。

關鍵詞：金錢菊;浸提法;吸光度

一、前言

金錢菊又稱金雞菊，是菊科金雞菊屬植物，原產于南美洲，為多年生宿根草本植物，最初是作為花卉品種進行引種的，由于其耐干旱且易于栽培，所以很快在中國境內擴散。金錢菊花有清熱解毒、活血化瘀、和胃健脾之功，用花泡茶飲，可治療燥熱煩渴、高血壓、心慌、胃腸不適、食欲不振、痢疾及瘡癤腫毒等。金錢菊花花瓣層厚，色彩鮮艷，適合提取色素[1]。由文獻調研可知，金錢菊中主要含有類胡蘿卜素和黃酮類化合物[2]。

二、材料與方法

（一）實驗儀器

電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司;研缽及缽杵;A4紙一張;樣品袋一個;量筒;錐形瓶;滴管;電吹風;樣品管8個;燒杯若干;三角架;分液漏斗;離心機;SB-3200DTD超聲波清洗機，寧波新藝超聲設備有限公司;METTLER-TOLEDO梅特勒-托利多電子天平，上海巴玖實業有限公司;DF-101S集熱式磁力加熱攪拌器，江蘇金怡儀器科技有限公司;紫外分光光度計（Cary 60）。

（二）實驗材料

金錢菊花瓣若干，2020年7月下旬采摘于青海大學;乙醇;石油醚;（化學試劑均為分析純）

（三）實驗方法及步驟

1.天然色素的制備

（1）原料的預處理 取采摘于青海大學的金錢菊花瓣若干，用自來水清洗，晾曬干燥。（2）原料的干燥 取一張A4紙四邊折疊后豎起，將晾曬干燥的金錢菊花瓣在其上鋪展開來，防止烘干過程中花瓣分散;然后將其放入電熱鼓風干燥箱中，設置溫度為60℃，時間6h。（3）天然色素的深加工 從電熱鼓風干燥箱中取出金錢菊花瓣，在研缽中加入少許，用缽杵搗碎研磨成粒徑極細的粉末。重復這一過程，直至得到的天然色素粉末達到4.0g以上。（4）封裝保存 將制備好的天然色素裝入樣品袋中，以供后續天然色素的提純及表征實驗所用。

2.天然色素的提純

2.1四組對照實驗

采用浸提法對金錢菊中的天然色素進行提取，設置了四組對照實驗，以探究不同因素對金錢菊天然色素吸光度的影響。取8個樣品管，分別編號為1～8.

（1）料液比

編號分別為1、2、3的樣品管，分別取金錢菊天然色素粉末各0.5g置于其中，以80%的乙醇溶液（120ml乙醇+30ml蒸餾水，下同）為提取劑，分別加入10ml、15ml、20ml到樣品管中，即選擇料液比分別為1：20、1：30、1：40（g/ml），在室溫條件下靜置40min。

（2）提取時間

編號分別為4、5的樣品管，分別取金錢菊天然色素粉末各0.5g置于其中，選擇料液比為1：30（g/ml），在室溫條件下分布靜置20min、60min。與樣品管2（靜置40min）組成第二組對照實驗。研究不同提取時間對金錢菊色素提純的影響，

（3）提取溫度

編號分別為6、7的樣品管，分別取金錢菊粉末各0.5g置于其中，選擇料液比為1：30（g/ml），將樣品管6置于恒溫35℃的集熱式磁力加熱攪拌器中，樣品管7置于恒溫50℃的電熱鼓風干燥箱中，計時40min。與樣品管2（室溫下靜置40min）組成第三組對照實驗，研究不同提取溫度對金錢菊色素提純的影響。

（4）沉淀方式

編號為8的樣品管，取金錢菊天然色素粉末各0.5g置于其中，選擇料液比為1：30（g/ml），將樣品管8在超聲波清洗機中超聲處理，設置時間為20min。與樣品管4（室溫下靜置20min）組成第四組對照實驗，研究不同沉淀方式對金錢菊天然色素提純的影響。

2.2提取液的制備

（1）待計時結束后，將樣品管放入離心機中，注意要對稱放置，設置離心機轉速為20×100r/min，離心時間為2min。離心結束后，取出樣品管。

（2）取15ml石油醚作為萃取劑，加入分液漏斗中。然后將樣品管中的上清液小心倒入分液漏斗中。蓋上塞子，上下震蕩分液漏斗。

（3）將分液漏斗置于三角架上，待分層后，取上層液體作為提取液，在試樣管上用記號筆標記好提純條件。將多余廢液導入廢液桶，清洗分液漏斗并用電吹風吹干。

（4）重復上述步驟，最終得到8份提取液，一一對應于樣品管編號1～8。

3.天然色素的表征

利用紫外分光光度計（Cary 60）對天然色素的吸光度進行測試，設置掃描波長800～200nm，光束模式雙光路，掃描速度24000nm/min，數據間隔5.00nm，平均時間0.0125sec。依次將8份提取液倒入比色皿中3/4左右，放入紫外分光光度計中，測量不同波長下天然色素的吸光度。

三、結果與分析

（一）料液比對吸光度的影響

當料液比為1：30時，提純的天然色素的吸光度較低，當料液比為1：20和1：40時，提純的天然色素吸光度較高。結合實驗結果，我們可以發現：類胡蘿卜素在440nm以及470nm附近處有較強的吸收峰。隨著料液比的增加。吸收峰位置向長波方向移動。

提取液1和提取液3在200～330nm波長范圍內還存在兩個較強的吸收峰，其原因據分析是由于提取的金錢菊色素中存在少量的葉綠素，而葉綠素在紫外波段有很強的吸收，很低的濃度也能引起吸收飽和[3]。

（二）提取時間對吸光度的影響

金錢菊天然色素提取時間為20min和60min時的吸光度較大，而提取時間為40min時吸光度較小。提取時間過短，天然色素無法完全提純，提取時間超過60min后，繼續延長提取時間，吸光度值變化不明顯，甚至有可能不如20min及60min提純得天然色素吸光度好。

（三）提取溫度對吸光度的影響

由實驗結果可知：在室溫到50℃范圍內，隨著溫度的增加，天然色素的吸光度也隨之增加。其原因可能是：溫度較低時，色素的提取率較低，所以吸光度較低;而當溫度升高時，加速了提取過程中色素分子的熱運動，使得提純效果更好，從而吸光度較高。另一方面，溫度升高對金錢菊細胞的破壞作用加大，有利于色素的浸出。同時，吸收峰的位置有向長波方向移動的趨勢。

（四）沉淀方式對吸光度的影響

金錢菊天然色素經超聲處理后，吸光度較室溫下靜置的色素有了小幅度的提高。同時，在經超聲處理的天然色素吸光度與波長關系曲線上，在410nm和420nm處出現了兩個新的吸收峰。這可能是由于超聲處理過程中，振動較為劇烈，使得色素的提取更加徹底。經離心機高速離心后，提取出了一些在金錢菊花瓣中含量極少，且室溫靜置條件下難以分離出來的不同于類胡蘿卜素的其他天然色素。

四、結束語

天然色素廣泛存在于多種生物特別是動植物體中，其安全性和營養價值高，有的兼具一定的藥理作用。用天然色素著色，色調自然、純正[4]。金錢菊花朵繁盛鮮艷，冬葉長綠，至冬不凋，花期長達2個月之久，植株生長健壯。本文對其所含的天然色素進行了提取和表征，為其進一步的工業化應用起到了一定的推動作用。

參考文獻：

[1]金玉蘭，王玉榮，曲田麗.超聲波輔助提取大花金雞菊花色素及其穩定性研究[J].中國釀造，2014，33（02）：51-54.

[2]白新祥，胡可，戴思蘭，王亮生.不同花色菊花品種花色素成分的初步分析[J].北京林業大學學報，2006（05）：84-89.

[3]范雅，蔡紅星，李霜，王雪萍.葉綠素的紫外吸收譜[J].光散射學報，2011，23（01）：80-82.

[4]李曉銀，岳紅，朱峰.天然色素提取和分析技術研究進展[J].林產化學與工業，2006（03）：118-122.

作者簡介：

余慧南，青海大學機械工程學院。