南瓜果肉中色素的研究

许舒雯，陈龙胜，彭丽华

(1.安徽省科学技术研究院，安徽合肥 230031；2.安徽省应用技术研究院，安徽合肥 230031)



南瓜果肉中色素的研究

许舒雯1，陈龙胜1，彭丽华2*

(1.安徽省科学技术研究院，安徽合肥 230031；2.安徽省应用技术研究院，安徽合肥 230031)

摘要[目的] 为开发天然食用色素而测定南瓜果肉中的色素并研究色素的提取条件。[方法]以南瓜为原料，通过分光光度法测定34个品种南瓜的色价并用HPLC分析南瓜色素提取物中β-胡萝卜素，筛选出提取南瓜色素的品种。以筛选出的南瓜品种为原料，通过单因素试验优化南瓜色素提取条件。[结果]试验表明，不同品种的南瓜，色价和HPLC含量分析结果都表现出一定的差异性，其中汕美-9-5-1的色价最高，为4.15；汕美14-1的色价最低，为0.95。综合色价和HPLC分析结果，确定汕美-9-5-1为色素提取的品种。通过单因素试验确定了南瓜色素的提取条件为：乙醇作为提取溶剂，料液比1∶20 g/ml，提取温度80 ℃，提取时间4 h。[结论]研究可为南瓜中天然色素的开发利用提供有参考价值的数据。

关键词南瓜；色价；HPLC；β-胡萝卜素

天然食用色素主要是从植物等天然原料中提取并经过精制加工而成的产品[1]。我国从1958年开始从事天然色素资源的开发、生产技术、工艺研究，目前已有上百种天然色素产品。食用天然色素主要包括以下几类：叶绿素类、花色苷类、类黄酮类、原花色素、单宁、醌类与酮类、萝卜素、甜菜色素类。与合成色素相比，天然色素具有以下优点：天然色素多来自动植物组织，对人类的安全性更高；天然色素本身就是一种良好的营养素，有些还具有一定的药理作用；利用天然色素着色色调更自然。

南瓜系葫芦科南瓜属1年生草本植物，其中含有丰富的色素和多糖[2]。南瓜中的色素主要以类胡萝卜素为主。类胡萝卜素是一种广泛存在于生物体中的色素，按其结构和溶解性分为两大类：胡萝卜素类，主要以β-胡萝卜素为代表[3-5]；叶黄素类，主要以叶黄素为代表[6]，主要色素结构式如图1所示。

图1　类胡萝卜素的主要色素结构式

南瓜在全国各地均有栽培，方便易得，价格低廉。另外，南瓜还具有易于储存的特点，是一种开发天然色素的优质原料。笔者以不同品种成熟南瓜为原料，通过分光光度法和HPLC分析法对34个品种南瓜的色素进行测定并对色素的提取条件进行了初步研究，以期对南瓜中的色素进行开发利用。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1供试原材料。各品种新鲜南瓜于2014年10月15日至25日采摘自安徽江淮园艺种业股份有限公司长丰县育种基地，并经戴祖云教授鉴定。

1.1.2主要试剂。蒸馏水、无水乙醇，分析纯试剂；甲醇、乙腈、二氯甲烷，色谱纯试剂。

1.1.3主要仪器设备。DZF 6030真空干燥箱，高速粉碎机，恒温水浴锅，旋转蒸发仪，722G可见分光光度计，电子分析天平，Thermo高效液相色谱仪，UV2550型紫外-可见分光光度计。

1.2方法

1.2.1南瓜色素提取[7-8]。将新鲜南瓜洗净后去皮、籽、瓤后切片，置于60 ℃真空干燥箱中干燥24 h。将干燥后的南瓜片用高速粉碎机粉碎处理，过20目筛得到干燥南瓜粉。精确称取各品种干燥南瓜粉0.5 g，置于100 ml容量瓶中，每个品种取3个平行，加入无水乙醇定容至刻度，超声波提取2 h，避光静置24 h后取上清液稀释5倍即作为色素待测溶液。

1.2.2测定波长的选择。取β-胡萝卜素标准品配制浓度为2.5 μg/ml的标准溶液，通过紫外-可见分光光度计在波长400～600 nm范围内进行光谱扫描，确定最大吸收波长。

1.2.3南瓜色素色价测定。将“1.2.1”中制备的所有南瓜色素溶液在最大吸收波长处测定吸光度，计算各品种南瓜色素的色价。

E=A×F/100m

式中，E为色价，即单位质量原料的提取物在1%浓度以1 cm比色皿在最大吸收峰处的吸光度；A为实测试样的吸光度，F为稀释倍数，m为试样质量(g)。

1.2.4南瓜色素HPLC分析。色谱条件：色谱柱AcclaimTM120 C18(4.6×250 mm，5 μm)，流动相(甲醇∶二氯甲烷∶乙腈∶水=38∶32∶29∶1，V/V)，检测波长450 nm，检测温度25 ℃，进样量20 μl。

1.2.5南瓜色素最佳提取条件确定[9-10]。结合“1.2.3”和“1.2.4”的结果，筛选出南瓜色素提取条件研究的品种。以筛选出的南瓜品种为原料，通过单因素试验对不同提取溶剂、不同料液比、不同提取温度、不同提取时间进行试验，确定南瓜色素的最佳提取条件。

2结果与分析

2.1测定波长的选择按照“1.2.2”操作步骤，取浓度为2.5 μg/ml的β-胡萝卜素标准溶液在波长400～600 nm范围内进行光谱扫描，结果显示最大吸收波长为450 nm，故测定波长选择为450 nm。

图2　β-胡萝卜素标准溶液的吸收光谱

2.2不同品种南瓜色素色价将“1.2.1”中制备的所有南瓜色素待测溶液在450 nm波长处测定吸光度，根据公式计算各品种南瓜的色价，测定结果如表1。

由表1可知，不同南瓜品种的色素含量差异较大，汕美-9-5-1的色素含量最高，汕美14-1色素含量最低。

表1　不同品种南瓜色素的色价

2.3南瓜色素提取物HPLC分析结果色谱条件：流动相为甲醇∶二氯甲烷∶乙腈∶水=38∶32∶29∶1，V/V)，检测波长450 nm，检测温度25 ℃，进样量20 μl。

注：A.汕美-9-5-1；B.香-1；C.汕美14-1；D.J-4。图3　部分南瓜色素提取物样品的HPLC图谱

HPLC结果显示，不同品种的南瓜β-胡萝卜素含量差别较大，其中汕美-9-5-1中β-胡萝卜素含量最高。β-胡萝卜素为南瓜中主要色素，结合色价测定结果，最终确定汕美-9-5-1色素含量最高，作为南瓜色素提取的目标品种。

2.4南瓜色素提取条件单因素试验

2.4.1提取溶剂的确定。以筛选出的南瓜品种汕美-9-5-1为原料，分别称取4份干燥南瓜粉，每份0.5 g，在其他条件相同的情况下分别加入100 ml不同的提取溶剂，60 ℃恒温水浴回流提取后稀释相同倍数。避光静置，待提取液澄清后取上清液在450 nm波长下测定吸光度，以提取溶剂作为空白。结果得出，提取溶剂石油醚、乙醇、丙酮、二氯甲烷的提取液吸光度依次为0.451、0.601、0.567、0.538。由此可知，石油醚提取效果较差，不宜作为提取溶剂。乙醇、丙酮效果较好，但丙酮挥发性强且有毒性，故选择乙醇作为提取溶剂。

2.4.2料液比的确定。准确称取4份干燥南瓜粉，每份2.0 g，在其他条件相同的情况下，分别按照料液比(南瓜重量与提取溶剂体积比)1∶10、1∶20、1∶30、1∶40 g/ml加入无水乙醇，60 ℃恒温水浴回流提取2 h，冷却后稀释至相同体积，离心，取上清液用722G可见分光光度计在450 nm波长下测定吸光度，以无水乙醇作为空白。结果得出在料液比为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40 g/ml的条件下，提取液吸光度依次为0.266、0.353、0.282、0.277。由此可知，料液比1∶20 g/ml的提取效果最佳，故选择1∶20 g/ml作为最佳提取料液比。

2.4.3提取温度的确定。准确称取4份干燥南瓜粉，每份2.0 g，在其他条件相同的情况下，按照料液比(南瓜重量与提取溶剂体积比)1∶20 g/ml加入无水乙醇，分别在20、40、60、80 ℃条件下恒温水浴回流提取2 h。待冷却后取上清液稀释10倍，用722G可见分光光度计在450 nm波长下测定吸光度，以无水乙醇作为空白。结果得出，提取温度为20、40、60、80 ℃时，提取液吸光度依次为0.513、0.619、0.637、0.687。由此可知，80 ℃时提取液的吸光度最大，因此选用80 ℃作为最适提取温度。

2.4.4提取时间的确定。准确称取4份干燥南瓜粉，每份2.0 g，在其他条件相同的情况下，按照料液比(南瓜重量与提取溶剂体积比)1∶20 g/ml加入无水乙醇，在80 ℃条件下恒温水浴回流提取2 h。待冷却后取上清液稀释相同倍数，用722G可见分光光度计在450 nm波长下测定吸光度，以无水乙醇作为空白。结果得出，提取时间为2、4、6、8 h时，提取液的吸光度依次为0.458、0.511、0.516、0.518。由此可知，在提取时间达到4 h以后提取液的吸光度变化不大，故提取时间选择为4 h。

3讨论

该研究通过对34个不同品种南瓜中色素色价的测定及分析比较，得出所有品种中汕美-9-5-1的色素含量最高，汕美14-1色素含量最低。对不同品种南瓜的色素提取物进行HPLC分析可知，不同品种南瓜之间α-胡萝卜素和β-胡萝卜素的含量不同，相互之间差异较大。通过色价和HPLC对比分析，最终筛选出汕美-9-5-1作为南瓜色素提取条件单因素试验的品种。以汕美-9-5-1为材料，通过单因素试验确定了南瓜色素的提取条件：采用乙醇作为提取溶剂，料液比1∶20 g/ml，提取温度80 ℃，提取时间4 h。因南瓜中色素对光敏感，见光易分解，在提取过程中应当避光处理，所有试验应当尽快在较短时间内完成以保证结果的准确性。

β-胡萝卜素具有良好的维生素A原的活性，能够改善心血管机能，具有抗癌、抗衰老的生理作用。食用β-胡萝卜素含量较高的食品不仅可以防止缺乏维生素A引起的各种疾病，还能降低心脏病、癌症等疾病的发病率[11]。根据34种南瓜色素提取物的HPLC分析结果可知，不同品种中β-胡萝卜素含量不同，相互之间差异较大，可为南瓜品种筛选提供依据。该研究对南瓜中色素的应用尤其是β-胡萝卜素的应用具有参考作用。

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Study on the Pigments of Pumpkin Flesh

XU Shu-wen1, CHEN Long-sheng1, PENG Li-hua2*(1. Anhui Academy of Science and Technology, Hefei, Anhui 230031; 2. Anhui Academy of Applied Technology, Hefei, Anhui 230031)

Abstract[Objective] In order to explore natural edible pigments, pigments of pumpkin flesh were determined and extraction conditions were studied. [Method] Taking pumpkin as raw materials, the color values of 34 varieties of pumpkin were measured by spectrophotometry and β-Carotene in pumpkin was analyzed with HPLC to select the pumpkin varieties for pumpkin pigment extract. The selected varieties were then taken as raw materials for single factor test, which was aimed to determine the optimum conditions for extracting pumpkin pigments. [Result] The results indicated that color value and content analysis with HPLC had shown a certain differences in different pumpkins. The color value of Shanmei-9-5-1, namely 4.15, is the highest. The color value of Shanmei 14-1, namely 0.95, is the lowest one. According to the result of color value and content analysis with HPLC, Shanmei-9-5-1 was selected as the target. Through single factor test, the conditions for extracting pumpkin pigments were determined as follows: use ethanol as extraction solvent with 1∶20 g/ml as the ratio of material to liquid, 80 ℃ as extraction temperature, 4 hours as extraction time. [Conclusion] The study can provide a valuable reference for the development and utilization of natural pigments in pumpkin.

Key wordsPumpkin; Color value; HPLC; β-Carotene

收稿日期2015-11-25

作者简介许舒雯(1979- )，女，安徽亳州人，助理研究员，硕士，从事天然产物研究与开发。*通讯作者，助理研究员，硕士，从事天然产物开发研究。

中图分类号S 642.1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)36-142-03