玫瑰茄红色素的鉴定

《食品与发酵工业》 Food ＆ Ferm entation jndn strie s t990 No．8 玫瑰茄红色素的鉴定 江南生 严 曰仁 唐本琏 (天津轻I业学院食品I程系) 摘要：本文对云南省保山地区潞江坝产玫瑰茄荨片的红 色素利用层析 法，高压液相色谱 法，光谱等技术进行研究，结果证明：红 色素的主要成分是 飞燕革素一8一双葡萄耱苷， 炙车菊素一3一双 葡萄糖苷和微量的飞燕草素一3一葡萄糖苷。 众所周知，食用色素是一种重要的食品 添加剂，它能将食物着色成人们所喜爱的各 种颜色 本文作者对天然植物玫瑰茄红色素 进行鉴定，其 目的是为了开发和综合利用玫 瑰红色素提供必要的科学数据。 玫瑰茄 (日ibincus Sabdar 加·L)，常 见的英文名有Roselle，Karkade，Sorrel等， 玫瑰茄属于锦葵科木槿属一年生直立草本植 物( 。广泛分布于垒球热带，亚热带地区。 目前我国广东，广西 ，云南等省亦有栽培 (2)。 1932年，Yamamato和0shima首先从玫 瑰茄萼片中分离出一种结晶的花青苷，称为 Hibi scin，制定其结构为矢车菊素一8一葡萄 糖苷。1969年，Sbibata和Furukawa采用层 析技术澍定了从台湾进口的玫瑰茄红色素的 结构，发现有矢车菊 素·3·葡萄糖苷 (Cn一 3-G)和飞燕草素一8一接骨木二糖 苷 (Dl一 8-Gx)。1973年 经c．T．Du和F．J．Fr- anei s对千里达 (Trinidad)产的玫 瑰 茄 红 色素进行屠析分离和鉴定，报道的主要色素 为飞燕草素·8·接骨术二糖苷 (Delphinid· in一3·Sambublo side)和矢车菊素·8·接骨 术二糖苷 (cyanidin一8-Samhubieeide)， 其次为飞燕草 素·3一葡萄糖苷 (Delphinidin · 3一glueo side)和矢车菊素一8一葡 萄 糖 ．昔 (Cyanidin一8-gl-UeO side) ( 。 问 一种植物在不同的地方栽培，由于受 当地气候，土壤诸多因素的影响，必将影响 某些物质的结构。而有关我国产玫瑰茄红色 素结构尚未见报道，因此有必要对我国产玫 瑰茄红色素进行基础研究。 材 料 与 设 备 材料：云南保山地区潞江坝产玫瑰茄干 萼片，由省亚热带植物研究所提供。 仪器与设备t 紫外可见光谱仪：岛津，双波长光 谱仪uV·3000。 高压敞相色谱仪 I B|OTRONIK HPLC 流动相t甲醇 t水 t冰醋 酸 19 t 71 t 10。 。 流动相流速1 0．5rot／rain，柱子l Zor— box ODS 4．6×250ram 压力l 80bar玻璃层析缸 ：20×30em， 20×20×15cm 检澍波长 I 52Ohm 真空旅转薄膜蒸发器 实 验 方 法 1．玫瑰茄红色素样品制备 维普资讯 http://www.cqvip.com 取 夫量的玫瑰茄萼 片，在 室 温 ，用 l HCI甲醇谤掖浸提24J],11~，低干40。C真 空浓缩，其浓缩液为层析用 样 液 ， 置 4。C 贮存，供分离鉴定用。 2．分离和鉴定 (1)单向层析系统 纸屠析： (上行法)新华 1号层析滤纸 l5×30cm 薄层层析：商品硅胶板15×1 5cm，0．2M NaH PO。浸溃，室温干燥24J]、时，u0 c活 化 1小肘。 下．层析用溶剂系统 辩 比 V』V 健 上 B u A H W c【 1 l 1 ‘ 谁HcjI水 8 I 7 寺相 水 |t，Hc【 82‘l 5I 8 夸 ■ t冰H吐 |水 *dOI 5 I 5 旨 LW Ⅱ一正丁■ t 辞 l乖 40●l1，19 }扣 -·正T■l自目：术 2I TIi 每扣 0●i ％备^ (2)堆一花青苷的纯化和静j备 根据Franci s(‘ 的建议，将粗色素提取 浓缩波首先用BAW溶剂进行上行纸层 析 展 开分离。由于层析高度钓限制，12小盼后取 出，晾于，再进行二次层析，此时能分出较 为明显的独立的=个色谱带。小心剪下，分 别用MAW溶液洗脱。 (8)花青苷色素配基的鉴定 a．色素初步鉴定：用分光j 度计测定 花青苷在o．1 盐酸甲醇溶液中在最大吸 收 波长和44ohm下的吸光度(“。并且加入5 (w／))的AICl3甲醇溶液擞滴，。观察 其 最 大吸收波长的变化。 b．根据日本学者刈米达 著 《植物 化 学》 (P．130) 花青苷配基可由黄酮醇还原 面成，即： 0‘ ■t奠● r a r， 、 Ⅱ 先将市售的料皮黄素溶于乙醇溶液中， 然后加入镁粉和少量的盐酸，颜色立印由黄 变红，将该还原产物与完全酸水解后的花青 苷配基在BAW，HAcHCI，BuHCI和 1 HC1 展开剂中展开，同时层析，比较其Rf值，并 同时进行紫外可见光谱分析，比较其最大吸 收波长。 e 4)高压液捆色谱分析 将经G 4漏 斗过螅后的色素上 清 波，用 微量进样管注入高压液桐色谱仪。 (5)层析Rf值 采用3_5×30cm新华 1号层析滤纸，用上 行法测定花青苷经BAw，BuHCI，HAcItCI 和 1 【丁ct层 析 怕 Rf值，层 析 温 度20± 2 。C。 (6)受控酸水解 分别吸取 2ml经纯化后的色素 液 各 加 入2 ml 2 NE1CI，在沸水豁上水解花青廿 甲 醇溶液。分别在 0，1，2，8，5， 】0， 15分钟时取样，依次在3_5×30cm层析纸上点 样，经8Aw，BultCI，HAcHCI~I 1 ltCl 层析 (7)糖组成的鉴定 酸水解液经正戊醇抽提后的水相用于糖 组成的鉴定，由于抽提液中台有盐酸，所以 将台有盐酸的标准葡萄糖，术糖，半乳糖等 -- ~ ISAW，BA。W，BEw纸层析J经A-W 薄层层析。 结 果 与 讨 论 1．层析后对色素赶点的初步鉴定 对层析后的色素斑点 自上向下编为 1、 2、 8号，可以清楚地看到， 1号 、8号色 素呈桔红色，2号色素呈紫红色。食品中主 ‘ 9 维普资讯 http://www.cqvip.com 要l’ 0种花青苷衍生物的颜色从桔红到紫红 色，按结构排列颇序为：PI(天监螫素)， CY(矢 车菊素)． Pn(芍 药 色 素)，M v (锦葵邑素)．Pt(牵牛耗素)和D1( 燕 草素)。因此，l号和3号色素可能是 PI、 Cy和Pn的衍生物。 2号色素可能是M v、Pt 和DL的衍生物。 2．A1C1 s反应实验 ‘ 花青苷按照 B环上有无邻位酚羟基分为 两类，具有邻位酚 羟 基 的 C．y，D1．和 Pt对 A1C1。呈阳性反应。结果表明， l号 2号 色素液的 ⋯^ 都 向长波方向移动 ， 即AIC】s 阳性反应。因此 1号色素可能为cy衍生 物 ． 2号色素可能为Dl或Pt衍生物。由于 3号色 素量微 ，收集困难，鉴定意义不大，省去。 3．光 谱学方面的数据 l号和2号色素，用紫外分光光度计测 得其最大吸收波长和吸光度 (见表 ；)。 表2． 1号、 2号色素的光谱数据 ． 编号J ⋯^ j A⋯ J A 。0 J A。 。／A⋯ J ～ } ⋯ 一 j一- ⋯ f～ ． ． 一 l 】528 -0．096 1 0．024 25 { l 2 543 0．29 1 0．054 18．6 根据F．J．Francis的结沦“)，单一艳奇 督在 0．1 HCI甲醇溶液中通过测定At⋯ m 和A⋯ ，从A。 。／A⋯ 的比值可以 推 断 C Y 和Dl花青苷在 8位或 5位带 有 糖 苷 (见 表 8) 。 表5．Cy和D1的特征值 (A t o／A⋯ ) 名称J 3位时A。 A⋯j 5位时虬． ／A⋯ — l — — — — — — — — ， l cy【 D1 。 24 18 13 11 比较表 2和表 8，我们有充 足 理 由 认 为t 1号、2号色素均为 3位糖苷花青苷衍 生物。 4． 1号色素配基的鉴定 根据日本学者的结论，本文将掬}皮黄素 还原后的产物作为矢车菊素配基的标准品鉴 定 1号色素花青苷配基，数据见表 4。 所以可以基本确认，1号色素花青苷的 配基是矢车菊苷配基 0Ⅱ 驰 表4-还原产物和1号色素配基层析Rf_ 博^比较 名 祢 还原产物 丑AW 1号色素配基 6O cy 59 BuHC】 l 5． 2号色素配基的鉴定 前述证明 了l号色素配基为矢车菊苷， 根据 日本岛津制作所高压液相色谱 有关z。一 rbox ODS柱子应用研究图谱表明， 对 6种 食品中常见的花青苷配基的分离顺序为 (按 出峰的先后)Dl、cy、 f、PJ、Pn、Mv， 值得注意的是在Cy前出峰的只有 D1． 因 此 ·20 · 我们傲了三种状态的高压液相色谱图；(1) 玫瑰茄色素混台波． (2)控制酸水解2分 钟时的色素混合液， (3)控制酸水解2O分 钟时的邑素混台液 (见图1)。 从 (2)和 (3)图谱来看，两个色素 的槽对位置没有变，只是糖苷被水解脱离配 基，而使得配基的出峰时间延长，所以可以基 维普资讯 http://www.cqvip.com 图 1． (1)、(2)、(3)三种状 况下 的高压液相 色谱 图 本确认 2 色素配基为飞燕草苷配基。 OH 4 0H = 删 flit 6．层析Rf值 2号色素在HAcltCI和 1 HCl系 统 中 分为两个斑点，分 别 记 为 2一l和 2—2。 2一l斑点占绝对优势。这个现象与C．T．Da 和F．J．Eranci s所做层析时韵现象一样” ， 比较其Rf值，结果见表 5。 发现 2—2号色素与Dl一3一G的 Rf值非 常吻合。由于采用的方法和层析液与Fran c— i s的一样 ，所以可以鉴定 2—2号色素为D1- 8G，即飞燕草素一3一葡萄搪苷。 表5．层析Rf值比较 名 称 l 2 — 1 2 — 2 Cy一 3 Gx(” BAW 42 36 31 BuHCI { HAcHCI 28 25 10 22 48 44 15 52 1 HC1 20 18 8 28 但 1号色素和 2—1号色素与Cy-3一G x 和DI一3 Gx的层析Rf值相差较大，仔细观察 可以发现， l号和 2—1号 色 素 的 BAW 和 BuHCl的Rf都高于 Cy一3Gx和 DI一3Gx的 值，增长比例近似相 同，而HAcHCI和 l HCl的Rf值又低 于 Cy-3 Gx和 D1-3 Gx的 值，并且很对称。虽然国产新华 1号层折滤 纸与Whatman No．1号 层 析 滤 纸 有 所 差 别，但差别很小，2—2号色 素 的 Rf值 与 DI一8 G的值吻合较好。如排除这个 因 素， 那么对这种情况的唯一解释就是 1号色素和 2一l号色素的糖 苷 不 是Cy一3 Gx和 DI一8 Gx中的Gx。 7．受控酸水解 从 l号色素和 2号色素的图 谱 上 可 看 到，它们都其有 8个斑点，说明它们都带有 双糖苷，为便于列表，假设双糖苷 为 XY， 表 6是控制酸水解色素降解片段的Rf值和参 ·2l · 维普资讯 http://www.cqvip.com 表B．1号、2号色素控制酸水解色素片段的Rf值 色素名称 I BAW BuHC1 HAcHCl 1 HC1 GY一 3 XY 1 42 27 48 19 CY一 3 X 39 62 17 4 CY 59 67 6 1 Dl一 3 XY 37 23 d4 15 D1～ 3 X 28 11 1 3 8 D1 42 33 3 0 CY一 8 C(。) 38 24 24 8 Gy( ) 59 68 8 l DI一 8 G (‘) { 26 11 18 8 D1 c ) 43 2 0 考文献Rf值。比较结果认为x为葡萄糖。 8．糖组成酶鉴定 。 将经正戊醇抽提后的水相滩缩后，用纸 层析法和薄层层析法鉴定糖组成，结果见表 7 o 表7．1号、2号色素完全水解后糖 ‘配基的R。值 BAW f 1．00 f1．33f 1．00 1．00 灰绿’ BA W 1．00 1 1．00 1．00 灰 绿 BEW 1．00 1．00 1．00 灰 绿 ( ) 1舢 。 1．0。 灰绿 。使用银 氨溶 液显 色 从图谱上表明，1号 号色素均只得到 1个糖斑，且为葡萄糖，根据表 7结果，认 为糖基由双糖组成，所以可以推断 1号色素 和 2号色素的糖基为G—G糖苷。 综上所述，作者鉴定了我国云南产玫瑰 茄红色素的两种主要色素和一种微量色素。 较大量的是飞燕草素一8一双葡萄糖苷 (DI一 5一GO)，披之为矢车菊素一3一双葡萄糖苷 (C y·3一GG)和微量的飞燕草素·8一葡 萄 · 22- R--U6 一 、 “ gy-3-GG 小 结 本实验结果 与c．T．Du和F．J．Fra— ncis1974年鉴定千里达 (委内瑞拉东北海岸 外一个小岛)的玫瑰茄红色素结构结果有出 入。排除滤纸的影响，可以认为间一种植物 红色素结构不同是由于各产地土壤，巷质和 气候等差别造成的。比较表 5中的Bf值，可 以粗略地认为 本糖是 5碳糖 ，葡萄糖是 6碳 糖，那么双葡萄糖苷比接骨术二糖苷多一个 羟基。所以在含有正丁醇的展开剂中，获得 的Rf值高于Franci se获摄的Rf值，在水溶剂 系统中Rf值就低于Franci se的Rf值。 作者因时间及仪器的限制未能进一步从 四大谱圈证实，但作者使用的对比方法是花 青素常用的攀定方法。所得结果与前人结论 维普资讯 http://www.cqvip.com 虽不完垒符合，但能很好地解释其原田。所 以作者认为本文的结论是可信赖的。 1． 2 ． 参 考 文 献 A ．C．Ze ven， P．M ． ZbukOv sky Die— tionar Y of Culti vated Plant s and Their C ent re s of Diver sitY， W agon— ingeⅡ 1975， 1 24 李芳洲；福建外米植物志要 果树部分》， 福建 省 亚热带 植物 研究所油印 ，】978， P． 8 8． C．T．Du， F． ．Franci I J．Food Sci．， 1973， 38， No．5， 810 4． Markaki s．P．；Anthocyanin R a s Feed Colours， 1982 5 ． ELla sd， Dekazo s．； J ． Fd ． Sei．， 1970， 35， N0．8 ， 237 6． C．T．Du，F．J．Franei。， J．Fd． Sci．， 1936， 40， N0．6 Identification of Red Pigment of Roselle Jiang Nansheng Yah Yueren Tang Benlian (Tianjin Light lndu stry In stltute，Tianjin) Ab stract Thi s paper pre sent 3 a preliminarY studY on the red pigment of dried calyxe s of Re selle． The pigment is analy sod hY chromatographY， high—performance liq— uid ch romHtography， 8p ctr。ph0t0met y and othe r method S． The result showed Ihat the main pigments of Roselle]led ate delphinldJn一3一diglncosids(DI一3一GG)， cyanidin一8一digluce aids (Cy一8一GG) ，and delphinidin一8一gluco aid (DI一3一G) ． 维普资讯 http://www.cqvip.com