洛陽師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 趙成銀 郭晨利 劉沛華 邢佳佳

鄭州海關(guān)技術(shù)中心 范一霖

河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 王煜

牡丹是原產(chǎn)于我國的芍藥科落葉小灌木，其花朵大而艷麗，觀賞價(jià)值較高，被譽(yù)為“國花”。牡丹在秦漢早期主要被用作藥材，從隋唐時(shí)期開始進(jìn)入宮廷被用于園林觀賞，在北宋時(shí)期達(dá)到了園林觀賞的歷史高峰，然后逐漸在全國各地被廣泛栽培。洛陽有“千年帝都，牡丹花城”的美譽(yù)，是中原牡丹的栽培中心。目前洛陽栽培的牡丹包含黃、白、粉、紅、藍(lán)、綠、紫、黑及復(fù)色等9 大色系，有10 種花型，共 1200 多個(gè)品種。牡丹花中花青素含量豐富，具有較高的食用價(jià)值和保健價(jià)值，市場(chǎng)上已推出茶、酒和美容用品等牡丹花加工產(chǎn)品。

花青素是自然界中廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬于類黃酮化合物。水果、蔬菜、花卉等五彩繽紛的顏色主要與花青素的積累有關(guān)。研究表明：花青素對(duì)保持人體健康具有積極的作用，能夠改善肝腎功能，抑制肝癌細(xì)胞的增殖并使其凋亡，調(diào)控細(xì)胞炎癥反應(yīng)，對(duì)阿爾茨海默癥起到一定的治療作用。此外，花青素具有一定的抑菌和保鮮作用，特別是對(duì)于金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、青霉菌等具有抑制作用，經(jīng)花青素處理過的植物的失重率和腐敗率均有所下降。

花青素的穩(wěn)定性較差，易受溫度、pH、金屬離子等各種理化因素影響。高溫能夠破壞花青素的穩(wěn)定性。草莓溫度高于60 ℃、馬鈴薯溫度高于80 ℃時(shí)，花青素穩(wěn)定性明顯下降。不同金屬離子對(duì)于花青素的影響程度不同。張艷暉團(tuán)隊(duì)在對(duì)紫色番茄花青素穩(wěn)定性進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，受測(cè)的金屬離子中Mg2+、Ca2+、Al3+、Na+、Mn2+與花青素穩(wěn)定性呈正相關(guān)關(guān)系，而Zn2+、Cu2+與花青素穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。pH 對(duì)于花青素的穩(wěn)定性也有一定的影響。張海霞等研究表明，紫色馬鈴薯花青素在pH 為2.0 和3.6 時(shí)穩(wěn)定性較好，pH 為7.4時(shí)穩(wěn)定性最差。

本試驗(yàn)以牡丹花青素為研究對(duì)象，探討pH、溫度和金屬離子對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響，研究結(jié)果為牡丹花的深加工利用及花青素相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

一、材料與方法

（一）試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)采用了“冠世墨玉”“貴妃插翠”“香玉”和“洛陽紅”四個(gè)牡丹品種。牡丹花采自河南省洛陽市牡丹研究院農(nóng)場(chǎng)中。

（二）牡丹花色的分析

對(duì)采摘的牡丹花朵進(jìn)行拍照，隨后將樣品帶到顯微鏡室，分別在花瓣以及花斑處做表皮細(xì)胞玻片，在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察并拍照。

（三）牡丹花青素和類黃酮的提取與測(cè)定

取不同品種的牡丹花，將花瓣和花斑用剪刀分離，用電子天平分別取1 g 置于冷藏過的研缽中；配置100 ml 的酸性甲醇提取液（甲醇：蒸餾水：濃鹽酸=70：29.9：0.1）；取6 ml 提取液加入研缽中，快速研磨至糊狀并倒入離心管中，12000 rpm 離心5 min，取上清液即為總黃酮溶液；用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)530 nm和350 nm 的吸光值作為花青素和類黃酮相對(duì)含量。

（四）不同pH 提取液萃取總黃酮

用酸度計(jì)檢測(cè)配制好的酸性甲醇溶液的初始pH，并逐滴滴加配置好的NaOH 溶液，分別配置pH 2～10的提取液。取“洛陽紅”的花瓣做材料，在不同pH 的提取液中萃取花瓣中的總黃酮。將獲得的總黃酮溶液置于4 ℃冰箱中，48 小時(shí)后采用紫外分光光度計(jì)法測(cè)定花青素含量。

（五）不同溫度處理花青素萃取液

將pH 為2、5、9 的牡丹花青素提取液分別置于23℃、50 ℃和80 ℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中，每隔四小時(shí)取出樣品進(jìn)行對(duì)照拍照，觀察顏色變化；48 小時(shí)后采用紫外可見分光光度計(jì)法測(cè)定花青素含量。

（六）不同金屬離子處理花青素萃取液

取“貴妃插翠”牡丹花的花青素萃取液，分別加入一定量含有Cu2+和Fe2+的溶液。兩種金屬離子濃度梯度設(shè)置為0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L、0.7 g/L。不同處理的花青素萃取液放在4 ℃冰箱中，觀察顏色變化，48 小時(shí)后采用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定花青素含量。

二、試驗(yàn)結(jié)果

（一）牡丹的花色分析

4 個(gè)品種牡丹花朵的直徑相差不大，大約在11～13 cm 之間，顏色分別為為白色，粉色，紅色和黑色。我們對(duì)牡丹花的表皮細(xì)胞進(jìn)行了觀察，“香玉”的表皮細(xì)胞中幾乎看不到色素，“貴妃插翠”細(xì)胞中色素含量較少，“冠世墨玉”細(xì)胞中色素含量最多。

（二）花青素和類黃酮的含量分析

由圖1 可以看出，4 個(gè)牡丹品種花青素和類黃酮的含量各不相同?！跋阌瘛敝形礄z測(cè)到花青素和類黃酮，其余三個(gè)品種中類黃酮含量差異不大。4 個(gè)品種中花青素含量差異顯著，“冠世墨玉”含量最高，“洛陽紅”次之，“貴妃插翠”最低。由于“洛陽紅”和“冠世墨玉”含有色斑，我們對(duì)斑中的花青素和總黃酮也進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，“冠世墨玉”色斑中花青素含量高于“洛陽紅”。

（三）pH 對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

不同pH 的研磨液提取出的“洛陽紅”花青素顏色深淺有所不同。在pH=2 時(shí)，花青素的顏色最紅，48小時(shí)后顏色沒有明顯的變化。而pH ＞3 時(shí)，顏色變成粉紅色，48 小時(shí)后顏色變?yōu)榈凵?。由圖2 可以看出，花青素穩(wěn)定性受pH 的影響。提取液pH 為2～7 時(shí)，花青素的含量逐漸下降；pH 為7 時(shí)，花青素的含量最低；pH 為7～10 時(shí)，花青素的含量逐漸升高。

（四）溫度對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

在不同pH 條件下，溫度對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響如下：在pH 為2 和9 的條件下，花青素含量隨著溫度的升高呈下降趨勢(shì)。pH 為5 的條件下，23℃和50℃處理后花青素含量無明顯變化，但是大于50℃處理后花青素含量降低。

（五）Fe2+和Cu2+ 對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

取“貴妃插翠”的花青素提取液，分別加入Cu2+和Fe2+濃度為0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L、0.7 g/L 的溶液。結(jié)果表明，在相同的條件下，隨著金屬離子濃度的升高，花青素提取液的顏色會(huì)變淺一些，花青素的含量也呈微弱下降趨勢(shì)。

三、討論

通過對(duì)4 種不同花色的牡丹分析發(fā)現(xiàn)，顏色越深的牡丹花內(nèi)色素含量越高，而且?guī)в猩叩幕ò暝谏咛幍纳睾恳话惚绕渌胤蕉?。通過觀察表皮玻片可以看出，大多數(shù)品種的牡丹花，色斑處的色素主要集中于上表皮細(xì)胞之中，下表皮細(xì)胞多數(shù)都沒有顏色。不同的pH 和溫度條件下，牡丹花青素的穩(wěn)定性不同。在低的pH 下，牡丹花青素的穩(wěn)定性比較好；當(dāng)pH 大于3 時(shí)，牡丹花青素的穩(wěn)定性會(huì)逐漸降低；在pH 為 5～8 時(shí)，牡丹花青素的穩(wěn)定性最差。

溫度對(duì)牡丹花青素穩(wěn)定性的影響在超過50 ℃之后比較明顯。這說明當(dāng)溫度高于50 ℃時(shí)，牡丹花青素的穩(wěn)定性會(huì)受到一定的影響，溫度越高所受到的影響越大。選取的兩種金屬離子中，F(xiàn)e2+對(duì)牡丹花青素穩(wěn)定性的影響比較大，而且和濃度有關(guān)系，濃度越高對(duì)花青素的穩(wěn)定性影響越大。Cu2+對(duì)牡丹花青素穩(wěn)定性的影響稍微小一些，并且Cu2+的濃度對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響不大。