10種提取液對菊花花瓣中類胡蘿卜素提取效率的影響

摘要：類胡蘿卜素是菊花中一類重要的呈色物質，高效提取類胡蘿卜素對于分離和鑒定色素組成以及研究菊花的呈色機理十分重要。分別采用丙酮、甲醇、無水乙醇、無水乙醚、石油醚、丙酮∶石油醚不同體積比（１∶１、１∶２、１∶４、２∶１、４∶１）１０種提取液，提取菊花品種光輝及Reagan Orange舌狀花中的的類胡蘿卜素，用紫外-可見光分光光度計測定提取液中類胡蘿卜素的相對含量。結果發現，不同提取液中菊花類胡蘿卜素的提取量不同；醇類為菊花中類胡蘿卜素較適合的提取液。結果還表明，菊花中含氧類胡蘿卜素含量較高。

關鍵詞：菊花花瓣；類胡蘿卜素；提取液

中圖分類號：Ｓ６８２．１＋１文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）15－3152-04

Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ten Ｅｘｔｒａｃｔs ｆｏｒ Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ Ｐｅｔａｌｓ ｏｆ Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ

ＣＨＥ Ｙｕｅ，ＷＡＮＧ Ｐｕ，ＳＵＮ Ｗｅｉ，ＤＡＩ Ｓｉ－ｌａｎ

（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｆｌｏｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Beijing １０００８３，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｏｌｏｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｎ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ， ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｈｉｓ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ for ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｇｍｅｎｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｏｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ． １０ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ were used， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｅｔｈｅｒ， ｍｅｔｈａｎｏｌ， ａｎｈｙｄｒｏｕｓ ｅｔｈｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ， ａｎｈｙｄｒｏｕｓ ｅｔｈｅｒ， ａｃｅｔｏｎｅ， ａｃｅｔｏｎｅ ∶ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｅｔｈｅｒ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｔｉｏｓ （１∶１； １∶２； １∶４； ２∶１； ４∶１） ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｅｔａｌｓ ｏｆ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ ‘Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ’ ａｎｄ ‘Ｒｅａｇａｎ Ｏｒａｎｇｅ’． Ｔｈｅ relative ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ＵＶ－ＶＩＳ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｓ ｖａｒｉｅｄ ｉｎ １０ ｅｘｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ； Ａｌｃｏｈｏｌ waｓ ｍｏｒｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｏｆ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ； Ｉｔ ａｌｓｏ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｉｎ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ waｓ ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｎｄ ｉｔ ｃould ｌａｙ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ｉｎ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ； ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ； ｅｘｔｒａｃｔs

菊花（Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ ｍｏｒｉｆｏｌｉｕｍ Ｒａｍａｔ．）原產于我國，是我國栽培歷史最悠久的傳統名花之一。它不僅色彩艷麗，而且具有不畏風寒、傲霜怒放的特點，自古以來深受廣大人民群眾的喜愛［１］。菊花中的色素主要由葉綠素、類胡蘿卜素和類黃酮等色素組成，都屬于植物次生代謝的產物，一般多存在于葉片或花瓣的上、下表皮，有時深層的葉肉和花瓣細胞內也含有色素［２］。目前研究認為，菊花黃色系品種中的色素主要由類胡蘿卜素構成［３］。

類胡蘿卜素是一種廣泛存在的天然色素，可以作為食品添加劑和化妝品的天然色素，也具有防止心血管疾病等藥理作用。迄今為止，人們已發現了超過６００種的天然類胡蘿卜素［４］。在觀賞植物研究中，類胡蘿卜素作為一種重要植物色素，已逐漸得到眾多關注。類胡蘿卜素是胡蘿卜素和胡蘿卜醇的總稱，胡蘿卜素分子只由碳和氫構成，故也可以稱為碳氫化合物。胡蘿卜醇是胡蘿卜素的氧化物，屬于高級醇［５］。類胡蘿卜素一般以沉積或結晶狀態存在于細胞質內的色素體上，為脂溶性物質［５］。其化學性質不穩定，遇光、酸、氧及高溫易降解。提取類胡蘿卜素可以根據“相似相溶”的規律，即含氧類的類胡蘿卜素（葉黃素）在極性強的有機溶劑中的飽和溶解度高，只由碳氫組成的類胡蘿卜素（胡蘿卜素）在非極性的有機試劑中的飽和溶解度高［６］。提取類胡蘿卜素的方法主要有溶劑提取法、酶反應法、超臨界流體萃取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法。

目前國內對植物中類胡蘿卜素的研究大多集中在蔬菜、農作物、水果等材料中。觀賞植物中，同為菊科的萬壽菊和金盞菊等，因其內部富含葉黃素，有一定的藥理作用［７-１０］。但對于菊花中類胡蘿卜素的研究十分有限［11-17］。本試驗嘗試用10種不同提取液（含不同配比）對菊花２個品種中的類胡蘿卜素成分進行提取，并分析不同提取液中提取量的差異，從而篩選出適宜的提取液，為進一步分析菊花類胡蘿卜素含量及化學成分奠定基礎。

１材料及方法

１．１材料

１．１．１菊花分別為中國傳統菊花品種光輝及多頭切花小菊Ｒｅａｇａｎ Ｏｒａｎｇｅ，均為黃色系；菊花品種光輝的舌狀花于２００８年秋季采收后，在－４０ ℃冰箱中冷凍保存備用；菊花Ｒｅａｇａｎ Ｏｒａｎｇｅ組培苗購自荷蘭ＣＢＡ公司，種植于北京林業大學人工氣候室內，營養生長時期每天給予１４ ｈ光照，生殖生長時期給予８ ｈ光照，溫度條件為２２ ℃，濕度４０％。待開花后將舌狀花取下，置于液氮中速凍，保存在－８０ ℃冰箱中備用。

１．１．２試劑石油醚、甲醇、無水乙醇、丙酮、無水乙醚，均為分析純。

１．１．３儀器ＴＵ－１９０１雙光束紫外－可見光分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；分析天平；ＣＳ－Ｈ１型混合器（北京博勵陽科技公司）；ＭＩＫＲＯ－２２Ｒ臺式高速冷凍離心機。

１．２方法

１．２．１備選提取液的確定分別采用丙酮、甲醇、無水乙醇、無水乙醚、石油醚以及丙酮與石油醚按不同體積比（１∶１、１∶２、１∶４、２∶１、４∶１）的５種混合液共１０種提取液，按順序分別命名為組１～１０。

１．２．２提取方法準確稱取菊花花瓣０．１ ｇ，立即用液氮研磨。分別加入１０種不同提取液，均為５ ｍＬ。充分振蕩，用錫箔紙包裹，放于４ ℃冰箱中，在避光條件下過夜（提取８ ｈ以上）。用漏斗過濾，在４ ℃，

８ ０００ ｒ／ｍｉｎ離心１５ ｍｉｎ，取上層清液。

１．２．３類胡蘿卜素含量的測定每個菊花品種、每種提取液處理重復３次，用紫外－可見光分光光度計在４００～５００ ｎｍ對提取上清液進行掃描，記錄各處理的最大吸收峰處的光密度，根據類胡蘿卜素的消光系數，按照下式進行含量計算［９］。

２結果與分析

２．１Ｒｅａｇａｎ Ｏｒａｎｇｅ不同提取液中的類胡蘿卜素含量差異

利用菊花品種Ｒｅａｇａｎ Ｏｒａｎｇｅ進行類胡蘿卜素提取和分析的結果發現，在提取條件完全相同的情況下，１０種提取液中的類胡蘿卜素含量差異極顯著。丙酮、甲醇、乙醇３種極性較強的提取液中類胡蘿卜素含量明顯高于其他７種提取液（表１，表２）。其中，乙醇提取的類胡蘿卜素含量是丙酮提取液的１．０８倍，甲醇提取出的類胡蘿卜素含量是丙酮提取液的１．０６倍。比較提取效果發現：乙醇＞甲醇＞丙酮（圖１）。

２．２光輝不同提取液中的類胡蘿卜素含量差異

對于光輝品種，在其他提取條件均相同的情況下，１０種提取液中類胡蘿卜素提取量差異極顯著。甲醇、丙酮∶石油醚（１∶１）混合液、乙醇３種提取液提取的類胡蘿卜素含量明顯高于其他７種提取液（表３，表４）。其中，甲醇中類胡蘿卜素含量是丙酮∶石油醚（１∶１）混合提取液中的１．１８倍，乙醇提取液中的含量是丙酮∶石油醚（１∶１）混合液提取液的１．１２倍。因此，各種提取液的提取效果為：甲醇＞乙醇＞丙酮∶石油醚（１∶１）（圖２）。

３討論與結論

丙酮和甲醇均可與水以任意比例混合，是從含水的生物材料中提取類胡蘿卜素最經常使用的溶劑［６］。由碳氫組成的類胡蘿卜素（胡蘿卜素）在非極性的有機試劑中的飽和溶解度高，易溶于石油醚類，而不溶于醇類；而含氧的類胡蘿卜素（葉黃素）在極性強的有機試劑中的飽和溶解度高，因此和醇的親合性高［５］。

本研究采用１０種不同提取液對２個菊花品種進行類胡蘿卜素提取，并對提取液中的類胡蘿卜素含量進行了測定和比較分析。結果表明，不同提取液中類胡蘿卜素含量有明顯差異。其中醇類提取液提取的類胡蘿卜素含量最高。由于醇類物質經濟、安全，較之大多情況下使用的丙酮、丙酮∶石油醚混合液等有機溶劑不會對人體造成危害。因此，醇類可以作為提取菊花類胡蘿卜素的理想溶劑。

本試驗中醇類等極性溶劑提取菊花類胡蘿卜素的含量較高。這一結果表明，菊花中類胡蘿卜素更易溶于極性較強的溶劑中。據此推測，提取液的類胡蘿卜素中極性較強的含氧衍生化合物含量較高。這可初步驗證菊花中存在許多酯類化合物［６］。這一結果為進一步對菊花中類胡蘿卜素的化學成分分析提供了依據。

綜合對兩個品種分析的結果可以看出，甲醇更適合光輝中類胡蘿卜素的提取，乙醇更適合Ｒｅａｇａｎ Ｏｒａｎｇｅ中類胡蘿卜素的提取。這一結果表明，這兩個品種中的類胡蘿卜素成分有所差異。對于不同品種中類胡蘿卜素成分及含量的差異分析，可以為我們提供更多關于菊花花色形成的化學機理的信息。

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