紫色辣椒“黑珍珠”的色素分析

摘要：采用紙層析、薄層層析法和切片觀察分析測定了紫色辣椒（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ｆｒｕｔｅｓｃｅｎｓ ｖａｒ． Ｌ．）“黑珍珠”葉片和果實中光合色素及其在表皮中的分布情況，分析了花色素的種類及葉片和果實的呈色原因。結果表明，紫色葉片和紫果中的色素主要為花色素，且至少含有兩種不同成分；而成熟的紅果中的色素主要為類胡蘿卜素，種類多達１０余種；葉片和果實中的主要色素隨生長期不同而改變，幼葉中為葉綠素，成熟葉中為花色素，而果實則是幼期為葉綠素，中期為花色素，后期為類胡蘿卜素。試驗為紫椒中色素的進一步開發利用提供了基礎。

關鍵詞：紫色辣椒；色素；紙層析；薄層層析

中圖分類號：Ｓ６４１．３文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）11－2275-03

Detection and Analysis the Pigments in Leaves and Fruits of “Black Pearl”

Purple Pepper

ＤＡＩ Ｂｉｎ，ＬＩＵ Ｈｕａｎ，ＬＩ Ｙｉｎｇ，ＷＵ Ｈａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ－ｎｉｎｇ，ＬＵ Ｘｉａｏ－ｐｉｎｇ

（Ｇｏｌｄ Ｍａｎｔｉｓ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｕｒｂａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｓｏｏｃｈｏｗ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｕｚｈｏｕ ２１５１２３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ， ｐａｐｅｒ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ， ｔｈｉｎ ｌａｙｅｒ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ｓｌｉｃｅ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ，ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ， ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ａｎｄ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ａｎｄ ｆｒｕｉｔｓ ｏｆ ｐｕｒｐｌｅ ｐｅｐｐｅｒ ＂Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌ＂． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ａｔ ｌｅａｓｔ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ ａｎｄ ｆｒｕｉｔｓ ｏｆ ｐｕｒｐｌｅ ｐｅｐｐｅｒ． Ｗｈｉｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｔｕｒｅ ｒｅｄ ｆｒｕｉｔｓ， ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｔｅｎ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｉｇｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｉｇｍｅｎｔ ｏｆ ｌｅａｖｅｓ ａｎｄ ｆｒｕｉｔｓ ｃｈａｎｇｅd ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ： ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ waｓ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｉｇｍｅｎｔ ｉｎ ｙｏｕｎｇ ｌｅａｖｅｓ， ｗｈｉｌｅ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ waｓ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ｉｎ ｍａｔｕｒｅ ｌｅａｖｅｓ． Ｉｎ ｆｒｕｉｔｓ，ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ，ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ ａｎｄ ｃａｒｏｔｅｎｅ waｓ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｉｇｍｅｎｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｆｒｏｍ ｙｏｕｎｇ ｆｒｕｉｔ ｐｅｒｉｏｄ ｔｏ ｍａｔｕｒｅ ｆｒｕｉｔ ｐｅｒｉｏｄ． Ｉｔ ｌａｉｄ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｉｎ ｐｕｒｐｌｅ ｐｅｐｐｅｒ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｕｒｐｌｅ ｐｅｐｐｅｒ； ｐｉｇｍｅｎｔ； paper ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ； thin layer chromatography

目前國內外對于植物色素的提取、分離、純化、鑒定以及呈色機理已有深入研究［１，２］。于曉楠等［３］分析出天竺葵色素呈現磚紅色，矢車菊色素及芍藥花色素表現為紫紅色，而翠雀素、矮牽牛色素及錦葵色素表現為藍紫色。ＴＡＫＥＭＵＲＡ等［４］通過高效液相色譜法分析了８４個唐菖蒲栽培品種花瓣中的花色素，得出紫花中主要色素為錦葵色素。

辣椒（紅果）色素的組成主要包括辣椒紅素、辣椒玉紅素、β－胡蘿卜素、β－胡蘿卜素異構體、葉黃素、玉黃素等十多種色素［５］。不同成熟期的辣椒果實中類胡蘿卜素（辣椒紅素、辣椒玉紅素等）含量及葉綠素的含量都有很大的變化。有文獻報道，從結果期到果實完全成熟，類胡蘿卜素總量和紅色類胡蘿卜素含量分別增加６６和１２４倍，而葉綠素的含量到成熟期時接近零［６］。

紫色辣椒幼葉為綠色，但隨著生長很快變成紫色，而幼果為綠色，并逐漸著紫色，成熟后期變成紅色，花期、掛果期長，觀賞價值高；而且富含花色素，是天然色素良好的提取原料。本文以紫色辣椒為材料，用紙層析和薄層層析的方法研究紫椒葉片和果實（紫果和紅果）中的色素組成及呈色變化，為“黑珍珠”的開發利用提供依據。

１材料與方法

１．１材料

１．１．１辣椒材料及處理紫色辣椒“黑珍珠”種子由日本引進。于２００９年４月播種在育苗盤中，基質為３份草木灰混合７份營養土，待幼苗高度為５ cm左右時移栽至小盆，當高度達到１５ cm左右時，再移栽至大盆。在整個育苗移栽過程中都要注意土肥水的管理，移栽時可施用一定量的混合肥以保證其生長的營養需求。選取生長狀況良好、長勢相近的辣椒作為試驗材料。

１．１．２試劑試驗所用的試劑有：丙酮、石油醚、甲酸、正丁醇等，均為上海凌峰化學試劑有限公司生產的分析純試劑。

１．２方法

１．２．１葉片光合色素定性分析取２ ｇ紫色辣椒的葉片，用丙酮進行研磨浸提色素，離心去渣，用薄層層析（ＴＬＣ）技術對其色素進行展開，展開劑１為石油醚∶丙酮（體積分數比）＝６５∶３５。辣椒紅果的色素分析同此法。

１．２．２葉片花色素層析分析取２ ｇ新鮮葉片，用１０％的蟻酸進行研磨浸提色素，離心去渣，取提取液，用３ ｍｍ濾紙進行紙層析，展開劑２為正丁醇∶甲酸∶水（體積分數比）＝４∶１∶２。展開后，將濾紙通風干燥，剪下含有花色素苷的紫色色素帶，再用１０％的蟻酸浸提２４ ｈ。然后用展開劑２進行ＴＬＣ分析。辣椒紫果的花色素層析分析也用此法。

１．２．３葉片中花色素苷的分布將切取材料葉片的縱切面以及撕取的下表皮制成切片，然后在顯微鏡下進行觀察。

２結果與分析

２．１紫色葉片光合色素的定性分析

通過薄層層析方法進行層析，可以看出紫色辣椒的葉片中含有５條光合色素帶（圖１），由上而下依次為β－胡蘿卜素、未知、葉綠素ａ、葉黃素、葉綠素ｂ；Ｒｆ值分別為Ｒｆ（β－胡蘿卜素）＝１．００，Ｒｆ（未知）＝０．９０，Ｒｆ（葉綠素ａ）＝０．５７，Ｒｆ（葉黃素）＝０．５０，Ｒｆ（葉綠素ｂ）＝０．４７。其中，顏色為淡灰色，Ｒｆ值為０．９０的未知色素帶，可能是那些在提取過程中被破壞的色素成分，也可能是色素合成轉化的中間產物。而留在點樣點的紫色部分（Ｒｆ值為０）即為無法展開的花色素。

２．２紫色葉片的花色素分析

將1.2.2中另取的紫色部分用色素展開劑2進行薄層層析，得到了兩條較明顯的色素帶，其Ｒｆ值分別為０．３３和０．４８（圖２）。說明此紫色部分至少由兩種色素組成，但屬于哪種花色素苷物質需另作分析。

２．３紫果花色素分析

通過對紫果中花色素苷的薄層層析，如圖３所示，紫果中紫色色素帶的Ｒｆ值分別為０．１７和０．２０。根據其在可見光下所呈現出來的紫紅色，可初步判斷可能是錦葵色素或牽牛色素［４，７］，但到底屬于哪種色苷，以及各自的配基種類還需作深入研究。

２．４紅果類胡蘿卜素分析

紅果中色素的薄層層析結果與前人的研究結果基本一致，可以看到十余條色素帶（圖４），即在紅色辣椒的果皮中含有十余種色素，是類胡蘿卜素家族的多個成員，主要有六氫番茄紅素、β－胡蘿卜素、堇菜黃素、辣椒紅素和葉黃素等，在層析中表現出不同的Ｒｆ值。

２．５紫色葉片中花色素的分布

通過對葉片縱切面以及下表皮切片的顯微觀察，可以發現，在葉片中花色素主要存在于柵欄組織（圖５）以及氣孔的兩個腎形保衛細胞中（圖６－ａ、ｂ）。可見葉片呈現出來的紫色是由于花色素在這些組織細胞中的積累而形成的。葉片的生長過程中，嫩葉表現為綠色而略帶紫色，長至成熟葉時則為紫色，前者是由于花色素苷僅存在于氣孔腎形保衛細胞中，而后者除上述表形外，其表皮的葉肉細胞中也存在花色素（圖６－ｃ、ｄ）。

３小結

對紫果和紅果色素的分析可知，紫果中的色素為花色素，而紅果中的色素應為類胡蘿卜素，并非花色素；葉片和果實在不同時期所表現出來的顏色性狀，是由于在不同時期其表皮細胞柵欄組織和海綿組織中所占有主要地位的色素成分不同造成的。葉片幼期時葉綠素占主要成分，而成熟期則由紫色花色素占主要成分，所以表現為幼期為綠色而成熟期為紫色；而辣椒果實顏色的變化（綠色—紫色—紅色）是由果皮中主要色素的變化（葉綠素—花色素—類胡蘿卜素）所決定的。

花色素具有抗癌、抗衰老、抗動脈硬化等作用，廣泛應用于化妝品、食品添加劑等領域。本試驗通過層析等方法對紫椒“黑珍珠”葉片和果實中的色素進行了初步的探討，為紫椒中花色素的提取利用提供一定的研究基礎。

參考文獻：

［１］ 徐淵金，杜琪珍． 花色苷分離鑒定方法及其生物活性［Ｊ］． 食品與發酵工業，２００６，３２（３）：６７－７２．

［２］ 于東，陳桂星，方忠祥，等． 花色苷提取、分離及鑒定的研究進展［Ｊ］． 食品與發酵工業，２００９，３５（３）：１２７－１３３．

［３］ 于曉楠， 張啟翔．觀賞植物的花色素苷與花色［Ｊ］． 林業科學，２００２，３８（３）：１４７－１５３．

［４］ ＴＡＫＥＭUＲＡ Ｔ，ＴＡＫＴＳＵ Ｙ，ＫＡＳＭＩ Ｍ，ｅｔ ａｌ． Ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ ｏｆ ｇｌａｄｉｏｌｕｓ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｔｏ ｆｌｏｗｅｒ ｃｏｌｏｒｓ［Ｊ］． Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００８，７７（１）：８０－８７．

［５］ 丁來欣， 陳里． 薄層層析法分離辣椒色素［Ｊ］． 華東工學院學報，１９９１（３）：７８－８２．

［６］ 李浩明，高藍． 辣椒色素的研究與開發進展［Ｊ］．中國食品添加劑，１９９４（３）：１１－１９．

［７］ 鄧軍哲，屈慧鴿． 葡萄花色素的研究概況［Ｊ］． 葡萄栽培與釀酒，１９９６（２）：２５－２７．

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