紫色辣椒“黑珍珠”的色素分析

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摘要：采用纸层析、薄层层析法和切片观察分析测定了紫色辣椒（Ｃａｐｓｉｃｕｍ ｆｒｕｔｅｓｃｅｎｓ ｖａｒ． Ｌ．）“黑珍珠”叶片和果实中光合色素及其在表皮中的分布情况，分析了花色素的种类及叶片和果实的呈色原因。结果表明，紫色叶片和紫果中的色素主要为花色素，且至少含有两种不同成分；而成熟的红果中的色素主要为类胡萝卜素，种类多达１０余种；叶片和果实中的主要色素随生长期不同而改变，幼叶中为叶绿素，成熟叶中为花色素，而果实则是幼期为叶绿素，中期为花色素，后期为类胡萝卜素。试验为紫椒中色素的进一步开发利用提供了基础。

关键词：紫色辣椒；色素；纸层析；薄层层析

中图分类号：Ｓ６４１．３文献标识码：Ａ文章编号：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

目前国内外对于植物色素的提取、分离、纯化、鉴定以及呈色机理已有深入研究［１，２］。于晓楠等［３］分析出天竺葵色素呈现砖红色，矢车菊色素及芍药花色素表现为紫红色，而翠雀素、矮牵牛色素及锦葵色素表现为蓝紫色。ＴＡＫＥＭＵＲＡ等［４］通过高效液相色谱法分析了８４个唐菖蒲栽培品种花瓣中的花色素，得出紫花中主要色素为锦葵色素。

辣椒（红果）色素的组成主要包括辣椒红素、辣椒玉红素、β－胡萝卜素、β－胡萝卜素异构体、叶黄素、玉黄素等十多种色素［５］。不同成熟期的辣椒果实中类胡萝卜素（辣椒红素、辣椒玉红素等）含量及叶绿素的含量都有很大的变化。有文献报道，从结果期到果实完全成熟，类胡萝卜素总量和红色类胡萝卜素含量分别增加６６和１２４倍，而叶绿素的含量到成熟期时接近零［６］。

紫色辣椒幼叶为绿色，但随着生长很快变成紫色，而幼果为绿色，并逐渐着紫色，成熟后期变成红色，花期、挂果期长，观赏价值高；而且富含花色素，是天然色素良好的提取原料。本文以紫色辣椒为材料，用纸层析和薄层层析的方法研究紫椒叶片和果实（紫果和红果）中的色素组成及呈色变化，为“黑珍珠”的开发利用提供依据。

１材料与方法

１．１材料

１．１．１辣椒材料及处理紫色辣椒“黑珍珠”种子由日本引进。于２００９年４月播种在育苗盘中，基质为３份草木灰混合７份营养土，待幼苗高度为５ cm左右时移栽至小盆，当高度达到１５ cm左右时，再移栽至大盆。在整个育苗移栽过程中都要注意土肥水的管理，移栽时可施用一定量的混合肥以保证其生长的营养需求。选取生长状况良好、长势相近的辣椒作为试验材料。

１．１．２试剂试验所用的试剂有：丙酮、石油醚、甲酸、正丁醇等，均为上海凌峰化学试剂有限公司生产的分析纯试剂。

１．２方法

１．２．１叶片光合色素定性分析取２ ｇ紫色辣椒的叶片，用丙酮进行研磨浸提色素，离心去渣，用薄层层析（ＴＬＣ）技术对其色素进行展开，展开剂１为石油醚∶丙酮（体积分数比）＝６５∶３５。辣椒红果的色素分析同此法。

１．２．２叶片花色素层析分析取２ ｇ新鲜叶片，用１０％的蚁酸进行研磨浸提色素，离心去渣，取提取液，用３ ｍｍ滤纸进行纸层析，展开剂２为正丁醇∶甲酸∶水（体积分数比）＝４∶１∶２。展开后，将滤纸通风干燥，剪下含有花色素苷的紫素带，再用１０％的蚁酸浸提２４ ｈ。然后用展开剂２进行ＴＬＣ分析。辣椒紫果的花色素层析分析也用此法。

１．２．３叶片中花色素苷的分布将切取材料叶片的纵切面以及撕取的下表皮制成切片，然后在显微镜下进行观察。

２结果与分析

２．１紫色叶片光合色素的定性分析

通过薄层层析方法进行层析，可以看出紫色辣椒的叶片中含有５条光合色素带（图１），由上而下依次为β－胡萝卜素、未知、叶绿素ａ、叶黄素、叶绿素ｂ；Ｒｆ值分别为Ｒｆ（β－胡萝卜素）＝１．００，Ｒｆ（未知）＝０．９０，Ｒｆ（叶绿素ａ）＝０．５７，Ｒｆ（叶黄素）＝０．５０，Ｒｆ（叶绿素ｂ）＝０．４７。其中，颜色为淡灰色，Ｒｆ值为０．９０的未知色素带，可能是那些在提取过程中被破坏的色素成分，也可能是色素合成转化的中间产物。而留在点样点的紫色部分（Ｒｆ值为０）即为无法展开的花色素。

２．２紫色叶片的花色素分析

将1.2.2中另取的紫色部分用色素展开剂2进行薄层层析，得到了两条较明显的色素带，其Ｒｆ值分别为０．３３和０．４８（图２）。说明此紫色部分至少由两种色素组成，但属于哪种花色素苷物质需另作分析。

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２．３紫果花色素分析

通过对紫果中花色素苷的薄层层析，如图３所示，紫果中紫素带的Ｒｆ值分别为０．１７和０．２０。根据其在可见光下所呈现出来的紫红色，可初步判断可能是锦葵色素或牵牛色素［４，７］，但到底属于哪种色苷，以及各自的配基种类还需作深入研究。

２．４红果类胡萝卜素分析

红果中色素的薄层层析结果与前人的研究结果基本一致，可以看到十余条色素带（图４），即在红色辣椒的果皮中含有十余种色素，是类胡萝卜素家族的多个成员，主要有六氢番茄红素、β－胡萝卜素、堇菜黄素、辣椒红素和叶黄素等，在层析中表现出不同的Ｒｆ值。

２．５紫色叶片中花色素的分布

通过对叶片纵切面以及下表皮切片的显微观察，可以发现，在叶片中花色素主要存在于栅栏组织（图５）以及气孔的两个肾形保卫细胞中（图６－ａ、ｂ）。可见叶片呈现出来的紫色是由于花色素在这些组织细胞中的积累而形成的。叶片的生长过程中，嫩叶表现为绿色而略带紫色，长至成熟叶时则为紫色，前者是由于花色素苷仅存在于气孔肾形保卫细胞中，而后者除上述表形外，其表皮的叶肉细胞中也存在花色素（图６－ｃ、ｄ）。

３小结

对紫果和红果色素的分析可知，紫果中的色素为花色素，而红果中的色素应为类胡萝卜素，并非花色素；叶片和果实在不同时期所表现出来的颜色性状，是由于在不同时期其表皮细胞栅栏组织和海绵组织中所占有主要地位的色素成分不同造成的。叶片幼期时叶绿素占主要成分，而成熟期则由紫色花色素占主要成分，所以表现为幼期为绿色而成熟期为紫色；而辣椒果实颜色的变化（绿色―紫色―红色）是由果皮中主要色素的变化（叶绿素―花色素―类胡萝卜素）所决定的。

花色素具有抗癌、抗衰老、抗动脉硬化等作用，广泛应用于化妆品、食品添加剂等领域。本试验通过层析等方法对紫椒“黑珍珠”叶片和果实中的色素进行了初步的探讨，为紫椒中花色素的提取利用提供一定的研究基础。

参考文献：

［１］ 徐渊金，杜琪珍． 花色苷分离鉴定方法及其生物活性［Ｊ］． 食品与发酵工业，２００６，３２（３）：６７－７２．

［２］ 于东，陈桂星，方忠祥，等． 花色苷提取、分离及鉴定的研究进展［Ｊ］． 食品与发酵工业，２００９，３５（３）：１２７－１３３．

［３］ 于晓楠， 张启翔．观赏植物的花色素苷与花色［Ｊ］． 林业科学，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］ 丁来欣， 陈里． 薄层层析法分离辣椒色素［Ｊ］． 华东工学院学报，１９９１（３）：７８－８２．

［６］ 李浩明，高蓝． 辣椒色素的研究与开发进展［Ｊ］．中国食品添加剂，１９９４（３）：１１－１９．

［７］ 邓军哲，屈慧鸽． 葡萄花色素的研究概况［Ｊ］． 葡萄栽培与酿酒，１９９６（２）：２５－２７．

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