苹果梨果皮叶绿素稳定性研究

陈 响，唐 宁，杜小停，姚炳旭，李艾津，贾增铭，郗艳丽 (吉林医药学院公共卫生学院，吉林 吉林 132013)

叶绿素是植物进行光合作用的绿色色素，在自然界中广泛存在，其非对称性碳架结构、芳香性大环色基以及连带的各种取代基团形成了一类特殊的天然产物[1]。叶绿素的不同降解产物在光动力治疗、染料敏化太阳能电池、食品加工和医药等诸多领域有广泛应用[2]。目前提取叶绿素的原料来源广泛，绿色的叶片、根茎或果实均可用于提取叶绿素[3-4]。相较于人工合成的叶绿素，天然植物提取的叶绿素毒性低，符合环境友好以及人们追求健康的要求[5]。苹果梨又名延边苹果梨，为延边朝鲜族自治州的特产，产量丰富[6]。苹果梨果皮较厚，粗糙且含水量少，因而苹果梨耐储存。也正因此，在苹果梨深加工或食用过程中，苹果梨皮经常被丢弃，少被食用[7]。新鲜苹果梨果皮为绿色，随着储存时间延长，果皮会逐渐变成黄色[8]。对苹果梨果皮的进一步加工利用，可以扩大苹果梨的经济价值，变废为宝。本实验采用新鲜摘取的成熟苹果梨果皮为原材料，提取叶绿素并观察不同处理条件对其稳定性的影响，为进一步挖掘苹果梨的经济价值提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

苹果梨(产自延边朝鲜族自治州)；AlNO3、无水乙醇和Na2SO3(国药集团)；FeSO4和MgCl2(天津光复)；NaCl和KCl(麦克林)；FeCl3(阿拉丁)；H2O2(天津市大茂化学试剂厂)。

RE-52AA型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)；721型分光光度计(上海元析仪器有限公司)。

1.2 苹果梨果皮叶绿素提取及测定

1.2.1浸提法提取苹果梨果皮中叶绿素

苹果梨洗净后剥皮，刮净内部果肉，冷冻干燥后粉碎过筛。称取苹果梨果皮粉末4.0 g于250 mL烧杯中，料液比(g/mL)1∶49，92.5 ℃恒温水浴锅，避光提取8.29 h。搜集提取液高速离心，取上清液，以提取试剂为空白对照，663 nm测定叶绿素a的吸光度，645 nm测定叶绿素b的吸光度[9]，参考 Arnon[10]法计算叶绿素含量。

1.2.2索氏提取法提取苹果梨果皮中叶绿素

苹果梨洗净后剥皮，刮净内部果肉，冷冻干燥后粉碎过筛。称取4.0 g的苹果梨皮粉末，置于索氏提取器内，加入64%乙醇，料液比(g/mL)1∶49，92.5 ℃恒温水浴锅，避光提取8.29 h[11]。其余处理和测定同上。

1.3 叶绿素稳定性测定

1.3.1氧化剂对苹果梨果皮叶绿素稳定性的影响

取苹果梨果皮叶绿素提取液10 mL于试管中(设为实验组，下同)，分别加入5%、10%和15% H2O25 mL；取相同体积的叶绿素提取液于试管中(设为空白组，下同)，分别加入5 mL的蒸馏水，混匀后静置30 min。于645 nm和663 nm波长下测定其吸光度值，计算叶绿素含量[12]。

1.3.2还原剂对苹果梨果皮叶绿素稳定性的影响

取苹果梨果皮叶绿素提取液10 mL于试管中，依次加入1%、2%和3%的Na2SO35 mL；取苹果梨果皮叶绿素提取液10 mL于试管中，分别加入5 mL的水，混匀后静置30 min。于645 nm和663 nm波长下测定其吸光度值，计算叶绿素含量[12]。

1.3.3金属离子对苹果梨果皮叶绿素稳定性的影响

取苹果梨果皮叶绿素提取液10 mL于试管中，分别加入1 mol/L的MgCl2溶液、KCl溶液、FeSO4溶液、AlNO3溶液、FeCl3溶液和NaCl溶液各5 mL，混匀后静置30 min。于645 nm和663 nm波长下测定其吸光度值，计算叶绿素含量[13]。

1.3.4不同光照对苹果梨果皮叶绿素稳定性的影响

取苹果梨果皮叶绿素提取液10 mL于试管中，分别把每组置于黑暗处、太阳光照下、紫外线光照下45 min后，在避光条件下，于645 nm和663 nm波长下测定其吸光度值，计算叶绿素含量[14]。

1.3.5贮藏时间对苹果梨果皮叶绿素稳定性的影响

取苹果梨果皮叶绿素提取液10 mL于试管中，于室温下避光保存，于645 nm和663 nm波长下每天测定吸光度值，计算叶绿素含量[15]。

1.4 验数据统计

2 结 果

2.1 苹果梨果皮叶绿素提取含量比较

索氏提取法获得的叶绿素含量为(0.550±0.006)mg/g，浸提法获得的叶绿素含量(0.150±0.005)mg/g，即苹果梨果皮叶绿素提取中索氏提取法提取率明显优于浸提法。

2.2 氧化剂对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

由表1可知，在所提取叶绿素溶液中加入不同剂量的氧化剂，随着加入的氧化剂的剂量增多，实验组叶绿素含量随之降低，即氧化剂对叶绿素稳定性的破坏作用随着剂量的增加而增加。

2.3 还原剂对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

如表2所示，在所提取叶绿素溶液中加入不同剂量的还原剂，随着加入的还原剂的剂量增多，实验组叶绿素含量随之降低，即还原剂对叶绿素稳定性的破坏作用随着剂量的增加而增加。

表 1 氧化剂对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

表 2 还原剂对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

2.4 金属离子对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

如表3所示，金属离子对苹果梨果皮叶绿素稳定性的影响，除K+和Na+外的其他金属离子都对叶绿素稳定性产生了影响，使粗提液的颜色发生了肉眼可见的变化。加入Mg2+后，叶绿素总含量明显降低，其余金属离子的加入均使叶绿素总含量明显升高。

表 3 金属离子对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

2.5 不同光照对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

对苹果梨果皮叶绿素进行不同光照处理。结果显示，光照前的叶绿素总含量(0.550±0.004)mg/g；在避光条件下叶绿素总含量(0.550±0.002)mg/g，提取的叶绿素含量基本未发生变化；在太阳光及紫外线的照射下叶绿素总含量分别为(0.050±0.001)mg/g和(0.340±0.002)mg/g，含量明显降低，且太阳光的影响明显大于紫外线。

2.6 贮藏时间对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响

如图1所示，对所提取叶绿素进行不同时间贮藏，随贮藏时间的延长，提取液中叶绿素含量逐渐降低，并且其降解速度呈先快后缓的特征。

3 讨 论

通过索氏提取法和浸提法提取苹果梨果皮叶绿素的研究结果表明，索氏提取法获得的叶绿素含量多于浸提法。

图 1 食品贮藏时间对叶绿素稳定性影响

观察H2O2对叶绿素稳定性的影响,发现5%、10%和15%的H2O2对叶绿素的稳定性均有影响。随着H2O2浓度的增加，叶绿素的含量逐渐降低，这可能与H2O2具有氧化活性有关。叶绿素分子中的不饱和双键，极易被氧化，造成叶绿素稳定性变差，含量降低。这提示氧化剂H2O2对苹果梨果皮叶绿素稳定性有破坏作用。

提取的叶绿素中加入Na2SO3，随着Na2SO3加入量的增多，叶绿素的含量逐渐降低。Na2SO3溶液具有还原性，Na2SO3溶液使溶液呈碱性，叶绿素与OH-反应生成沉淀，使提取液变得浑浊，从而导致叶绿素总含量减少。这提示还原剂Na2SO3对叶绿素的稳定性也有明显的破坏作用。

在研究金属离子对苹果梨果皮叶绿素稳定性影响时发现，除K+和Na+外的其他金属离子都对叶绿素稳定性产生了影响，使粗提液的颜色发生了肉眼可见的变化。在Mg2+的作用下，叶绿素总含量明显降低，这可能与叶绿素中的镁离子有关。叶绿素分子中的镁元素与4个吡咯环处于同一个平面上，这种结构十分不稳定，镁离子极易与溶液中的金属离子发生置换反应，使溶液的颜色产生变化。而加入Fe3+后，叶绿素总含量又明显升高。该结果与张琛等[13]的研究一致。

在研究光照对其稳定性的影响时发现，在避光条件下，提取的叶绿素含量基本未发生变化，但是在经紫外线照射后，提取液的叶绿素含量减少，说明紫外线能破坏叶绿素的稳定性。在太阳光照射下，提取的叶绿素含量急剧减少，这可能是由于太阳光中可见光和红外线可产生热量，提高温度，从而加快对其结构的破坏。同时长时间光照会导致叶绿素光敏氧化，降解为无色产物，导致叶绿素含量急剧减少，这说明太阳光能破坏提取的叶绿素稳定性。

研究贮藏时间对稳定性的影响时发现，随贮藏时间的延长，提取液中叶绿素降解速度呈先快后缓的特征。这可能与降解的叶绿素分子并未完全分解有关，并且随贮藏时间的延长，提取液的颜色由黄绿色变为淡黄色。这提示叶绿素提取后，以溶液的状态不能长时间贮存。

本研究探讨苹果梨果皮叶绿素的提取及稳定性，发现索氏提取法提取苹果梨果皮叶绿素的效果优于浸提法。而氧化剂、还原剂、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、太阳光照及紫外线照射均会对苹果梨果皮叶绿素稳定性造成影响。但K+和Na+对苹果梨果皮叶绿素稳定性无较大影响。此外，常温下随着贮存时间的延长，提取的叶绿素含量的减少也呈现出先快后缓的趋势。此次研究推动了苹果梨果皮的废物利用并增加了其利用价值，有利于开拓苹果梨产业的新方向。