菠菜色素的提取和分离

菠菜色素的提取和分离

班级:2011精细化工2班学号：201124102233 姓名：袁福才

摘要：用抽滤和浸泡法从菠菜叶中提取了色素,使用薄层色谱、柱色谱对叶绿素、胡萝卜素和叶黄素进行了分离.对比分析结果表明,用石油醚-乙醇( 3∶ 2)浸泡法提取效果较好,洗脱剂的选择是菠菜色素分离的优化条件.

关键词：菠菜色素，提取，分离

一、实验目的要求

1学会菠菜色素的提取和分离方法及原理

2掌握菠菜色素的提取和分离的实验操作

二、实验原理

绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶黄素（黄）等多种天然色素。叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，其差别仅是a中一个甲基被b中的甲酰基所取代。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。植物中叶绿素a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子中含有一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。胡萝卜素（C40H56）是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体，即a-,β-和γ-胡萝卜素，其中β-异构体含量最多，也最重要。在生物体内，β-体受酶催化氧化即形成维生素A。目前β-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A使用，也可作为食品工业中的色素。叶黄素（C40H56O2）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通常是胡萝卜素的两倍。与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小

三、仪器与试剂

试剂：石油醚( 60°～90℃) 、甲醇( 化学纯) 、乙醇( 95% ) 、菠菜叶、丙酮( 化学纯) 、乙酸乙酯( 化学纯) 、无水硫酸钠、硅胶 G、中性氧化铝

仪器: 布氏漏斗、研钵、分液漏斗、显微载玻片、毛细管、层析柱( 20×10 cm ) 、滴液漏斗 UV -1100 紫外分光光度计.

四、实验步骤

1、提取菠菜色素：在研钵中放入15新鲜的菠菜叶, 加入20mL 3∶2( 体积比) 石油醚-乙醇混合液, 适当研磨, 将提取液用滴管转移到分液漏斗中. 反复三次, 合并提取液. 向提取液中加入l5 mL 饱和 NaCl 溶液( 防止乳化) 除去水溶性物质, 弃去水层, 再用蒸馏水洗涤两次. 将有机层转入干燥的小锥形瓶中, 加 3g 无水硫酸钠干燥, 干燥后的液体倾至另一锥形瓶中, 在水浴上蒸发浓缩至大约 l.5 mL .

2、色素分离

（1）薄层层析：取四块显微载玻片，用硅胶G加0.5%羧甲基纤维素调制后制板，晾干后在110℃活化1h。展开剂：（a）石油醚-丙酮=8:2（体积比）（b）石油醚-乙酸乙酯=6:4（体积比）取活化后的层析板，点样后，小心放入预先加入选定展开剂的广口瓶内，盖好瓶盖。待展开剂上升至规定高度时，取出层析板，在空气中晾干，用铅笔做出标记。分别用展开剂a和b展开，比较不同展开剂系统的展开效果。观察斑点在板上的位置并排列出胡萝卜素、叶绿素和叶黄素的Rf值的大小次序。注意更换展开剂时，须干燥层析瓶。不允许前一种展开剂进入后一系统

（2）柱层析：在20 x10cm层析柱中，加15cm高的石油醚。另取少量脱脂棉，先在小烧杯用石油醚浸湿，挤压以驱除气泡，然后放在层析柱底部，轻轻压紧，塞

住底部。将20g层析用的中性氧化铝（150~160目），从玻璃漏斗中缓缓加入，小心打开柱下活塞，保持石油醚高度不变，流下的氧化铝在柱子中堆积。必要时用橡皮锤轻轻在层析柱的周围敲击，使吸附剂装得均匀致密。柱中溶剂面由下端活塞控制，既不能满溢，更不能干涸。装完后，上面再加一片圆形滤纸，打开下端活塞，放出溶剂，直到氧化铝表面溶剂剩下1~2mm高时关上活塞（注意！在任何情况下，氧化铝表面不得露出液面）。将上述菠菜色素的浓缩液，用滴管小心地加到层析柱顶部，加完后，打开下端活塞，让液面下降到柱面以上1mm左右，关闭活塞，加数滴石油醚，打开活塞，使液面下降，经几次反复，使色素全部进入柱体。待色素全部进入柱体后，在柱顶小心加约1.5cm高度洗脱剂—石油醚-丙酮溶液9:1（体积比）。打开活塞，让洗脱剂逐滴放出，层析即开始进行，用锥形瓶收集。当第一个有色成分即将滴出时，取另一锥形瓶收集，得橙黄色溶液，它就是胡萝卜素。用石油醚稀释后，作紫外光谱测定。用石油醚-丙酮7:3（体积比）作洗脱剂，分出第二个黄色带，它是叶黄素（1）。再用丁醇-乙醇-水3:1:1（体积比）洗脱叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。

3、色素测定.

（1）胡萝卜素的紫外光谱测定.

用石油醚稀释所得的橙黄色试样, 加到 1 cm 的比色皿中, 以石油醚作空白试剂, 用UV-240紫外分光光度计测定400-600nm范围内的吸收，然后测定的λmax 值。

（2）叶绿素的紫外光谱测定

用石油醚稀释所得的绿色试样, 加到 1 cm 的比色皿中, 以石油醚作空白试剂, 用UV-240紫外分光光度计测定400-600nm范围内的吸收，然后测定的λmax 值。

五、结果与分析

1提取菠菜色素：在提取色素的过程中，用此法操作简便易行,损失少,产率高.由于甲醇与乙醇的极性相近,但是乙醇易得、无毒,所以用其。

2色素分离：薄层色谱是一种很好的分离、纯化、鉴定有机化合物的重要方法之一，尤其是对于微量分析，根据展开剂不同，可以确定各色素的极性强弱，其比移值如表所示。

考价值。

柱层色谱分离的关键是洗脱剂的选择，而洗脱剂的选择根据化合物的极性而定，胡箩b 素极性最小，因此胡萝b素的洗脱剂用极性较小的石油醚一丙酮溶剂效果较好。

比较两种分离方法，薄层色谱分离效率高、灵敏度高、快捷，适用于微量分析，而柱色谱分离得不是很彻底，但适用于较多量样品分离。

3色素测定：胡萝卜素的参考数据为481( 123027),453( 141254),实验所测数据与此有差距,可能是系统误差所导。

参考文献

[1]李好样,冯轶雪.菠菜色素的提取与分离[J].广州化工,2004,(9):64. ［2］有机化学实验（第二版）【M】，北京高等教育出版社；1994

[3]马自超,龚业珍.天然食用色素化学及生产工艺学[M].中国林业出版社,1994.251-255.