菠菜色素的提取和分離-3

菠菜色素的提取和分離摘要：通過(guò)研磨、抽濾提取出菠菜中的色素，使用薄層色譜、柱色譜對(duì)葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素進(jìn)行了分離，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，洗脫劑的選擇是菠菜色素分離的優(yōu)化條件。關(guān)鍵詞：菠菜色素提取分離前言：綠色植物如菠菜葉中含有葉綠素（綠）、胡蘿卜素（橙）和葉黃素（黃）等多種天然色素。葉綠素存在兩種結(jié)構(gòu)相似的形式即葉綠素a(C55H72O5N4Mg)和葉綠素b(C55H70O6N4Mg)，其差別僅是a中一個(gè)甲基被b中的甲?；〈Ｋ鼈兌际沁量┭苌锱c金屬鎂的絡(luò)合物，是植物進(jìn)行光合作用所必需的催化劑。植物中葉綠素a的含量通常是b的3倍。盡管葉綠素分子中含有一些極性基團(tuán)，但大的烴基結(jié)構(gòu)使它易溶于醚、石油醚等一些非極性的溶劑。葉綠素同時(shí)也是食用色素，可用于糕點(diǎn)、飲料水等中，可添加于膠姆糖中還可以消除口臭。胡蘿卜素（C40H56）是具有長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的共軛多烯。它有三種異構(gòu)體，即a-,β-和γ-胡蘿卜素，其中β-異構(gòu)體含量最多，也最重要，β-異構(gòu)體具有維生素A的生理活性，可代替維生素A使用，也可以作為食品工業(yè)中的色素使用。在生物體內(nèi)，β-體受酶催化氧化即形成維生素A。目前最新研究報(bào)告表明，β-胡蘿卜素還具有防癌功能。葉黃素（C40H56O2）是胡蘿卜素的羥基衍生物，在光合作用中能起到收集光能的作用，它在綠葉中的含量通常是胡蘿卜素的兩倍。與胡蘿卜素相比，葉黃素較易溶于醇而在石油醚中溶解度較小。葉綠素a（R=CH3）葉綠素b（R=CHO）β-胡蘿卜素（R=H）葉黃素（R=OH）維生素A由此可見，葉綠素等天然色素有廣泛的用途，對(duì)于色素的提取與分離就顯得很重要了，本次實(shí)驗(yàn)報(bào)道用非極性溶劑對(duì)菠菜色素的提取與分離，并找到了最佳的提取與分離方法。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解天然物質(zhì)分離提純方法及原理。2、學(xué)習(xí)柱色譜和薄層色譜分離的操作。3、初步掌握鋪板和濕法裝柱及計(jì)表比移值。二、實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)本次試驗(yàn)了解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)及相似相容性原理，并進(jìn)一步了解葉綠素、胡羅卜素、葉黃素的極性大小。三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑儀器：研缽、膠頭滴管、小燒杯、分液漏斗、100ml燒杯層析柱、錐形瓶、玻璃棒、毛細(xì)管、薄層板試劑：硅膠G、95%乙醇、石油醚（60—90℃）、乙酸乙酯、菠菜葉四、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理。（1）菠菜色素的提取稱取20g洗凈后用濾紙吸干的新鮮的菠菜葉，用剪刀剪碎并與10ml的石油醚：乙醇（3：2）拌勻，在研缽中研磨約15min，用膠頭滴管吸出菠菜汁，再往研缽中加入10ml的石油醚：乙醇（3:2）繼續(xù)淹沒(méi)10min，再用膠頭滴管吸出菠菜汁。將菠菜汁放在小燒杯中，往燒杯中加入10ml石油醚：乙醇（3：2），蓋上蒸發(fā)皿輕輕搖晃，把深綠色萃取液，轉(zhuǎn)入分液漏斗，每次用10mLNaCl水洗滌2次，以除去萃取液中的乙醇。洗滌時(shí)要輕輕旋蕩，以防止產(chǎn)生乳化。棄去水-乙醇層，石油醚層用無(wú)水Na2SO4干燥，蓋上蒸發(fā)皿待用。（2）薄層層析取2塊顯微載玻片，用硅膠G經(jīng)0.5%羧甲基纖維素鈉調(diào)制后制板，晾干后在110oC活化1h。展開劑：(a)石油醚：乙酸乙酯=3:1（體積比）(b)石油醚：乙酸乙酯=3:2（體積比）取活化后的層析板，點(diǎn)樣后，小心放入預(yù)先加好選定展開劑的廣口瓶?jī)?nèi)。瓶的內(nèi)壁貼一張高5cm，繞周長(zhǎng)約4/5的濾紙，下部浸入展開劑中，蓋好瓶蓋。待展開劑上升至規(guī)定高度時(shí)，取出層析板，在空氣中晾干，用鉛筆做出筆記。分別用展開劑a和b展開，比較不同展開劑系統(tǒng)的展開效果。觀察斑點(diǎn)在板上的位置并求出胡蘿卜素的Rf值。注意更換展開劑時(shí)，須干燥層析瓶，不允許前一種展開劑帶入后一系統(tǒng)。（3）柱層析把15cm高的石油醚與硅膠混合后，用玻璃棒邊攪拌邊倒入20×10cm的層析柱中，用裝在玻棒上的橡皮塞輕輕在層析柱的周圍敲擊，使吸附劑裝得平整致密。柱中溶劑面，由下端活塞控制，不使?jié)M溢，更不能讓干。裝完后，上面再加一片圓形濾紙，打開下端活塞，放出溶劑，直到硅膠表面剩下1~2mm高為止。（在任何情況下，硅膠表面不得露出液面）將上述菠菜葉的濃縮液，用滴管小心地加到層析柱頂部，加完后，打開下端活塞，讓液面下降到柱面以下1mm左右，關(guān)閉活塞，加數(shù)滴石油醚，打開活塞，使液面下降，經(jīng)幾次反復(fù)，使色素全部進(jìn)入柱體。待色素全部進(jìn)入柱體后，在柱頂小心加約1.5cm高度的洗脫劑—石油醚：乙酸乙酯=3:1（體積比）。打開上下2個(gè)活塞，讓洗脫劑逐滴放出，待黃色色素逐漸下移時(shí)距菠菜濃縮液有一定距離時(shí)加入洗脫劑—石油醚：乙酸乙酯=3:2（體積比）層析即開始進(jìn)行，用錐形瓶開始收集。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)有色成分即將滴出時(shí)，取另一錐形瓶收集，得橙黃色溶液，它就是胡蘿卜素，接著，翠綠色的成分即將滴出時(shí)，取一個(gè)錐形瓶收集，得綠色溶液，它就是葉綠素。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的各色素的比移值（Rf值）胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b葉黃素展開劑3：1石油醚-乙酸乙酯0.820.230.170.10展開劑3：2石油醚-乙酸乙酯0.800.550.430.13五、實(shí)驗(yàn)分析1、提取在提取色素的過(guò)程中，由于抽濾時(shí)不好控制，非極性溶劑難免會(huì)被抽去，且在幾次轉(zhuǎn)移中損失較多，程序繁雜．用浸泡法操作簡(jiǎn)便易行，損失少，產(chǎn)率高．由于甲醇與乙醇的極性相近，但是乙醇易得、無(wú)毒，所以用3：2的石油醚一乙醇通過(guò)浸泡的方法提取菠菜色素為此實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化條件．2、分離薄層色譜是一種很好的分離、純化、鑒定有機(jī)化合物的重要方法之一，尤其是對(duì)于微量分析，根據(jù)展開劑不同，可以確定各色素的極性強(qiáng)弱。菠菜色素中各種色素的比移值Rf大小為：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素，按此順序它們的非極性依次減弱．薄層色譜分離的靈敏度不但很高，而且同時(shí)為柱層色譜法洗脫劑的選擇提供了很好的參考價(jià)值.柱層色譜分離的關(guān)鍵是洗脫劑的選擇，而洗脫劑的選擇根據(jù)化合物的極性而定，胡籮b素極性最小，因此胡蘿b素的洗脫劑用極性較小的9：l的石油醚一丙酮溶劑效果較好．比較兩種分離方法，薄層色譜分離效率高、靈敏度高、快捷，適用于微量分析，而柱色譜分離得不是很徹底，但適用于較多量樣品分離．3、影響層析效果的因素（1）柱高在其它條件相同時(shí)，層析柱高度應(yīng)該合適才能使分離效果更好，層析柱過(guò)高，會(huì)造成色譜分散，顏色不明顯，分離效果不理想；層析柱過(guò)低，色譜不整齊，效果也不好。（2）萃取液的數(shù)量石油醚一般在15~25mL較好，過(guò)少萃取的色素少，層析效果不好；過(guò)多，則浪費(fèi)藥品，而且液體與容器的接觸面積增大，許多色素易粘在容器表面，效果也不好。（3）其它因素如洗滌時(shí)不要激烈振蕩；抽濾時(shí)不要過(guò)多用力，把混合液連同菠菜汁液全部擠出，這樣會(huì)導(dǎo)致不能分層；層析柱要豎直，緊密，不要出現(xiàn)斷層，否則分離效果不好。六、注意事項(xiàng)1、研磨菠菜的時(shí)候要注意不要把菠菜研磨太久，不然菠菜葉很難提取出來(lái)。2、裝層析柱的時(shí)候一定要用玻璃棒邊攪拌邊裝入，而且裝入后用洗耳球輕輕敲打?qū)游鲋?，防止出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，導(dǎo)致分