菠菜色素的提取与分离

菠菜色素的提取和色素分离

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摘要：利用石油醚，甲醇为萃取剂萃取叶片中的叶绿素，在薄层层析中时分别在两种不同的展开剂中展开比较展开剂的极性，在柱层析中选用适当的洗脱剂进行层析，当第一个有色成分即将滴出时，取一锥形瓶收集的橙黄色溶液即胡萝卜素.

关键词：菠菜色素、萃取、薄层色谱分析法、柱色谱

正文：

1.前言

菠菜叶中含有叶绿素、胡萝卜素、和叶黄素等多种天然色素. 叶绿素是植物进行光合作用所必需的催化剂, 也是食用的绿色色素, 可用于糕点、饮料水等中, 添加于胶姆糖中还可消除口臭. 胡萝卜素的三种异构体中B-异构体具有维生素A 的生理活性, 可代替维生素A 使用, 也可作为食品工业中的色素使用, 最新研究报道, B-胡萝卜素还有防癌功能. 叶黄素是胡萝卜素的羟基衍生物, 在光合作用中能起收集光能的作用. 由此可见, 叶绿素等天然色素有广泛的用途, 对于色素的提取与分离就显得很重要了。

叶绿体色素提取与分离实验比较复杂, 但又非常重要。实验用层析法来进行, 根据叶绿体色素各成分在层析液中分配系数的不同, 将不同的叶绿素逐一分开, 但在实验中, 常因实验材料中色素含量低提取制备较难, 层析分离后色带清晰度差, 甚至色带种类不全等诸多因素, 最后影响了实验结果。其中叶绿体色素的提取制备、过滤与点样、分离与层析是取得良好的实验结果的关键问题,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。

2.实验部分

2.1实验目的

通过绿色植物菠菜色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法；

通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离的原理。

2.2实验原理

色谱法是分离色谱法是分离色谱法是分离色谱法是分离、提纯和鉴定有机化合物的重要方法。

其分离原理是利用混合物中各个其分离原理是利用混合物中各个成分的物理化学性质的差别，当选择某一个条件使各个成分流过支持剂或吸附剂时，各成分可由于其物理性质的不同而得到分离。与经典的分离提纯手段不同，色谱法具有微量、快速、简便和高效等优点。按其操作不同，色谱可分为薄层色谱、柱色谱、纸色谱、气相色谱和高压液相色谱等。

1. 柱色谱原理

液体样品从柱顶加入，流经吸附柱时，即被吸附在柱中固定相（吸附剂）的上端，然后从柱顶加入流动相（洗脱剂）淋洗，由于固定相对各组分吸附能力不同，以不同速度沿柱下移，吸附能力弱的组分随洗脱剂首先流出，吸附能力强的组分后流出，分段接收，以此达到分离、提纯的目的。

2. 薄层色谱原理

由于混合物中的各个组分对吸附剂（固定相）的吸附能力不同，当展开剂（流动相）流经吸附剂时，发生无数次吸附和解吸过程，吸附力弱的组分随流动相迅速向前移动，吸附力强的组分滞留在后，由于各组分具有不同的移动速率，最终得以在固定相薄层上分离。其应用主要有：跟踪反应进程；鉴定少量有机混合物的组成；分离；寻找柱色谱的最佳分离条件等。

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。

提取制备中加入适量CaCO3( 碳酸钙)

在植物叶片的液泡中含有机酸, 研磨提取叶绿体色素时, 加入适量的CaCO3 粉末, 可以防止叶绿体色素被破坏, 从而保持叶片的生理活性。我们从对比实验中发现, CaCO3 对提取液影响较大, 不加Ca-CO3 的提取液放置一段时间以后容易变黄, 而加Ca-CO3 的提取液则无明显变化, 这说明不加CaCO3 的提取液容易受到外界破坏。在加CaCO3 时, 用量应掌握在每克绿叶用0. 2~ 0. 4 克CaCO 3 粉末为宜。 2.3试剂与仪器

试剂：95％乙醇, 丙酮,硅胶G ，中性氧化铝，甲醇，石油醚（60-90℃），丙

酮，乙酸乙酯。

仪器：电子天平、研钵、布氏漏斗 、圆底烧瓶、 电炉、 滴管、显微载玻片、

N N N

N

H 3C

CH

CH 2R

CH 2CH 3

CH 3

H 3C

O

CO 2CH 3

CH 2CH 2O

O

CH 3

CH 3

CH 3

CH 3

CH 3

Mg H 3C

CH 3

R

CH 3

H 3C

H 3C

CH 3

CH 3CH 3

CH 3

CH 3

β-胡萝卜素（R = H ） 叶黄素（R = OH ）

叶绿素a （R = CH 3） 叶绿素b （R = CHO ）

广口瓶、滤纸、少量脱脂棉、层析柱

材料：新鲜菠菜叶片

2.4 实验装置

2.5实验方法与步骤

实验流程图：

实验方法：Ⅰ薄层层析法Ⅱ柱层析

实验步骤：

<1>菠菜色素的提取（提取液可为石油醚-甲醇、丙酮、CCl4、无水乙醇）

取20g 新鲜菠菜叶于研钵中拌匀研磨5 分钟，残渣用20mL 的石油醚-乙醇（2:1）混合液进行提取，共提取两次。把浸取液合并过滤，滤液转移到分液漏斗中，加入等体积的水洗涤后弃去下层的水-乙醇层、石油醚层再用等体积的水

洗涤两次，以除去乙醇和其它水溶性物质。石油醚层用无水Na

2SO

4

进行干燥、浓

缩为2 mL。取一半做柱层析分离，其余留作薄层层析分析。

抽滤装置