菠菜色素的提取和色素分离

菠菜色素的提取和色素分离

菠菜色素的提取和色素分离

学号:2009296070

菠菜色素的提取和色素分离

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，用紫外分光光度计对其进行紫外光谱的测定

关键词: 菠菜色素萃取薄层层析柱层析

引言: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。

β-胡萝卜素（R = H ） 叶黄素（R = OH ）

维生素A

本实验从菠菜中提取上述几各色素，并通过薄层层析和柱层析进行分离。

1 实验部分 N

N N N H 3C CH

CH 2

R CH 2CH 3CH 3

H 3C O

CO 2CH 3CH 2CH 2

O O CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3Mg

H 3C CH 3R CH 3H 3C R H 3C CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3

H 3C CH 3CH 3CH 2OH

CH 3

CH 3叶绿素a （R = CH ）

1.1材料、仪器设备及试剂

材料：新鲜菠菜叶片。

仪器设备：电子天平（感量0.01g）；研钵；布氏漏斗. ；圆底烧瓶；电热煲；滴管 ; 显微载玻片; 广口瓶; 滤纸; 少量脱脂棉; 层析柱

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

1.2 实验流程

1.3操作步骤

1.3.1. 菠菜色素的提取

称取20g洗净后用滤纸吸干的新鲜（或冷冻）的菠菜叶，用剪刀剪碎并与20mL甲醇拌匀，在研钵中研磨约5min然后用布氏漏斗抽滤菠菜汁，弃去滤渣。

将菠菜汁放回研钵，每次用10mL 3:2（体积比）的石油醚-甲醇混合液萃取两次，每次需加以研磨并且抽滤。合并深绿色萃取液，转入分

液漏斗，每次用10mL水洗涤两次，以除去萃取液中的甲醇。洗涤时要轻轻旋荡，以防止产生乳化。弃去水-甲醇层，石油醚层用无水硫酸钠干燥后滤入圆底烧瓶，在水浴上蒸去大部分石油醚至体积约为1mL为止。

1.3.

2. 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

1．3.3. 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）。

1.3.4. 胡萝卜素的紫外光谱测定

将上述柱层析分离的到的橙黄色试样，稀释后加到1cm的比色皿以石油醚作空白试剂，用UV-240紫外分光光度计测定400-600nm范围的吸收

2结果与讨论

2.1胡萝卜素的提取与层析: 制板时板上硅胶厚度要一致，否则将影响色素分离结果。层析柱高与直径之比一般为7.5：1。装柱过程中始终保持液面高出固定相。事先应烘干二个锥形瓶、一个漏斗和一个色谱柱.柱装的不要过紧（流速太慢）和过松（分离不好）。在提取色素的过程中，因抽滤时石油醚甲醇萃取剂易挥发会损失部分色素，并且在几次转移中损失较多，操作繁杂，用浸泡法操作简便易行，损失少，产率高）

2.2 胡萝卜素的紫外光谱测定结果: