菠菜色素的提取和分离

菠菜色素的提取和分离

精化2班

201024102237

陈翠婷

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.薄层层析时使用了石油醚-乙酸乙酯=3:2展开剂，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、色素分离、胡萝卜素、薄层色谱、柱层色谱、叶绿素、叶黄素、洗脱剂、石油醚、抽滤

菠菜含有大量的植物粗纤维、维生素C、钙铁等，还含有大量的胡萝卜素、叶绿素、叶黄素等营养色素。叶绿素是植物进行光合作用所必须的催化剂，也是使用的绿色色素，可用于糕点、饮料水中，添加于胶姆糖中还可以消除口臭。胡萝卜素的三种异构中β-异构体具有维生素A的生理活性，可代替维生素A使用，也可以作为食品工业中的色素使用，最新研究报道，β-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类就显得很重要了。

一、实验目的

1、通过绿色植物色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法；

2、了解柱层析和薄层色谱分离的基本原理，掌握柱层析和薄层色谱分离的操作技术。

3、初步掌握铺板和湿法装柱及计标比移值R f。

二、实验原理

1、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)，其差别仅是叶绿素a中一个甲基被甲酰基所取代从而形成了叶绿素b。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 -胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，也最重要。

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。在薄层层析时，上述化合物的展开速度不同；在柱层析时，流出速度有差异，可被极性不同的溶剂洗脱。

2、薄层色谱——薄层色谱又叫薄层板析，是在被洗涤干净的玻板（10×3cm 左右）上均匀的涂一层吸附剂或支持剂，待干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上，凉干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内，浸入深度为0.5cm。待展开剂前沿离顶端约1cm附近时，将色谱板取出，干燥后喷以显色剂，或在紫外灯下显色。

若滤纸、溶剂温度等保持恒定，则各种物质呈现特定的Rf值，成为鉴定

物质的极重要的常数。

3、柱色谱——又称层析法，吸附色谱常用氧化铝和硅胶为吸附剂，填装在柱中的吸附剂将混合物中各组分先从溶液中吸附到其表面上，而后用溶剂洗脱。溶剂流经吸附剂时发生无数次吸附和脱附的过程，由于各组分被吸附的程度不同，吸附强的组分移动得慢留在柱的上端，吸附弱的组分移动得快在柱的下端，从而达到分离的目的。

三、文献值

乙醇：沸点78.4℃石油醚：沸点40~80℃。

四、实验仪器与试剂

仪器：天秤布氏漏斗研钵分液漏斗显微载玻片毛细管层析柱(20×10 cm)分液漏斗

试剂:石油醚、乙醇(95%)、菠菜叶、乙酸乙酯(化学纯)、无水硫酸钠、硅胶

五、实验内容

步骤操作现象

1、菠菜色素的提取20g菠菜+10ml石油醚：

乙醇（3:2）浸泡20分钟

→研磨→抽滤(收集滤

液)→滤渣+10ml石油醚：

乙醇（3:2）浸泡10分钟

→研磨→抽滤→收集滤

液并与20mL水混合→分

液→取有机层(无水硫酸

钠干燥)滤液呈深绿色，分液后有机层在上面

2、薄层层析1点样

2展开将点样后薄

层板放入盛20mL石

油醚:乙酸乙酯(3:2)烧薄板上出现三个斑点:从上到下—橙黄(胡萝卜素)→黄(叶黄素)→绿(叶绿素)

杯中,并罩上表面皿3求R f值

3、柱层析1装柱湿法：9g硅胶

溶入40g石油醚,石油

醚保持一定高度

2装样样品均匀滴在

滤纸圈上

3洗脱 1.先用石油醚

再用石油醚:乙酸乙

酯(3:1)洗脱胡萝卜

素

2.用石油醚:乙酸乙

酯(3:2)洗脱叶绿素用石油醚洗脱时出现三种不同颜色,先是橙黄色的胡

萝卜素被洗脱出来,然后

是叶绿素，剩下的是叶黄素。

六、结果与讨论

R f值计算

色素种类胡萝卜素叶绿素叶黄素

R f值 4.2/4.4=0.95 2.8/4.4=0.640.5/4.4=0.11结论：菠菜中各色素的Rf值得大小：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素。

讨论：本次实验有一个失败的地方，就是装柱装得不好，导致第洗脱时，不

能很好地洗出色素。最后不得已重新装柱，重装后效果还是挺好的，能够洗出三

种颜色。

七、注意事项

1、两次研磨得到的液体均要抽滤并最后合并在一起，防乳化。

2、拿层析板时，尽量避免手沾到上面使其污染。

3、层析过程中，烧杯切勿移动。

4、拿出层析板时，要立即在色素上升线处做记号。

5、柱一定要干燥。

6、萃取时不要剧烈振荡，以防止发生乳化现象。

层析柱填装紧密与否，对分离效果很有影响，若各部分松紧不匀，会影响渗透速

度和显色的均匀。

参考文献：

1李好样，冯轶雪.菠菜色素的提取与分离[J].太原师范学院.2004(3):64-66

2王巍杰，贾晓东.菠菜叶中叶绿素a和其它有效成份的分离提纯[J].河北理工学院学

报.2006(2):122-124.

3李玉明,林琳,等.薄层色谱法在叶绿体色素分离实验中的有效应用[J].生物学通

报,2005,40(12):53~54