实验菠菜中色素的提取和分离

实验2 菠菜中色素的提取和分离

扬州大学化学化工学院张磊 091301223

一．实验目的：

1．了解分离与提纯过程在科学研究和生产生活中的应用；

2．掌握分离与提纯实验设计的一般思路和方法；

3. 掌握菠菜中色素提取的原理，步骤和影响因素；

二．实验原理：

1．叶绿体中的色素是有机物，不溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂中，所以用石油醚、乙醇等能提取色素。

2．本实验选用的是吸附色谱，氧化铝作为吸附剂（极性），色素提取液为吸附液，色素提取液中各成分极性大小为：叶绿素b（黄绿色）>叶绿素a（蓝绿色）>叶黄素（黄色）> β-类胡萝卜素（橙色）。

3. 柱层析法的分离原理是根据物质在氧化铝上的吸附力不同而使各组分分离。一般情况下极性较大的物质易被吸附，极性较弱的物质不易被吸附，所以由上到下为：叶绿素b（黄绿色），叶绿素a（蓝绿色），叶黄素（黄色），β-类胡萝卜素（橙色）。

三、实验材料：

仪器：研钵、分液漏斗、层析柱(20×10 cm)，表面皿，普通漏斗，量筒

试剂：石油醚、乙醇(95%)、菠菜叶、丙酮(化学纯)、中性氧化铝，无水硫酸钠

四、实验步骤与内容【探究：菠菜（或青菜）的处理方式】

（1）小组讨论处理菠菜的各种方式，然后按照“手撕”，“划几刀，再手撕”，“剪成丁状”，“剪碎后稍加研磨”，“研磨成浆”共五种方式分为五组进行实验，最后确定控制菠菜叶取25克，加入有机溶剂15mL（9mL石油醚+6mL乙醚），浸泡时间取25min为统一条件；

（2）开始分组实验，各自处理好各组的菠菜，放置在烧杯中，加入15mL有机溶剂并盖上表面皿浸泡25min。

（3）在浸泡的时间内开始装柱，首先在滴管下口装上橡皮管并夹上弹簧夹（夹紧），在管的出口处放入一小撮棉花，在棉花上放置已剪好的和滴管内径一般大小的圆形滤纸，然后

用普通漏斗往里面装入中性氧化铝，最后在氧化铝上再加上和滴管内径一般大小的圆形滤纸，夹在铁架台上备用。

（4）25min后，把浸取液用纱布过滤，滤液转移至分液漏斗中，加等体积的水洗一次，弃去下层的水-乙醇层。石油醚层再用等体积的水洗二次。有机相用无水硫酸钠干燥后转移至烧杯中做柱层析分离。

（5）把得到的叶绿素分几次倒入柱中，缓慢放开弹簧夹，再用9:1的石油醚—丙酮溶液滴加，一段时间后在层析柱上出现了一条条的不同颜色的条纹，即叶绿素b，叶绿素a，叶黄素，β-类胡萝卜素实现分离。

五、实验现象与总结

组别“手撕”“划几刀，再

手撕”“剪成丁状”“剪碎后稍加

研磨”

“研磨成浆”

现象

总结：菠菜的前提处理对提取色素非常重要，当菠菜磨得越碎，有机溶剂溶解的色素就越多，但当菠菜研磨成浆的时候，虽然溶解色素很多，但其中混有很多细小的纤维素，对过滤的时候不方便，会堵在漏斗口，用纱布过滤时又不能完全除去，对实验的后续操作有很大影响。所以菠菜要研磨时只可适当，不可研磨得太烂而成湖状。

六、实验主意事项

1. 分液时注意有机层和水层的选取；

2. 装柱时边装边轻轻敲打，使其严实；

3. 实验后回收玻璃滴管和螺旋夹。

4. 萃取时不要剧烈振荡，以防止发生乳化现象。

七、问题与讨论

1.实验时为什么要准备纱布过滤？

答：过滤时不要使用滤纸而使用纱布，否则纤维素会堵在漏斗口，不容易分离。

2.在完成实验分离时，黄色不是很明显，为什么？

答：当有颜色在柱上显现出来时，黄色的叶黄素不是很明显，由于叶黄素易溶于醇而在石油醚中溶解度较小，从嫩绿菠菜得到的提取液中，叶黄素含量很少，柱色谱中不易分出黄色带。

3.在用柱分离时，柱中的填料会发生断层，出现这种现象的原因？

答：为了保持柱子的均一性，使整个吸附剂浸泡在溶剂或溶液中是必要的，否则当柱中溶剂或溶液流干时，就会使柱身干裂，影响渗透和显色的均一性。因此要保证整个装样过程中溶剂要高于三氧化二铝的表面。

4.有的同学实验不是很成功，当把色素倒入柱中时，未出现分层，而是聚集在一起的原因？

答：这与层析柱填装紧密与否有关，若各部分松紧不匀，会影响渗透速度和显色的均匀。因此压紧填料，色素分离不开；也不要过慢，使柱装得太松，导致层析过程中，填料床高度下降，色素洗脱很慢。

5.分液时水洗的目的是什么？

答：除去有机相中少量的乙醇和其它水溶性物质。

6.为什么要提取自然色素？

答：合成色素大都对人体健康有害，所以从植物中提取色素是人类需要攻克的难题。