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菠菜色素的提取和分离

2011-12-06 7页 doc 121KB 416阅读

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菠菜色素的提取和分离菠菜色素的提取和分离 【摘要】:本实验用浸泡和抽滤法对菠菜色素进行了提取,介绍了薄层层析和柱层析的原理及通过薄层层析鉴定不同色素和通过柱层析进行叶绿素、胡萝卜素、叶黄素的分离。 【关键词】:菠菜色素;薄层层析;柱层析;石油醚;乙醇 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,添加于胶姆糖中海可消除口臭。胡萝卜素的三种异构体中β-异构体具有维生素A的生理活性,可代替维生素A使用,也可作为食品工业中的色素使用,最新研究报道,β-胡萝卜...
菠菜色素的提取和分离
菠菜色素的提取和分离 【摘要】:本实验用浸泡和抽滤法对菠菜色素进行了提取,介绍了薄层层析和柱层析的原理及通过薄层层析鉴定不同色素和通过柱层析进行叶绿素、胡萝卜素、叶黄素的分离。 【关键词】:菠菜色素;薄层层析;柱层析;石油醚;乙醇 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,添加于胶姆糖中海可消除口臭。胡萝卜素的三种异构体中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。也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着十分重要的作用,而绿色植物中色素的分离和提取也显得非常重要。 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、学习柱色谱和薄层色谱分离操作,掌握菠菜色素的提取和分离操作技术及化合物Rf值的测定方法,加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。 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、薄层层析 薄层层析又叫薄层色谱,常用TLC表示,是一种微量、快速和简便的色谱方法,可用于分离混合物和精制化合物。薄层色谱是在干净的玻璃板上均匀地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加于离薄层板一端约1cm处的起点线上,晾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。记录原点至主斑点中心及展开剂前沿的距离,计算Rf值: 3、柱层析 柱色谱法又称柱上层析法,简称柱层析,它是提纯少量物质的有效方法,常见的有吸附色谱和分配色谱。在吸附色谱中,常用氧化铝或者硅胶做吸附剂,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则在柱的下端,从而达到分离的目的。 三、仪器与试剂 1、仪器:层析板、层析柱、烧杯、锥形瓶、布氏漏斗、抽滤瓶、玻棒、表面皿、分液漏斗、研钵、洗耳球、滴管 2、试剂:新鲜菠菜叶、无水硫酸钠、石油醚:乙醇(5:1,3:1,3:2)、石油醚-乙酸乙酯展开剂(3:2)、硅胶 四、实验操作步骤 1. 抽滤法提取菠菜色素 取 20 g 洗净且用滤纸吸干的新鲜菠菜叶, 用剪刀剪碎并与 10ml 3∶2( 体积比) 石油醚-乙醇混合液拌匀, 在研钵中研磨约 5 min, 再加入10ml3∶2( 体积比) 石油醚-乙醇混合液浸泡20-30 min,然后用布氏漏斗轻微抽滤,得到菠菜色素粗品浓缩液,用20ml水将浓缩液洗至分液漏斗中,对浓缩液进行分液萃取,取上层液,加入2 g无水硫酸钠干燥。 2、薄层层析 取一块活化后的层析板,在离一端约1cm处画上一条起点线,并小心点样,然后放入预先加好体积比为3:2的石油醚-乙酸乙酯展开剂的大烧杯中。待展开剂上升到规定高度时,取出层析板在空气中晾干,用铅笔做出标记,测量并记录长度。 3、柱层析 称取9g硅胶倒于烧杯中,加入30-40ml石油醚,搅拌均匀并倒入 cm的层析柱中,约15cm高。加入时小心打开柱下的旋塞,保持石油醚能够流下,而硅胶在柱中堆积,必要时可用洗耳球轻轻在层析柱的周围敲击,使吸附剂装得平整致密。装完后,上面再加一片圆形滤纸,打开下端旋塞,放出溶剂至硅胶表面剩1-2mm高为止(▲注意任何时候,硅胶表面都不得露出液面)。 将刚才提取的菠菜色素浓缩液用滴管小心地加入到层析柱顶部,加完后,打开下端旋塞,让液面下降到柱面一下1mm左右,关闭旋塞,继续滴加数滴石油醚,打开旋塞,使液面下降。反复几次,使色素全部进入柱体。小心加入洗脱剂,打开下端的旋塞,层析开始,用锥形瓶收集,当有色成分即将滴出的时候,换另一个锥形瓶收集。 五、结果与分析 1、提取 在抽滤法提取色素的过程中, 由于抽滤时不好控制, 非极性溶剂难免会被抽去, 且在几次转移中损失较多, 程序繁杂,结果色素损失较大,所得色素提取液颜色较淡,不利于实验操作。 2、分离 柱层析分离的关键是洗脱剂的选择,而洗脱剂的选择是根据化合物的极性而定。胡萝卜素极性最小,因此胡萝卜素的洗脱剂用极性较小的3:2的石油醚—乙醇溶剂效果较好。用3:1的石油醚—乙醇溶剂洗脱叶绿素则效果较好,而用3:2的石油醚—乙醇溶剂洗脱速度最快。最先洗脱出来的是橙黄色的胡萝卜素,接着是灰色的脱镁叶绿素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b,最后是黄色的叶黄素。 3、测量结果及讨论 以硅胶为层析板,体积比为3:2的石油醚-乙酸乙酯混合液为展开剂,展开后能明显看到2个分离的清晰斑点。根据文献推断它们可能为胡萝卜素和叶绿素,其颜色及Rf值如下表所示: 菠菜色素的颜色与Rf值 色素 颜色 Rf值 胡萝卜素 橙黄色 0.976 叶绿素 绿色 0.718 从上表可得,菠菜叶中各种色素的比移值Rf值大小为:胡萝卜素>叶绿素,按此顺序它们的非极性依次减弱。 文献值 实验结果只能分离出胡萝卜素和叶绿素,原因可能是在色素提取时由于研磨、浸泡不充分,抽滤时间过长导致提取到的色素较少或者色素被破坏。 六、结论 菠菜中各种色素的比移值Rf大小排列为胡萝卜素,叶绿素。柱层析时,用3:1的石油醚—乙醇溶剂洗脱胡萝卜素,3:2的石油醚—乙醇溶剂洗脱叶绿素,3:2的石油醚—乙醇溶剂洗脱叶黄素是菠菜色素分离的优化条件。 七、 1、选材时要注意选取新鲜、颜色深的叶片; 2、研磨时丙酮要少量分次加入,以免研磨时液体飞溅; 3、层析柱填装时应紧密且均匀,以免影响渗透速度及显色的均匀; 4、甲醇和石油醚都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂,所以研磨时要快,收集的滤液要用棉塞塞住,层析时要加盖,减少有机溶剂的挥发。 5、抽滤时,抽滤时间不应太长,避免将石油醚抽走。 6、柱层析分离时,要注意观察并及时更换不用比例的洗脱剂。 八、参考文献 【1】兰州大学.有机化学实验(第三版).北京.高等教育出版社.387~389页 【2】李好样,冯轶雪.菠菜色素的提取与分离.太原师范学院学报( 自然科学版).2004年9月.第三卷,第三期.64~66页 【3】兰州大学化学系有机化学教研室 复旦大学化学系有机化学教研室 色谱法 《有机化学实验 第二版》北京:高等教育出版社 1994:104~112 【4】王福来.有机化学实验[M].武汉:武汉大学出版社,2001:132 【5】徐雅琴,杨玲,王春,菠菜叶素色的分离.有机化学实验.北京 化学工业出版社 2010.8:129~131 _1234567891.unknown
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