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 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=0.64 0.5/4.4=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