菠菜色素的提取与分离.doc

第 3 卷第 3 期2004 年 9 月 太 原 师 范 学 院 学 报 ( 自然科学版)JOU RN AL O F T A IY U A N T EACHERS CO LL EG E ( N atur al Science Editio n)V o l. 3 N o. 3菠菜色素的提取与分离李好样冯轶雪( 太原师范学院 化 学系, 山西 太原 030001)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. 对比 分析 结果表 明, 用石 油醚 -乙醇 ( 3 2) 浸 泡法 提取 效果 较 好, 洗 脱 剂的 选择 是菠菜 色素 分离 的优 化条 件. 键词 叶 绿素 ; 石 油醚 ; 菠菜 色素 章编号 1672-2027( 2004) 03-0064-03 图分类号 O 62 献标识码A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、饮料水等中, 添加于胶姆糖中还可消除口臭. 胡萝卜素的三种异构体中 B-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, B-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离就显得很重要了. 本文主要报道了用非极性溶剂对菠菜色素的提取与分离, 并找到了最佳的提取与分离方法.1实验部分1. 1仪器与试剂仪器: 布氏漏斗、研钵、分液漏斗、显微载玻片、毛细管、层析柱( 2010 cm ) 、滴液漏斗 UV -1100 紫外分光光度计.试剂: 石油醚( 6090) 、甲醇( 化学纯) 、乙醇( 95% ) 、菠菜叶、丙酮( 化学纯) 、苯( 化学纯) 、乙酸乙酯( 化学纯) 、无水硫酸钠、硅胶 G、中性氧化铝( 150 目160 目)1. 2提取与分离1. 2. 1抽、滤法提取菠菜色素 1取 15 g 洗净且用滤纸吸干的新鲜菠菜叶, 用剪刀剪碎并与 20 m L 甲醇拌匀, 在研钵中研磨约 5 m in, 然后用布氏漏斗轻微抽滤, 弃去滤液. 将菠菜汁放回研钵, 适当研磨, 用 15 m L 石油醚-甲醇混合液( 体积比为 32) 萃取, 轻微抽滤, 重复三次, 将每次的提取液用滴管转移到分液漏斗, 然后用 10 m L 水洗涤两次, 以除去萃取液中的甲醇( 洗涤时轻轻振荡, 以防止乳化) , 弃去水-甲醇层. 石油醚层用无水硫酸钠干燥后倾至圆底烧瓶, 在水浴上蒸去大部分石油醚至体积约为 1 mL .1. 2. 2浸泡法提取菠菜色素在研钵中放入 10 g 新鲜的菠菜叶, 加入 15 mL 32( 体积比) 石油醚-乙醇混合液, 适当研磨( 不要研成糊状, 否则会给分离造成困难) , 将提取液用滴管转移到分液漏斗中. 反复三次, 合并提取液. 向提取液中加入l0 mL 饱和 NaCl 溶液( 防止乳化) 除去水溶性物质, 弃去水层, 再用蒸馏水洗涤两次. 将有机层转入干燥的小锥形瓶中, 加 2 g 无水硫酸钠干燥, 干燥后的液体倾至另一锥形瓶中, 在水浴上蒸发浓缩至大约 l mL .1. 2. 3薄层色谱分离菠菜色素称取 3 g 硅胶 G 加 8 mL 蒸馏水, 立即充分研磨调成均匀糊状, 制板, 晾干后在 110 活化 1 h, 点样, 用不同的展开剂展开.X 收稿日期: 2003-04-19作者简介: 李好样( 1965-) , 女, 太原师范学院化学系副教授, 主要从事有机化学的教学工作和科研工作. Sept . 2004关 文 中 文C第 3 期李 好样等: 菠菜色素的提取与分离65 2按参考文献 2 的方法进行, 待色素全部进入柱体后, 在柱顶小心加 1. 5 cm 高度的洗脱剂一 91( 体积比) 石油醚丙酮, 然后在层析柱上面装一滴液漏斗, 内装 15 mL 洗脱剂, 打开上下两个活塞, 让洗脱剂逐滴放出, 层析即开始进行, 用锥型瓶收集. 当第一个有色圈( 橙黄色) 将滴出时, 取另一锥形瓶收集, 它就是胡萝卜素, 约用洗脱剂 40 mL . 用 73( 体积比) 石油醚丙酮作洗脱剂, 绿色圈下端呈黄色, 再加 20 m L 洗脱剂洗脱, 颜色分层更明显, 但速度很慢, 总共用去洗脱剂约 100 mL . 分出第二个黄色带, 它是叶黄素. 再用 311( 体积比) 丁醇乙醇水作洗脱剂, 洗脱叶绿素, 速度很快, 用洗脱剂约 60 mL .1. 3紫外光谱测定1. 3. 1胡萝卜素的紫外光谱测定.用石油醚稀释所得的橙黄色试样, 加到 1 cm 的比色皿中, 以石油醚作空白试剂, 测得 Kmax 为 476 nm, 448nm, 其吸光度分别为 0. 495, 0. 579.1. 3. 2叶绿素的紫外光谱测定用石油醚稀释所得的绿色试样, 加到 1 cm 的比色皿中, 以石油醚作空白试剂, 测得 Kmax 为 660 nm , 426nm, 其吸光度分别为 0. 238, 0. 344.2结果与讨论2. 1提取在提取色素的过程中, 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. 用浸泡法操作简便易行, 损失少, 产率高. 由于甲醇与乙醇的极性相近, 但是乙醇易得、无毒, 所以用32的石油醚乙醇通过浸泡的方法提取菠菜色素为此实验的优化条件.2. 2分离薄层色谱是一种很好的分离、纯化、鉴定有机化合物的重要方法之一, 尤其是对于微量分析, 根据展开剂不同, 可以确定各色素的极性强弱, 其比移值如表 1 所示.表 1菠菜色素的比移值( Rf )T able 1T he Rf o f spinach pigm ent展开剂石油醚丙酮石油醚丙酮石油醚丙酮石油醚乙酸乙酯石油醚乙酸乙酯石油醚丙酮苯苯丙酮体积比829173647321282胡萝卜素0. 820. 840. 880. 960. 900. 900. 89叶绿素0. 27-a= 0. 44b= 0. 360. 78a= 0. 42b= 0. 330. 640. 50叶黄素0. 440. 230. 550. 850. 610. 760. 71注: a、b 分别为叶绿素 a 和 b 的比移值由表 1 可以看出, 菠菜色素中各种色素的比移值 Rf 大小为: 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素, 按此顺序它们的非极性依次减弱. 薄层色谱分离的灵敏度不但很高, 而且同时为柱层色谱法洗脱剂的选择提供了很好的参考价值.柱层色谱分离的关键是洗脱剂的选择, 而洗脱剂的选择根据化合物的极性而定, 胡箩卜素极性最小, 因此胡萝卜素的洗脱剂用极性较小的 9l 的石油醚丙酮溶剂效果较好. 但用 91 石油醚丙酮为洗脱剂时, 叶黄素 Rf= 0. 23 偏小, 为了提高叶黄素的分离效果, 加大了洗脱剂的极性, 选用了几种不同的洗脱剂, 比较如表 2 所示.1. 2. 4柱色谱分离菠菜色素66太 原 师 范 学 院 学 报( 自然科学版) 第 3 卷表 2不同洗脱剂对叶黄素的 洗脱效果比较T a ble 2Co mpar iso n o f effect of w ashing x anthophyll in different w ashing ag ent洗脱剂分层情 况用量速度石油醚丙酮( 73)黄绿100较慢石油醚丙酮( 64)无明显分层-石油醚乙酸乙酯( 73)黄青绿墨绿80 m L较快由表 2 可见, 73 石油醚乙酸乙酯的使用为分离叶黄素的优化条件. 分离出胡箩卜素和叶黄素后, 可加大溶剂极性以较快速度洗脱叶绿素. 经大量实验确认当用 311 的丁醇乙醇水洗脱剂洗脱叶绿素时, 速度很快, 效果又佳.比较两种分离方法, 薄层色谱分离效率高、灵敏度高、快捷, 适用于微量分析, 而柱色谱分离得不是很彻底, 但适用于较多量样品分离.2. 3紫外光谱测定胡 萝卜素的参考数据为 481( 123027) , 453( 141254) , 实验所测数据与此有差距, 可能是系统误差所导致. 叶绿素的紫外光谱数据没有查到, 本次所得数据只能作为以后考证的参考数据.3结束语综上所述, 本文报道的用 32 的石油醚乙醇通过浸泡法提取菠菜色素是在原有方法上的条件改进.柱色谱, 用 91 石油醚丙酮洗脱胡箩卜素, 73 石油醚洗脱叶黄素, 311 丁醇乙醇水洗脱叶绿素是菠菜色素分离的优化条件.参考文献: 1 兰州大学、复旦大学化学系有机化学教研室. 有机化学实验( 第 2 版) M . 北京: 高等教育出版社, 1994 2 王福来. 有机化学实验 M . 武汉: 武汉大学出版社, 2001Abstract and Separate of Spinach PigmentLi HaoyangFeng Yi xue( D epar tment o f Chemist ry , T aiyuan T ea cher s Co llo ge, T aiy uan 030012, China )AbstractU sed w ith t he methods of ex t ract ion im mersion, pig ment w as abst ract ed fro mt he leaves of spinach . T he chorophyll car ot ene and xanthophyll w ere separat ed by using T LC andColumn Chrom ato graphy . It w as f ound t hat t he