柑橘皮化学成分分析实验报告

1、综合化学实验柑橘皮化学成分分析报告一、实验背景1柑橘皮营养价值随着人类对营养、健康意识的增强和物质文明的迅速开展，使得食品向自然、粗糙、低热值、低盐、低脂肪、符合原物、方便等方向开展，整个社会对营养食品越来越关注。关于柑桔果皮的营养价值与药用价值，国内外资料都有较详尽的介绍，尤其是近年来，美国、巴西、日本、中国等国科学家在柑桔果皮的营养及综合利用方面做了大量的研究，并取得了可喜成果。柑橘皮是柑橘果实加工后余留的最大比例副产品，其内含丰富的生理活性成分以及磷、钙、铁、锌等微量元素。其所含营养成分除氨基酸外，其余均高于果肉，尤其是富含 具有一定生理活性成分如维生素C类黄酮等物质，使柑橘皮及其提取物

2、具有多重生理成效。3、实验目的1掌握水溶剂浸渍法提取维生素 C和微量元素。2掌握醇类回流法提取类黄酮成分。3掌握水蒸气蒸馏提取香精油成分。4掌握碘量法测定维生素 C含量。5掌握原子吸收光谱测定金属离子。6掌握紫外光谱法测定类黄酮含量。7掌握建立GC昆合物别离的色谱条件，并以外标法测定相关物质的含量。二、实验原理1 、柑橘皮有效成分的提取从天然产物中提取化学成分，常用的方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法及升华法。1溶剂提取法溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法，根据天然产物中各化学成分的溶解性能， 选用对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂， 用适当的方法将有效成分尽可能完 全地从药材组织中

3、溶解出来。 溶剂提取法的根本原理是在渗透、 扩散作用下， 溶剂渗透入药 材组织细胞内部， 溶解可溶性物质， 形成细胞内外溶质的浓度差而产生渗透压， 在渗透压的 作用下， 细胞外的溶剂不断进入药材组织中， 溶解可溶性成分， 细胞内的浓溶液不断向外扩 散，如此反复， 直至细胞内外溶液浓度到达动态平衡即完成一次提取。 滤出此溶液，再参加 新溶剂，使细胞内外产生新的浓度差，提取可继续进行，直至所需成分全部或大局部溶出。溶剂提取法的关键是选择适宜的溶剂， 一种好的溶剂应对所提成分有较大的溶解度， 而 对共存杂质的溶解度很小。 良好溶剂的选择应遵循“相似相溶的经验规律。 一般说来， 只 要溶剂的极性与化学

4、成分的极性相似， 化学成分就易被溶解。 按照溶剂极性大小顺序以及溶 解性能不同，可将其分为水、亲水性有机溶剂、亲脂性有机溶剂三类：水是强极性溶剂，对药材组织的穿透力大，中药中某些亲水性成分如糖类、 蛋白质、氨 基酸、鞣质、有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、无机盐等，都可以水为提取溶剂。柑橘皮 中维 C 和微量元素由于其很好的水溶性，故用水作溶剂提取。亲水性有机溶剂 是指甲醇、 乙醇、 丙酮等极性较大且能与水相互混溶的有机溶剂， 其 中乙醇最为常用。 柑橘皮中的类黄酮物质在醇中有很好的溶解性，可用乙醇回流的方法提 取。亲脂性有机溶剂如石油醚、苯、乙醚、氯仿、醋酸乙酯等，此类溶剂的特点是极性小， 与

5、水不能混溶，具较强的选择性，只能提取亲脂性成分，如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、 某些游离生物碱及一些苷元等。溶剂的选择要综合考虑溶剂的极性、 被提取成分及共存的其他成分的性质三方面的因素 来决定，同时还应兼顾考虑溶剂是否使用平安、价廉易得、浓缩方便等特点。2水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏是用来别离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法，常用于以下几种情况：1某些沸点高的有机化合物，在常压下蒸馏虽可与副产品别离，但易被破坏；2混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质，采用蒸馏、萃取等方法都难于别离；3从较多固体反响物中别离出被吸附的液体。使用水蒸气蒸馏这种别离方法是有条件限制的，被提纯物质必须具备以下几个条

6、件：1不溶或难溶于水；2与沸水长时间共存而不发生化学反响；3在100 C左右必须具有一定的蒸气压一般不小于 1.33 kPa柑橘香精油由柠檬烯，beta-蒎烯等纯碳氢烯烃和高级醇类 ，醛类,酮类，酯类组成的含氧 化合物组成。这些成分不溶于水，沸点较高，易被空气中的氧气氧化。 因此常用水蒸气蒸馏提 取。2、维生素C的测定原理维生素C是可溶于水的无色结晶，是一种分子结构最简单的维生素。维生素C有防治坏血病的功能，所以在医药上常把它叫做抗坏血酸。维生素C在水溶液中易被氧化， 在碱性2, 6-二氯靛酚氧化。其条件下易分解，维生素 C具有较强的复原性，在酸性条件下，可被结构如下所示:滴定法是维生素 C含

7、量测定最主要的方法，滴定法主要有2, 6 一二氯靛酚滴定法和碘量法。本实验用碘量法。碘的标定：12- -22 + 2S2Q f 2I + S 4C6硫代硫酸钠的标定：I+ - -6H + IC 3 +51 f 3I 2 + 3H 2C2- -22 + 2S2C3 f 2I + S 4C6以碘酸钾为基准物，在酸性条件下与过量的碘化钾反响生成丨2与2SO2-反响。3、原子吸收光谱测定金属离子柑橘皮中的微量金属元素主要有钾、钙、铁、锌等，这些金属离子的含量测定可以原子吸收光谱法测定。待测的柑橘皮的提取液在空气-乙炔火焰中原子化，在光路中分别测定锌对特定波长谱线的吸收。含量计算需要先建立各个金属的标准

8、工作曲线。4、紫外光谱测定黄酮类化合物黄酮类化合物是一类具有 C6一 C3一 C6结构的酚类化合物的总称，目前已从柑橘中鉴定出来的黄酮类化合物有 60余种，最常见的为橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸香苷等二氢黄酮类。橙皮苷是目前柑橘属黄酮中最主要的研究对象，橙皮苷又称陈皮苷或桔皮苷为二氢黄酮苷类化合物，是橙皮素与葡萄糖和鼠李糖结合形成的苷类。由于橙皮苷和AI(NO3)3溶液在80C反响15min后能形成黄色络合物， 通过波长扫描，可测其420nm有最大吸收，通过橙皮苷对照品的系列溶液得到工作曲线后，进行样品中橙皮苷含量的测定。5、气相色谱测定香精油柑橘皮中含有多种香精油，其中含量最大的4种香

9、精油分别是：柠檬烯，beta-蒎烯,芳樟醇，乙酸芳樟醇。这四种成分沸点不高，受热根本稳定，可用GC进行含量测定。成分结构沸点柠檬烯1r175177CBeta-蒎烯155156C芳樟醇汽H193194C乙酸芳樟酯O丿U219220C三、实验仪器与试剂 仪器：滴定管酸式、碱式 、移液管、碘量瓶、烧瓶、冷凝管、容量瓶、锥形瓶、铜壶、 布氏漏斗、抽滤瓶、圆底烧瓶、研钵、循环水式多用真空泵、 SpectAA220 原子吸收光度计、 UV-2501PC 型紫外 -可见分光光度计、气相色谱仪GC-2022C试剂：橘皮、乙醇95%、氯仿、碘酸钾、硫代硫酸钠、盐酸2%、硫酸3M、1426mg/L Zn2+离子储

10、藏液、橙皮苷标准液等四、实验步骤1 、 维生素 C 提取及含量测定 1 柑橘皮水溶性成分的提取：新鲜柑橘皮 50g 称量，剪成 20*20cm 细条，加 80mL2% 的HCI，浸泡0.5小时，抽滤，再加 50ml2%盐酸，浸泡 0.5h，抽滤，再加 50ml2%盐酸，浸 泡0.5h，抽滤，合并三次滤液，定容到250mL，移取10mL保存用于原子吸收分析，剩余用于维生素C测定。2维生素C的含量测定2&Q溶液的配制0.01moI/L：称取约0.7895g的硫代硫酸钠结晶固体于小烧杯内，力口少量蒸馏水溶解，定容于 250ml 容量瓶中，转移到棕色瓶中备用。b. I 2溶液的配制 0.01m

11、ol/L 已配好。c. 碘酸钾标准溶液配制： 差量法准确称取碘酸钾， 放入碘量瓶中， 加 20ml 水， 3ml3ml/L 的H2SQ和10ml的10%的 KI，用蒸馏水稀释定容到 250ml。d. 硫代硫酸钠溶液的标定： 用水冲洗碱式滴定管， 再用少量硫代硫酸钠溶液润洗， 然后参加硫代硫酸钠至 0刻度以上，排气；用移液管移取KIQs标准溶液25.00mL，参加3mL 3M的硫酸、10mL10%碘化钾溶液，用硫代硫酸钠滴定该碘酸钾溶液至浅黄色，参加2mL淀粉指示剂，滴定至无色且 30s 内不变色；重复三次上述操作并记录数据；e. I 2溶液的标定用移液管移取25.00mLI2溶液到碘量瓶中，用

12、硫代硫酸钠滴定至浅黄色，参加2mL淀粉指示剂，滴定至无色；重复三次上述操作并记录数据；f. 用标定好的碘溶液滴定样品，将240ml的维C提取液倒至锥形瓶中，滴定前参加2mL淀粉指示剂 ，滴定至淡蓝色。2+2、AAS测 Zn1标准溶液的配制：称取 0.2981g氧化锌基准物，用6mol/L的HCI定容至100ml，稀释 100倍后，mlmlmlmlml上述溶液至编号为1-5的50mL容量瓶中，稀释定容后待用。2维0提取液，用尼龙滤网抽滤该维C提取液，抽滤完成后测定其吸光度。3 、橙皮苷的提取和含量测定1乙醇回流提取橙皮苷：定量 20g橘皮在80ml乙醇中回流2小时，过滤，用乙醇 定容到 100m

13、l 容量瓶中，备用。 2 橙皮苷含量的测定：储藏液：称取橙皮苷配制橙皮苷标准液2mg/ml，用氢氧化钠：乙醇 =50:50,定容到50ml 容量瓶中。将储蓄液稀释 5 倍至 0.4mg/ml 。标准曲线绘制：分别精密量取0.50ml、0ml、0ml、ml、的橙皮苷标准储藏溶液，用用氢氧化钠：乙醇 =50:50 定容到 50ml 容量瓶中。用移液管准确移取样品于 50ml 容量瓶中, 用乙醇定容。3将紫外 -分光光度计开机预热、设置,将参比液放入比色皿中,调零。自检,波长范围为225400nm，扫描速度为快。基线校准。翻开样品室盖，对移取编号为3的那瓶溶液进行测定，确定最大吸收波长为 28nm、

14、，之后按浓度由低到高的顺序，依次测定五个标准品的吸光度并记录数据,最后测定样品的吸光度并记录。用三号在200-700nm内确定最大波长。在最大波长处分别测定吸光度值，以值y为横坐标、橙皮苷的含量x，mg/m1为纵坐标作线性回归，得标准曲线。样品含量的测定：样品液稀释 100 倍，在最大吸收波长处测定吸光度。4、香精油的提取和分析1水蒸气蒸馏提取橘皮香精油：称取30g的柑橘皮，剪成细条状，进行水蒸气蒸馏，控制水蒸气蒸馏速度，蒸馏1.5h，收集100-150ml左右的馏出液，将馏出液转移到分液漏斗中,用 30ml 氯仿萃取一次后,水层继续用 20ml 氯仿萃取一次,合并两次氯仿溶液, 加无水硫酸钠

15、至溶液澄清,用氯仿定容到 50ml 容量瓶中。(2 )气相色谱测定香精油的含量：先进行色谱条件优化选出最优条件在进行样品及标准液的测定，优化条件为：柱温：恒温 180 C保存10min :柱温：60 C，以30 C /min的速度 升到180 C,保存0min :柱温：60 C，以10C /min的速度升到180 C,保存0min ;优化 完成后，选择最优条件进行样品的测定，并记录数据。柑橘皮中含量最大的 4种香精油分别是：柠檬烯，beta-蒎烯，芳樟醇，乙酸芳樟醇。将 上述4中对照品配成标准溶液在GC上别离得到对照品的色谱图，样品进样，按照外标法测定含量。五、结果与讨论1、维生素C含量分析及

16、讨论称取硫代硫酸钠MKIO3=214C = 6* RKIO3/M KIO3/ V2-V1相对偏差=|平均值-测量值|/平均值表一、标疋硫代硫酸钠KIO3称重g硫代硫酸钠初 刻度Vml末刻度V2ml滴定体 积ml硫代硫酸钠 浓度mol/L平均值mol/L相对偏差(%)0.10520.0022.5000.13110.13100.076%0.10520.0020.13100%0520.00220%表二、标定碘溶液碘溶液体积ml硫代硫酸钠初 刻度ml末刻度ml体积ml碘溶液浓度mol/L平均浓度(mol/L)相对偏差(%)25.000.0018.520.048520.08%25.000.0018.50

17、0.048480.02%25.000.00110.25%C I2 = C Na2S2O瓷V/20相对偏差=|平均值-测量值|/平均值VO = G2*V*Mvc=85.64mg碘溶液滴定 V所用体积10.03mlMvc=176.13 m样品中 VC含量=mVC/样品=85.64/50=1.7129(mg/g 橘皮2、金属离子锌含量分析及讨论样品浓度mg/L0.4670.9341.868吸光度待测液吸光度由上图，拟合直线方程为：A=0.1679c590，那么浓度 c590/0.1679所以样品中 Zn2+含量为：c=0.1765590心1679= mg/L故 T=C*V/m样品=mg/g 橘皮3、

18、橙皮苷含量分析及讨论先用3号0.01584mg/ml的样品测紫外吸收光谱，可得，在入=28m时，Abs为0.3977 ,在即最大吸收值，所以入max=28 nm测得的待测溶液如以下列图：225JU25Q.0WOlQ北 Q Q4QD 0Wsvetehofri Lrm)入max样品浓度mg/ml0792158423763168吸光度0.39770.59450.7974待测液吸光度0.3744A_c由上图，样品吸光度为 0.3743时，样品中橙皮苷的含量为：c= 291/2=0.0 mg/ml144*100*100/10=14.38(mg/g 橘皮入样品浓度mg/ml0792158423763168

19、吸光度待测液吸光度0.2860Ac0F-y = L4,0D410,40.3<6 2Q, 1001I10.005 d 010, D150.02H 0250.03山 035£由上图，样品吸光度为mg/ml191*100*100/10= mg/g 橘皮4香精油含量分析及讨论 条件一：柱温恒温 180C，保存10分钟1.00091：II 70Q tL. 5Q0- JOQ- 3R-n12345S7时间GiinJ9。10 11分析結舉畚峰名図留时刚样fi枳介皴2. 31507；. 33. C2&i09T7064. (J0.35.01322. 5摘lwm o?t562497<!

20、i 0009.鹑開33. 19637 az 6.LB370E.O. 1255. D41512 386S&. 42636 4 3B 914. 12S100. 0000峰裁驗表龄/卜面秣时间变棒攔宦时间停止时间50, 000W0, - 000. CDO0.00011. 9991Q0. 000 D样号峰名邺爾时IT半峰盍理论塔板豔井离席癮遂丙子不对称厦1iAW11&.4370.KQ1.4121JBK22.M80 340B10.9070.273E K001 19B0 365424 9490.92216 34721.508有效组分未完全别离，此条件不适合条件二：柱温：60 C,以30 C

21、 /min的速度升到180 C，保存0min ;円诰却笔三蛆前abcOOX.c rB»1 DDQ01?34$61631011时闾血曹出结勒农保存时间峰高含h 7155BES34. aao-i53Ez：S.2E381442a. i<e10。皤甜.25034O2990». 00086.3670S3L 3TS0.144343.磁gasg. 40441123. &910.1063rx m4imL<13L1243M9.1 霜乳益紳$3- awL34ML 613&»TT29. 976M1Z3Y4. 34汁盘21996417 ogg3. 5044E7

22、. 24067a <747M. &闻朋斶Jft计吕斛曲9】&币90109. wig峰雾廉我停止时何籽品重量70. QOQ 0. WO 100.COO 0. OCQ0.0Q0.9»9100. QOOQ样品别离，别离效果不理想，原因在于程序升温过快条件三：柱温：60 C,以10C /min的速度升到180 C,保存Omin ;lnirkl!- I10 119旧1 VZiE I"« 002. 1 ?峰号孙析热果表峰名床雷时峰离1b SS210W35Z 3T55639 292. DOO22. 6573910(1. &5552966 伽0.12

23、6433. 21 £18SS. C691500s 01L2叮4. 31527U2. 63327W1C 43LB4 663558405E0O. 6560心 0Q00. DZ50&5. 06SE汕一 6t 7t .?y=2. ODD0. 043375l 44SLc45&31. OC'j4. <S4<36.152It 1700. DOS1. MT496. 34S31527. S294l>7D. 50L210'7. 14yLiS2?D9. ISM 1201117- 6481<?&. (»0*51 t '9. j

24、.OO0. mb12S-365issa. sea2S2S7. 600a. O6io136. 3151145.143MM. 1000. D21C149 165111LOOOir&t mo0. 004315d血1038M P3S46&59UO61. L12C1610. 2&2291. MB?2;2.70d0. UM171L 13274». 250EB361. 1.020 1405样品柠檬完全别离，且别离效果较好由柠檬烯、B -蒎烯、乙酸芳樟酯、芳樟醇的沸点与极性可知，出峰顺序为：B -蒎烯 烯芳樟醇乙酸芳樟酯。b beta-蒎烯=m beta-蒎烯 /V=*(10

25、/50/50)=*10 -4(g/ml)b柠檬烯=m柠檬烯 /V =0.0432 *(10/50/50)=1.728*10 -4(g/ml)b芳樟醇=m芳樟醇/V =0.134*(10/50/50)=*10 -4(g/ml)b乙酸芳樟醇=m 乙酸芳樟醇 /V =0.1672 *(10/50/50)=*10 -4(g/ml)提取的精油的GC-FID谱图I恒I/nin 川口钙样童iuU:a?SS ichbd：分析结果总峰号保存时问Sm22. 098?C：.2OU7574. 000.一 E 述一32. K7Bl 433.031761418.5M14031d3. 1071HEB.3HS1T41EL m

26、4. ESH3. 5484707. roaIDfiLSfi. DOOL 24916Q.唧472T. MS2dtbl.56EMb:14. 740ICBIS.LSBETID2. 66Ja. st?'?B5. 393lOlM.bTT1D27G4.961fl. 316095, £4319-iZ. 9031D505.335a_ D3Z36. 0486731U STS236168 fl 307.zrziJ16.32515-9163Q3OS3.9 鹑0.&345126. SS22096. 4383&935. 27T0.113613T. 74310X 3S4137.431Q

27、DD131410.咖143. 4743.UD192519719 00132S1702T. 000100. 0000成分3 -蒎烯柠檬烯芳樟醇乙酸芳樟酯标准样峰面积标准样浓度mg/mL0.18480.17280.6688样品峰面积样品浓度mg/mL0.22140.1680.0191橘皮中样品含量mg/g橘皮0.318六、实验结果1橘皮Zn离子的含量为mg/g橘皮2 橘皮中橙皮苷含量为144*100*100/10=14.38mg/g 橘皮3.橘皮中维C含量为85.64/50=1.7129mg/g 橘皮4橘皮中 俟蒎烯含量为0.115mg3蒎烯/g橘皮5橘皮中柠檬烯的含量为 mg柠檬烯/g橘皮6橘皮

28、中芳樟醇的含量为 0.28mg芳樟醇/g橘皮7橘皮中乙酸芳樟醇的含量为0.318mg乙酸芳樟醇/g橘皮七、讨论与分析1维生素C含量的滴定： 由Na2$O3浓度测定的相对平均偏差可见，其滴定实验结果精密度较高； 由12的测定结果及相对平均偏差可见，三次滴定结果相对于 Na2S2O3浓度测定时偏大， 原因可能由于终点判断不准确、读数不够精准等； 提取维C过程中，因为是一次性实验，对实验结果有着不可忽略的误差影响，I2浓度测定以及Na2$O3浓度测定的准确与否也会对实验结果产生影响。 测定中用的是碘量法，该方法简单方便，但是碘易挥发，见光分解。在配置碘溶液时， 参加了 KI，结合成I3-以防止其挥发，分解。滴定时要控制好滴定速度，多摇动。快到达终 点时。滴定速度一定要慢。判断变色点要半分钟内不褪色。2AAS测 Zn2+: 由工作曲线可见，R2=0.9976其线性拟合关系较好，根本符合要求；影响线性的原因主要 来至溶液的配置过程，如移取液体、读数的准确程度，溶液是否摇匀以及测定时比色皿装液 过程中手法所带来的影响等；3橙皮苷的提取和含量测定：A, 由工作曲线可见，在最大波长入max=287.10nm处，样品的吸光度值在所作曲线的线 性浓度范围内，实验结果具有一定的代表性；B, 在非最大波长入=361.90nm处，样品的吸光度值在所作曲线的线性浓度范围之外，说明在3