余正波 菠菜色素分离论文

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1、内蒙古师范大学2013/5/20菠菜色素的提取与分离Extrctionssandisolationofpigmentsfromspinach余正波内蒙古师范大学生命科学与技术学院呼和浩特010020摘要：本实验用研钵和体积比为7:3石油醚-乙醇提取色素，使用硅胶柱层析法对叶绿素、胡萝卜素和叶黄素进行分离，以此了解天然物质分离提纯方法，了解柱层析的基本原理，掌握柱层析的操作技术。关键词：菠菜色素石油醚-乙醇分离硅胶柱层析菠菜中含有胡萝卜素、叶黄素和叶绿素等色素。叶绿素是植物进行光合作用所必需的催化剂，主要以叶绿a和叶绿

2、素b两种形式存在。胡萝卜素具有三种异构体，其中β-胡萝卜素除具有维生素A的生理活性，作为维生素A使用外，还能清除体内自由基，提高人体免疫力，延缓细胞和机体衰老。叶黄素是一种类胡萝卜素，是天然的食品色素和食品营养剂，具有明显的抗氧化、抗衰老和抗突变等生物活性,此次实验采用硅胶柱层析对色素进行分离纯化。1实验部分1.1实验目的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；了解柱层析的基本原理，掌握柱层析的操作技术。1.2实验原理通过柱色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。绿色植物如菠菜叶中含有叶绿

3、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(C55H7O6N4Mg)，其差别仅是a中一个甲基被b中的甲酰基所取代。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。植物中叶绿素a的含量通常是b的3倍。尽管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a-,β-和γ-胡萝卜素，其中β-异构体含量最多，也最重要

4、。在生物体内，β-体受酶催化氧化即形成维生素A。目前β-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A使用，也可作为食品工业中的色素。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。1.3主要仪器与试剂4内蒙古师范大学2013/5/20研钵、离心机、三角瓶、试管、层析柱，抽滤瓶，烧杯，铁架台；硅胶，乙醇，丁醇,石油醚（60~90℃），丙酮，菠菜叶。1.4实验流程菠菜----研磨离心----菠菜汁---石油醚乙醇萃取---萃取液-

5、--纯水洗涤、无水硫酸钠干燥---石油醚浸膏---柱层析----色带---洗脱---色素回收1.5操作步骤1.5.1菠菜色素的提取 称取2g洗净后的新鲜的菠菜叶，用剪刀剪碎后放入研钵，充分研磨后加入约15mL7:3（体积比）的石油醚/乙醇混合液，搅拌继续研磨约2min，然后用离心机离心分离（3500rpm，5min）菠菜汁，弃去滤渣。将滤液转入分液漏斗，加入30mL水萃取洗涤（分两次，每次15mL），以彻底除去萃取液中的乙醇。洗涤时要轻轻旋荡，防止产生乳化。处于上层的石油醚层用无水硫酸钠干燥后滤入试管。1.5.2装柱

6、取一支洁净干燥的层析柱，从柱口小心装入活性硅胶（160-200目，于100-110℃活化2小时），边装边轻轻敲打层析柱，使填装紧密均匀，直至硅胶粉柱高达8厘米时为止。然后在柱顶再加上一层0.5cm高的海沙。将此层析柱固定在铁架台上。1.5.3柱平衡打开层析柱下端活塞，用小烧杯从柱口沿管壁小心加入石油醚流出（切勿把硅胶表面冲乱）。当柱顶尚留有少量石油醚时，关闭下阀，停止流出（使用前回收瓶应该干燥，这样回收的石油醚倒出后，可以用于配制洗脱液）。1.5.4加样预先准备好的提取液0.5ml，小心加入层析柱上端（用胶头滴管加入

7、），打开下阀，待提取液完全进入层析柱之后关闭下阀。1.5.5洗脱待色素全部进入柱体后，在柱顶小心加洗脱剂石油醚/丙酮溶液8:2（体积比）。打开活塞，让洗脱剂逐滴流出，层析即开始进行，用锥形瓶收集。当第一个有色成分即将滴出时，取另一锥形瓶收集，得橙黄色溶液，它就是胡萝卜素。用石油醚-丙酮5:5（体积比）作洗脱剂，分出第二个黄色带，它是叶黄素。再用丁醇/乙醇/水3:1:1（体积比）洗脱叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。1.6注意事项层析柱装填紧密与否,对分离效果影响很大。若柱中留有气泡或各部分松紧不匀（更不能有断层

8、）时，会影响渗透速度和显色的均匀。在吸附柱上端要加入少量海沙，以防止加样品和洗脱剂时将吸附剂冲起，影响分离效果。为了保持吸附柱的均一性，应该使整个吸附剂浸泡在溶剂或溶液中，即从第一次注入石油醚起直至实验完毕，绝不能让柱内液体的液面降至沙层之下。否则当柱中溶剂或溶液流干时，会使柱身干裂。若再重新加入溶剂，会使吸附柱的各部分不均匀而影响分离效果。4