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1、菠菜色素的提取和色素分离学号:成绩:姓名：指导教师: 摘要：利用石油醚，甲醇为萃取剂萃取叶片中的叶绿素，在薄层层析中时别离 在两种不同的展开剂中展开比较展开剂的极性，在柱层析当选用适当的洗脱剂 进行层析，当第一个有色成份即将滴出时，取一锥形瓶搜集的橙黄色溶液即胡 萝卜素.关键词：菠菜色素、萃取、薄层色谱分析法、柱色谱正文：1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 等中，添加于胶姆糖中还可排除口臭.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利用，也可作为食物工业中的色
2、素利用, 最新研究报导，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， 在光合作用中能起搜集光能的作用.由此可见，叶绿素等天然色素有普遍的用 途，关于色素的提取与分离就显得很重要了。叶绿体色素提取与分离实验比较复杂，但又超级重要。实验用层析法来进 行，依照叶绿体色素各成份在层析液中分派系数的不同，将不同的叶绿素一一 分开，但在实验中，常因实验材料中色素含量低提取制备较难，层析分离后色 带清楚度差，乃至色带种类不全等诸多因素，最后阻碍了实验结果。其中叶绿 体色素的提取制备、过滤与点样、分离与层析是取得良好的实验结果的关键问 题，绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶黄素
3、（黄）等 多种天然色素。2.实验部份通过绿色植物菠菜色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方式； 通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离的原理。2.2实验原理色谱法是分离色谱法是分离色谱法是分离色谱法是分离、提纯和鉴定有机 化合物的重要方式。其分离原理是利用混合物中各个其分离原理是利用混合物中各个成份的物 理化学性质的不同，被选择某一个条件使各个成份流过支持剂或吸附剂时，各 成份可由于其物理性质的不同而取得分离。与经典的分离提纯手腕不同，色谱 法具有微量、快速、简便和高效等优势。按其操作不同，色谱可分为薄层色谱 柱色谱、纸色谱、气相色谱和高压液相色谱等。1. 柱色谱原理液体样
4、品从柱顶加入，流经吸附柱时，即被吸附在柱中固定相（吸附剂） 的上端，然后从柱顶加入流动相（洗脱剂）淋洗，由于固定相对各组分吸附能 力不同，以不同速度沿柱下移，吸附能力弱的组分随洗脱剂第一流出，吸附能 力强的组分后流出，分段接收，以此达到分离、提纯的目的。2. 薄层色谱原理由于混合物中的各个组分对吸附剂（固定相）的吸附能力不同，当展开剂 （流动相）流经吸附剂时，发生无数次吸附和解吸进程，吸附力弱的组分随流 动相迅速向前移动，吸附力强的组分滞留在后，由于各组分具有不同的移动速 度，最终得以在固定相薄层上分离。其应用要紧有：跟踪反映进程；鉴定少量 有机混合物的组成；分离；寻觅柱色谱的最正确分离条件等
5、。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），其不同仅是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 的含量一般是 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-, B-和Y-胡萝卜素，其中B-异构体含量最多，也最重要。在生物体内，B-体
6、 受酶催化氧化即形成维生素A。目前B-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维 生素 A 利用，也可作为食物工业中的色素。叶黄素（C40H5602）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量一般是胡 萝卜素的两倍。与胡萝卜素相较，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。B -胡萝卜素（R = H）叶黄素（R = OH）提取制备中加入适量CaCO3（碳酸钙）在植物叶片的液泡中含有机酸 , 研磨提取叶绿体色素时 , 加入适量的 CaCO3 粉末, 能够避免叶绿体色素被破坏, 从而维持叶片的生理活性。咱们从 对如实验中发觉，CaCO3对提取液阻碍较大，不加Ca-CO3的提取液放置一段时 刻以后容易变黄，而加
7、Ca-CO3的提取液那么无明显转变，这说明不加CaCO3 的提取液容易受到外界破坏。在加CaCO3时，用量应把握在每克绿叶用0. 2 0. 4克CaCO3粉末为宜。试剂与仪器试剂：95%乙醇，丙酮，硅胶G,中性氧化铝，甲醇，石油醚（60-90C），丙 酮，乙酸乙酯。仪器：电子天平、研钵、布氏漏斗、圆底烧瓶、电炉、 滴管、显微载玻片、广口瓶、滤纸、少量脱脂棉、层析柱 材料：新鲜菠菜叶片2.4实验装置2.5实验方式与步骤实验流程图： 研唐菠菜 * 菠菓汁过滤蒲罠屆析就值色带*诲液实验方式：1薄层层析法II柱层析实验步骤：菠菜色素的提取(提取液可为石油醚-甲醇、丙酮、CCl4、无水乙醇)取20g新鲜
8、菠菜叶于研钵中拌匀研磨5分钟，残渣用20mL的石油醚-乙醇(2:1)混合液进行提取，共提取两次。把浸取液归并过滤，滤液转移到分液漏 斗中，加入等体积的水洗涤后弃去基层的水-乙醇层、石油醚层再用等体积的水 洗涤两次，以除去乙醇和其它水溶性物质。石油醚层用无水Na SO进行干燥、浓24缩为2 mL。取一半做柱层析分离，其余留作薄层层析分析。I柱色谱分离（经常使用的吸附剂：氧化铝，硅胶，氧化镁，碳酸钙，活性炭 等）（1）色谱柱的装填将10g中性氧化铝与lOmml石油醚将拌成糊状，冰凝将其慢慢加入预先加 了必然石油醚的色谱柱中，同时打开活塞，让石油醚流入锥形瓶中（以稳固速 度装柱，不时敲打色谱柱，是色
9、谱柱装的均匀）。在装好的柱子上放厚的石英砂 或一张滤纸，并非时用石油醚洗脱，以使色谱柱流实。然后放掉多余的石油醚 直至液面方才达到石英砂或滤纸的顶部，关闭活塞。（2）洗脱将取得的色素滤液用滴管警惕夹到色谱柱顶，加完后，打开活塞，让液面 下降到柱面以上1mm左右，关闭活塞，加数滴石油醚，打开活塞，使液面下降, 经几回反复，使色素全数进入柱体。待色素全数进入柱体后，在柱顶警惕加约 高度洗脱剂石油醚-丙酮溶液9:1（体积比）。打开活塞，让洗脱剂逐滴放出， 层析即开始进行，用锥形瓶搜集。（3）分离 当第一个有色成份即将滴出时，取另一锥形瓶搜集，得橙黄色溶液，它确 实是胡萝卜素。 用石油醚-丙酮7:3（
10、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）。（溶剂的洗脱能力按递增顺序排列如下：己烷（石油醚）、四氯化碳、甲苯、 苯、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、丙醇、乙醇、甲醇、水。）表1 不同洗脱剂对叶黄素的洗脱成效比较洗脱剂石油醚一丙酮 （7 : 3）石油醚一丙酮 （6：4）石油醚一乙酸乙酯 （7 : 3）分层情况黄一绿无明显分层黄 冃绿 墨绿用量100 - 80 mL速度较慢较快II薄层色谱的操作方式（1）点样将样品用低沸点的溶剂配成1-5%的溶液，用内径小于1 mm的毛细管点样。点样前，先用铅笔
11、在薄层板上距一端1cm处轻轻划一横线作为起始线，然后用 毛细管吸取样品，在起始线上警惕点样，斑点直径不超过2 mm；若是需要重复 点样，那么待前次点样的溶剂挥发后，方可重复点样，以避免样点过大，造成 拖尾、扩散等现象，阻碍分离成效。假设在同一板上点两个样，样点之间距离 在1-1.5 cm为宜。待样点干燥后，方可进行展开。（2）展开和展开剂薄层展开要在密闭的器皿中进行，加入展开剂高度为0.5 cm。把带有样点 的板（样点一端向下）放在展开器中，并与器皿成必然的角度。盖上盖子，当 展开剂上升到离板的顶部约1 cm处时掏出，并当即标出展开剂的前沿位置，待 展开剂干燥后，观看斑点的位置。（3）显色 假
12、设化合物不带色，可用碘薰或喷显色剂后观看，假设化合物有荧光，可在紫外灯下观看斑点的位置。表2菠菜色素的比移值（Rf）展开剂体积比胡萝卜素叶绿素叶黄素石油醚一丙酮8 : 2石油醚一内酮9： 1石油醚一内酮7： 3石油醚一乙酸乙酯6:4石油醚一乙酸乙酯7:3石油醚内酮本2:1:2苯丙酮8:21）薄层层析时，薄层板的制备要厚薄均匀，表面平整光洁。2）点样与展开应按要求进行，点样不能戳破薄层板面。展开时，不要让展 开剂前沿上升至底线。不然，无法确信展开剂上升高度。即无法求得RF 值和准确判定粗产物中各组分在薄层板上的相对位置。物理常量名称物态熔点溶解性叶黄素棱格状黄色晶体，有金属光泽190 C不溶于水
13、，易溶于油脂和脂 肪溶剂叶绿素绿色或褐色，主要 存在于叶绿体中不溶于水，易溶于有机溶剂B-胡萝卜素紫红或暗红色的结晶性粉末176180 C不溶于水，易溶于醚，脂类操作实验现象参考文献：1 李好样、冯轶雪 题目：菠菜色素的提取与分离 杂志：太原师范学院学报（自然科学版）2004年9月 第三卷第3版（6466页）2 作者；欧阳菲 题目：关于5叶绿体色素提取与分离的难点分析及其改良方式 杂志：伊利教育学院学报 2001年6月 第14卷第2期 （3995页）3 罗一鸣、唐瑞仁有机化学实验指导（中南大学出版社）195197页4 王兴涌、尹文萱、高宏峰有机化学实验（科学出版社）183185页5 王福来有机化学实验（武汉大学出版社）111113页
