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a-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、实验内容

六、结果与讨论

R_f值计算  

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

第二篇：实验2 菠菜中色素的提取和分离

实验2 菠菜中色素的提取和分离

扬州大学化学化工学院 张磊 091301223 一．实验目的：

1．了解分离与提纯过程在科学研究和生产生活中的应用；

2．掌握分离与提纯实验设计的一般思路和方法；

3. 掌握菠菜中色素提取的原理，步骤和影响因素；

二．实验原理：

1．叶绿体中的色素是有机物，不溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂中，所以用石油醚、乙醇等能提取色素。

2．本实验选用的是吸附色谱，氧化铝作为吸附剂（极性），色素提取液为吸附液，色素提取液中各成分极性大小为：叶绿素b（黄绿色）>叶绿素a（蓝绿色）>叶黄素（黄色）> β-类胡萝卜素（橙色）。

3. 柱层析法的分离原理是根据物质在氧化铝上的吸附力不同而使各组分分离。一般情况下极性较大的物质易被吸附，极性较弱的物质不易被吸附，所以由上到下为：叶绿素b（黄绿色），叶绿素a（蓝绿色），叶黄素（黄色），β-类胡萝卜素（橙色）。

三、实验材料：

仪器：研钵、分液漏斗、层析柱(20×10 cm)，表面皿，普通漏斗，量筒

试剂：石油醚、乙醇(95%)、菠菜叶、丙酮(化学纯)、中性氧化铝，无水硫酸钠

四、实验步骤与内容【探究：菠菜（或青菜）的处理方式】

（1）小组讨论处理菠菜的各种方式，然后按照“手撕”，“划几刀，再手撕”，“剪成丁状”，“剪碎后稍加研磨”，“研磨成浆”共五种方式分为五组进行实验，最后确定控制菠菜叶取25克，加入有机溶剂15mL（9mL石油醚+6mL乙醚），浸泡时间取25min为统一条件；

（2）开始分组实验，各自处理好各组的菠菜，放置在烧杯中，加入15mL有机溶剂并盖上表面皿浸泡25min。

（3）在浸泡的时间内开始装柱，首先在滴管下口装上橡皮管并夹上弹簧夹（夹紧），在管的出口处放入一小撮棉花，在棉花上放置已剪好的和滴管内径一般大小的圆形滤纸，然后 1

用普通漏斗往里面装入中性氧化铝，最后在氧化铝上再加上和滴管内径一般大小的圆形滤纸，夹在铁架台上备用。

（4）25min后，把浸取液用纱布过滤，滤液转移至分液漏斗中，加等体积的水洗一次，弃去下层的水-乙醇层。石油醚层再用等体积的水洗二次。有机相用无水硫酸钠干燥后转移至烧杯中做柱层析分离。

（5）把得到的叶绿素分几次倒入柱中，缓慢放开弹簧夹，再用9:1的石油醚—丙酮溶液滴加，一段时间后在层析柱上出现了一条条的不同颜色的条纹，即叶绿素b，叶绿素a，叶黄素，β-类胡萝卜素实现分离。

五、实验现象与总结

总结：菠菜的前提处理对提取色素非常重要，当菠菜磨得越碎，有机溶剂溶解的色素就越多，但当菠菜研磨成浆的时候，虽然溶解色素很多，但其中混有很多细小的纤维素，对过滤的时候不方便，会堵在漏斗口，用纱布过滤时又不能完全除去，对实验的后续操作有很大影响。所以菠菜要研磨时只可适当，不可研磨得太烂而成湖状。

六、实验主意事项

1. 分液时注意有机层和水层的选取；

2. 装柱时边装边轻轻敲打，使其严实；

3. 实验后回收玻璃滴管和螺旋夹 。

4. 萃取时不要剧烈振荡，以防止发生乳化现象。

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七、问题与讨论

1.实验时为什么要准备纱布过滤？

答：过滤时不要使用滤纸而使用纱布，否则纤维素会堵在漏斗口，不容易分离。

2.在完成实验分离时，黄色不是很明显，为什么？

答：当有颜色在柱上显现出来时，黄色的叶黄素不是很明显，由于叶黄素易溶于醇而在石油醚中溶解度较小，从嫩绿菠菜得到的提取液中，叶黄素含量很少，柱色谱中不易分出黄色带。

3.在用柱分离时，柱中的填料会发生断层，出现这种现象的原因？

答：为了保持柱子的均一性，使整个吸附剂浸泡在溶剂或溶液中是必要的，否则当柱中溶剂或溶液流干时，就会使柱身干裂，影响渗透和显色的均一性。因此要保证整个装样过程中溶剂要高于三氧化二铝的表面。

4.有的同学实验不是很成功，当把色素倒入柱中时，未出现分层，而是聚集在一起的原因？

答：这与层析柱填装紧密与否有关，若各部分松紧不匀，会影响渗透速度和显色的均匀。 因此压紧填料，色素分离不开；也不要过慢，使柱装得太松，导致层析过程中，填料床高度下降，色素洗脱很慢。

5.分液时水洗的目的是什么？

答：除去有机相中少量的乙醇和其它水溶性物质。

6.为什么要提取自然色素？

答：合成色素大都对人体健康有害，所以从植物中提取色素是人类需要攻克的难题。

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