黑藻的光合色素提取与分离

第 1 页 共 7 页 菠菜色素的提取和色素分离

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摘要：利用石油醚，甲醇为萃取剂萃取叶片中的叶绿素，在薄层层析中时分别在两种不同的展开剂中展开比较展开剂的极性，在柱层析中选用适当的洗脱剂进行层析，当第一个有色成分即将滴出时，取一锥形瓶收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。

叶绿体色素提取与分离实验比较复杂, 但又非常重要。实验用层析法来进行, 根据叶绿体色素各成分在层析液中分配系数的不同, 将不同的叶绿素逐一分开, 但在实验中, 常因实验材料中色素含量低提取制备较难, 层析分离后色带清晰度差, 甚至色带种类不全等诸多因素, 最后影响了实验结果。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（黄）等多种天然色素。

2. 实验部分

2.1实验目的 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法；

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 第 2 页 共 7 页 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法。

菠菜色素的提取和色素分离

摘 要：用抽滤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，并对β-胡萝卜素进行紫外光谱测定。洗脱剂的选择是菠菜色素分离的优化条件。

关键词：叶绿素；胡萝卜素；石油醚；菠菜色素

绿色植物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。其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。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α-，β-和γ-胡萝卜素，其中β-异构体含量最多，也最重要。β-体具有维生素A 的生理活性，其结构式两分子维生素A在链端失去两分子水结合而成的，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，β-胡萝卜素还有防癌功能。

叶黄素（C40H5602）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。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。

NMgNNNCH2CH3RCHH3CH3CCH2OCO2CH3CH2CH3CH2COOCH3CH3CH3CH3CH3

叶绿素a（R=CH3） 叶绿素b（R=CHO）

CH3H3CCH3RCH3CH3CH3CH3RH3CH3CCH3

β-胡萝卜素（R=H） 叶黄素（R=OH） CH2OH维生素A

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。本文用非极性溶剂对菠菜色素的提取与分离，并对β-胡萝卜素进行紫外光谱测定。

实验 菠菜色素的提取与分离

实验概要

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。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鉴定的原理。

实验原理

层析法是一种物理分离方法。柱层析法是层析方法中的一个类型，分为吸附柱层析法和分配柱层析法。本实验仅介绍吸附柱层析法。

吸附柱层析法是分离、纯化和鉴定有机物的重要方法。它是根据混合物中各组分的分子结构和性质（极性）来选择合适的吸附剂和洗脱剂，从而利用吸附剂对各组分吸附能力的不同及各组分在洗脱剂中的溶解性能不同达到分离目的。吸附柱层析法通常是在玻璃层析柱中装入表面积很大、经过活化的多孔性或粉状固体吸附剂（常用的吸附剂有氧化铝、硅胶等）。当混合物溶液流过吸附柱时，各组分同时被吸附在柱的上端，然后从柱顶不断加入溶剂（洗脱剂）洗脱。由于不同化合物吸附能力不同，从而随着溶剂下移的速度不同，于是混合物中各组分按吸附剂对它们所吸附的强弱顺序在柱中自上而下形成了若干色带。

在洗脱过程中，柱中连续不断地发生吸附和溶解的交替现象。被吸附的组分被溶解吸出来，随着溶剂向下移动，又遇到新的吸附剂颗粒，把组分从溶液中吸附出来，而继续流下的新溶剂又使组分溶解而向下移动，这样经过适当时间移动后，各种组分就可以完全分开，继续用溶剂洗脱，吸附能力最弱的组分随溶剂首先流出，再继续加溶剂直至各组分依次全部由柱中洗出为止，分别收集各组分。

绿色植物如菠菜叶中的叶绿体含有绿色素（包括叶绿素a和叶绿素b）和黄色素（包括胡萝卜素和叶黄素）两大类天然色素。这两类色素都不溶于水，而溶于有机溶剂，故可用乙醇或丙酮等有机溶剂提取。

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。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。

光合作用色素的提取与分离

小组成员：黄素芬、马牧原、谷维佳、段娜、孙捷吉、周枭楠、肖祖文

一、教学目标：

1.基本知识与技能：

了解叶绿体中的色素组成、颜色。

了解纸层析法的原理。

2.方法与过程：

通过实验掌握叶绿体中色素的提取和分离的基本操作方法。

3.情感与态度

培养学生严谨的科学态度，学会根据实验的现象和结果，进行分析，推出结论。

二、.实验目的

1、进行绿叶中色素的提取和分离

2、探究绿叶中含有几种色素

三、实验原理

叶绿素

分布：叶绿体类囊体膜上

分类：

①叶绿素

叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）

②类胡萝卜素

叶黄素（黄色） 胡萝卜素（橙黄色）

2． 叶绿体中的色素能溶解在丙酮（有机溶剂，酒精、汽油、苯、石油醚等）中，所以用乙醇可提取叶绿体中色素。（丙酮有毒性）

3． 色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。

四、实验材料

新鲜、色浓绿、无浆液的菠菜叶片，研钵、石英砂、碳酸钙、无水乙醇（提取液）量筒（10ml）、干燥的定性滤纸、玻璃漏斗、玻璃棒、小烧杯（每人2个）、铅笔、毛细吸管、层析液（石油醚：丙酮：甲苯=20:2:1）、用来塞试管的棉塞

五、实验过程

1.提取色素 ：称取—剪碎—研磨—过滤—收集

①称取新鲜、色浓绿、无浆液的菠菜叶片5g，放入研钵中。

②向研钵中加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10ml无水乙醇,进行迅速、充分的研磨。（二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙防止色素被破坏，无水乙醇溶解色素。）

③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗

2.制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端一厘米处用铅笔画一条细的横线。

3.画滤纸细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一条细线（细而齐），待滤液干后，再画一两次。