蔬菜中天然色素的提取、分离和测定.doc

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1、蔬菜中天然色素的提取、分离和测定一、目的与要求1．进一步熟悉和掌握薄层色谱的原理。2．掌握薄层层析法分离微量组分的操作技术。3．了解蔬菜中主要色素的基本性质，通过色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法及原理。二、基本原理（一）菠菜中的色素简介菠菜叶中富含多种色素成分，如叶绿素（绿色）、胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）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)，结构见图1。二者差别仅是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

2、化剂。CH2CHRH3CCH2CH3NNMgNNH3CCH3CH2OCO2CH3CH2CH3CH3CH3CH3OOCH3图1叶绿素a和叶绿素b的结构（叶绿素a：R=CH3，叶绿素b：R=CHO）H3CRH3CCH3CH3CH3CH3CH3H3CCH3RCH3图2β-胡萝卜素和叶黄素的结构（β-胡萝卜素：R=H，叶黄素：R=OH）胡萝卜素（C40H56，见图2）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。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，

3、也可作为食品工业中的色素。叶黄素（C40H56O2，见图2）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β-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。根据这些色素在有机溶剂中的溶解性,可将它们提取出来。1．菠菜中各色素的理化性质绿色植物中的叶绿体色素在把光能转变为化学能的光和作用中起着重要作用。叶绿体色素有叶绿素和类胡萝卜素两类，主要包括β-胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a和叶绿素b四种色素，它们在叶绿体中的含量比约为2：1：3：1。叶绿素是植物进行光合作用所必需的催化剂。（1）叶绿素a有四个甲基与卟吩核连接(R—CH3)，蜡状蓝黑色

4、微小晶体，熔点117～120℃，溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和苯，不溶于石油醚。其乙醇溶液是蓝绿色，并有深红色荧光。（2）叶绿素b有三个甲基和一个醛基与卟吩核连接(R=—CHO)，蜡状蓝黑色微小晶体，熔点120～130℃，溶于乙醇和乙醚，难溶于石油醚。乙醚溶液有亮绿色，其它有机溶剂的溶液通常是绿色至黄绿色，并有红色荧光。可用作肥皂、脂肪、油蜡、食品、化妆品和医药用的无毒着色剂。由绿叶用乙醇萃取而制得，也可用化学方法合成。（3）胡萝卜素胡萝卜素有多种异构体，是四萜类化合物。α-胡萝卜素为红色结晶，熔点187℃，旋光度+385°(c=0.08,苯)，溶于乙

5、醚、苯、氯仿；β-胡萝卜素为红棕色结晶，熔点181℃，溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚；γ-胡萝卜素为紫色棱形结晶，熔点177.5℃，溶于苯、氯仿。α-，β-和γ-胡萝卜素常共存于许多植物中。β-胡萝卜素含量最高，β-胡萝卜素在植物中几乎总是和叶绿素共存，含量最多的是胡萝卜、棕榈油以及多种绿叶植物。用做食物色素、保健食品，以及作防晒化妆品成分，还可用作制造维生素A的原料。（4）叶黄素又称胡萝卜醇，一类羟基类胡萝卜素的衍生物，以乙醚加甲醇精制，得黄色穗状物，具金属光泽的结晶。熔点183℃，不溶于水，溶于油性溶剂，光稳定性较好，主要与叶绿素、胡萝卜素共存于绿色植物的叶和

6、花中。在天然黄色素中，它的价格较贵，可用于食品着色。也有添加于禽饲料中，使禽蛋蛋黄增进黄色。2．叶绿素的吸收光谱叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。从图3中可以看出，叶绿素a、叶绿素b的强吸收带有两个，一个在波长为630-680nm的红光区，另一个在波长为400-460nm的蓝紫光区。（二）薄层层析（薄层色谱）薄层层析是快速分离和定性分析微量物质的一种极为重要的实验技术，具有设备简单、操作方便而快速的特点，可用于精制样品、化合物鉴定、跟踪反应进程和柱色谱的先导（即为柱色谱摸索最佳条件）等方面。薄层层析是将固定相支持物均匀地铺在玻片上制成薄层板，待分离的样品溶液

7、点在薄层一端，试样中各组分就被吸附剂所吸附，但吸附剂对不同物质的吸附能力是不同的。将薄层板点有样品的一端浸入层析容器中，在合适的溶剂做为流动相展开剂的作用下展开。由于薄层吸附剂（如硅胶）的毛细作用，展开剂将沿着薄板逐渐上升。当溶剂流经试样时，样品中的各组分就溶解在展开剂中。在吸附剂的吸附力和展开剂的毛细上升力作用下，物质就在吸附剂和展开剂之间发生连续不断的吸附和解析平衡。吸附力强的物质相对移动得慢一些，而吸附力弱的物质相对移动得快一些。经过一段时间的展开，样品中各物质就彼此分开，最后形成互相分离的斑点，称为薄层层析谱。用此法分离时几乎不受温度的影响，可采用腐蚀

8、性显色剂，而且可在高温下显色，特别适用