油菜色素的提取和分离

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1、油菜中主要色素的提取和分离实验目的】 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； 通过薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理； 从油菜中提取出叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等色素并加以分离。实验原理】油菜中含有叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等多种天然色素，薄层色谱常用TLC 表示，又称薄层层析，属于固-液吸附色谱。薄层色谱法是一种吸附薄层色谱分 离法，它利用各成分对同一吸附剂吸附能力不同，使在移动相（溶剂）流过固定相 （吸附剂）的过程中，连续的产生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附，从而达到各 成分的互相分离的目的。是采用硅胶、氧化铝等吸附剂铺成薄层, 利用吸附剂表 面对不同组分

2、吸附能力的差别达到分离的一种方法。也是一种微量、简便、快速 分离效果好的方法，一般用于柱色谱分离条件的探索和洗脱剂的选择；用于化合 物的定性检验及用于化合物的纯度检验。索式提取器由接收部分（圆底烧瓶）、 提取部分（提取筒）、冷凝部分（冷凝管）三部分组成。蒸馏时接收烧瓶中溶剂 受热汽化后，沿蒸汽导管上升，在冷凝管内凝聚回流至提取筒内。随溶剂不断进 入提取筒并在此与物料充分接触，经过渗透、溶解、扩散的过程，溶出其中被提 取成分而成为溶液。同时溶液通过提取筒的活塞逐渐流入下面的接收烧瓶（此过 程为渗漉），溶液在接收瓶中继续受热，溶剂蒸发、回流、渗漉，而溶液中的溶 质（被提取部分）则留在接收瓶内。随着

3、提取的进行，接收瓶内溶液越来越浓， 从而逐渐的将提取部分转移到接收瓶内。本实验通过将采用索式提取器对油菜中 的色素进行提取和薄层色谱法对色素进行分离，从而达到从油菜中提取出叶绿 素、胡萝卜素、叶黄素等色素并加以分离的目的。吸附柱色谱通常在玻璃管中填 入表面积很大经过活化的多孔性或粉状固体吸附剂。当待分离的混合物溶液流过 吸附柱时，各种成分同时被吸附在柱的上端。当洗脱剂流下时由于不同化合物吸 附能力不同，往下洗脱的速度也不同，于是形成了不同层次，即溶质在柱中自上 而下按对吸附剂的亲和力大小分别形成若干色带，再用溶剂洗脱时，已经分开的 溶质可以从柱上分别洗出收集；或将柱吸干，挤出后按色带分离开，再

4、用溶剂将各色带中的溶质萃取出来。ch2ch3CHch3N. N MgN “IM严 CC2CH3ch; ch3叶a(R=CH3叶垛素b(R-CHO)CHR_胡剪 叶黄 ltR=OH)叶绿素a、叶绿素b、B-胡萝卜素、叶黄素的结构式仪器和药品】仪器：布什漏斗、研钵、分液漏斗、烧瓶、蛇形冷凝管、索式提取器，、锥形瓶 滤纸、烧杯、色谱柱、量筒、层析柱（20X10 cm）、滴液漏斗UV-1100。药品：石油醚（60 C90C）、甲醇（化学纯）、乙醇（95%）、新鲜油菜叶、 丙酮（化学纯）、苯（化学纯）、乙酸乙酯（化学纯）、无水硫酸钠、硅胶G、 中性氧化铝。实验步骤】一、索式提取图二、色素的提取（抽提方法

5、）：1. 将恒温水浴锅的水温事先加热（80C）。务必保证提取管和烧瓶内干燥、洁净;2. 取一张直径为11cm的滤纸，折成筒状，再将其一端折起来封死，便做成了滤 纸斗。3. 称取一定量的新鲜油菜叶片，剪碎，在研钵中彻底粉碎作为实验样品。将滤纸斗在电子天平上称重，然后用药勺取约2g样品装入滤纸斗中，把滤纸斗得开口 处封死;防止样品泄出滤纸斗。调整滤纸斗的高度，使其放在抽提管中时略低于 虹吸管的上弯头处。将装好样品的滤纸斗放在电子天平上称重。4. 将索式提取仪按照图1所示从下到上安装，首先安好烧瓶，并调整烧瓶高度使 其刚好能浸入水浴锅的水中。将装置从水浴锅中取出安装提取管，把装有的样品 的滤纸放入提

6、取管内，向提取管中缓缓倒入石油醚直至液面达到虹吸管上弯头 部，正好虹吸一次;再向提取管中倒入石油醚，使其液面达到第一次液面的一半。 用乳胶管将冷凝管与自来水管相连，将冷凝管安装到提取管上。打开自来水，将 索氏提取仪整个装置放入恒温水浴锅中加热提取（水温80C左右），提取时间 2-4h。5. 将提取出的色素浓缩物进行常压蒸馏以获取更纯净的色素提取物。三、薄层色谱分离提取的色素：1. 薄层板的制备：称取适量硅胶G，按硅胶和水1： 3的比例加入蒸馏水，调成糊状，用倾泻法涂在长20cm，宽10cm的干净薄层板上，轻轻振摇，使硅胶浆料均匀平整铺开，放置晾 干，置于烘箱中，逐渐升温至110C，活化0.5h

7、，冷却；2. 薄层板的活化： 将涂布好的薄层板置于室温晾干后，放在电热干燥箱内活化，活化后的的薄层板 放在干燥器内保存待用。3. 点样：先用铅笔在距薄层板一端lcm处轻轻划一横线作为起始线，用毛细管吸取提取的 色素溶液，小心慢慢滴在制好的薄层板上，滴在硅胶板上的提取液要成一条直线， 直线离板下沿约1.52cm，晾干。4. 展开：薄层色谱的展开 ， 需要在密闭容器中进行 ， 将点好的薄层板小心放入放入装有 2:1.5 : 2的石油醚-丙酮-苯（v/ v ）混合展开剂的层析缸内，于暗处室温展开， 得五条色带. 盖好瓶盖， 观察展开剂前沿上升到一定高度时取出，尽快在板上标上 展开剂前沿位置晾干，观察

8、斑点位置，计算Rf值。薄层板在不同的层析缸中展开的方式1-展开剂；2-纱布条；3-纸薄布条四、柱色谱分离油菜色素：将提取的色素注入，待色素全部进入柱体后， 在柱顶小心加1. 5 cm 高度的洗脱剂一9: 1（ 体积比） 石油醚丙酮， 然后在层析柱上面装一滴液漏斗 ， 内装15mL 洗脱剂， 打开上下两个活塞， 让洗脱剂逐滴放出， 层析即开始进行， 用锥型 瓶收集. 当第一个有色圈（ 橙黄色） 将滴出时, 取另一锥形瓶收集 , 它就是胡 萝卜素，约用洗脱剂40 mL.用7： 3（体积比）石油醚一丙酮作洗脱剂，绿色圈 下端呈黄色, 再加20 mL 洗脱剂洗脱, 颜色分层更明显, 但速度很慢, 总共

9、用 去洗脱剂约100 mL. 分出第二个黄色带， 它是叶黄素. 再用3： 1： 1（ 体积比） 丁醇乙醇水作洗脱剂， 洗脱叶绿素， 速度很快， 用洗脱剂约60 mL.吸附剂溶剂砂层砂芯层注意事项】1. 索式提取油菜中色素时，滤纸筒的大小要紧贴器壁，既能取放方便，其高度又 不得超过虹吸管；滤纸包油菜时要严密，纸套上面要折成凹形。2. 薄层色谱分离色素中的点样，应该在起始线上小心点样，斑点直径一般不超过 2mm。3. 薄层色谱中薄层板制备的好坏直接影响色谱的结果，薄层应尽量均匀且厚度要 固定。否则，在展开时前沿不齐，色谱结果也不易重复。4. 装柱有湿法和干法两种，无论采用哪种方法装柱，都不要使吸附

10、剂有裂缝或气 泡。结论】1. 菠菜叶中含有叶绿素、胡萝卜素、和叶黄素等多种天然色素.2. 柱层色谱分离的关键是洗脱剂的选择 , 而洗脱剂的选择根据化合物的极性而 定, 胡箩卜素极性最小 , 因此胡萝卜素的洗脱剂用极性较小的 9： l 的石油醚 丙酮溶剂效果较好.3. 薄层色谱是一种很好的分离、纯化、鉴定有机化合物的重要方法之一, 尤其 是对于微量分析, 根据展开剂不同, 可以确定各色素的极性强弱，确定其比移 值。【参考文献】 1 兰州大学、复旦大学化学系有机化学教研室. 有机化学实验(第2版) M . 北 京: 高等教育出版社, 19942 王福来.有机化学实验M.武汉：武汉大学出版社,2001 3 李培天.加强实 验室仪器设备的科学管理J .实验室研究与探索,2001, (1) : 105106.3 李培天加强实验室仪器设备的科学管理J.实验室探索,2001,(1):105 106.4 沈元华.美国大学物理实验教学考察报告J.实验室研究与探索,2001,(I) :91 92.5 马连元, 刘俊峰, 崔和瑞, 等. 内侧充种垂直圆盘排种器的结构、原理和应用J. 农业机械学报,1996,27(增):43-4716 余松烈.小麦精密播种技术M.北京:农业出版社，1995183-8417 董进武小麦精少量播种机械化M.北京：中国审计出版社，1996189-931