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蔬菜中天然色素的提取和分离

蔬菜中天然色素的提取和分离
蔬菜中天然色素的提取和分离

化学与制药工程学院

综合与设计性化学实验实验类型:综合

实验题目:菠菜中天然色素的提取和分离

蔬菜中天然色素的提取和分离

一、目的与要求

1.了解叶绿素的基本性质及提取方法。

2.掌握薄层层析法分离微量组分的操作技术。

二、基本原理

叶绿素是一种十分重要的植物色素。它的存在确保了植物能够进行光合作用。即在太阳光能的作用下,植物将所吸收的二氧化碳和水变成糖类并释放氧气的过程:6CO2+6H2O---→ C6H12O6+6O2

绿色植物的叶片时进行光合作用的主体,而叶绿素是光合作用的重要细胞器官,在进行光合作用时,叶绿体的光合色素将光能转变成化学能,提供了植物生长所必需的养分。

叶绿体色素包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素等组分,其中叶绿素的吸光能力极强。叶绿素a和叶绿素b的化学式如下:

叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b呈黄绿色。它们的吸收光谱如图所示

从图中可以看出,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。

从叶绿素a和叶绿素b的化学式可以看出,叶绿素是叶绿酸的脂。叶绿酸是双脂酸,其2个羧基分别被甲醇和叶绿醇(C20H39OH)所醇化。

叶绿素a,叶绿素b的分子结构如下图所示:

叶绿素a(R′=CH3)叶绿素b(R′=CHO)

图1.1 叶绿素a和叶绿素b的化学结构式

可以看出,叶绿素分子含有4个吡咯环,它们和4个次甲基(=CH-)连接成一个大环,称为卟啉。镁原子居于卟啉环的中央。另外有一只含碳原子的副环(Ⅴ),在环上连接有一个羰基和羧基,羧基与甲醇结合生成酯。叶绿醇则和第Ⅳ吡咯环侧链上的丙酸生成酯。各种叶绿素之间的差别在于和吡咯环相连接的侧链结构有所不同。叶绿素a和叶绿素b的区别,

在于第Ⅱ吡咯环上第三碳位上的取代基R′的不同。叶绿素a的R′为甲基,而叶绿素b的R′则为一个羰基。

在第Ⅳ吡咯环上的叶绿醇侧链是相对高分子质量的碳氢化合物,这是叶绿素分子的亲脂部分,使其具有亲脂性;叶绿素分子的上端金属卟啉环中,镁原子偏向于带正电荷,而氮原子带负电荷,呈极性,因而具有亲水性。但叶绿素不溶于水,而溶于乙醇、丙酮、和石油醚等有机溶剂。大多数植物体中叶绿素a的含量比叶绿素b的含量多2~3倍。

由于叶绿素卟啉环中的镁可被氢离子置换形成脱镁叶绿素,在脱镁叶绿素中引入其它金属离子(如Zn2+、Cu2+、Co2+、Ni2+等)则生成各种改性叶绿素。但只有离子半径与Mg2+半径(0.065nm)相近的离子才易引入卟啉环的空腔,并形成足够稳定的络合物。

2.薄层层析法的基本原理

薄层层析是一种分离、鉴定微量组分的常用方法。这种方法把固定相吸附剂(或载体)均匀地铺在一块玻璃板上形成薄层,在此薄层上进行层析。待分离的

样品溶液点在薄层一端,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缸,在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。

对于不同的样品,可以选择不同的吸附剂和展开剂;可以做吸附层析,也可以做分配层析或离子交换层析。层析谱不仅可做定性鉴定,也可以进行定量分析。每次点样所需的样品量仅几微升到几十微升,因此它是一种高效、快速的微量分析方法。

本实验进行菠菜中叶绿素的提取、分离和测定。

三、仪器和试剂

1. 仪器

研钵。层析缸,分液漏斗

2.试剂

碳酸钙,丙酮,乙醚,石油醚,乙醇,硅胶G。

四、实验步骤

1 . 叶绿素的提取

新鲜菠菜叶依次用自来水和去离子水洗净,晾干;称取去梗的叶子4g,剪碎放于研钵中,加少量的碳酸钙和干净的石英砂及10mL去离子水,研成细浆。取5mL细浆于50mL大试管中,加入20mL丙酮,用玻璃棒搅拌35min,使色素溶解。放置片刻使残渣沉于试管底部,滤去残渣,得深绿色叶绿素丙酮溶液。

2. 制板

称取5g硅胶G粉于100mL烧杯中,加入11mL去离子水,搅拌均匀后倒在5cm*30cm玻璃板上,用玻璃棒均匀地摊开。然后,用手托住玻璃板一头,另一头放在桌面上轻轻振敲,尽量使薄层厚度均匀,然后平放晾干。将晾干的薄层板放在110℃的烘箱中活化30min,取出放在干燥器中冷至室温。

3.展开

取5mL叶绿素丙酮提取液,于60mL分液漏斗中,加入3mL乙醚萃取,弃下层丙酮溶液,得叶绿素的乙醚提取液。在暗处距离薄板一端2cm处(以画线作为起始线)用毛细管

点样,将试液点成一条线,待第一次液点干后再点一次,共重复5次,

色素分离的展开剂采用乙醚—石油醚—丙酮——正丙醇(15:7.5:2.5:0.12,V/V/V/V)。将上述展开剂注入层析缸中,摇匀,然后将薄层板直立于缸中,展开剂浸没薄板下端的高度不宜超过0.5cm,薄板上的样品原点不得浸入展开剂中。将层析缸盖好,放在暗处展开30~40cm,待展开剂的前沿离薄板顶部1~2cm 时,取出薄板,并在前沿处做出标记,待展开剂挥发后可见到几条色带。从上到下依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。叶黄素(黄色)。记下个色带中心到原点(起始线)的距离和溶剂前沿到原点的距离,计算叶绿素a和叶绿素b的Rf值:Rf=a/b=原点至斑点中心的距离/原点至溶剂前沿的距离

在薄层层析中,常用Rf来表示各组分在层析谱中的位置,它与被分离物质的性质有关,在一定条件下为一常数,其值在0~1之间。被分离物质间的Rf 值相差越大,则分离效果越好。

4.叶绿素a和叶绿素b的色带从玻璃板上刮下来并放在离心管中,加入5mL乙醚,振摇,离心后得澄清蓝绿色溶液。在仪器上测定其在360~700nm波长范围的吸收曲线,并与图48-1进行比较。

五、问题与思考

1.从菠菜中提取叶绿素时加入少量碳酸钙的作用是:防止失去Mg;中和植物细胞中的酸。

2.点样及画线时应十分小心,不要将薄层碰破。

3.测定吸收光谱时若样品量较少,可同时展开两块或三块薄板,将叶绿素斑点刮下来同时测定。

4.叶绿素对酸、碱和光很敏感,整个实验应在中性条件和暗处(或弱光)进行。各操作步骤应在尽可能短的时间内完成。

五、实验记录

8:10 用天平称取4.0g菠菜叶(用自来水和去离子水洗干净的),放入研钵中剪碎放于研钵中,加少量的碳酸钙和干净的石英砂及10mL去离子水,研成细浆。

取5mL细浆于50mL大试管中,加入20mL丙酮,用玻璃棒搅拌35min,使色素溶解。放置片刻使残渣沉于试管底部,滤去残渣,得深绿色叶绿素丙酮溶液。8:55 取5mL叶绿素丙酮提取液,于60mL分液漏斗中,加入3mL乙醚萃取,弃下层丙酮溶液,得叶绿素的乙醚提取液。9:10 在暗处距离薄板一端2cm处(以画线作为起始线)用毛细管点样,将试液点成一条线,待第一次液点干后再点一次,共重复5次。

9:30 色素分离的展开剂采用乙醚—石油醚—丙酮——正丙醇(15:7.5:2.5:0.12,V/V/V/V)。将上述展开剂注入层析缸中,摇匀,然后将薄层板直立于缸中,展开剂浸没薄板下端的高度不宜超过0.5cm,薄板上的样品原点不得浸入展开剂中。将层析缸盖好,放在暗处展开30~40cm,待展开剂的前沿离薄板顶部1~2cm时,取出薄板,并在前沿处做出标记,待展开剂挥发后可见到几条色带。从上到下依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。叶黄素(黄色)。记下个色带中心到原点(起始线)的距离和溶剂前沿到原点的距离,计算叶绿素a和叶绿素b的Rf值:Rf=a/b=原点至斑点中心的距离/原点至溶剂前沿的距离。

3. 10:20 测量:b=

叶绿素a:a= Rf=

叶绿素b:a= Rf=

4. 10:50 制板:称取5g硅胶G粉于100mL烧杯中,加入11mL去离子水,搅拌均匀后倒在5cm*30cm玻璃板上,用玻璃棒均匀地摊开。然后,用手托住玻璃板一头,另一头放在桌面上轻轻振敲,尽量使薄层厚度均匀,然后平放晾干。将晾干的薄层板放在110℃的烘箱中活化30min,取出放在干燥器中冷至室温。

5. 11:20 实验完毕,清洗仪器,整理实验台。

六、实验讨论与心得

1. 通过这次实验,我学会了蔬菜中叶绿素的提取和分离,也知道了叶绿素的种类及其光谱性质。

2.通过这次实验,使我对薄层分析有了进一步的了解,掌握了用途的操作技术。

3. 在实验过程中本人认真,谨慎,坚持做好每一步,但由于在展开时其他同学把硅胶弄破,导致实验不是很理想,测量数据会偏离较大,望老师谅解!

七、评语和成绩

成绩:指导教师:

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

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)。 2

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; 3

(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- 4

实验七 薄层色谱和天然色素的提取

实验五薄层色谱和天然色素的提取(7学时) 一、实验目的 1.了解薄层色谱的一般原理和意义,学习薄层色谱的操作方法。 2.掌握液体有机化合物的干燥。 3.掌握天然色素的提取方法。 二、实验原理 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。其结构如下: 叶绿素中a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子含有一个极性基团,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。 胡萝卜素是具有长链结构的共轭多烯,它有三种异构体,即α或-、β-和γ-异构体,其中β-异构体含量最多,也最重要。生长期较长的绿色植物中,异构体β-体的含量多达90%。β-体具有维生素A的生理活性,其结构是两分子维生素A在链端失去两分子水结合而成的。在生物体内,β-体受酶催化即形成维生素A。目前β-体已可进行工业生产,可作为维生素A使用,也可作为食品工业中的色素。 叶黄素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。故本实验采用甲醇——石油醚的混合溶剂提取以上三种色素。 薄层色谱又称为薄层层析,属于固-液吸附色谱。其基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能(分配)的不同,或其亲和性的差异,使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用,从而使各组分分离。 当流动相(展开剂)带着混合物组分以不同的速率沿板移动,即组分被吸附

剂不断地吸附,又被流动相不断地溶解——解吸而向前移动。由于吸附剂对不同组分有不同的吸附能力,流动相也有不同的解吸能力。因此,在流动相向前移动的过程中,不同的组分移动不同的距离而形成了互相分离的斑点。在给定条件下(吸附剂、展开剂的选择,薄层厚度及均匀度等),化合物移动的距离与展开剂前沿移动的距离之比值(Rf 值)是给定化合物特有的常数。即: 沿的距离样品原点中心到溶剂前心的距离 样品原点中心到斑点中 Rf 影响Rf 值的因素很多,如样品的结构、吸附剂和展开剂的性质、温度以及薄层板的质量等。当这些条件都固定时,化合物的比移值R f 是一个特性常数。 但由于实验条件容易改变而不易固定,因此在鉴定一个具体化合物时,经常采用与已知标准样品对照的方法。 利用薄层色谱进行分离及鉴定工作,在灵敏、快连、准确方面比纸色谱优越。薄层色谱的特点是:(1)设备简单,操作容易;(2)分离时间短,只需数分钟到几小时即可得到结果,因而常用来跟踪有机反应监测有机反应完成的程度;(3)分离能小虽,斑点集中,特别适用于挥发性小,或在高温下易发生变化而不能用气相色谱分离的物质;(4)可采用腐蚀性的显色剂如浓硫酸,且可在较高温度下显色;(5)不仅适用于小量样品(几毫克)的分离,也适用于较大量样品的精制(可达500毫克)。应该指出,薄层色谱是否成功,与样品、使用的吸附剂、展开剂以及薄层的厚度等因素有关。 三、试剂及器材 1.器材:剪刀、研钵、布氏漏斗、圆底烧瓶、直形冷凝管、层析缸、玻棒、洒精灯、石棉网、载玻片(2.5 cm ×7.5 cm ,6块)。 2.试剂:硅胶G ,羧甲基纤维素钠、中性氧化铝(150~160目)、甲醇、95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、菠菜叶。 四、主要试剂及产品的物理常数 未完,请自己查 五、实验内容与基本操作 1.薄层色谱 (1)吸附剂与展开剂: 吸附剂(固定相):用于与样品发生吸附作用的固定不动的物质。在混合物样品流经吸附剂(固定相)的过程中,由于各组分与吸附剂(固定相)吸附力的不同,就产生了速度的差异,从而将混合物中的各组分分开。一般常用的吸附剂为氧化铝和硅胶。硅胶可分为硅胶H (不含黏合剂)、硅胶G (含黏合剂)和硅胶HF (含荧光物质,可在紫外光下观察)等。氧化铝同样也可分为以上几种类型。

绿叶中色素的提取与分离实验操作过程(图文)

绿叶中色素的提取与分离实验 一、 实验原理 1、提取的原理:利用色素溶于有机溶剂无水乙醇而不溶于水的性质。 2、分离的原理:利用各种色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液在滤纸上扩散的速度不同。(纸层析法) 二、目的要求 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、材料用具 1、材料:新鲜的绿叶(如菠菜、韭菜的绿叶)。 2、用具:剪刀、药匙、研钵、量筒、漏斗、试管、棉塞、尼龙纱布、盖玻片、试管架、干燥的定性滤纸、铅笔、直尺、烧杯、穿针的细线、滴管。 3、试剂:无水乙醇、层析液、二氧化硅(石英沙)和碳酸钙。 四、方法步骤 1、提取绿叶中的色素 (1)取深绿色的植物叶片,洗净,抹干水分,并称取5g ,剪成小块置于研钵中。 (2)在研钵中加入少许二氧化硅(SiO 2)、碳酸钙(CaCO 3),再加入6ml 无水乙醇。 (3)迅速、充分地研磨成糊状。 (4)在漏斗基部放一小块单层尼龙纱布,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中,及时用棉塞将试管口塞严。 剪碎绿叶 加二氧化硅、碳酸钙, (迅速)研磨成糊状 再加入10ml 无水乙醇 过滤 收集滤液,棉塞封口 2、制备滤纸条(如下图) 3、画滤液细线(如下图) 滤纸条:长6cm ,宽1cm , 用盖玻片一端蘸取滤液,沿铅笔线画线, 距一端1cm 处用铅笔和直尺 等滤液细线风干后,再画下一道细线,重复 画一条细的横线。 2—3次。画线要求:细、直、齐。 4、分离色素 将3ml 层析液倒入小烧杯中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中,随后用培养皿盖盖住小烧杯。注意:不能让滤液细线接触到层析液。 5、观察与记录 观察烧杯中滤纸条上出现了几条色素带,以及每条色素带的 颜色和宽度。 将观察结果记录下来,并将层析结果的分离结果贴在上面。 “培养皿法” 五、讨论 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色

天然色素及其提取方法的研究现状【文献综述】

文献综述 生物技术 天然色素及其提取方法的研究现状 摘要:天然色素比合成色素安全性更高,副作用更少,是食品,化妆品工业所青 睐的染色剂。 关键词:色素;有机溶剂萃取;超临界CO2流体萃取;色素提取 1 前言 色素的食品中添加必不可少的要素,各种色彩鲜艳的色素,一方面可以提高食欲,另一方面能提高商品价值。色素分为天然色素和人工合成两种,目前食品中的大部分色素仍然是通过人工合成的。近几年来,苏丹红、孔雀绿等合成色素事件引起了人们对合成色素的安全性疑虑。随着现在生物学和医学的发展发现,大部分人工合成色素都有不同程度的毒性,严重的有致癌、致畸和致突变作用,而天然色素不仅安全可靠,而且种类繁多[1]。因此发展天然色素是食用色素的必然趋势。 2 色素研究现状 天然色素主要是从植物、动物和微生物中提取。植物中提取的天然色素的原料主要是甜菜红、姜黄素、红花黄素、叶黄素、叶绿素铜钠、辣椒红色素、高粱红色素和玉米黄色素等[2]。近年来,随着对天然色素的研究越来越广泛,所利用的原材料也更加丰富。如朱彩燕[3]以常见的中药材决明子为原料,成功分离纯化大黄素,适用于大量制备高纯度的大黄素以及含量测定。周岩[4]从中药红花中提取红花红色素,研究了红花红色素的分离纯化条件,并且对红花红色素的体外抗氧化活性进行了研究。孙明奇[5]利用柑橘果皮为原料提取类胡萝卜素,并且采用超声波和机械搅拌辅助,优化了类胡萝卜素的提取最佳工艺条件为9.3h,选定提取转速为2400r/min,提取料液比为1:80,获得提取率为82.1%。唐琳[6]以迎春花为原料提取黄色素,确定了色素提取条件,分析了该黄色素组分。朱洪梅[7]以玉米糁为原料提取黄色素优化了黄色素提取条件,并研究了玉米黄色素抗氧化活性。赵丹青等[8]利用向日葵花瓣提取黄色素,并研究了该色素的稳定性。蔡璇[9]等以四季桂为原料提取类胡萝卜素色素。但从植物中提取天然色素存在两个缺

绿叶中色素的提取与分离实验操作过程(图文)

绿叶中色素的提取与分离实验 一、实验原理 1、提取的原理:利用色素溶于有机溶剂无水乙醇而不溶于水的性质。 2、分离的原理:利用各种色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液在滤纸上扩散的速度不同。(纸层析法) 二、目的要求 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、材料用具 1、材料:新鲜的绿叶(如菠菜、韭菜的绿叶)。 2、用具:剪刀、药匙、研钵、量筒、漏斗、试管、棉塞、尼龙纱布、盖玻片、试管架、干燥的定性滤纸、铅笔、直尺、烧杯、穿针的细线、滴管。 3、试剂:无水乙醇、层析液、二氧化硅(石英沙)和碳酸钙。 四、方法步骤 1、提取绿叶中的色素 (1)取深绿色的植物叶片,洗净,抹干水分,并称取5g,剪成小块置于研钵中。(2)在研钵中加入少许二氧化硅(SiO2)、碳酸钙(CaCO3),再加入6ml无水乙醇。(3)迅速、充分地研磨成糊状。 (4)在漏斗基部放一小块单层尼龙纱布,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中,及时用棉塞将试管口塞严。 剪碎绿叶加二氧化硅、碳酸钙,(迅速)研磨成糊状 再加入10ml无水乙醇 过滤收集滤液,棉塞封口 2、制备滤纸条(如下图) 3、画滤液细线(如下图) 滤纸条:长6cm,宽1cm,用盖玻片一端蘸取滤液,沿铅笔线画线, 距一端1cm处用铅笔和直尺等滤液细线风干后,再画下一道细线,重复 画一条细的横线。2—3次。画线要求:细、直、齐。

4、分离色素 将3ml 层析液倒入小烧杯中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中,随后用培养皿盖盖住小烧杯。注意:不能让滤液细线接触到层析液。 5、观察与记录 观察烧杯中滤纸条上出现了几条色素带,以及每条色素带的 颜色和宽度。 将观察结果记录下来,并将层析结果的分离结果贴在上面。 “培养皿法” 五、讨论 1、滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?这说明了什么? 2、滤纸条上的绿叶细线为什么不能触及层析液? 3、将有色素带的滤纸条夹在书里,几天后会出现什么现象?这说明了什么? 4、到了秋天叶色变黄、变红的原因是什么? 注:无水乙醇-------------------溶解、提取色素 二氧化硅(SiO 2)--------研磨充分 碳酸钙(CaCO 3)--------防止色素破坏 层析液----------------------分离色素 胡萝卜素叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色

实验 菠菜色素的提取与分离

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

关于天然色素提取液的除杂及浓缩工艺原理介绍

让天然色素提取的杂质分离和浓缩的压力作为动力,依靠传输介质膜选择实现物质分离和提纯浓缩,分离过程不涉及相变的使用。 膜分离包括微滤MF、超滤UF、纳滤NF、反渗透RO四种主要的交叉流膜工艺,各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别。膜过滤技术在西方发达国家已经很广泛地用于医药、染料、食品果汁处理工业了,将膜过滤技术应用在天然色素的生产,可以提高天然色素的生产收率、去除副染料及小分子杂质、降低生产成本,无疑膜技术为巩固其在天然色素工业中的地位起了致关重要的作用,并在国内某天然色素的生产企业中得以成功应用。

在天然色素工业中应用的膜过滤技术主要有超滤和纳滤:超滤用于发酵生产色素的澄清,替代了传统澄清方法,其典型操作压为4~10bar,它能将大分子悬浮物及蛋白进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧。

过程中料液通过泵的加压,料液沿着滤膜的表面流过,大于膜截留分子量的物质、分子不透过膜流回料罐,小于膜截留分子量的物质或分子透过膜,形成透析液。在超滤过程中,浓缩液中的悬浮物及大分子物质会吸附一些色素,通过加水进行透析可将有效的色素洗涤出来,提高生产收率,在纳滤过程中,通过加水透析可将浓缩液中的小分子杂质及无机盐透析出来,提高产品的纯度。 膜与原工艺结合:应用膜工艺可回收上清夜中的剩余色素,提高收率20%以上,同时离心分离液经超滤后滤液澄清透明,杂质少,纳滤膜在常温的条件下进行预浓缩避免了升温蒸发对色素的破坏提高成品质量,浓缩液浓度可达20-30%,节省纳滤浓缩的除水成本在20-30元/吨水,喷雾干燥除水成本在80-100元/吨水。该工艺的应用色素的效价提炼收率将接近100%,且由于副产品的脱除成品色阶将比原工艺提高15-30%。 此外,研究表明,去除杂质后,浓缩天然色素提取的分子量在200 - 300之间,通过选择特定的小型纳滤试验设备的截留分子量可以透析的一部分,橘霉素能减少可接受的水平,完全解决质量问题的。 注:以上资料由莱特莱德提供

绿色植物中色素的提取和分离

绿色植物中色素的提取和分离

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绿色植物中色素的提取和分离 [实验名称] 绿色植物色素的提取及色谱分离 [教学目标] 知识与技能: 通过对绿色植物色素的提取与分离,了解天然产物分离提纯的方法 [教学重点] 学习柱色谱和薄层色谱分离的基本原理及操作方法 [教学难点] 薄层色谱、柱层析实验操作要点的掌握和应用 [教学方法] 陈述法,讲演法 [教学过程] [讲述]【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. 通过对柱色谱和薄层色谱操作方法的掌握,加深了解微量有机物色谱分离、鉴定的原理。[讲述]【背景知识】 绿色植物的叶、茎中,如菠菜叶,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。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。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。 本实验先根据各种植物色素的溶解度情况将胡萝卜素(橙)、叶黄素(黄)、叶绿素a和叶绿素b从菠菜叶中提取出来,然后根据各化合物物理性质的不同用色谱法进行分离和鉴定。 [图示]【分离产物结构式】 叶绿素a、叶绿素b、叶黄素(黄)和β-胡萝卜素的结构式如下图所示: [讲述]【色谱法原理】 色谱法是分离、提纯和鉴定有机化合物的重要方法。其分离原理是利用混合物中各个成分的物理化学性质的差别,当选择某一个条件使各个成分流过支持剂或吸附剂时,各成分可由于其物理性质的不同而得到分

色素的提取和分离教学设计

实验4.3 叶绿体中色素的提取和分离 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。 实验结束完成整理工作。 二、实验重点与难点 重点:初步掌握提取和分离叶绿素中色素的方法、探索叶绿素色素在滤纸上层析的情况。 难点:分离叶绿体色素中绿叶细线的画法。 三、教学用具: 新鲜绿色叶片、滤纸、研钵、漏斗、脱脂棉、毛细管、剪刀、试管、量筒、层析液、无水乙醇、石英沙、碳酸钙 四、教学方法: 师生合作(以学生操作为主、教师讲解为辅) 五、课时安排: 1课时 六、教学过程:

教学内容教师行为学生活动1.课题引入教师由光合作用引入叶绿体。学生听讲。 2.复习叶绿体的结构 叶绿体双层膜结构 基粒(类囊体垛堞组成) 基质 提问:1.为什么基粒要由类囊体垛 堞组成呢? 2.大家知不知道与光合作用有关 的色素在哪吗? 教师讲述叶绿体中的四种色素名 称、颜色。在滤纸上扩散情况由学 生实验探究。 3.引入叶绿体中色素的提取和分 离的方法——纸层析法。 学生回答叶绿体有哪些结 构。 学生回答教师提问: 垛堞可增加叶绿体吸收光 的面积。 学生回答叶绿体中色素的 具体位置。 学生听讲 3.实验原理和目的教师简明讲述实验原理和目的: 1. 叶绿体的色素能溶解在有机溶 剂无水乙醇中, 所以可用无水乙醇提取叶绿素中 的色素。 2. 叶绿体中的色素在层析液中的 溶解度不同。 溶解度高的随层析液在滤纸上扩 散得快。 溶解度低的随层析液在滤纸上扩 散得慢 学生听讲 4. 叶绿体中色素的提取和分离的具体操作步骤教师边演示边讲解 1.提取绿色叶片中的色素:告诉 学生称多少叶子、放些什么试剂、 研磨的方法、过滤 注意:①去除主叶脉 学生听讲,用铅笔画横线, 用毛细管模拟画滤液细线。 难点:选择适当粗细的毛细 管画滤液细线。

蔬菜中天然色素的提取、分离和测定

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(C 55H 72O 5N 4Mg) 和叶绿素 b(C 55H 7O 6N 4Mg),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化剂。 N N N N H 3C CH CH 2 R CH 2CH 3CH 3 H 3C O CO 2CH 3 CH 2CH 2O O CH 3CH 3 CH 3CH 3CH 3Mg 图1 叶绿素a 和叶绿素b 的结构(叶绿素a :R=CH 3, 叶绿素b :R=CHO ) H 3C CH 3R CH 3H 3C R H 3C CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3 图2 β-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(C 40H 56,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,也可作为食 品工业中的色素。 叶黄素(C 40H 56O 2,见图2)是胡萝卜素的羟基衍生物,它在绿叶中的含

绿色植物中色素的提取和分离

绿色植物中色素的提取和分离 [实验名称] 绿色植物色素的提取及色谱分离 [教学目标] 知识与技能: 通过对绿色植物色素的提取与分离,了解天然产物分离提纯的方法 [教学重点] 学习柱色谱和薄层色谱分离的基本原理及操作方法 [教学难点] 薄层色谱、柱层析实验操作要点的掌握和应用 [教学方法] 陈述法,讲演法 [教学过程] [讲述] 【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. 通过对柱色谱和薄层色谱操作方法的掌握,加深了解微量有机物色谱分离、鉴定的原理。 [讲述] 【背景知识】 绿色植物的叶、茎中,如菠菜叶,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。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。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。 本实验先根据各种植物色素的溶解度情况将胡萝卜素(橙)、叶黄素(黄)、叶绿素a和叶绿素b从菠菜叶中提取出来,然后根据各化合物物理性质的不同用色谱法进行分离和鉴定。 [图示] 【分离产物结构式】 叶绿素a、叶绿素b、叶黄素(黄)和β-胡萝卜素的结构式如下图所示: [讲述] 【色谱法原理】 色谱法是分离、提纯和鉴定有机化合物的重要方法。其分离原理是利用混合物中各个成分的物理化学性质的差别,当选择某一个条件使各个成分流过支持剂或吸附剂时,各成分可由于其物理性质的不同而得到分

高中生物《绿叶中色素的提取和分离实验》精品课时练习试题

绿叶中色素的提取和分离实验 1.叶绿体色素的纸层析结果显示,叶绿素b位于层析滤纸的最下端,主要原因是( ) A.分子量最小 B.分子量最大 C.在层析液中的溶解度最低 D.在层析液中的溶液度最高 2.为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述不正确的是( ) A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B.类胡萝卜素含量的增加有利于该植物抵御强光照 C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同 D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次 3.下图为新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是( ) A.叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上 B.四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中 C.四种色素在层析液中溶解度最大的是甲 D.发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙 4.下列关于绿叶中光合色素的提取和分离的叙述,不正确的是( ) A.用无水乙醇提取到的各种色素的含量不同

B.色素在层析液中的溶解度不同,导致在色素带的位置不同 C.研磨绿叶时不加CaCO3,则滤纸条上四条色素带变窄的比例相同 D.只画一次滤液细线会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄 5.下列关于“菠菜叶中色素的提取和分离”实验的相关叙述,错误的是( ) A.提取色素后,试管不加棉塞会导致滤液颜色变深 B.若发现菠菜严重缺乏Mg,则会导致叶绿素的含量降低 C.菠菜叶中含量最多的色素在层析液中的溶解度最小 D.光合色素的获得至少需要破坏3层磷脂双分子层 6.苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外,液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用适量体积分数为95%的酒精提取苋菜叶片中的色素,然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上出现了不同的色素带,对色素带由上到下分析有关叙述正确的是( ) A.第一条色素带对应的色素是叶黄素 B.第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光 C.第三条色素带对应的色素是呈现红色的花青素 D.第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大 7.列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,不正确的是( ) A.可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B.叶绿体中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同 C.研钵中需加入二氧化硅、醋酸钙、无水乙醇和绿叶 D.滤液细线要画得细而直,避免色素带间的部分重叠 8.颜色变化常作为生物实验结果观察的一项重要指标,下列叙述正确的是( ) A.烘干的口腔上皮细胞经健那绿染液染色后,线粒体呈蓝绿色 B.取新鲜的菠菜叶,加人少许SiO2和无水乙醇,研磨液呈黄绿色,原因是菠菜叶用量太少C.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离复原过程中,细胞液颜色变浅是液泡里的色素渗透出细胞所致 D.吡罗红染色剂可将口腔上皮细胞大部分染成红色 9.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学使用相关试剂的情况如表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为( )

《叶绿体色素的提取和分离》 实验报告

《叶绿体色素的提取和分离》实验报告 实验目的 1. 学习叶绿体色素的提取、分离方法。 2. 通过叶绿体色素提取、分离方法的学习了解叶绿体色素的相关理化性质。 3. 为进一步研究各叶绿体色素性质、功能等奠定基础。 实验原理 叶绿体色素包括绿色的叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)和黄色的类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素)两大类,它们均以色素蛋白复合体形式存在于类囊体膜上。两类色素均不溶于水而溶于有机溶剂,故可用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。由于提取液中不同色素在固定相和流动相中的分配系数不同,所以可借助分配层析方法将其分离。 实验仪器与药品 1. 绿色植物如菠菜等的叶片。 2. 研钵、漏斗、三角瓶、剪刀、滴管、康维皿、圆形滤纸(直径11cm)。 3. 95%乙醇、石英砂、碳酸钙、展层剂。展层剂按石油醚:丙酮:苯10:2:1的比例配制(V/V)。 实验步骤 1. 叶绿体色素的提取

(1)取菠菜或其它新鲜植物叶片4~5片(4g左右),将其洗净、擦干并去掉中脉,剪碎后置入研钵中。 (2)研钵中加入95%乙醇2~3 ml及少许石英砂、碳酸钙研磨至匀浆,再加95% 乙醇5ml,然后以漏斗过滤之,即为色素提取液。 2. 叶绿体色素的分离 (1)取圆形定性滤纸一张(直径应小于康维皿直径)于其中心扎一圆形小孔(直 径约3mm),另取长方形滤纸条一张(5cm×1.5cm),用滴管吸取乙醇叶绿体色素提取 液沿滤纸条的长度方向涂抹,注意涂抹色素扩散宽度应限制在0.5cm以内,风干后再重复操作数次。然后沿长度方向将滤纸条卷成纸捻,使涂抹过叶绿体色素溶液的一侧恰在纸捻的一端。 (2)将纸捻带有色素的一端插入圆形滤纸的小孔中,使与滤纸刚刚平齐(勿突出)。 (3)在康维皿中央小室中加入适量的展层剂,把带有纸捻的圆形滤纸平放在康 维皿中央小室上,使纸捻下端浸入展层剂中,迅速盖好培养皿。展层剂将借助毛细管作用顺纸捻扩散至圆形滤纸上,使叶绿体色素在固定相(滤纸中吸附有水分的纤维素)和流动相(展层剂)间反复分配,从而使不同色素得到分离,分离结果为滤纸上可见到各种色素的同心圆环。无康维皿时亦可用底、盖直径相同的培养皿进行实验,实验时可在培养皿底中放入一平底短玻管或塑料药瓶盖以替代康维皿中央小室盛装展层剂,其余相同。 (4)当展层剂前沿接近滤纸边缘时便可结束实验,此时可看到不同色素的同心 圆环,各色素由内往外的顺序为:叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(鲜黄色)、胡萝卜素(橙黄色),再用铅 笔标出各种色素的位置和名称。

食用天然色素的提取方法及发展趋势

《风味化学与食品添加剂》 课程论文 学 专 姓 日期2013.6.19 食品科学与工程学院

食用天然色素的提取方法与发展趋势 XXX (甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州,730070) 摘要:食用天然色素是指从植物、动物或微生物中提取的对食品具有着色能 力的物质的总称。随着世界各国相继制订法规、淘汰大部分有毒的化学合成 色素, 那些不仅有染色功能, 而且还有营养和保健功效, 并能赋予食品许 多新功能的天然色素将面临广阔的市场前景。文章详细地介绍了食用天然色 素及其提取技术和发展趋势。 关键词:食用天然色素提取方法发展趋势 前言 天然色素广泛存在于多种生物特别是动植物体中,其安全性和营养价值高,有的兼具一定的药理作用。用天然色素着色,色调自然纯正。由于传统的提取方法存在提取时间长,劳动强度大,原料预处理能耗高,热敏性组分易被破坏,生产的色素产品纯度差,有异味和溶剂残留等缺点,直接影响了天然色素的发展及应用。伴随着现代化工业技术的迅速发展以及人们安全意识的提高,一些现代化高新技术不断应用到天然色素的生产中。开发天然色素是世界食用色素业和医药等业的发展趋势之一。我国目前还处在合成色素与天然色素并存及同时发展的状态。由于合成色素的安全性问题, 本文就目前天然色素的提取种类、提取方法及提取物的性质研究进行综述。 1发展简史 我国使用天然色素已有悠久历史,《史记·货殖传》记载:“茜栀千亩,亦比千乘之家。”说明古代就利用了茜草科植物和黄栀子等天然色素。北魏末年(公元6世纪)农学家贾思勰所著的《齐民要术》一书中就有从植物中提取色素的记载。[1]我国古代使用天然色素,在日本近年出版的《天然着色料》一书就引证了这些文献。公元前1500年,埃及墓碑上就绘有着色的糖果。公元前4世纪,葡萄酒就用色素着色,大不列颠的阿利克撒人就开始利用茜草色素。公元10世纪,美洲的托尔铁克人与阿芝特克族人相继栽培胭脂虫的寄生植物,繁殖胭脂虫,并提制胭脂红用于食品着色等。[2]然而,这些天然色素不论在品种上或是性能上都远不能满足食品工业发展的需要。天然色素着色力低,对光、热、氧气、pH 等稳定性差,成本高。随着科学技术的发展,特别是染料化工的发展,出现了合成色素。1856年英国W.H.珀金斯(Perkins)发明了第一个合成有机色素苯胺紫,

绿色植物色素的提取实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除绿色植物色素的提取实验报告 篇一:绿色植物中色素的提取和分离 绿色植物中色素的提取和分离 [实验名称]绿色植物色素的提取及色谱分离 [教学目标]知识与技能:通过对绿色植物色素的提取与分离,了解天然产物分离提纯的方法 [教学重点]学习柱色谱和薄层色谱分离的基本原理及操作方法 [教学难点]薄层色谱、柱层析实验操作要点的掌握和应用 [教学方法]陈述法,讲演法 [教学过程] [讲述]【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.通过对柱色谱和薄层色谱操作方法的掌握,加深了解微量有机物色谱分离、鉴定的原理。

[讲述]【背景知识】 绿色植物的叶、茎中,如菠菜叶,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。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。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。 本实验先根据各种植物色素的溶解度情况将胡萝卜素(橙)、叶黄素(黄)、叶绿素a和叶绿素b从菠菜叶中提取出来,然后根据各化合物物理性质的不同用色谱法进行分离和鉴定。 [图示]【分离产物结构式】 叶绿素a、叶绿素b、叶黄素(黄)和β-胡萝卜素的结构式如下图所示:

从中草药中提取天然色素

周又红 从中草药中提取天然色素 一.问题的提出 当你吃五颜六色的食品时,你注意到或关心过这些食品的颜色是从哪里来的?你是不是很担心食品中色素是否有毒?原来食品颜色可以分成自然色彩和人工着色,苹果红、橘子黄、大米白、菠菜绿都是这些植物自然的颜色,我们不必担心它们有毒。但是一些饮料、加工食品等需要加入食品着色剂,用以改善食品的色泽,这应当引起我们的高度重视。 二.适用对象 本活动适合12-18岁青少年 三.活动目的 希望青少年通过从中草药或天然植物中提取天然色素,了解食用色素知识,研究天然色素。 四.活动准备 1.样品:从中药房购买5~10种不同的中草药各1克。例如:栀子、黄柏、鸡血藤、紫草、茜草、大青叶、玫瑰花苞、姜黄、桑葚、鸡冠花、草红花、木槿花、金银花、荆芥、紫苏等,可以在活动前将它们分别浸泡在酒精里。收集橘子皮、西红柿汁、西瓜汁等, 2.用具:烧杯、试管、试管夹、胶头滴管、玻璃棒、酒精灯、量筒等 3.药品:药用酒精、酸、碱 4.信息:查阅关于食用色素的相关知识,了解人工色素对人体健康的影响,调查人们对食品天然色素知识掌握的程度。 四.活动内容 1.取少量紫草样品于两只小烧杯(各约0、1克)中,分别加入10毫升蒸馏水和10毫升药用酒精(最好在活动前将它浸泡在酒精里)。 2.将装有紫草水浸液的试管放在酒精灯上加热,促进其中色素的溶解。 3.除去紫草渣,将液体分成两份于三只试管中,其中一只试管中加入酸液,一只试管中加入碱液,一只试管作对照。将实验结果记录。 4.取紫草的酒精浸液于三只试管中,同上操作,记录实验结果。 5.选取多种实验样品同紫草一样的操作,将实验结果填入下表

绿叶中色素的提取和分离

绿叶中色素的提取和分离》实验教学设计 学院附中陈建志 一、教材分析 生物学是以实验为基础的科学,实验教学对提高学生的生物科学素养起着无可替代的重要作用,他是素质教育和创新教育的重要场所和前沿阵地,也是基础教育改革的基础、前提和保证。 《绿叶中色素的提取和分离》是一个探究性实验,通过本实验,可以让学生知道绿叶中色素的种类和颜色对植物叶片颜色的影响,是学习光合作用的基础。本实验要求层次较高、操作难度较大、考查频率高的一个实验,但是按照教材的实验步骤和方法,多数学生把握不够,操作不当。分离后的色带或不全或色浅,辨认困难,实验效果皆不理想。笔者在实验教学中将有关操作作了调整。 1、教材中值得推敲的地方 实验选材和研磨教材推荐用菠菜为实验材料。菠菜生长受季节的限制,有的季节很难采集。另外菠菜叶片含水量较高,较多的水分子与丙酮分子接触,降低了丙酮对色素分子的萃取率,导致提取液中含色素分子少,进而影响实验结果。 教材中选用5克叶片.相对于仅需的几滴滤液来说,显然太多,也增加了研磨的时间和难度。相对于5克叶片,5毫升丙酮又显太少。丙酮极易挥发,实验中常出现叶片未研碎。丙酮已挥发干的情况。因为研磨不彻底,提取液中色素含量少。 研磨剂的配制学生只是按课本要求按顺序添加无水、乙醇、CaCO、3 SiO2,并不能很深刻的理解添加这些物质的原理和作用。 过滤装置课本要求用放置单层尼龙布的漏斗过滤滤液,但实际操作中这个方法耗时且费力。 画线方法由于学生平时的实验操作中很少用到毛细吸管,所以采用课本要求的方法划线,很难做到滤液细线细、直、均匀的要求。色素分离装置分离色素是将滤纸条插入到

加入层析液的烧杯中,为了防止层析液挥发,还可以给烧杯加盖。而实际操作很难做到滤纸条在烧杯中保持竖直,也不能有效减少层析液的挥发。 分离色素的方法课本是让色素在长形滤纸条上扩散分离,方法单一,不能很好地激发学生的创新思维。 2 实验改进 只要是新鲜、浓绿的叶片皆可选,但要对叶片作些处理。将叶片用沸水处理,即将2克叶片置于沸水中煮20—40 秒(时间不宜过长。否则会破坏色素分子的结构)后。立即捞出置于冷水中降温,再用吸水纸吸千水分.剪碎后放人研钵。 研磨剂的配制 试验设计: 1)分别在A 、B、C 三个研钵中加入 5 克剪碎的叶片 2) A 中加少量的二氧化硅和无水乙醇, B 中加少量的二氧化硅、碳酸钙和水 C 中加少量的二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇; 3)经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液(A黄绿色、B几乎无色、 C 深绿色); 4)分析实验结果得出结论:碳酸钙可以防止色素被破坏,色素可以溶于酒精但不溶于水。 通过分组对照,让学生通过具体的实验探究,更直观更容易理解提取色素过程中所添加的各种物质的作用。 过滤装置的改进将过滤用的尼龙布改为用棉花塞住漏斗口过滤,一个人就能独立完成,而且过滤速度快,操作更为简单。 画线方法的研究这一步是本实验的一个操作难点,学生很难用毛细吸管画出细、直、均匀的滤液细线。如果用钢笔沾色素、硬币边缘压线、盖玻片或者棉线画线等,则操作起来更容易。色素分离装置的制作,用厚纸板作个烧杯盖,上面剪开 1.5 —2 厘米的缝隙,滤纸条只需要从层析缸上盖子的缝隙插入到层析液中,根据实验需要可以选择缝隙数量不同的盖子做出调整。分离色素的方法的创新1)用圆形滤纸片分离。用圆形滤纸片分离,取平面培养皿 1 只,将一干燥的圆形定性滤纸盖在培养皿中,在圆形滤纸(直径为l0 cm )中央滴上2 ~ 3滴色素提取液,静置约1 min,在滤纸的中央点成圆形的色素

[论文]菠菜中色素的提取与分离

[论文]菠菜中色素的提取与分离 菠菜中的色素提取与分离 食品11—2班李薇 110424228 一、实验目的 1 、通过对菠菜中色素的提取和分离,了解天然物质分离提纯方法, 2 、通过柱色谱分离操作,加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。 二、实验原理 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(C HONMg) 557254和叶绿素 b(CHONMg),其差别仅中一个甲基被b中的甲酰基所55764 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(CH )是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体,4056 即a-,β -γ-胡萝卜素,其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β-胡萝卜素已可进行工业生产,可作为维生素A 使用,也可作为食品工业中的色素。 叶黄素(CHO)是胡萝卜素的羟基衍生物,它在绿叶中的含量40562 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。 柱色谱,柱色谱法,又称层析法.是一种以分配平衡为机理的分配方法.色谱体系包含两个相,一个是固定相,一个是流动相.当两相相对运动时,反复多次的利用混合物中所含各组分分配平衡性质的差异,最后达到彼此分离的目的。柱色谱是在一根

玻璃管或金属管中迸行的色谱技术,将吸附剂填充到管中而使之成为柱状,这样的管状柱称为吸附色谱柱。使用吸附色谱柱分离混合物的方法,称为吸附柱色谱。这种方法可以用来分离大多数有机化合物,尤其适合于复杂的天然产物的分离。分离容量从几毫克到百毫克级,所以,适用于分离和精制较大量的样品。 1. 装柱色谱柱的大小规格由待分离样品的量和吸附难易程度来决定。一般柱管的直径为0.5,l.0Cm,长度为直径的10,40倍。填充吸附剂的量约为样品重量的20,50倍,柱体高度应占柱管高度的3/4,柱子过于细长或过于粗短都不好。装柱前,柱子应干净、干燥,并垂直固定在铁架台上,将少量洗脱剂注入柱内,取一小团玻璃毛或脱脂棉用溶剂润湿后塞入管中,用一长玻璃棒轻轻送到底部,适当捣压,赶出棉团中的气泡,但不能压得太紧,以免阻碍溶剂畅流 (如管子带有筛板,则可省略该步操作)。再在上面加入一层约0.5 cm厚的洁净细砂,从对称方向轻轻叩击柱管,使砂面平整。 常用的装柱方法有干装法和湿装法两种: (1)干装法,在柱内装入2/3溶剂,在管口上放一漏斗,打开活塞, 让溶剂慢慢地滴入锥形瓶中,接着把干吸附剂经漏斗以细流状倾泻到管柱内,同时用套在玻璃棒 (或铅笔等)上的橡皮塞轻轻敲击管柱,使吸附剂均匀地向下沉降到底部。填充完毕后,用滴管吸取少量溶剂把粘附在管壁上的吸附剂颗粒冲入柱内,继续敲击管子直到柱体不再下沉为止。柱面上再加盖一薄层洁净细砂,把柱面上液层高度降至0.1,l cm,再把收集的溶剂反复循环通过柱体几次,便可得到沉降得较紧密的柱体。 (2)湿装法,基本方法与干装法类似,所不同的是,装柱前吸附剂需要预先用溶剂调成淤浆状,在倒入淤浆时,应尽可能连续均匀地一次完成。如果柱子较大,应事先将吸附剂泡在一定量的溶剂中,并充分搅拌后过夜 (排除气泡),然后再装。无论是

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