菠菜中葉綠素的提取及紫外光譜研究

吳 平，韓靜毅，陳海香

(吉林化工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

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菠菜中葉綠素的提取及紫外光譜研究

吳 平，韓靜毅，陳海香

(吉林化工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

植物葉類作為天然原料，所含色素和有效組分具有良好的應(yīng)用價(jià)值。以新鮮菠菜葉為原料，用不同的混合溶劑浸泡研磨菠菜葉，減壓抽濾，用有機(jī)溶劑萃取其中的色素成分，并利用薄層色譜分離方法，選用不同展開劑對(duì)色素進(jìn)行分離。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)石油醚-乙酸乙酯混合溶液(體積比為7:3)作展開劑時(shí)比移值較小，對(duì)葉綠素分離較有利。在此基礎(chǔ)上，我們采用紫外可見光譜對(duì)菠菜色素成分進(jìn)了分析鑒定。

菠菜；提?。蝗~綠素；薄層色譜；紫外可見光譜

菠菜又稱波斯草，其菠菜葉中富含多種色素成分，如葉綠素(綠色)、胡蘿卜素(橙黃色)和葉黃素(黃色)等多種天然色素。而葉綠素是植物進(jìn)行光合作用必需的催化劑，兼具顯著的保肝護(hù)肝、造血、解毒、抗癌、延緩衰老、防止基因突變和降解膽固醇的作用，其主要以葉綠素a和葉綠素b兩種形式存在，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，常可用極性有機(jī)溶劑從植物勻漿中提取[1-3]。

目前，天然色素的提取方法包括有機(jī)溶劑提取法、超聲波提取法、酶法、堿液提取法、分子蒸餾技術(shù)、微波萃取法、雙水相萃取技術(shù)、柱層析法、薄層色譜法和膜分離法等[4]。本文即選用薄層色譜法，也稱薄板層析法對(duì)菠菜中的葉綠素進(jìn)行分離，利用流動(dòng)相和固定相之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使菠菜提取液中葉綠素在兩相間進(jìn)行分配，由于提取液中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相發(fā)生作用的大小、強(qiáng)弱也有差異，因此在同一推動(dòng)力作用下，不同組分在固定相中的滯留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而起到分離提取葉綠素的作用[5]，進(jìn)一步計(jì)算葉綠素的比移值，并對(duì)菠菜葉綠素的紫外光譜圖進(jìn)行分析。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

儀器：FA104A電子天平，上海精天電子儀器有限公司；

冷凍干燥機(jī)，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；759紫外可見分光光度計(jì)，上海菁華科技儀器有限公司；減壓過濾裝置一套(循環(huán)水式真空泵、布氏漏斗等)。

原料和試劑：新鮮菠菜葉；碳酸鈣、無水乙醇、無水硫酸鈉、冰醋酸、石油醚、乙酸乙酯、丁醇、薄層層析硅膠、環(huán)糊精和0.5%羧甲基纖維素鈉。除0.5%羧甲基纖維素鈉為化學(xué)純，其余試劑均為分析純。

1.2 具體實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)基本過程包括：處理菠菜葉獲取菠菜提取液，采用薄層層析分離葉綠素，色素回收后進(jìn)行紫外光譜分析，現(xiàn)具體介紹如下：

1.2.1 獲取菠菜提取液

稱取20 g新鮮菠菜葉，放入熱水中微沸以去除草酸，放在冰箱中冷凍，然后放入冷凍干燥機(jī)中干燥。取出后用剪刀剪碎后放入研缽中，加入適量的碳酸鈣，充分研磨后加入約30 mL(體積比 2:1)的乙酸乙酯/乙醇混合液，繼續(xù)攪拌研磨約2 min，然后抽濾，收集濾液。將濾液轉(zhuǎn)入分液漏斗內(nèi)，加入60 mL水萃取洗滌兩次，以徹底除去萃取液中的有機(jī)溶劑，用無水硫酸鈉干燥20 min后，置于圓底燒瓶中并在水浴條件下蒸出大部分乙酸乙酯，回收乙酸乙酯。

1.2.2 薄層法分離葉綠素

(1)制片:取7.5 × 2.5 cm2載玻片清洗干燥，將0.5 g 羧甲基纖維素鈉溶解在100 mL熱水中，配成羧甲基纖維素鈉水溶液；在50 mL燒杯中，將3 g薄層層析硅膠緩慢的加入8 mL羧甲基纖維素鈉溶液中，邊加邊攪拌，調(diào)成糊狀；用牛角匙將此糊狀物傾倒于洗凈的載玻片上，不停轉(zhuǎn)動(dòng)載玻片方向，反復(fù)數(shù)次，制成薄厚均勻、表面光滑平整、無氣泡的薄層板，厚度是0.25～1.0 mm；活化：將已涂好薄層層析硅膠的薄層板室溫放置0.5 h后，放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中緩慢升溫至110 ℃，恒溫0.5 h 后取出，稍冷放入干燥箱備用。

(2)點(diǎn)樣:先用鉛筆在距薄層板一端1 cm處輕輕畫一橫線作為起始線，用內(nèi)徑小于1 mm的毛細(xì)管吸取菠菜提取液，在起始線上垂直的輕輕接觸薄層板點(diǎn)2個(gè)樣，吹干，斑點(diǎn)直徑要小于2 mm，樣點(diǎn)間距離是0.8 cm，不能離邊沿太近。

(3)展開:取一有蓋的廣口瓶做色譜器，加入一定體積配好的展開劑，內(nèi)部放一小塊濾紙,然后將一點(diǎn)樣的薄層板放入色譜器中的濾紙上，下部浸入展開劑中，展開劑高度不超過1 cm，以免淹沒斑點(diǎn)，蓋好蓋。等展開劑上升到距薄層板上沿1 cm時(shí)，取出薄層板，觀察綠色斑點(diǎn)剛出現(xiàn)的位置，用鉛筆畫線，取出晾干。并進(jìn)行測(cè)量，記錄溶質(zhì)的最高濃度中心至原點(diǎn)中心距離和展開劑前沿至原點(diǎn)中心的距離，分別計(jì)算出Rf值。

1.2.3 紫外光譜分析方法

在波長(zhǎng)200～800 nm范圍內(nèi)，將菠菜提取液在乙醇-水、石油醚-冰醋酸不同混合溶劑中的測(cè)定紫外吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 薄層法分析

本實(shí)驗(yàn)選用不同的展開劑(均為石油醚-乙酸乙酯的混合溶劑)，展開劑距離均為5.5 cm，每次平行試驗(yàn)2組。

表1 石油醚-乙酸乙酯作為展開劑時(shí)葉綠素的比移值

通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算比較可知：薄層層析時(shí)使用石油醚-乙酸乙酯(7:3)為展開劑，測(cè)得菠菜中葉綠素色素的比移值Rf較小，與葉黃素、胡蘿卜素分離較完全，為實(shí)驗(yàn)較理想條件。

2.2 紫外光譜譜圖分析

圖1為0.5 mL菠菜提取液在10 mL乙醇/水混合溶劑中的紫外光譜圖：其中，系列1為純乙醇，系列2-5中乙醇-水體積比分別為9:1，8:2，7:3和6:4。在400～500 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，提取液在9:1乙醇-水中波峰的吸光度值最高，提取液在6:4乙醇-水中的波峰的吸光度值最低；波長(zhǎng)在600～700 nm 之間，提取液在9:1乙醇-水中吸光度值最高，提取液在7:3乙醇-水中的吸光度值最低。

圖1 提取液在乙醇/水混合溶劑中的紫外光譜圖

圖2 提取液在石油醚/冰醋酸混合溶劑中的紫外光譜圖

圖2為0.5 mL菠菜提取液在10 mL石油醚/冰醋酸混合溶劑中的紫外光譜圖：其中，系列1-6石油醚/冰醋酸體積比分別為9:1，7:3，6:4，4:6，3:7和1:9。從圖2中可以看出：在400～500 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)提取液在9:1石油醚-冰醋酸中的測(cè)得的吸光度值最大，在3:7石油醚-冰醋酸中的紫外光譜圖中測(cè)得的吸光度值最小，其吸光度總體呈下降趨勢(shì)；在600～700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)提取液測(cè)得的吸光度值也有類似趨勢(shì)。即在一定條件下，隨著冰醋酸濃度的增加，提取液的紫外光譜圖中測(cè)得的吸光度值也隨著降低。24 h后，同樣條件下，我們?cè)俅螠y(cè)量菠菜提取液在石油醚-冰醋酸中的吸光度，吸光度值前后基本保持不變，說明在石油醚-冰醋酸的系列混合溶液中，菠菜提取液中的色素組分保持穩(wěn)定。

3 結(jié) 論

如何采用物理或化學(xué)方法高效提取菠菜葉中葉綠素成分，并對(duì)葉綠素進(jìn)行全面的穩(wěn)定性分析，一直是研究者不斷研究的方向。本文采用新鮮菠菜葉為原料，獲取菠菜提取液，并采用薄層層析法對(duì)葉綠素進(jìn)行了分離，在此基礎(chǔ)上采用紫外光譜對(duì)菠菜色素成分進(jìn)行了分析鑒定，希望可以對(duì)相關(guān)領(lǐng)域研究者起到借鑒作用。

[1] 王巍杰,賈曉冬.菠菜葉中葉綠素a和其他有效成份的分離提純[J].河北理工學(xué)院學(xué)報(bào), 2006, 28(2):122-124.

[2] 王巍杰,孫彩云,劉淑萍.菠菜葉制取葉綠素鋅鉀鹽及其穩(wěn)定性[J].河北理工學(xué)院學(xué)報(bào), 2005, 27(1):125-128.

[3] 洪法水,魏正貴,趙貴文.菠菜葉綠素的浸提和協(xié)同萃取反應(yīng)[J].應(yīng)用化學(xué), 2001, 18(7):532-525.

[4] 陳小全,田坤新,邵輝瑩,等.菠菜葉綠素的提取及葉綠素銅鈉鹽的制備[J].泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 31(4):259-261.

[5] 方慧群,于俊生,史堅(jiān).儀器分析.1版[M].北京：科學(xué)出版社,2002:104-121.

Extraction of Chlorophyll from Spinach and Its Ultraviolet Spectrum

WUPing,HANJing-yi,CHENHai-xiang

(School of Chemistry and Pharmaceutical Engineering, Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin Jilin 132022, China)

As the natural ingredients, the leaves of plants contain pigment and effective composition which have favorable application.The fresh spinach leaves were taken as raw material, the different mixed solvent were used to soak and grind spinach leaves, then the method of vacuum suction filter were involved, the pigment ingredients were extracted by organic solvents.Using thin layer chromatography method, different agents were selected for separation of pigment.The experimental results showed that when the petroleum ether, ethyl acetate mixture (volume ratio of 7:3) used as an agent, the Rfvalue was small which was good for chlorophyll separation.The Uv-vis spectra of spinach pigment ingredients were also discussed.

spinach; extraction; chlorophyll; thin layer chromatography; ultraviolet spectrum

吳平(1981-)，男，副教授，現(xiàn)從事工作：染料的合成和應(yīng)用。

O636

A

1001-9677(2016)019-0144-02