菠菜叶中叶绿素提取工艺的研究

菠菜叶中叶绿素提取工艺的研究

天然色素的使用历史悠久。它被广泛应用于果汁、饮料、葡萄酒、果汁、甜点、果味粉、涂料、冷饮等食品的涂层。虽然随着科学的发展，人们已经可以人工合成包括叶绿素在内的多种色素，但近年来人们发现，很多合成色素具有不同程度的慢性毒性、致畸性和致癌性。因此，寻找具有一定药物疗效和保健功能的天然色素资源，是当今社会发展的必然趋势。叶绿素是良好的天然色素，是医药上具有广泛的用途，它不仅具有造血、解毒作用，还可以提供维生素、维持酶的活性，具有抗病强身的功效。叶绿素中富含微量元素铁，是天然的造血原料；叶绿素在酶的制造、维持其活性上有重要作用，它与酶的结合，就是生命的延续过程；叶绿素是最好的天然解毒剂，能预防感染，防止炎症的扩散，还有止痛功能。只要多喝点含叶绿素的蔬菜汁，就能使口腔、鼻腔、身体散发出的口臭、汗味、尿味、粪便味等异味消失。叶绿素在改善体质，祛病强身方面也有很多作用。如能增强机体的耐受力；还有抗衰老、抗癌、防止基因突变等功能，是人体健康的卫士。对我们人类来说，叶绿素是非常重要的，不可缺少的。研究证明，叶绿素是植物中特有的一种成分。研究和开发植物中的天然色素具有非常重要的意义。1材料和方法1.1材料和设备1.1.1原材料1.1.2试剂丙酮、石油醚（60～90℃馏分）、乙醇（95%）、乙醚、无水硫酸镁和蒸馏水等。1.1.3负压过滤装置721型分光光度计、天平、剪刀、研钵、减压过滤装置（布氏漏斗、吸滤瓶、循环水式真空泵等）、容量瓶、移液管、量筒、烧杯、分液漏斗、锥形瓶、比色皿、漏斗、滤纸等。1.2提取工艺1.3叶绿素a和叶绿素b在不同浓度a和ab的测定将不同条件下的色素提取液配制成色素溶液，用分光光度法分别在最大吸收波长645nm和663nm下测叶绿素a和叶绿素b的吸光度Aa和Ab。1.4实验操作要点1.4.1提取剂的制备将新鲜菠菜叶洗净后擦干或晾干，称取2g，剪碎后置研钵中。量取一定量的提取剂，在一定时间内，先加少量研磨，再边加边研，最后制成混合液。抽滤后用提取剂定容到25ml得提取液。用移液管吸取2ml提取液，加8ml提取剂混匀配成色素溶液，在最大吸收波长下测吸光度。1.4.2提取混合溶剂抽滤后，将滤液转移到分液漏斗中，用5ml蒸馏水分2次洗涤，以除去水溶性杂质及乙醇。由于叶绿素易溶于醚和石油醚等非极性溶剂，分取水层后，将醚层由漏斗上口倒入干燥的锥形瓶中，加入0.1g无水硫酸镁干燥15min，而后用醚（制备混合溶剂使用的醚）定容到25ml。稀释配制色素溶液时，需加8ml醚而不是混合提取剂，而后测吸光度。1.5各单项测试1.5.1叶绿素a、b含量测定取2g菠菜5份置5个研钵中，分别往研钵中加入10ml丙酮、石油醚-乙醇（95%乙醇，2∶1）、乙醚-乙醇（95%乙醇，2∶1）、乙醚、石油醚，研磨10min，在最大吸收波长下测叶绿素a、b的吸光度Aa、Ab。1.5.2提取时间对叶绿素提取效果的影响取2g菠菜3份置3个研钵中，以丙酮为提取剂，量固定在10ml，分别研磨5min、10min、15min，测吸光度，研究提取时间对叶绿素提取效果的影响。1.5.3提取剂用量的确定取2g菠菜3份置3个研钵中，分别加5ml,10ml,15ml丙酮，研磨时间固定为10min，测吸光度，研究提取剂用量对叶绿素提取效果的影响。1.5.4乙醇质量分数对提取效果的影响取2g菠菜4份置4个研钵中，取95%的乙醇分别配制45%、50%、75%的乙醇，而后按2∶1的比例配制4种不同乙醇质量分数的石油醚-乙醇混合溶剂各10ml，研磨时间固定为10min，测吸光度，研究乙醇质量分数对叶绿素提取效果的影响。1.5.5混合提取剂中各成分配的确定取2g菠菜3份置3个研钵中，分别按2∶1(1∶1/2）、1∶1、1∶2的比例配制石油醚-乙醇混合溶剂10ml，研磨时间均为10min，测吸光度，分析组成混合提取剂的各成分比例的不同对提取效果的影响。2结果与分析2.1各单项测试2.1.1提取溶剂的选择通过试验发现，单纯以石油醚作为提取剂时，菠菜叶与石油醚非常难以互溶，因此不可取。以丙酮、石油醚-乙醇（95%乙醇，2∶1）、乙醚-乙醇（95%乙醇，2∶1）、乙醚4种试剂作为提取剂时，结果如表1。由表1可知，丙酮的提取效果最好，其次是石油醚-乙醇，乙醚的提取效果最差。但由试验操作过程可以看出，用混合溶剂提取时，得到的提取液中叶绿素的纯度要高于用单一溶剂提取时的纯度。因此，二者均有实际应用价值。2.1.2提取时间的确定由表2和图1知，开始时随时间的增加吸光度不断增加，但10min后，吸光度随时间的增加而逐渐减小，故最佳提取时间应为10min。2.1.3提取剂用量的确定从表3和图2可以看出，起初吸光度随提取剂用量的增加而增加，到10ml时，吸光度最大，然后逐渐下降，这表明用10ml提取剂提取效果最好。2.1.4乙醇质量分数．由表4和图3可以看出，吸光度随乙醇质量分数的增加，先呈上升趋势，而后下降，接着又上升，但整体上，乙醇质量分数达50%时，吸光度最大，也就是说，50%为最佳乙醇质量分数。2.1.5石油醚乙醇的影响结果见表5和图4。由表5和图4知，吸光度随混合溶剂石油醚-乙醇中石油醚组分的减少或乙醇组分的增大而减小，但配比达1∶1后，吸光度随配比的增大而趋于平缓，可见，石油醚∶乙醇=2∶1时提取效果最好。2.2叶绿体色素提取的正交试验结果根据各单因素试验所得的提取时间、提取剂用量、乙醇质量分数、各成分配比4个因素，进行三水平四因素L由表7按极差的大小决定因素的主次分析可知，影响叶绿体色素提取效果的各因素的主次顺序依次为B>D>C>A，即主次因素依次是：提取剂用量、混合溶剂中各成分的配比、乙醇质量分数、提取时间。又从平均值上看，最优组合为B3最佳提取剂为混合溶剂(1）从菠菜叶中提取叶绿体色素时，用丙酮研磨法提取叶绿素的效率比石油醚-乙醇萃取法高，乙醚研磨法提取叶绿素的效果明显不如丙酮，用石油醚研磨法的效果最次，这表明最佳的提取剂为丙酮，其次为石油醚-乙醇。但由试验操作流程可知，用混合溶剂提取的叶绿素的纯度要比用单一溶剂提取的高，生产中可根据实际需求进行合理选用。(2）各单因素试验和