文档介绍：蔬菜中天然色素的提取、分离和测定
一、目的与要求
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,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化剂。
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)
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(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,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。
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=,苯),溶于乙醚、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,℃,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花中。在天