实验三十四植物叶绿体色素的提取、分离、表征及含量
测定
摘自王尊本主编,综合化学实验(第二版),第226-244页,北京:科学出版社,2007年9月。
实验三十四植物叶绿体色素的提取、分离、表征及含量测定[1-27]
一、叶绿体色素的提取
(一) 实验目的
1)掌握有机溶剂提取叶绿体色素等天然化合物的原理和实验方法。
2)了解皂化-萃取提取胡萝卜素的原理。
3)了解1,4-二氧六环沉淀法提取叶绿素的原理。
(二) 实验原理
植物光合作用是自然界最重要的现象,它是人类所利用能量的主要来源。在把光能转化为化学能的光合作用过程中,叶绿体色素起着重要的作用。高等植物体内的叶绿体色素有叶绿素和类胡萝卜素两类,主要包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种。它们所呈现的颜色和在叶绿体中含量大约比例见表34.1。
表34.1 高等植物体内叶绿体色素的种类、颜色及含量项目叶绿素类胡萝卜素
叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素叶黄素
颜色蓝绿色黄绿色橙黄色黄色
在叶绿体内各色素含量比例 3 1 2 1
3 1 叶绿素chlorophylls是叶绿酸的酯,它在植物进行光合作用中吸收可见光,并将光能转变为化学能。叶绿素是植物进行光合作用所必需的催化剂。在绿色植物中叶绿素主要以叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)两种结构相似的形式存在,其差别仅是叶绿素a中一个甲基被叶绿素b中的甲酰基所取代。叶绿素的基本结构见图34.1。在叶绿素分子结构中含有四个吡咯环,它们由四个甲烯基联结成卟啉环,在卟啉环中央有一个镁原子,它以两个共价键和两个配位键与4个吡咯环的氮原子结合成内配盐,形成镁卟啉。在叶绿素分子中还有两个羧基,其中一个与甲醇酯化成COOCH3,另一个与叶绿醇酯化成COOC20H39长链。类胡萝卜素carotenoids是一类不饱和的四萜类碳氢化合物(例如胡萝卜素,carotenes,或它们的氧化衍生物(例如叶黄素类,xanthophylls。所有的类胡萝卜素均源于非环状的C40H56结构。类胡萝卜素在强光下可防止叶绿素的光氧化;在弱光下,可作为辅助色素吸收光能并传递给叶绿素分子。胡萝卜素有3种异构体,即、和胡萝卜素,其中胡萝卜素含量最多,也最为重要。胡萝卜素还具有维生素A的生理活性,其结构是由两分子维生素A在端链失去两分子水结合而成。在生物体内,胡萝卜素受酶催化氧化即形成维生素A。而叶黄素3,3`-二羟基-α-胡萝卜素,lutein,C40H56O2是一种常见的氧化型的类胡萝卜素。植物叶绿体色素的提取、分离、表征及含量测定在植物生理学、农业和海洋科学研究中具有重要意义。同时,叶绿素和胡萝卜素等天然色素在食品工业和医药工业中也有广泛的用途。
图34.1 叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
和维生素A的结构式
叶绿素a和b都是吡咯衍生物与金属镁离子的配合物,尽管它们分子中含有一些极性基团,但大的烷基结构使它们易溶于丙酮、乙醇、乙醚和石油醚等有机溶剂中。而胡萝卜素和叶黄素是典型的四萜化合物。与胡萝卜素相比,叶黄素易溶于醇而在石油醚中的溶解度较小。由于叶绿体色素在植物细胞内并非以游离态存在,而是与蛋白质等结合存在于叶片中,在提取时应先将植物细胞击破,释放出叶绿体色素,然后再根据色素的溶解特性,采用丙酮、乙醇、乙醚、丙酮-乙醚和甲醇-石油醚等有机溶剂提取。由于粗提取液中还可能包括残余植物组织和其它可溶性杂质,实验中应对粗提液进一步纯化。
(三)实验仪器与试剂
1.仪器
研钵,量筒,分液漏斗等常用玻璃仪器一套,离心机一台。
2.试剂
丙酮,乙醇,乙醚,石油醚等有机溶剂。饱和氯化钠水溶液。碳酸镁和无水硫酸钠。
(四)实验步骤
1.叶绿体色素的提取
方法一:新鲜绿叶蔬菜,如菠菜、空心菜等,洗净后弃除叶柄和中脉,然后用吸水纸将菜叶表面的水分吸干。称取处理过的菜叶 5 g,剪碎后放在干净的研钵内,加入0.1 g碳酸镁,先将菜叶粗捣烂,然后加入10 mL乙醇 - 石油醚(2:3),迅速研磨5 min。用一不锈钢网滤去菜叶残渣,再研磨提取一次。最后再用10 mL 乙醇 - 石油醚(2:3)洗涤研钵等容器,一并过滤。
方法二:类似于方法一,采用丙酮提取,但在纯化时应事先在分液漏斗中
加入15 mL石油醚。
2.粗提取液的纯化纯化色素时,将合并的滤液转入分液漏斗,加入 5 mL 饱和的NaCl溶液和45 mL蒸馏水,轻轻振荡,放置分层。小心地把下层的含乙醇或丙酮水溶液放掉,余下的色素提取液进一步采用离心分离。取上层有机相,加入少量无水Na2SO4除去残余水分。若提取液色素浓度太低,可用旋转蒸发(控制30~35℃水浴)或冷吹风方式进行适当浓缩(约10 mL),转入具塞的棕色瓶中置于暗处保存。
3.皂化-萃取法提取胡萝卜素
将20 mL植物色素甲醇-石油醚提取溶液移入100 mL分液漏斗中,加入5 mL 30 % KOH甲醇溶液(将KOH加到90 %甲醇水溶液中配制),充分混合后避光放置1 h。叶绿素发生皂化反应脱去甲基和叶醇基,生成叶绿酸。然后,加水25 mL,轻轻振荡后静置10 min分层,除去水溶液,即得黄色的胡萝卜素石油醚溶液。然后将石油醚溶液用100 mL蒸馏水分3~4次洗涤,再经过适当浓缩后移入分液漏斗,用10 mL 92 %甲醇洗涤,摇动后静置分离,叶黄素萃取进入甲醇中。重复处理3次,合并所得胡萝卜素石油醚溶液。
往分离后的甲醇溶液加入等体积的乙醚和等体积的水。振荡后用分液漏斗分出上层乙醚溶液,加入少量无水硫酸钠进行干燥。过滤后蒸去乙醚,即得深红色的叶黄素软膏状物质。
4. 1,4-二氧六环沉淀法提取叶绿素
绿色植物叶片的叶绿素用异丙醇提取。往 40 mL冷的浓缩粗提液中滴加70 mL 1,4-二氧六环+ 200 mL 0.1 mol/L Na2HPO4 ? NaH2PO4 缓冲液 pH 7.0 混合液,然后放在 +5℃冰箱过夜。由于1,4-二氧六环与叶绿素中心的Mg原子进
一步配合,降低了色素溶解度,析出叶绿素沉淀。离心分离后,可进一步用水洗去叶绿素沉淀表面吸附的黄色的类胡萝卜素。
(五)注意事项
1)叶绿体色素对光、温度、氧气环境、酸碱及其它氧化剂都非常敏感。色素的提取和分析一般都要在避光、低温及无酸碱等干扰的情况下进行。乙醚使用前应重蒸除去过氧化物。
2)使用低沸点易挥发有机溶剂要注意实验室安全。实验室要保持良好的通风条件,不得靠近明火操作。
3)提取液不宜长期存放,必要时应抽干充氮避光低温保存。
(六)思考题
1)什么是光合作用?
2)试讨论叶绿素、胡萝卜素的生理意义及实际应用。
3)绿色植物叶片的主要成分是什么?提取液可能含有哪些化合物?
4)一般天然产物的提取方式有哪些?残余的植物组织应如何除去?
5)直接用丙酮提取与用乙醇-石油醚混合溶剂提取对实验结果可能会有什么影响?
二、叶绿体色素的色谱分离
(一)实验目的
1)掌握纸色谱分离原理和实验技术。
2)掌握薄层色谱分离原理和实验技术。
3)掌握快速柱色谱分离原理和实验技术。
(二)实验原理色谱法是与植物天然色素的分离提取同时发展起来的。
有关“植物色素” 如何提取植物中的色素：植物的颜色是其中的色素的颜色，色素易溶于酒精和乙醚， 可以把花瓣和石英砂和碳酸钙放到研钵中捣（石英砂可以使研磨更充分，碳酸钙可以防止细胞中的有机酸破坏色素结构），然后放入酒精或乙醚，使色素溶解，然后过滤，即可。 注意，这不是萃取。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。 萃取分离物质的操作步骤是：把用来萃取（提取）溶质的溶剂加入到盛有溶液的分液漏斗后，立即充分振荡，使溶质充分转溶到加入的溶剂中，然后静置分液漏斗．待液体分层后，再进行分液．如要获得溶质，可把溶剂蒸馏除去，就能得到纯净的溶质。 把植物样本搅碎研磨，用醇、乙醚、丙酮之类的有机溶剂溶解，过滤出来。一般溶剂内的色素不纯，有很多其他有机物，用萃取或者层析分离。 可以模仿高中生物课本“绿叶中的色素提取和分离”，把待提取的植物器官弄碎，然后放入研钵中，二氧化硅少许，使研磨充分；碳酸钙少许，保护色素倒入；提取液无水乙醇，研磨。然后过滤。过滤的时候，漏斗中要放上尼龙布，不要用纱布，更不要用滤纸。 如何提取花叶中的色素：磨碎，加入75％的乙醇丙酮混合水溶液，摇晃几分钟，用滤纸过滤掉组织碎末。能得到色素的溶液 植物色素的种类：植物色素类(Phytochromes)在中草药中分布很广，主要有脂溶 往色素与水溶性色素两类。 脂溶性色素主要为叶绿素、叶黄素与胡萝卜素，三者常共存。此外尚有藏红花素、辣椒红素等。除叶绿素外，多为四萜衍生物。这类色素不溶于水。难溶于甲醇，易溶于高浓度乙醇、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。胡萝卜素在乙醇中也不溶。叶绿素等在制备中草药制剂或提取其他有效成分时常须作为杂质去除，以使药物纯化，中草药（特别是叶类、全草类）的乙醇提取液中含有多量叶绿素、可在浓缩液中加水使之沉出，也可通过氧化铝、碳酸钙等吸附剂而除去。 叶绿素本身有抑菌作用，可制备成消炎的药物。水溶性色素主要为花色甙类，又称花青素，普遍存在于花中。溶于水及乙醇，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂，遇醋酸铅试剂会沉淀，并能被活性炭吸附，其颜色随pH的不同而会改变。花色甙在制备中草药制剂或提取有效成分时，常作为杂质去除。
叶绿体色素的提取分离、理化性质实验报告 第一部分提取与分离 一实验目的 学习应用薄层色谱法分离叶绿体色素的实验方法 二实验原理 叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体中的叶绿体a(C55H72O5N4Mg)、叶绿素b(C55H72O6N4Mg)、胡萝卜素(C40H56)和叶黄素(C40H56O2)与类囊体膜结合成为色素蛋白复合体。这些色素都不溶于水，而溶于有机溶剂，故可用乙醇等有机溶剂提取。提取液可用薄层色谱法加以分离与鉴别。 薄层色谱分析法是将吸附剂均匀的涂在玻璃板上成一薄层，将此吸附剂薄层做固定相，把待分离的样品溶液点在薄层板的下端，然后用一定量的溶剂做流动相，将薄层板的下端浸入到展开剂中。流动相通过毛细管作用由下而上的逐渐浸润薄层板，并带动样品在板上也向上移动，样品中各组分在吸附剂和展开剂之间发生连续不断的吸附、脱附、再吸附、再脱附……的过程。由于吸附剂的吸附能力大小不同，吸附力强的物质相对移动慢一些，而吸附力弱的则相对移动快一些，从而使各组分有不同的移动速度而彼此分开。 三实验材料与试剂 1 新鲜的菠菜叶片 2 体积分数为95%的乙醇，碳酸钙粉末，展开剂(石油醚:丙酮:苯=7:5:1，体积比) 3 天平，研钵，漏斗，三角瓶，剪刀，点样毛细管，层析缸，硅胶预制板，滤纸 四实验步骤 (一)色素提取液的制备 1 取新鲜叶片4至5片(2g左右)，洗净，擦干叶表面，去中脉剪碎，放入研钵中。 2 研钵中加入少量碳酸钙粉末，加2至3ml体积分数为95%的乙醇，研磨至糊状，再加10至15ml体积分数为95%的乙醇，上清液用漏斗过滤，残渣再用10ml体积分数为95%的乙醇冲洗一次，一同过滤于三角瓶中，即制成叶绿体色素提取液。提取液应避光保存。 (二)叶绿体色素的分离 1 取硅胶预制板一个，用点样毛细管吸取上述提取液，平行于硅胶板的短边，距下边缘约1cm处用毛细管划线，风干后再划第二次，重复操作3至4次。 2 在干洁的层析缸中加入适量的展开剂，高度约0.5cm，将硅胶预制板带有色素的一端放下，使其浸入展开剂中(但不要使待测样品浸入展开剂中)。迅速盖好层析缸盖。此时，展开剂借毛细管作用沿硅胶预制板向上扩散，并把叶绿体色素向上推动，不久即可以看到各种色素的色带。 3 当各种色素的得到较好分离，展开剂前沿接近硅胶预制板上端近边缘处时，取出硅胶预制板，并迅速用铅笔标出展开剂前沿和各色素带的位置。
实验八叶绿体中色素的提取和分离 教学目的 1．初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。 2．探索叶绿体中有几种色素。 实验原理 1．叶绿体中的色素能溶解在丙酮（有机溶剂，酒精、汽油、苯、石油醚等）中，所以用丙酮可提取叶绿体中色素。 2．色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。 实验程序 （1）称取5g绿色叶片并剪碎 提取色素 （2）加入少量SiO2、CaCO3和5ml丙酮收集到试管内并塞紧管口 （1）将干燥的滤纸剪成6cm长，1cm宽的纸条，剪去一端两角（使层析液同时 到达滤液细线）制滤纸条 （2）在距剪角一端1cm处用铅笔画线 （1）用毛细管吸少量的滤液沿铅笔线处小心均匀地划一条滤液细线 滤液划线 （2）干燥后重复划2-3次 （1）向烧杯中倒入3ml层析液（以层析液不没及滤液细线为准） 纸上层析（2）将滤纸条尖端朝下略微斜靠烧杯内壁，轻轻插入层析液中 （3）用培养皿盖盖上烧杯 观察结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的彩带（如下图） 最宽：叶绿素a； 最窄：叶绿素b； 相邻色素带最近：叶绿素a和叶绿素b； 相邻色素带最远：胡萝卜素和叶黄素。 实验关键 1．选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2．画滤液细线时，应以细、直、颜色浓绿为标准，重复画线时必须等上次画线干燥衙再进行，重复2-3次。 3．层析时不要让滤液细线触及层析液。 注意事项 1．因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。 2．在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素受到破坏。 3．分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。
２０１０年第１０期（总第１３４期） 大众科技 ＤＡＺＨＯＮＧＫＥＪＩ Ｎｏ．１０，２０１０ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙＮｏ．１３４）黄厚泽１ （１．玉林市卫生学校，广西玉林 天然植物色素的提取与染色 谭明雄２李冬青２ ５３７０００；２．玉林师范学院，广西玉林５３７０００） 【摘要】文章利用溶剂萃取法从植物白花丹中提取天然植物色素并对其特性进行分析，初步测试了白花丹色素对毛织物和棉织物的染色情况，以丰富天然植物染料和综合利用白花丹。 【关键词】天然植物；色素；染料 【中图分类号】ＴＱ６１１【文献标识码ｌＡ【文章编号】１００８一１１５ｌ（２０ｌｏ）ｌｏ—０１３８一０１ 天然植物色素是指从植物的花、果、茎、叶、根等部位获得的、很少或没有经过化学加工的色素。随着社会经济的不断发展，人们环保意识的加强以及对人类健康的日益重视，由于化学合成染料在生产、染色过程中易对环境造成污染，利用有着天然色泽、自然芳香和保健功能的天然植物色素作为染料再一次被人们所重视“４１。天然植物染料因具有绿色环保特性，有助于从源头上改善或消除纺织印染行业的主要污染源，使最终产品生态化、工艺过程清洁化。应用天然植物染料染色，既符合科学的发展观，也是绿色生态纺织的需求。 白花丹为蓝雪科灌木状草本植物，其主要化学成分为萘醌类化合物，其中白花丹素等萘醌类衍生物具有抗炎、抑菌作用拇’。本文研究了从植物白花丹的根茎中提取天然色素，并做了染色测试，以丰富天然植物染料和综合利用白花丹。 （一）白花丹色素的提取 从植物中提取色素的生产工艺主要有溶剂萃取法、超临界流体萃取法和吸附精制法三种。由于溶剂法的工艺简单，非常适合做实验研究，因此本实验采用溶剂萃取法提取白花丹色素。取白花丹根茎部位洗净晾干后切碎，取适量，加入７５％乙醇溶剂，溶剂量以浸没植物为宜。常温下浸泡２０ｈ后，用滤布包裹挤压过滤得到粗滤液。粗滤液经抽滤后得到黄色澄清色素提取液，最后将色素提取液进行减压蒸馏，即可得到黄色素浸膏。其工艺流程如下：白花丹一浸泡一过滤一减压蒸馏一色素膏。 （二）白花丹色素的特性 １．白花丹色素的溶解性分析 取适量色素膏分别溶于水、甲醇、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚等溶剂中，观察其溶解性能，结果发现：白花丹色素难溶于水，石油醚。易溶于甲醇、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂。 ２．白花丹色素的光谱特征 取白花丹色素浸膏５９，稀释于１０００ｍＬ蒸馏水中，过滤后取色素溶液在波长２００～７００ｎｍ范围内测吸光度。结果发现，白花丹色素在紫外一可见光区域内有两个吸收峰，其对应波长为２６７和４１５ｒｉｍ。 ３．白花丹色素在不同ＰＨ值下的显色情况 用０．１ｍｏｌ／Ｌ№ｏＨ和０．１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ调色素溶液酸碱度，随着ＰＨ值的改变，色素水溶液呈现不同颜色的变化。结果可以看出：当溶液ｐＨ值在４～５范围内，溶液星黄色，在中、碱性介质中溶液的颜色由黄色变红棕色，当ｐＨ值大于８时，溶液呈紫红色。白花丹色素的主要成分为白花丹素等萘醌类化合物，在中性、碱性介质下其苯环上的羟基易电离，使发色体系发生变化，从而导致颜色发生改变。 ４．白花丹色素的染色测试 本实验采用直接染色法对毛织物和棉织物进行染色，温度６０℃，染色时间６０ｍｉｎ。由于白花丹色素在不同的ｐＨ值条件下，会呈现不同的色彩，表现出对酸、碱度不同的敏感程度，在弱酸性条件下没有颜色变化，但是在弱碱性条件下发生了很明显的颜色变化，因此选择染色ｐＨ值在在弱酸性条件下（ＰＨ－４～５）。从实验结果来看：白花丹色素对棉织物的亲和力较小，上染率很低；而对于毛织物却能较充分上染，表现出良好的亲和性。 （三）结论 白花丹色素易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂；白花丹色素在弱酸性条件下较稳定，而在中性、碱性条件下不稳定：白花丹色素资源丰富，颜色鲜艳，稳定性好，染色效果好，是一种值得开发利用的天然植物染料资源。 【参考文献】 【１】张义安，赵其明，植物染料的研究现状【Ｊ】．染料与染色，２００８，４５（６）：１１—１５． 【２】赵伯涛，钱骅．染料植物资源的开发利用田．中国野生植物资源，２００７，２６（５）：１６－２０． 【３】谭明雄，王恒山．白花丹化学成分和药理活性研究进展ＩＢ．中草药，２００７。３８（２）：２８９—２９３． 【收稿日期】２０１０—０７—１４ 【基金项目】广西科学基金项目（２０１０ＧＸＮＳＦＡ０１３０６４，０９９１２８４），广西教育厅基金项目（２００６０７ＬＸ０６７） 【作者简介】黄厚泽，玉林市卫生学校教师；谭明雄’（１９６８一），女，玉林师范学院教授，从事天然产物化学研究。 ．．１３８．． 万方数据
叶绿体色素的提取、分离及理化性质的鉴定实验报告 10科四 谭晓东 20102501024 一、实验目的 1、学会叶绿体色素提取和分离的方法。 2、了解叶绿体色素的荧光现象、皂化反应等理化性质。 二、实验原理 叶绿体中含有绿色素和黄色素两大类，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。 叶绿素是一种二羧酸——可与碱起皂化反应而生成醇和叶绿酸的盐，产生的盐能溶于水中，可用此法将叶绿素与类胡萝卜素分开；叶绿素与类胡萝卜素都具有光学活性，能产生荧光；叶绿素中的镁可以被H +所取代而成褐色的去镁叶绿素，后者遇铜则成为绿色的铜代叶绿素，铜代叶绿素很稳定，在光下不易破坏，故常用此法制作绿色多汁植物的浸渍标本。 三、实验用具 1、实验材料：叶片 2、实验试剂：丙酮、碳酸钙 3、实验器材：分光光度计 四、实验步骤 剪碎叶片 研磨 过滤 取提取液 荧光现象观察：在直射光下观察溶液的透射光反射光颜色有何不同 少量CaCO3、石英砂 25mL 丙酮
五、实验结果 1. 叶绿体色素荧光现象的观察 叶绿体色素的透射光呈亮绿色，在反射光下呈暗红色。 2. 光的破坏 光照后叶绿体色素提取液颜色变浅，暗处存放的叶绿体色素呈深绿色。 3. 铜代反应 加入浓盐酸后，叶绿素分子遭破坏形成去镁叶绿素，显褐黄色，加入醋酸铜晶体加热后又变成深绿色，形成铜代叶绿素。 4. 皂化反应
用分光光度 计分析色素 吸收光谱曲 线，上面的 曲线是叶黄 素的吸收光 谱，峰值波 长是 465nm; 下面是叶绿 素的吸收光 谱曲线，两 个峰值波长 分别是 415nm和 640nm 六、分析与讨论 1. 叶绿体色素荧光现象的观察 叶绿体色素的透射光呈亮绿色，在反射光下呈暗红色。这是由于叶绿体色素主要吸收自然光中的红橙光和蓝紫光，未被吸收的光线透射过叶绿体色素溶液，呈现出绿色；在可见光下，叶绿素吸收光量子而转变成激发态，激发态的叶绿素分子很不稳定，当它变回到基态时可发射出红光量子，因而产生荧光，故其反射光为暗红色。 2. 光的破坏 叶绿素的化学性质很不稳定，容易受强光的破坏，特别是当叶绿素与蛋白质分离以后，破坏更快，而绿色叶子中的叶绿素与蛋白质结合，所以即使在光照下也不被破坏。 3. 铜代反应 加入盐酸后，在弱酸性环境中，叶绿素中的Mg2+被H+取代，形成黄色的去镁叶绿素，溶液呈现黄褐色；加入醋酸铜晶体后，原来Mg2+被Cu2+取代，形成铜代叶绿素，溶液呈现深绿色。 4. 皂化反应 叶绿体色素不溶于水，但可溶于有机溶剂，用乙醚提取叶绿体色素，由于乙醚较轻，故位于上层。向色素-乙醚溶液中加入30％KOH－甲醇溶液，由于叶绿素是一种二羧酸——叶绿酸，甲醇和叶绿醇形成的复杂酯，故可与碱起皂化反应而生成醇（甲醇和叶绿醇）和叶绿酸的盐，产生的盐能溶于水中。而叶黄素较稳定，不易发生皂化反应而存在于乙醚中，由于有机溶剂较轻，溶液出现分层,上层为黄色的苯溶液,溶有类胡罗卜素，下层为绿色的酒精溶液,溶有皂化的叶绿素。 从叶绿体色素的吸收光谱可以看出，叶绿体色素对光的吸收具有选择性，叶绿素的吸收光谱的最强吸收带有两个：一个在波长为660 nm的红光部分，另一个在430 nm的蓝紫光部分。叶绿素的吸收峰值有两个，主要是由于叶绿素是由叶绿素a和叶绿素b组成，叶绿素a和叶绿素b相比，吸收光谱略有不同：叶绿素a的红光部分偏向长光波方面，吸收峰较低；在蓝紫光部分偏向短光波方面，吸收峰较高。叶绿素b红光部分偏向短光波方面，吸收峰较低；在蓝紫光部分偏向短光波方面，吸收峰较高。胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱与叶绿素
植物色素的提取 学院： 专业： 姓名： 学号： 2012年7月6日
植物色素的提取 摘要 在用抽滤法提取色素的过程中，由于抽滤时不好控制，非极性溶剂难免会被抽去，且在几次转移中损失较多，程序繁杂．用浸泡法操作简便易行，损失少，产率高。故在实验中采取了浸泡法提取色素，使用薄层色谱、柱色谱对叶绿素、胡萝卜素和叶黄素进行了分离。薄层层析时使用了石油醚-乙酸乙酯=8:2、6:4、5:5、4:6，对比展开效果。在柱层析时，用洗脱剂分离得到不同物质，结果证明石油醚-乙酸乙酯=8:2做洗脱剂分离胡萝卜素效果最好。将得到的胡萝卜素进行紫外光谱测定，检验实验成果。 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。 一、引言 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(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg))，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，也是食用的绿色色素，可用于糕点、饮料水等中，添加于胶姆糖中还可消除口臭。植物中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石油醚等一些非极性溶剂。 胡萝卜素（C40H56）是具有长链结构的共轭多烯。它有三种异构体α—，β—,和γ—胡萝卜素，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，异构体中β—的含量多达90％。β—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。生物
《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。
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
叶绿体色素的提取、分离、理化性质和含量测定 Ⅰ提取与分离 实验日期：2011.10.22 实验者：XXX 同组姓名：XXX 一、实验目的： 1.学习应用薄层色谱法分离叶绿体色素的实验方法。 2.了解叶绿素的组成、性质和测定叶绿素有助于理解光合作用的本质。 二、实验原理: 叶绿体是进行光合作用的细胞器。叶绿体中的叶绿素a，叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素与类囊体膜结合成为色素蛋白复合体。这些色素都不溶于水而溶于有机溶剂，故可用乙醇等有机溶剂提取。提取液可用薄层色谱法加以分离和鉴别。 植物活性成分的分离常用薄层层析法和柱层析法，其中柱层析适用于大量制备。 本实验采用薄层层析色谱法，其中固定相用硅胶预制板。 三、实验材料与试剂: 1.新鲜的菠菜叶片。 2.体积分数为95%的乙醇，碳酸钙粉末，展开剂。 3.研钵，漏斗，滤纸，三角瓶，剪刀，点样毛细管，层析缸，硅胶预制板。 四、实验步骤: （一）色素提取液的制备 1.取新鲜叶片4~5片，洗净，擦干叶表面，去除中脉剪碎（越碎越好），放 入研钵中。 2.向研钵中加入少量CaCO3，加2~3ml体积分数为95%的乙醇，研磨至糊状， 再加10~15ml体积分数为95%的乙醇，上清液用漏斗过滤出，残渣再用10ml 体积分数为95%的乙醇冲洗一次，一同过滤于三角瓶中，即制成叶绿体色 素提取液。提取液应尽量避光保存。因提取量较大，可用于其他相关实验 （即用于后面的理化性质的验证）。 （二）叶绿体色素的分离 1.取硅胶预制板一个，用点样毛细管吸取上述提取液，平行于硅胶板的短边， 距下边缘1cm处用毛细管划线，自然风干后划第二次，重复操作3~4次， 确保划的滤液细线颜色足够深，使分离结果更加明显。 2.取已经加入适量展开剂的层析缸，把硅胶预制板带有色素的一端放入，使 其下端浸入展开剂中，但注意液面不可超出滤液细线。迅速改好层析缸盖 减少展开剂的挥发对人体产生的不良影响。注意观察展开剂的扩散过程， 当各种色素得到较好分离，且展开剂前沿接近硅胶预制板上端边缘处时， 取出硅胶预制板迅速用铅笔标出展开剂前沿和各色素带的位置。注意要迅 速，否则展开剂前沿很快会挥发消失，且前沿和各个色素带的位置均会有 微小变动。 3.测量出前沿和各个色素带距离原点的距离并记录。 五、实验结果与分析（以图辅助以文字展示）:
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
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
一些天然植物色素的提取和描述 摘要 抗氧化活动,总多酚和类黄酮,和抗菌效果在某些植物色素测定为了使用这些化妆品的天然材料。DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl自由基清除活性,%的控制在最大植物提取物浓度为2500 mg / L)的13个天然植物色素(黑米、紫甘薯、黄色的苦瓜,黄辣椒、红球甘蓝、黄栀子花,蓝色的栀子花,中国毛地黄,桑离开,洋葱皮、葡萄皮、桑椹、红甜菜)红球甘蓝范围从88.9%到88.9%蓝色的栀子花。总多酚含量最高(404.2μg /毫升)测定洋葱皮色素,和最低的是在中国毛地黄色素(11.4μg / 毫升)。的红球甘蓝类黄酮总额最高为95.5μg /毫升。天然植物色素的抗菌活动使用琼脂扩散法进行评估。大多数的天然色素枯草芽孢杆菌、微球菌危害,大肠杆菌,弧菌parahaemolyticus显示清晰区形成的生长抑制。紫色甘薯、桑椹、桑叶、葡萄皮,和蓝色的栀子花显示高抗菌活动。这些发现表明,源自天然植物色素的高生物活性,表现出不同的性质取决于各种色素。因此这些植物资源,拥有活跃的功能组件,可以作为优秀的材料作为天然化妆品和食品补充剂。 突出了 ?从天然植物色素属性,作为一个重要的替代合成的颜色,检查。?多酚来自 404μg /毫升11μg /毫升洋葱皮的最高和最低的为中国毛地黄颜料。?抗氧化活性变化从18%到89之间的相关性多酚、类黄酮及其抗氧化活性。?高抗菌活动显示紫色甜蜜的土豆、桑椹、葡萄皮和蓝色的栀子花。?种庄稼和活跃的功能组件可以作为优秀的材料作为天然化妆品和食品补充剂。
关键字 ?天然植物色素; ?抗氧化活性; ?酚醛树脂; ?类黄酮; ?抗菌活性 1。介绍 目前各种颜料和形式用作添加剂或补充剂在食品行业,化妆品、药品、牲畜饲料和其他应用程序(Boo et al .,2011,Katsube et al .,2003和Lazze et al .,2004)。然而,由于合成色素的问题,导致人体的毒性和致癌性,它们的使用是逐渐减少。因此对天然色素的兴趣,可以替代合成的,造成很多副作用,增加(Puupponen-Pimia et al .,2005和小王和马扎,2002)。最近在应对这一趋势,倾向于使用天然色素作为天然染色添加天然材料,健康的功能性食品、化妆品产品对人类健康和安全已逐渐扩大本et al .,2010,詹森et al .,2011和文卡塔萨布拉曼尼亚et al .,2011)。金等。 (2011)调查八个不同品种的韩国红薯为了开发新的健康食品。在一般条款中,颜色是有机或无机化合物,可以吸收可见光的波长范围在350 - 750海里(汉弗莱,2004和辛格et al .,2005)。消费者的颜色是一个重要因素对最终产品的选择,这是很重要的色素当前食品行业(Boo et al .,2012和Wrolstad 2004)。植物色素包括各种不同类型的组件,包括花青素、类胡萝卜素、betalains和叶绿素(Gandia-Herrero et al .,2010和詹森et al .,2011)。植物色素可以主要分为植物原生质的脂溶性色素存
实验报告 植物生理学及实验（甲）实验类型：课程 名称：实验名称：叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶 绿素含量的测定姓名：专业：学号：指导老师：同组学生姓名： 实验日期：实验地点: 二、实验内容和原理一、实验目的和要求装 四、操作方法与实验步骤三、主要仪器设备订 六、实验结果与分析五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得一、实验目的和要求、掌握植物中叶绿体色素的分离和性质鉴定、定量分析的原理和方法。1和b的方法及其计算。a2、熟悉在 未经分离的叶绿体色素溶液中测定叶绿素二、实验内容和原理以青菜为 材料，提取和分离叶绿体色素并进行理化性质测定和叶绿素含量分析。 原理如下：80%勺乙醇或95%十绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂，1、常用的丙酮提取。、皂化反应。叶绿素是二羧酸酯，与强碱反应, 形成绿色的可溶性叶绿素2. 盐，就可与有机溶剂中的类胡萝卜素分幵。-COOCHCO O Mg + 2KOH C32H30ON4Mg + 2KOH +CH3OH
HONC o +C20H390H -COOCOOCH 绿素卟啉环中的Mg+取代反应。Mg2+, Cu2+取代Cu++取代形成褐色的去 镁叶绿素和绿色的铜代叶绿素。(H+和H+ ) 取代(Zn2+)绿色褐色 、叶绿素受光激发，可发出红色荧光，反射光下可见红色荧光。 4645其 中叶绿素吸收红光和兰紫光，红光区可用于定量分析，5、定量分析。652 可直接用于总量分析。663用于定量叶绿素a,b 及总量，而和C 最大吸收 光谱不同的两个组分的混合液，它们的浓度根据朗伯 -比尔定律， *k+C*kOD=Ca*k 与吸光值之间有如下的关系： OD 二Ca*k+C 2b1 b1a1a2b 时，比吸收系％丙酮溶液，当浓度为 ^/L 和b 的80查阅文献得， 叶绿素a 值如下。数k k 比吸收系数波长/nm b 叶绿素a 叶绿素 9.27 82.04 663 45.60 645 16.75 、3H+可依次被在酸性或加温条件下，叶 20
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：
实验三叶绿体色素的提取、分离及理化性质的测定 【实验原理】 叶绿体色素又称光合色素，在高等植物中可分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，前者包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），后者包括胡萝卜素（橙色）和叶黄素（黄色），它们与类囊体膜上的蛋白质结合形成色素蛋白复合体，不溶于水，易溶于酯，因此可用丙酮、乙醇、石油醚等有机溶剂进行提取。叶绿体色素的分离有多种方法，本实验仅介绍纸层析法。层析的基本原理：在分离过程中，由一种流动相（即一种液体或气体）带动着试样经过固定相（一种支持物，如纸）向外扩散，由于试样在两相中的溶解度不同和固定相对试样中不同成分的吸附程度有别，当用适当的溶剂推动时，混合物中各成分在两相间具有不同的分配系数，所以它们的移动速度不同，经过一定时间层析后，可使试样中的各种组分得到分离，在做纸层析时，由于纸对光合色素中各种色素分子的吸附程度不同，以及这些色素分子在溶剂四氯化碳（推进剂）中溶解度也有差异，以致溶剂带动色素分子向四周移动时，各种色素分子沿纸扩散的速度也就不同，使混合色素分离，出现不同颜色的环。将提取的叶绿素溶液置于光下，在透射光呈绿色，在反射光下呈樱桃红色，这种现象称为荧光现象。在反射光下叶绿素溶液之所以呈樱桃红色，是因为叶绿色分子吸收光能后处于激发状态，激发态的叶绿素分子很不稳定，当它回到基态时，将所获得的能量以辐射能的形式发射出红光量子。叶绿素的化学性质很不稳定，容易受强光、高温等的破坏，特别是当叶绿素与蛋白质分离以后，破坏更快，而类胡萝卜素则较稳定。叶绿素中的镁可以被H＋所取代而成褐色的去镁叶绿素，后者遇铜后，其中的氢（H＋）又被铜（Cu2＋）取代，形成了铜代叶绿素，便由褐色转变成蓝绿色，铜代叶绿素很稳定，且比原来的绿色还要稳定些，在光下也不易被破坏。 【材料、设备与试剂】1. 材料新鲜的菠菜或小白菜等其他绿色植物叶片。2.设备电子天平、研钵、烧杯、量筒、培养皿、刻度试管、试管夹、试管架、酒精灯、剪刀、圆形滤纸、小漏斗等。3.试剂丙酮、四氯化碳、无水硫酸钠、6?mol/L盐酸、醋酸铜粉末、碳酸钙等。 【方法与步骤】1. 叶绿体色素的提取1.1 取菠菜或其他植物新鲜叶片5?g，洗净，擦干，去掉主脉后剪碎，放入研钵中。1.2 在研钵中加入少量碳酸钙和约3-5?mL 丙酮后，研磨成匀浆，研磨过程中根据情况加入一定量的丙酮以利于研磨，匀浆用多层纱布过滤到试管中。1.3 在残渣中再加入3~5?mL 丙酮，研磨过滤，共得深绿色溶液近10?mL，其中含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素等色素及其它脂溶性物质。2. 叶绿体色素的分离2.1纸层析分离法纸层析装置如图8.1 所示。
实验：绿叶中色素的提取和分离 杨琪 一．实验原理 实验中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇(丙酮，汽油，苯等)中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 绿叶中的色素不止一种，他们都能溶解在层析液中。然而，它们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的快；反之则慢。这样，几分钟之后绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。且溶解度最高的是胡萝卜素，它随层析液在滤纸上扩散的最快；叶黄素和叶绿素a的溶解度次之，叶绿素b的溶解度最低，扩散的最慢。 二．实验目的 1. 掌握提取和分离叶绿体色素的方法 2. 探究绿叶中含有几种色素 三．实验材料用具 材料：新鲜的绿色叶片（如菠菜的绿叶）。无水乙醇，层析液，SiO2、CaCO3 用具:干燥的定性滤纸，烧杯（100ml）,小试管，试管架，培养皿盖，棉塞，研钵，玻璃漏斗，尼绒布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒（10ml）,天 平，铅笔 四．实验步骤 1.提取绿叶中的色素 取材：用天平称取5g的新鲜绿叶，剪碎，放入研钵中。向研钵中加入少许SiO2、CaCO3 ，再加入10ml无水乙醇，进行快速，充分的研磨。 过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼绒布）中进行过滤。将滤液收集到小试管中，及时用棉塞将试管口塞严。 2.制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。 3.画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀的画出一条细线。待滤液干后，再画一两次 4.分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）略微倾斜靠着烧杯的内壁，轻轻插入层析液中，随后用培养皿盖盖住烧杯口。注意，不能让滤液细线触及层析液 5.观察与记录 几分钟以后，打开培养皿盖，取出滤纸条，干燥后观察滤纸条上的色素带，以及每条色素带的颜色和宽度，将观测结果记录下来。 6．观察结果分析结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的彩带（如下图）
高二生物学案 科目：生物备案人：学生：时间：课型：新授课 课时：2课时 课题：植物色素的提取 三维目标知识与技 能 概述植物色素的种类 过程与方 法 举例说明萃取法的原理情感、态 度、价值 观 利用萃取法提取植物色素 教学重点1、利用萃取法提取植物色素 2、设计并组装萃取装置和蒸馏装置 教学难点 1、选用适宜的萃取剂 2、探究最佳的萃取条件 自主学习 1、植物色素是如何分类的？ 2、提取色素的方法是什么？ 3、选择溶剂是应注意什么？ 4、提取胡萝卜素的实验流程有、、、、 。 学导结合 （一）胡萝卜素的提取 1、萃取剂的选择 根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以考虑有机溶剂萃取的方法。 有机溶剂分为亲水性和亲脂性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，称为亲脂性有机溶剂。 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的溶点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水溶。 思考：（1）乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？ 解答：胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但它们是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。 （2）在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种溶剂中，哪种最适宜用来
提取胡萝卜素？ 解答：在这五种溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。 2、提取步骤： （1）材料处理，对于胡萝卜烘干的要求是：控制时间和温度，温度太高、干燥时间太长，会导致胡萝卜素分解。 （2）萃取： 应注意必须水浴加热，为什么？有机溶剂都是易燃物，直接使用明火容易引起燃烧、爆炸 安装冷凝回流装置为什么？防止加热时有机溶剂挥发。 （3）过滤 （4）浓缩干燥 还需要冷凝装置吗？为什么？不需要，因为是为了蒸发到有机溶剂。 （5）鉴定 纸层析的操作 （1）层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以带手套进行操作。 （2）点样时应注意点样斑点不能太大（直径应小于0.5㎝），如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。 （3）将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。 探究深化 1、下图为提取胡萝卜素的装置示意图，请回答有关问题： 1）.胡萝卜素萃取的效率主要取决于和，同时还受到、、和等条件的影响。 2）.一般来说，要想萃取效果好，要保证 。