叶绿素铜钠盐的制备研究

郭海蓉 王晓飞 李媛媛

摘要：以甘蔗糖厂滤泥中提取的叶绿素为原料，探索了叶绿素铜钠盐的制备条件，结果表明，叶绿素铜钠盐在５０ ℃下皂化６０ ｍｉｎ；在ｐＨ 值为４的酸性条件下铜代６０ ｍｉｎ效果较好，对制得的叶绿素铜钠盐按ＧＢ３２６２－８２进行各项检测，均符合国标要求。

关键词：叶绿素铜钠盐；甘蔗糖厂；滤泥；制备

中图分类号：Ｓ３９；Ｏ６２９．９文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）16－3381-03

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｄｉｕｍ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ

ＧＵＯ Ｈａｉ－ｒｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｆｅｉ，ＬＩ Ｙｕａｎ－ｙｕａｎ

（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒy ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００４，Cｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒ ｍｕｄ ｆｒｏｍ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｍｉｌｌ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ the ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｏｄｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｒｅａｔｅｄ ａｔ ５０℃ ｆｏｒ ６０ ｍｉｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｅｘｃｈａｎｇｅｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｐＨ ４ ｂｕｆｆｅｒ for 60 min． Ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｓｏｄｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ ｗａｓ ｕｐ ｔｏ ｐａｒ ａｆｔｅｒ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ to ＧＢ３２６２－８２．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄs： ｓｏｄｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ； ｓｕｇａｒcane ｍｉｌｌ； ｆｉｌｔｅｒ ｍｕｄ； ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ

叶绿素铜钠盐作为一种天然水溶性安全无毒食用色素，是经过联合国粮农组织和我国食品添加剂标准委员会批准使用的色素［１］。该化合物用途广泛，在医药方面，叶绿素铜钠盐对机体及细胞有腻和、促进新陈代谢的功效，有较强的防癌、治癌作用［２］；在日用化工方面，具有除臭、消炎等作用，广泛用于药物牙膏［３］；在食品添加剂方面，可作为糕点、糖果等食品的着色剂［４］。本研究以甘蔗糖厂滤泥中提取的叶绿素为原料制备叶绿素铜钠盐，考察了皂化、铜代等步骤对制备叶绿素铜钠盐的影响，利用紫外光谱法对制备的叶绿素铜钠盐进行了检测，为实现滤泥的高效利用以及叶绿素铜钠盐的制备提供参考。

１材料与方法

１．１材料、试剂和仪器

滤泥取自金光糖厂（亚硫酸法制糖），经测定，湿滤泥含水量约为７４．４１％，烘干后干滤泥含水量约为５．９２％；９５％（Ｖ／Ｖ）乙醇（广西上思糖厂），硫酸铜，石油醚、氢氧化钠、醋酸、浓盐酸等均为分析纯试剂；ＤＷＦ－９０电动植物粉碎机（上海微型电机厂）；ＲＥ５２－９８旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）。

１．２实验方法

１．２．１从滤泥中提取叶绿素的工艺流程将滤泥干燥粉碎，微波预处理后，用９５％乙醇浸取，然后过滤得到叶绿素提取液。

１．２．２叶绿素铜钠盐制备工艺流程

１．２．３叶绿素铜钠盐的分析检测样品分析依照ＧＢ ３２６２－１９８２《食品添加剂 叶绿素铜钠盐国家标准》中相关指标进行测定分析。

２结果与分析

２．１浓缩对叶绿素铜钠盐制备的影響

滤泥经过浸提过滤后，取其提取液在５０ ℃下真空浓缩。该条件下，既可加快乙醇溶剂蒸出，又可避免提取液中的叶绿素因高温而分解。乙醇溶剂回收量可达到投入量的６０％～７０％之间。

２．２皂化对叶绿素铜钠盐制备的影响

２．２．１皂化温度对叶绿素铜钠盐制备的影响向含有叶绿素的浓缩液中加一定量５0 g/L的氢氧化钠－乙醇溶液，在水浴锅中加热回流常压皂化，叶绿素的皂化程度可通过石油醚来检测：取少量皂化液，加入２～３滴石油醚摇匀，若上层无绿色，石油醚层呈现棕黄色或黄色，说明皂化完全；否则皂化不彻底。

从图１可知，随着温度升高，参加皂化反应的叶绿素量不断增加。温度达到５０ ℃后，若继续升高皂化温度，则皂化反应的叶绿素增加趋于平缓，皂化反应水平较低。综合考虑，升高温度，能源消耗加大，因此选取５０ ℃作为皂化温度。

２．２．２皂化时间对叶绿素铜钠盐制备的影响从图２可以看出，随着皂化时间延长，皂化液中叶绿素含量呈现明显的下降趋势，即浓缩液中的叶绿素大部分被皂化。在皂化的前７０ ｍｉｎ，浓缩液中叶绿素含量下降相对较快，之后相对较慢并趋于平缓。这可能是由于皂化反应是一个动态平衡，当皂化反应达到平衡时，产物水解的速度和叶绿素的皂化反应速度相等。若继续延长皂化反应时间，对产物得率无影响，但是由于叶绿素不稳定，随着皂化反应时间的增加，在碱性和温度相对较高的情况下，叶绿素会不断分解，导致溶液中叶绿素含量下降。所以，在皂化７０ ｍｉｎ后，叶绿素含量下降减慢，这表明其中一部分叶绿素参加皂化反应，另一部分可能已经分解变性。但另一方面，皂化反应需要持续不断加热以保证反应温度恒定，若延长反应时间会导致能耗加大。综合上述分析，本研究选取６０ ｍｉｎ作为皂化的最佳时间。

２．３铜代对叶绿素铜钠盐制备的影响

将上述皂化液冷却至室温后，移入分液漏斗，加入一定体积的石油醚后振荡数次，静置分层。收集下层的叶绿素皂化液，加入醋酸调节ｐＨ值至４．０左右，同时加入硫酸铜溶液，并不断搅拌溶液，反应６０ ｍｉｎ。本研究表明，Ｃｕ２＋的加入量和溶液ｐＨ值将影响终产物的得率。

２．４成盐对叶绿素铜钠盐制备的影响

将经过铜代反应得到的叶绿素铜酸溶于乙醇溶液中，置于磁力搅拌器上，逐滴加入５0 g/L ＮａＯＨ，当ｐＨ值为１２时，停止滴加ＮａＯＨ，收集溶液，进行真空浓缩，收集浓缩液于８０ ℃干燥箱中干燥，得呈墨绿金属光泽的叶绿素铜钠盐。

２．５叶绿素铜钠盐产品的检测分析结果

依据ＧＢ ３２６２－１９８２《食品添加剂 叶绿素铜钠盐国家标准》，采用紫外光谱法对叶绿素铜钠盐产品进行检测分析，与指标对照，结果见表１。

叶绿素铜钠盐在４０５ ｎｍ和６３０ ｎｍ处有吸收峰（图３），其紫外－可见光谱图与叶绿素铜钠盐的标准谱图相符合。

３结论

本研究以从甘蔗糖厂滤泥中提取的叶绿素为原料，探索了叶绿素铜钠盐的制备条件，结果表明，叶绿素铜钠盐制备工艺温度５０ ℃、皂化６０ ｍｉｎ效果明显；在ｐＨ值为４的酸性条件下铜代６０ ｍｉｎ效果较好，根据ＧＢ３２６２－８２，对制得的叶绿素铜钠盐进行各项检测，均符合国标要求。

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