菠菜中叶绿素的提取及紫外光谱研究

吴 平，韩静毅，陈海香

(吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林 吉林 132022)



菠菜中叶绿素的提取及紫外光谱研究

吴 平，韩静毅，陈海香

(吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林 吉林 132022)

植物叶类作为天然原料，所含色素和有效组分具有良好的应用价值。以新鲜菠菜叶为原料，用不同的混合溶剂浸泡研磨菠菜叶，减压抽滤，用有机溶剂萃取其中的色素成分，并利用薄层色谱分离方法，选用不同展开剂对色素进行分离。试验结果表明，当石油醚-乙酸乙酯混合溶液(体积比为7:3)作展开剂时比移值较小，对叶绿素分离较有利。在此基础上，我们采用紫外可见光谱对菠菜色素成分进了分析鉴定。

菠菜；提取；叶绿素；薄层色谱；紫外可见光谱

菠菜又称波斯草，其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。而叶绿素是植物进行光合作用必需的催化剂，兼具显著的保肝护肝、造血、解毒、抗癌、延缓衰老、防止基因突变和降解胆固醇的作用，其主要以叶绿素a和叶绿素b两种形式存在，不溶于水，易溶于有机溶剂，常可用极性有机溶剂从植物匀浆中提取[1-3]。

目前，天然色素的提取方法包括有机溶剂提取法、超声波提取法、酶法、碱液提取法、分子蒸馏技术、微波萃取法、双水相萃取技术、柱层析法、薄层色谱法和膜分离法等[4]。本文即选用薄层色谱法，也称薄板层析法对菠菜中的叶绿素进行分离，利用流动相和固定相之间的相对运动，使菠菜提取液中叶绿素在两相间进行分配，由于提取液中各组分在性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱也有差异，因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而起到分离提取叶绿素的作用[5]，进一步计算叶绿素的比移值，并对菠菜叶绿素的紫外光谱图进行分析。

1 实 验

1.1 仪器与试剂

仪器：FA104A电子天平，上海精天电子仪器有限公司；

冷冻干燥机，北京博医康实验仪器公司；电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；759紫外可见分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司；减压过滤装置一套(循环水式真空泵、布氏漏斗等)。

原料和试剂：新鲜菠菜叶；碳酸钙、无水乙醇、无水硫酸钠、冰醋酸、石油醚、乙酸乙酯、丁醇、薄层层析硅胶、环糊精和0.5%羧甲基纤维素钠。除0.5%羧甲基纤维素钠为化学纯，其余试剂均为分析纯。

1.2 具体实验步骤

实验基本过程包括：处理菠菜叶获取菠菜提取液，采用薄层层析分离叶绿素，色素回收后进行紫外光谱分析，现具体介绍如下：

1.2.1 获取菠菜提取液

称取20 g新鲜菠菜叶，放入热水中微沸以去除草酸，放在冰箱中冷冻，然后放入冷冻干燥机中干燥。取出后用剪刀剪碎后放入研钵中，加入适量的碳酸钙，充分研磨后加入约30 mL(体积比 2:1)的乙酸乙酯/乙醇混合液，继续搅拌研磨约2 min，然后抽滤，收集滤液。将滤液转入分液漏斗内，加入60 mL水萃取洗涤两次，以彻底除去萃取液中的有机溶剂，用无水硫酸钠干燥20 min后，置于圆底烧瓶中并在水浴条件下蒸出大部分乙酸乙酯，回收乙酸乙酯。

1.2.2 薄层法分离叶绿素

(1)制片:取7.5 × 2.5 cm2载玻片清洗干燥，将0.5 g 羧甲基纤维素钠溶解在100 mL热水中，配成羧甲基纤维素钠水溶液；在50 mL烧杯中，将3 g薄层层析硅胶缓慢的加入8 mL羧甲基纤维素钠溶液中，边加边搅拌，调成糊状；用牛角匙将此糊状物倾倒于洗净的载玻片上，不停转动载玻片方向，反复数次，制成薄厚均匀、表面光滑平整、无气泡的薄层板，厚度是0.25～1.0 mm；活化：将已涂好薄层层析硅胶的薄层板室温放置0.5 h后，放入电热鼓风干燥箱中缓慢升温至110 ℃，恒温0.5 h 后取出，稍冷放入干燥箱备用。

(2)点样:先用铅笔在距薄层板一端1 cm处轻轻画一横线作为起始线，用内径小于1 mm的毛细管吸取菠菜提取液，在起始线上垂直的轻轻接触薄层板点2个样，吹干，斑点直径要小于2 mm，样点间距离是0.8 cm，不能离边沿太近。

(3)展开:取一有盖的广口瓶做色谱器，加入一定体积配好的展开剂，内部放一小块滤纸,然后将一点样的薄层板放入色谱器中的滤纸上，下部浸入展开剂中，展开剂高度不超过1 cm，以免淹没斑点，盖好盖。等展开剂上升到距薄层板上沿1 cm时，取出薄层板，观察绿色斑点刚出现的位置，用铅笔画线，取出晾干。并进行测量，记录溶质的最高浓度中心至原点中心距离和展开剂前沿至原点中心的距离，分别计算出Rf值。

1.2.3 紫外光谱分析方法

在波长200～800 nm范围内，将菠菜提取液在乙醇-水、石油醚-冰醋酸不同混合溶剂中的测定紫外吸光度。

2 结果与讨论

2.1 薄层法分析

本实验选用不同的展开剂(均为石油醚-乙酸乙酯的混合溶剂)，展开剂距离均为5.5 cm，每次平行试验2组。

表1 石油醚-乙酸乙酯作为展开剂时叶绿素的比移值

通过实验计算比较可知：薄层层析时使用石油醚-乙酸乙酯(7:3)为展开剂，测得菠菜中叶绿素色素的比移值Rf较小，与叶黄素、胡萝卜素分离较完全，为实验较理想条件。

2.2 紫外光谱谱图分析

图1为0.5 mL菠菜提取液在10 mL乙醇/水混合溶剂中的紫外光谱图：其中，系列1为纯乙醇，系列2-5中乙醇-水体积比分别为9:1，8:2，7:3和6:4。在400～500 nm波长范围内，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；波长在600～700 nm 之间，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。

图1 提取液在乙醇/水混合溶剂中的紫外光谱图

图2 提取液在石油醚/冰醋酸混合溶剂中的紫外光谱图

图2为0.5 mL菠菜提取液在10 mL石油醚/冰醋酸混合溶剂中的紫外光谱图：其中，系列1-6石油醚/冰醋酸体积比分别为9:1，7:3，6:4，4:6，3:7和1:9。从图2中可以看出：在400～500 nm波长范围内提取液在9:1石油醚-冰醋酸中的测得的吸光度值最大，在3:7石油醚-冰醋酸中的紫外光谱图中测得的吸光度值最小，其吸光度总体呈下降趋势；在600～700 nm波长范围内提取液测得的吸光度值也有类似趋势。即在一定条件下，随着冰醋酸浓度的增加，提取液的紫外光谱图中测得的吸光度值也随着降低。24 h后，同样条件下，我们再次测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变，说明在石油醚-冰醋酸的系列混合溶液中，菠菜提取液中的色素组分保持稳定。

3 结 论

如何采用物理或化学方法高效提取菠菜叶中叶绿素成分，并对叶绿素进行全面的稳定性分析，一直是研究者不断研究的方向。本文采用新鲜菠菜叶为原料，获取菠菜提取液，并采用薄层层析法对叶绿素进行了分离，在此基础上采用紫外光谱对菠菜色素成分进行了分析鉴定，希望可以对相关领域研究者起到借鉴作用。

[1] 王巍杰,贾晓冬.菠菜叶中叶绿素a和其他有效成份的分离提纯[J].河北理工学院学报, 2006, 28(2):122-124.

[2] 王巍杰,孙彩云,刘淑萍.菠菜叶制取叶绿素锌钾盐及其稳定性[J].河北理工学院学报, 2005, 27(1):125-128.

[3] 洪法水,魏正贵,赵贵文.菠菜叶绿素的浸提和协同萃取反应[J].应用化学, 2001, 18(7):532-525.

[4] 陈小全,田坤新,邵辉莹,等.菠菜叶绿素的提取及叶绿素铜钠盐的制备[J].泰山医学院学报, 2010, 31(4):259-261.

[5] 方慧群,于俊生,史坚.仪器分析.1版[M].北京：科学出版社,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

吴平(1981-)，男，副教授，现从事工作：染料的合成和应用。

O636

A

1001-9677(2016)019-0144-02