辣椒红色素的分离提取

实验七辣椒红色素的分离提取

辣椒红色素(水溶、油溶) 是以辣椒为原料，采用科学方法提取、分离、精制而成的天然色素。主要成份为辣椒红素和辣椒玉红素（辣椒红素的分子式为C40H56O3，辣椒玉红素分子式为C40H56O4）为深红色油溶性液体，色泽鲜艳，着色力强，耐光、热、酸、碱，且不受金属离子影响；溶于油脂和乙醇，亦可经特殊加工制成水溶性或水分散性色素。该产品富含β—胡萝卜素和维生素C，具保健功能。广泛应用于水产品、肉类、糕点、色拉、罐头、饮料等各类食品和医药的着色。

没有辣味、色泽鲜艳、性能稳定，耐热性、抗光性良好，不受PH值变化的影响，对油脂产品染色力强。本产品经反复除味、精制，虽有轻微的异味，添加在产品中，没有任何味道。

实验主要分为超声提取辣椒红素、柱层析提取辣椒红素、薄层层析提取辣椒红素三个板块。

超声提取辣椒红色素

一．实验原理：

1.辣椒红色素是从茄科植物红辣椒中提取出的天然色素。因其色调鲜艳、安全可靠并具有药理作用, 不仅被认为是一种理想的天然食品着色剂，而且被广泛应用于制药行业, 。但是辣椒粉是片状凹凸不平的纤维组织结构, 色素及其它脂溶性成分存在于纤维组织之内，, 采用传统的有机溶剂提取法需要耗费大量有机溶剂和时间才能提取完全。超声提取过程产生强烈的振动,搅拌, 与传统提取方式比较具有收率高、生产周期短、无需加加热。

2.旋转蒸发仪的工作原理：通过电子控制，使烧瓶在最适合速度下,恒速旋转以增大蒸发面积。通过真空泵使蒸发烧瓶处于负压状态。蒸发烧瓶在旋转同时置于水浴锅中恒温加热，瓶内溶液在负压下在旋转烧瓶内进行加热扩散蒸发。

二．实验仪器与材料：

材料：干红辣椒；

仪器：粉碎机，超声波清洗器，旋蒸仪，冰箱，锥形瓶，小试管，漏斗，封口膜，滤纸，试管夹，量筒，电子天平；

试剂：石油醚，丙酮。

三．实验步骤：

干红辣椒（去籽）→粉碎→辣椒粉1至2克→150ml锥形瓶中→70ml丙酮→封口→戳几个小眼→试管夹夹住→超声20min→过滤→旋蒸→茄形瓶中加3至4ml石油醚→标记→冰箱储存；

四．实验说明：

1.丙酮容易挥发且有毒害，实验中注意避免吸入过多；

2.超声提取中应保证锥形瓶直立，切勿斜倒让水流入；

3.加入石油醚在茄形瓶后来回震荡，尽量溶解附着在壁上的辣椒红素；

4.旋蒸的作用就是蒸去溶剂，比一般的方法效率高。原理：一是靠减压；二是靠旋

转时，使溶液形成液膜，扩大蒸发面。

5.操作旋蒸仪中注意：

（1）安装接口部分要加少量矾士林，避免抽真空的时候，接口部分漏气真空度上不去。

（2）在盛装样品的茄型瓶顺利与旋蒸仪端口连接好后，应先开动旋转按钮检查一下旋转是否灵活，更重要是的看旋蒸样品是否全部或大部分浸没于水浴锅的液面内，

这样才能保证旋蒸效率。

（3）在茄型瓶中盛装的样品最多不要超过75%，否则在减压时会出现倒吸。

（4）减压过程中要调整好水浴锅内水的温度，使其与你所旋蒸的样品的沸点相适应，这可以从回流管的回流液状态看出，当回流液呈滴状而非呈水流时最佳。

（5）在旋蒸接近结束时，应先打开通气阀门，使旋蒸仪内外气压一致，然后关闭旋转开关，取下茄型瓶。

柱层析分离辣椒红色素

一．实验原理：

在吸附柱色谱中，吸附剂是固定相，洗脱剂是流动相，相当于薄层色谱中的展开剂。吸附剂的基本原理与吸附薄层色谱相同，也是基于各组分与吸附剂间存在的吸附强弱差异，通过使之在柱色谱上反复迸行吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程而完成的。所不同的是，在进行柱色谱的过程中，混合样品一般是加在色谱柱的顶端，流动相从色谱柱顶端流经色谱柱，并不断地从柱中流出。

由于混合样中的各组分与吸附剂的吸附作用强弱不同，因此各组分随流动相在柱中的移动速度也不同，最终导致各组分按顺序从色谱柱中流出。如果分步接收流出的洗脱液，便可达到混合物分离的目的。一般与吸附剂作用较弱的成分先流出，与吸附作用较强的成分后流出。

二．实验仪器与材料：

器材：色谱柱，滤纸片，剪刀，烧杯，小试管，量筒；

试剂：柱层析硅胶，石油醚，丙酮；

三．实验步骤：

1.装柱：柱层析硅胶→一次加入色谱柱→振动管壁使其均匀下沉→表面敲平→滤纸片盖

住表面→沿管壁缓缓加入洗脱剂石油醚→旋开活塞使洗脱剂缓缓滴出→缓缓加

入石油醚→使其均匀润湿下沉在管内形成松紧适度的吸附层（应保持有充分的

洗脱剂留在吸附层的上面）。

2.样品加入：下口流出石油醚上口有石油醚→0.5~1ml样品；

3.洗脱：上口即将干时→石油醚冲洗→石油醚：丙酮=10：1的洗脱剂→收集辣椒红色素；

四．实验现象：

结论：采用柱层析分离技术,选用吸附剂和混合洗脱液将辣椒色素中红、橙、黄色素进一步分离。橙色的类胡萝卜素最先流下，其次是辣椒红色素，最后是黄色的辣素。渐渐分离过程中不再是一个平面地同步分离，且辣椒红色素逐渐位于了最下端。

五．实验说明：

1.色谱法按固定的状态可分为柱色谱、平板色谱和棒色谱三种而实验室中最常用的是

柱层析和薄层层析,以及它们之间的配合应用。

2.除了干法装柱外，还有湿法装柱：将吸附剂与洗脱剂混合，搅拌除去空气泡，徐徐

倾入色谱柱中，然后加入洗脱剂将附着管壁的吸附剂洗下，使色谱柱面平整。等到填装吸附剂所用洗脱剂从色谱柱自然流下，液面和柱表面相平时，即加供试品液。

3.吸附剂，一般应满足下列几个基本要求:

对样品组分和洗脱剂都不会发生任何化学反应，在洗脱剂中也不会溶解；

颗粒形状均匀，大小适当，以保证洗脱剂能够以一定的流速 (一般为1.5 mL·min-1)通过色谱柱；

材料易得，价格便宜而且是无色的，以便于观察。可用于吸附剂的物质有氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅酸镁、滑石粉、氧化钙 (镁)、淀粉、纤维素、蔗糖和活性炭等。4.样品在色谱柱中的移动速度和分离效果取决于吸附剂对样品各组分的吸附能力大小

和洗脱剂对各组分的解吸能力大小，因此，吸附剂的选择和洗脱剂的选择常常是结合起来进行的：

首先，根据待分离物质的分子结构和性质，结合各种吸附剂的特性，初步选择一种吸附剂。然后根据吸附剂和待分离物质之间的吸附力大小，选择出认为适宜的洗脱剂。最后，采用薄层色谱法进行试验。根据试验结果，再进一步决定是调节吸附剂的活性，还是更换吸附剂的种类，或是改变洗脱剂的极性。直到确定出合适的吸附剂和洗脱剂为止。

物质与吸附剂之间的吸附能力大小既与吸附剂的活性有关，又与物质的分子极性有关。分子极性越强，吸附能力越大，分子中所含极性基团越多，极性基团越大，其吸附能力也就越强。具有下列极性基团的化合物，其吸附能力按下列次序递增：-Cl，-Br，-I<-C=C-<-OCH3<-CO2R<-CO-<-CHO<-SH<-NH2<-OH<-COOH