天然色素分离新技术

天然色素分离新技术
天然色素分离新技术

实验七 薄层色谱和天然色素的提取

实验五薄层色谱和天然色素的提取(7学时) 一、实验目的 1.了解薄层色谱的一般原理和意义,学习薄层色谱的操作方法。 2.掌握液体有机化合物的干燥。 3.掌握天然色素的提取方法。 二、实验原理 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。其结构如下: 叶绿素中a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子含有一个极性基团,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。 胡萝卜素是具有长链结构的共轭多烯,它有三种异构体,即α或-、β-和γ-异构体,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β-体的含量多达90%。β-体具有维生素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的。在生物体内,β-体受酶催化即形成维生素A。目前β-体已可进行工业生产,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。故本实验采用甲醇——石油醚的混合溶剂提取以上三种色素。 薄层色谱又称为薄层层析,属于固-液吸附色谱。其基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能(分配)的不同,或其亲和性的差异,使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用,从而使各组分分离。 当流动相(展开剂)带着混合物组分以不同的速率沿板移动,即组分被吸附

剂不断地吸附,又被流动相不断地溶解——解吸而向前移动。由于吸附剂对不同组分有不同的吸附能力,流动相也有不同的解吸能力。因此,在流动相向前移动的过程中,不同的组分移动不同的距离而形成了互相分离的斑点。在给定条件下(吸附剂、展开剂的选择,薄层厚度及均匀度等),化合物移动的距离与展开剂前沿移动的距离之比值(Rf 值)是给定化合物特有的常数。即: 沿的距离样品原点中心到溶剂前心的距离 样品原点中心到斑点中 Rf 影响Rf 值的因素很多,如样品的结构、吸附剂和展开剂的性质、温度以及薄层板的质量等。当这些条件都固定时,化合物的比移值R f 是一个特性常数。 但由于实验条件容易改变而不易固定,因此在鉴定一个具体化合物时,经常采用与已知标准样品对照的方法。 利用薄层色谱进行分离及鉴定工作,在灵敏、快连、准确方面比纸色谱优越。薄层色谱的特点是:(1)设备简单,操作容易;(2)分离时间短,只需数分钟到几小时即可得到结果,因而常用来跟踪有机反应监测有机反应完成的程度;(3)分离能小虽,斑点集中,特别适用于挥发性小,或在高温下易发生变化而不能用气相色谱分离的物质;(4)可采用腐蚀性的显色剂如浓硫酸,且可在较高温度下显色;(5)不仅适用于小量样品(几毫克)的分离,也适用于较大量样品的精制(可达500毫克)。应该指出,薄层色谱是否成功,与样品、使用的吸附剂、展开剂以及薄层的厚度等因素有关。 三、试剂及器材 1.器材:剪刀、研钵、布氏漏斗、圆底烧瓶、直形冷凝管、层析缸、玻棒、洒精灯、石棉网、载玻片(2.5 cm ×7.5 cm ,6块)。 2.试剂:硅胶G ,羧甲基纤维素钠、中性氧化铝(150~160目)、甲醇、95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、菠菜叶。 四、主要试剂及产品的物理常数 未完,请自己查 五、实验内容与基本操作 1.薄层色谱 (1)吸附剂与展开剂: 吸附剂(固定相):用于与样品发生吸附作用的固定不动的物质。在混合物样品流经吸附剂(固定相)的过程中,由于各组分与吸附剂(固定相)吸附力的不同,就产生了速度的差异,从而将混合物中的各组分分开。一般常用的吸附剂为氧化铝和硅胶。硅胶可分为硅胶H (不含黏合剂)、硅胶G (含黏合剂)和硅胶HF (含荧光物质,可在紫外光下观察)等。氧化铝同样也可分为以上几种类型。

天然色素及其提取方法的研究现状【文献综述】

文献综述 生物技术 天然色素及其提取方法的研究现状 摘要:天然色素比合成色素安全性更高,副作用更少,是食品,化妆品工业所青 睐的染色剂。 关键词:色素;有机溶剂萃取;超临界CO2流体萃取;色素提取 1 前言 色素的食品中添加必不可少的要素,各种色彩鲜艳的色素,一方面可以提高食欲,另一方面能提高商品价值。色素分为天然色素和人工合成两种,目前食品中的大部分色素仍然是通过人工合成的。近几年来,苏丹红、孔雀绿等合成色素事件引起了人们对合成色素的安全性疑虑。随着现在生物学和医学的发展发现,大部分人工合成色素都有不同程度的毒性,严重的有致癌、致畸和致突变作用,而天然色素不仅安全可靠,而且种类繁多[1]。因此发展天然色素是食用色素的必然趋势。 2 色素研究现状 天然色素主要是从植物、动物和微生物中提取。植物中提取的天然色素的原料主要是甜菜红、姜黄素、红花黄素、叶黄素、叶绿素铜钠、辣椒红色素、高粱红色素和玉米黄色素等[2]。近年来,随着对天然色素的研究越来越广泛,所利用的原材料也更加丰富。如朱彩燕[3]以常见的中药材决明子为原料,成功分离纯化大黄素,适用于大量制备高纯度的大黄素以及含量测定。周岩[4]从中药红花中提取红花红色素,研究了红花红色素的分离纯化条件,并且对红花红色素的体外抗氧化活性进行了研究。孙明奇[5]利用柑橘果皮为原料提取类胡萝卜素,并且采用超声波和机械搅拌辅助,优化了类胡萝卜素的提取最佳工艺条件为9.3h,选定提取转速为2400r/min,提取料液比为1:80,获得提取率为82.1%。唐琳[6]以迎春花为原料提取黄色素,确定了色素提取条件,分析了该黄色素组分。朱洪梅[7]以玉米糁为原料提取黄色素优化了黄色素提取条件,并研究了玉米黄色素抗氧化活性。赵丹青等[8]利用向日葵花瓣提取黄色素,并研究了该色素的稳定性。蔡璇[9]等以四季桂为原料提取类胡萝卜素色素。但从植物中提取天然色素存在两个缺

天然产物分离与纯化

茶叶中茶多酚的提取分离纯化重庆大学课程论文 学生姓名:何英 学号:20161902017t 专业:生物学 学科门类:理学 重庆大学生物工程学院 二O一六年十月

摘要 茶叶中含有600多种化学成分,组分极为复杂。茶叶中的无机矿物质有27种,大多数都是人体健康所必须物质。茶叶中的有机物茶多酚与儿茶素类物质、咖啡碱、茶多糖等决定了茶叶色泽、香气、滋味、营养及保健功效。本文总结了茶多酚为主要内容物的提取纯化及性质为主要内容,对比不同方法的优异,按要求选择一条合适的工艺路线。溶剂浸提法工艺简单、技术成熟。离子沉淀法选择性强、纯度较高但是损失大、收率低、安全性低。树脂吸附法虽工艺简单、纯度高、能耗低但是溶剂用量大、成本高。超临界流体萃取法纯度高但是设备要求高、成本高,不适合大剂量的提取茶多酚。超声波浸提法高效、节时、提取率高但噪音污染,不适合长期使用。微波浸提法高效、节能、节时、提取率高但具有微波辐射。膜分离法工艺简单,环境污染小但纯度低。所以根据不同的要求、设备、成本需要选择不同的方法。 关键词:茶叶,茶多酚,提取方法

1绪论 茶叶起源于我国,后流传于世界。至今,地球上引种茶树的国家已经达到了60多个,近年来世界茶叶种植面积总数达290万公顷[1]。我国是产茶大国,进入21世纪以来,我国的茶产量稳居世界第一[2]。科学研究和临床医学实验表明,茶叶有降血糖、降血脂、抗癌、抗衰老、抗辐射等诸多保健作用,这与茶叶中的有效功能成分密不可分。茶叶中的有效成分包括茶多酚、茶多糖、咖啡碱、茶氨酸、茶蛋白等。所以,用中低档茶叶为原料,提取分离有效成分,大力发展茶叶深加工技术,不仅可以开辟中低档茶叶市场、充分利用茶叶资源,也将成为我国茶叶行业发展的新方向。 茶多酚作为茶叶中最主要的功能性成分,使其成为目前天然产物研究的热点,由于具有多种生理活性和功能,在医疗保健、食品行业、日用品等领域都得到了广泛的应用。因此,优化提取工艺,分离提纯茶多酚具有十分重要的经济和社会效益。目前,国内茶多酚生产企业基本上采用的是溶剂法制备茶多酚,该方法生产周期长,温度高,所制备的茶多酚含量和活性低,且由于在生产过程中使用氯仿等有机溶剂,不仅操作不安全,产品还存在有毒溶剂残留问题,其品质难以满足国内外市场的需求,造成茶多酚产品销售困难,大量积压,同时溶剂法对环境的污染较大,不符合绿色化生产发展的方向。因此,需要选择一条合理,绿色,创新的生产工艺,提高茶多酚产品的质量,实现资源、环境、经济、社会一体化发展。

水溶性天然产物的提取分离技术

水溶性天然产物的提取分离技术 制药工程专业王俊20085257 指导教师赵莉 摘要:水溶性天然产物是药物研发中极具潜力的原料资源,分离纯化水溶性天然产物中具有独特生物活性的物质是中药研究的重要基础工作。水溶性天然产物有效成分复杂,含量低,难于富集用传统的分离方法不仅步骤繁琐,能源及材料消耗大,而且产率及纯度不高,尤其难以分离结构和性质相似的组分。随着中药现代化的发展高新技术不断在水溶性天然药物中推广应用。现将近年水溶性天然产物提取分离纯化新技术的进展作一综述。 关键词:水溶性提取技术天然产物 1、传统的提取分离方法 1.1 热水浸提法 热水浸提法即是煎煮法,是中药有效成分提取最早、最常用的方法之一。中国药典1990年版一部和卫生部《药品标准》中药成方制剂1~9 册,共收载中成药1945种,其中采用热水浸提工艺的多达826 种。但是热水浸提法基本上仍停留在经验水平上,热水浸提法的工艺参数,如浸泡时间、煎煮时间、煎出量(药液得量) 等均无最佳量控标准,往往导致产品质量和疗效的显著性差异。一定程度上,应当组织力量从多层次、全方位进行系统研究,选择出适合于各种成药品种的热水浸提工艺的最佳条件和质量控制标准。 1.2 乙醇提取法 乙醇浸提法原理与热水浸提法基本相同,不同之处是用乙醇作溶剂浸出中药有效成分,该法可以有效减少药材中水溶性杂质的浸出,对于这类杂质较多的药材尤为适宜。乙醇浸提法分为冷浸法(渗漏法) 和热提法(回流法) 两种。由于采用乙醇作为溶剂进行提取,某些溶解于乙醇的杂质(如树脂、油脂、色素等) 也会被提取出来。对于这些杂质,可从醇提取液中回收乙醇,加水搅拌,冷藏一段时间,待完全沉淀后过滤除去。冷浸法一般用于提取热敏性成分,但乙醇用量多,回收溶剂量大,生产周期长。热提生产周期短,但杂质含量相对较高,给后继的分离工序增加了成本 2综合提取分离技术。

实验 菠菜色素的提取与分离

实验菠菜色素的提取与分离 实验概要 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;了解柱层析和薄层色谱分离的基本原理,掌握柱层析和薄层色谱分离的操作技术。通过柱色谱和薄层色谱分离操作,加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。 实验原理 层析法是一种物理分离方法。柱层析法是层析方法中的一个类型,分为吸附柱层析法和分配柱层析法。本实验仅介绍吸附柱层析法。 吸附柱层析法是分离、纯化和鉴定有机物的重要方法。它是根据混合物中各组分的分子结构和性质(极性)来选择合适的吸附剂和洗脱剂,从而利用吸附剂对各组分吸附能力的不同及各组分在洗脱剂中的溶解性能不同达到分离目的。吸附柱层析法通常是在玻璃层析柱中装入表面积很大、经过活化的多孔性或粉状固体吸附剂(常用的吸附剂有氧化铝、硅胶等)。当混合物溶液流过吸附柱时,各组分同时被吸附在柱的上端,然后从柱顶不断加入溶剂(洗脱剂)洗脱。由于不同化合物吸附能力不同,从而随着溶剂下移的速度不同,于是混合物中各组分按吸附剂对它们所吸附的强弱顺序在柱中自上而下形成了若干色带。 在洗脱过程中,柱中连续不断地发生吸附和溶解的交替现象。被吸附的组分被溶解吸出来,随着溶剂向下移动,又遇到新的吸附剂颗粒,把组分从溶液中吸附出来,而继续流下的新溶剂又使组分溶解而向下移动,这样经过适当时间移动后,各种组分就可以完全分开,继续用溶剂洗脱,吸附能力最弱的组分随溶剂首先流出,再继续加溶剂直至各组分依次全部由柱中洗出为止,分别收集各组分。 绿色植物如菠菜叶中的叶绿体含有绿色素(包括叶绿素a和叶绿素b)和黄色素(包括胡萝卜素和叶黄素)两大类天然色素。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

天然产物分离

天然产物分离 覆盖:2000到2007年中期: 自1990年代以来,天然产物研究的兴趣大大增加。以下几个突出的发展领域的分离方法,光谱技术,和敏感的生物,自然产物研究获得了新的关注提供新颖的化学实体。这个更新审查处理样品制备和净化,最近提取技术用于天然产物分离、液固和液-液分离技术,以及多步骤的色谱操作。它涵盖了NPR以来发表的论文审查的例子“现代分离方法”马斯顿和Hostettmann 1主要强调开发和自2000年以来的研究方法。 1 介绍 天然产品预计将发挥重要作用的新药的主要来源在未来几年,因为(1)自己无与伦比的结构多样性,(2)他们中许多人的尺寸相对较小(< 2000 Da),(3)“药物样”的特性,即被吸收的能力和metabol-ised。2隔离来自高等植物的天然产品,因此海洋生物和微生物仍然迫切需要,要求先进的方法分离和隔离程序。考虑,一个植物可能包含成千上万的选民,分离和isola-tion过程冗长而乏味的。隔离的天然产物通常结合了各种分离技术,取决于溶解性、波动性和稳定的化合物分离成为可能。不同的分离步骤的选择是非常重要的和分离的分析规模优化参数是值得的。 马斯顿和hostett曼1描述分离的方法有离心薄层色谱(第七所),超压层色谱法(OPLC),闪光色谱(FC),液相色谱[低压液相色谱法(LPLC),高压液相色谱(MPLC),高压液相色谱法(HPLC)],和[逆流色谱液滴逆流色谱(DCCC),旋转室逆流色谱(RLCC),离心分配色谱法(CPC)]。最近文献的评价表明,第七所,OPLC,RLCC,和DCCC 2000以来很少使用。俱乐部还经常使用但主要为多级分离过程的一部分。主要分离技术是近年来液相色谱等色谱、半制备高效液相色谱方法,以及党,主要为高速逆流色谱(HSCCC)或高性能离心分配色谱(HPCPC)。多步色谱操作大多被应用,例如结合FC预净化和半制备hplcfor最终净化 2 纯化样品的制备 几个样品的制备,预净化和清理的步骤是天然产物分离和/或分析之前使用。低极性溶剂提取率较最初的脂溶性成分,而乙醇溶剂中获得更大的频谱的非极性和极性物质。如果有更多的极性用溶剂提取步骤,随后第一溶剂分区允许更精细的划分为不同极性部位。提取方法(见3节)因此,作为预纯化步骤选择性地去除干扰成分和/或分离出的活性化合物。其他预纯化的方法是过滤,沉淀,去除叶绿素,蜡和单宁,固相萃取(SPE)采用预包装盒和各种包装材料,正常和反相硅胶或其他合适的包装材料,如氧化铝,硅藻土短柱,琥珀建兴树脂和Sephadex LH-20。预包装盒上操作–SPE固相萃取液的原理可用于两种模式之一:a)干扰矩阵元素的样品保持在墨盒而感兴趣的成分洗脱;b)感兴趣的部分被保留而干扰矩阵元素洗脱。在后者的的情况下,浓度可以达到效果。所需的化合物,然后从盒洗脱溶剂的改变 3 用于分离和提取分离技术 在天然产物分离分析的第一步是提取分离的化合物从细胞基质。并从固体溶质的萃取回收可以视为一五个阶段:(一)从矩阵的活性位点的复合解吸;(ii)扩散在矩阵本身;(iii)在萃取分析物的增溶作用;(iv)在萃取剂的化合物的扩散;(五)所提取的溶质集合。理想的情况下,提取过程中应详尽相对于成分被分析或孤立的,快速的,简单的,廉价的,和–至少常规分析–适合自动化。在植物和海洋次生代谢产物的兴趣日益增加,有必要拓展和

关于天然色素提取液的除杂及浓缩工艺原理介绍

让天然色素提取的杂质分离和浓缩的压力作为动力,依靠传输介质膜选择实现物质分离和提纯浓缩,分离过程不涉及相变的使用。 膜分离包括微滤MF、超滤UF、纳滤NF、反渗透RO四种主要的交叉流膜工艺,各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别。膜过滤技术在西方发达国家已经很广泛地用于医药、染料、食品果汁处理工业了,将膜过滤技术应用在天然色素的生产,可以提高天然色素的生产收率、去除副染料及小分子杂质、降低生产成本,无疑膜技术为巩固其在天然色素工业中的地位起了致关重要的作用,并在国内某天然色素的生产企业中得以成功应用。

在天然色素工业中应用的膜过滤技术主要有超滤和纳滤:超滤用于发酵生产色素的澄清,替代了传统澄清方法,其典型操作压为4~10bar,它能将大分子悬浮物及蛋白进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧。

过程中料液通过泵的加压,料液沿着滤膜的表面流过,大于膜截留分子量的物质、分子不透过膜流回料罐,小于膜截留分子量的物质或分子透过膜,形成透析液。在超滤过程中,浓缩液中的悬浮物及大分子物质会吸附一些色素,通过加水进行透析可将有效的色素洗涤出来,提高生产收率,在纳滤过程中,通过加水透析可将浓缩液中的小分子杂质及无机盐透析出来,提高产品的纯度。 膜与原工艺结合:应用膜工艺可回收上清夜中的剩余色素,提高收率20%以上,同时离心分离液经超滤后滤液澄清透明,杂质少,纳滤膜在常温的条件下进行预浓缩避免了升温蒸发对色素的破坏提高成品质量,浓缩液浓度可达20-30%,节省纳滤浓缩的除水成本在20-30元/吨水,喷雾干燥除水成本在80-100元/吨水。该工艺的应用色素的效价提炼收率将接近100%,且由于副产品的脱除成品色阶将比原工艺提高15-30%。 此外,研究表明,去除杂质后,浓缩天然色素提取的分子量在200 - 300之间,通过选择特定的小型纳滤试验设备的截留分子量可以透析的一部分,橘霉素能减少可接受的水平,完全解决质量问题的。 注:以上资料由莱特莱德提供

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

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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

天然产物提取分离研究进展

中药资源功能成分利用技术课程论文 姓名:王林 学号:SX20180417 年级:2018级 专业:药用植物资源工程 任课老师:陆英老师 指导老师:程辟老师

天然产物分离提取技术研究进展 随着我国加入WTO,仿制药品必将逐渐受到限制,这将给我国医药行业带来巨大冲击和严峻挑战。我国拥有13亿人口,药品市场潜力股与供给量与日俱增。因此,探索与开发出具有自主知识产权的新药物责任重大。我国自古以来依靠中草药繁衍生息。因此,从天然产物方面着手,研究与开发新药物,将拥有广泛的市场前景与经济效益。天然药物大多来自植物、动物、矿物和微生物,并以植物来源为主。天然药物之所以能够防病治病。其物质基础是其中所含的有效成分。我国地域辽阔,天然产物资源丰富,种类繁多,为新药的开发提供了广阔的资源和得天独厚的条件[1]。 天然产物活性成分包括有黄酮、多酚、萜类等几百种,其分子主要特点有:相对分子质量较低,从几百到几千,具有一定的极性,可溶于许多有机溶剂中。天然活性成分的提取是中药现代化的重要组成部分,但目前中国中药主要是传统的中药丸、散等药剂,经济效益低。而以天然产物为主的保健食品和药物目前具有相当的市场。但由于对中药中真正有效的成分并不了解,或由于分离纯化困难,很难达到和国际接轨的要求。在天然产物分离纯化上有所突破,开发高效的天然产物分离方法对彻底改变中国天然产物开发层次低,生产方式粗放,技术落后有重要作用,对中国中药现代化及改造和提升传统中药行业有重要意义,而且纯化后的天然产物本身可形成新的经济增长点。 天然产物是药物研发中极具潜力的原料资源,分离纯化天然产物

中具有独特生物活性的物质是中药研究的重要基础工作。天然产物有效成分复杂、含量低、难于富集。用传统的分离方法不仅步骤繁琐,能源及材料消耗大,而且产率及纯度不高,尤其难以分离结构和性质相似的组分。随着中药现代化的发展,高新技术不断在天然药物中推广应用。现将近年天然产物提取分离纯化新技术的进展作一概述。 膜分离技术以选择性透过膜为分离递质。当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性的透过膜,以达至分离、提纯目的。膜分离技术具有过程简单、无相变、分离系数大、节能、高效、无二次污染、可常温连续操作、直接放大等优点。是一项高新技术。膜分离技术在中药领域中的应用将推动中药现代化发展进程。同时还能提高我国中药的附加值,有利于中药出口。可以展望,膜分技术必将在21世纪推动中药制药工业的迅速发展,为社会带来巨大的经济效益和社会效益。 高效毛细管电泳法是近年来迅速发展的一种新型分离分析技术,以高质电场为驱动力以毛细管为分离通道依据样品中各组分之问的迁移速度和分配行为上的差异而实现的类液相分离技术。该技术用于分析中草药,具有以下优势:分离模式多,适合于中草药中存在的各类物质的分析;简化对样品前处理的要求;分析时间一般比HPLC短;由于柱效高,有可能使同一个分离条件适合多种样品中多组分的分析;HPCE所采用的毛细管柱易于全面清洗,不必担心柱污染而报废:所用的化学试剂少、价廉、分析成本低,特别适合于我国国情。 超声提取技术的基本原理主要是利用超声波的空化作用加速植

蔬菜中天然色素的提取、分离和测定

蔬菜中天然色素的提取、分离和测定 一、目的与要求 1.进一步熟悉和掌握薄层色谱的原理。 2.掌握薄层层析法分离微量组分的操作技术。 3.了解蔬菜中主要色素的基本性质,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(C 55H 72O 5N 4Mg) 和叶绿素 b(C 55H 7O 6N 4Mg),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。 N N N N H 3C CH CH 2 R CH 2CH 3CH 3 H 3C O CO 2CH 3 CH 2CH 2O O CH 3CH 3 CH 3CH 3CH 3Mg 图1 叶绿素a 和叶绿素b 的结构(叶绿素a :R=CH 3, 叶绿素b :R=CHO ) H 3C CH 3R CH 3H 3C R H 3C CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3 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(C 40H 56,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(C 40H 56O 2,见图2)是胡萝卜素的羟基衍生物,它在绿叶中的含

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: [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

天然产物有效成分提取新技术探讨

天然产物有效成分提取新技术探讨 邬元娟1,王文亮2,岳 晖1,谷小红1,姜国华1,尚燕3 (1山东省农科院中心实验室,济南 250100;2山东省农科院原子能农业应用研究所,济南 250100; 3 莱芜市产品质量监督检验所,莱芜 271100) 作者简介:邬元娟(1977~),女,山东济南人,助理研究员,主要从事食品安全与营养方面的研发。 通讯作者:王文亮 摘要:本文介绍了几种天然产物有效成分提取的新技术,分析了这些新技术在有效成分提取工艺中的研究应用现状,并对它们的应用前景进行了展望。 关键词:天然产物;提取;新技术 中国食物与营养Food and Nutrition in China No.2,2008 2008年第2期 天然产物活性成分是指从再生资源中提取的具有独特功能和生物活性的化合物,其中许多有效成分是疾病防治、强身健体的物质基础。天然产物安全性高,已成为医药、食品及饲料的重要来源。天然产物活性成分包括有黄酮、多酚、萜类等几百种,其分子主要特点有:相对分子质量较低,从几百到几千;具有一定的极性,可溶于许多有机溶剂中。在天然产物分离纯化上取得突破,开发高效的天然产物分离方法对彻底改变中国天然产物开发层次低、生产方式粗放、技术落后等有重要作用,对我国中药现代化及改造和提升传统中药行业有重要意义[1,2]。 1超临界萃取 1.1超临界萃取的原理 超临界萃取技术(Supercritical Fluid Extraction,SFE)一般采用CO2作为萃取剂,具有工艺简单、无有机溶剂残留、操作条件温和、不易破坏有效成分的优点。超临界流体萃取技术是20世纪60年代兴起的一种新型提取分离技术。20世纪80年代中期,超临界萃取技术特别是超临界二氧化碳萃取技术逐步应用于中药有效成分的提取分离及分析,是研究和应用较为成功的一项新技术。其原理是利用超临界流体的独特溶解能力和物质在超临界流体中的溶解度对压力、温度的变化非常敏感的特性,通过升温、降压手段(或两者兼用)将超临界流体中所溶解的物质分离出来,达到分离提纯的目的,它兼有精馏和萃取两种作用[1]。 1.2超临界萃取的特点与应用 超临界二氧化碳萃取技术应用于中草药有效成分的提取具有一系列优点:一是选择性好,可通过对温度、压力的调控改变物质在超临界二氧化碳的溶解度,有针对性地萃取天然产物的有效部位或有效成分。二是操作温度低,能有效防止中药中热敏成分和化学不稳定成分的高温分解和氧化。三是可调节萃取物的粒度,使萃取物达到期望的粒度和粒度分布。四是萃取率高,萃取周期短,溶剂回收方便简单,可循环使用,无污染。 超临界二氧化碳对挥发性成分、低分子质量、低极性和脂溶性成分表现出良好的溶解性能,因而用超临界萃取技术提取上述成分具有明显的优越性。对于相对分子质量较大、极性较强的物质的提取,可以通过在萃取时加人夹带剂,提高这些物质在超临界二氧化碳中的溶解度,提高和维持萃取的选择性。 随着研究的不断深入,发现全氟聚醚碳酸铵能使二氧化碳与水形成分散性很好的微乳液,从而把超临界二氧化碳萃取技术的应用范围扩展到水溶液体系,现已经使强极性化合物蛋白质的提取成为可能。超临界流体萃取设备属高压设备,一次性投资较大,运行成本高,因此这一技术目前在工业生产中较难普及。但随着国产化、工业化超临界二氧化碳萃取生产设备的开发,超临界萃取技术将在中药提取领域发挥巨大的作用[1,2]。 2超声波提取技术 2.1超声波提取的原理

食用天然色素的提取方法及发展趋势

《风味化学与食品添加剂》 课程论文 学 专 姓 日期2013.6.19 食品科学与工程学院

食用天然色素的提取方法与发展趋势 XXX (甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州,730070) 摘要:食用天然色素是指从植物、动物或微生物中提取的对食品具有着色能 力的物质的总称。随着世界各国相继制订法规、淘汰大部分有毒的化学合成 色素, 那些不仅有染色功能, 而且还有营养和保健功效, 并能赋予食品许 多新功能的天然色素将面临广阔的市场前景。文章详细地介绍了食用天然色 素及其提取技术和发展趋势。 关键词:食用天然色素提取方法发展趋势 前言 天然色素广泛存在于多种生物特别是动植物体中,其安全性和营养价值高,有的兼具一定的药理作用。用天然色素着色,色调自然纯正。由于传统的提取方法存在提取时间长,劳动强度大,原料预处理能耗高,热敏性组分易被破坏,生产的色素产品纯度差,有异味和溶剂残留等缺点,直接影响了天然色素的发展及应用。伴随着现代化工业技术的迅速发展以及人们安全意识的提高,一些现代化高新技术不断应用到天然色素的生产中。开发天然色素是世界食用色素业和医药等业的发展趋势之一。我国目前还处在合成色素与天然色素并存及同时发展的状态。由于合成色素的安全性问题, 本文就目前天然色素的提取种类、提取方法及提取物的性质研究进行综述。 1发展简史 我国使用天然色素已有悠久历史,《史记·货殖传》记载:“茜栀千亩,亦比千乘之家。”说明古代就利用了茜草科植物和黄栀子等天然色素。北魏末年(公元6世纪)农学家贾思勰所著的《齐民要术》一书中就有从植物中提取色素的记载。[1]我国古代使用天然色素,在日本近年出版的《天然着色料》一书就引证了这些文献。公元前1500年,埃及墓碑上就绘有着色的糖果。公元前4世纪,葡萄酒就用色素着色,大不列颠的阿利克撒人就开始利用茜草色素。公元10世纪,美洲的托尔铁克人与阿芝特克族人相继栽培胭脂虫的寄生植物,繁殖胭脂虫,并提制胭脂红用于食品着色等。[2]然而,这些天然色素不论在品种上或是性能上都远不能满足食品工业发展的需要。天然色素着色力低,对光、热、氧气、pH 等稳定性差,成本高。随着科学技术的发展,特别是染料化工的发展,出现了合成色素。1856年英国W.H.珀金斯(Perkins)发明了第一个合成有机色素苯胺紫,

绿色植物色素的提取实验报告

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:

天然产物提取分离新技术

天然产物提取分离新技术 ■常温超高压技术 高压生物化学研究已经证明:压力达到一定值,蛋白质、多糖(淀粉、纤维素)等有机大分子会发生变性,但生物碱、低聚糖、甾、萜、苷、挥发油、维生素等小分子物质则不发生任何变化。 在高压生物化学的研究中还证明了:高压灭菌的机理是,压力作用于微生物,使细胞壁变性、破裂,细胞内容物外泄,从而使微生物致死。在肉、鱼、水果、蔬菜的高压加工中也证实了细胞的这种变化。 超高压提取就是利用了超高压对生物材料的这种作用实现有效成分提取的。植物细胞壁上有很多微孔,因此我们可以把植物细胞壁看作是由许多微孔组成的薄膜。当植物细胞处于溶剂中时,溶剂将通过这些微孔进入细胞内部。 1.升压时: 通过渗透作用,溶剂进入细胞内部;由于我们施加的压力非常大,因此通量很大,细胞内部在短时间内就会充满溶剂。 细胞内部充满溶剂后,细胞壁两侧压力平衡。 2.保压时: 细胞内容物与进入细胞内部的溶剂接触,经过一段时间,有效成分溶于这些溶剂中。 3.泄压时: 细胞外部的压力减小为零,细胞内部的压力仍然保持平衡时的压力,此时压力差与施加压力时方向相反。由于我们施加的是超高压,因此这种反方向的压力差仍然是很大的。 4.在反方向压力作用下,细胞壁变形;如果变形超过了其反向变形极限,细胞壁破坏;于是,溶解了有效成分的溶剂泄出,与其它溶剂汇合。 5.如果在反方向压力作用下细胞壁的变形仍然没有超过其反向变形极限,细胞内部已经溶解了有效成分的溶剂将通过渗透作用排出,与其它溶剂汇合。由于反方向压力差非常大,因此溶解了有效成分的溶剂快速且完全地泄出。

常温超高压提取技术可以使用多种溶剂,包括水、不同浓度的醇和其它有机溶剂,可以从不同的天然产物中提取不同性质(如生物碱、黄酮、皂甙、多糖、挥发油)的有效成分。 ■超声波提取技术 超声波是一种高频率的机械波。超声场主要通过超声空化向体系提供能量。频率范围在15-60kHz的超声,常被用于过程强化和引发化学反应,超声波在天然产物有效成分提取等方面已有了一定作用。其原理主要是利用超声的空化作用对细胞膜的破坏,有助于有效成分的溶出与释放,超声波使提取液不断震荡,有助于溶质扩散,同时超声波的热效应使水温基本在57℃,对原料有水浴作用。超声波提取与传统的回流提取、索氏提取发比较,具有提取速度快、时间短、收率高、无需加热等优点。已被许多天然产物分析过程选为供试样处理的手段。 ■微波辅助提取技术 微波是一种非电离的电磁辐射。微波辅助提取(Microwave Assisted Extract ion,MAE)是利用微波能来提高萃取率的新发展起来的技术。被提取的极性分子在微波电磁场中快速转向及定向排列,从而产生撕裂和相互摩擦引起发热,可以保证能量的快速传递和充分利用,易于溶出和释放。微波辅助提取(以下简称微波提取)的研究表明,微波辐射诱导萃取技术具有选择性高、操作时间短、溶剂耗量少、有效成分收率高的特点,已被成功应用在药材的浸出、中药活性成分的提取方面。它的原理是利用磁控管所产生的每秒24.5亿次超高频率的快速震动,使药材内分子间相互碰撞、挤压,这样有利于有效成分的浸出,提取过程中,药材不凝聚,不糊化,克服了热水提取易凝聚、易糊化的缺点。 微波萃取技术有一定的局限性,只适宜于对热稳定的产物。 ■酶法提取技术 天然植物的细胞壁由纤维素构成,其中的有效成分往往是包裹在细胞壁内。酶法就是利用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等(主要是纤维素酶),破坏植物的细胞壁,以利于有效成分最大限度溶出的一种方法。酶反应可以较温和的将植物组织分解,从而大幅度提高提取效率。 ■分子蒸馏技术

天然产物分离

天然产物分离 随着分离技术,光谱技术和微型的超灵敏体外实验,天然产物的研究在提供新的和有利 的化学支架引起了极大的关注。各种可以用的联用技术,包括GC-MS LC-PDA LC-MS, LC-FTIR,LC-NMR-MS这些技术的发展,已经使对粗提取物的制备分析,天然产物分离和在线检测,生化分类的学习,化学指纹,草药的质量控制,代谢学习成为可能。在本文的几个章节都介绍了天然产物分离方案。以下这个章节主要讲了天然产物研究,从萃取一一检测纯 化的产物一一生物活性检测。 1.引言 天然产物包括:(1)一个有机体(比如一个植物、一个动物或者一个微生物);(2)—个有机体的一部分(植物的也或者花、);(3)有机体的提取液;(4)纯的化合物(alkaloids- 生物碱,coumarins-香豆素,?avonoids-黄酮类,glycosides 苷类,lignans 木脂素,steroids 固醇, sugars 糖类,terpe no ids 萜类)。 在近十年的发展,天然产物的研究策略有了非常进步的发展。主要采用两种方法: 1、老的策略 A ?注重天然资源的化学成分,而不注重活性。 B ?简单的分离和鉴定化合物,然后体内生物活性实验 C.化学分类的调查 D ?选择有机体主要基于药理信息、名间的和传统用法。 2.现代策略 A.生物鉴定指导 B.天然产物的图书馆的建立 C.活性化合物在细胞、组织培养、遗传调控、天然组合化学中的生产等等 D.更注重生物活性 E.化学指纹识别和代谢组学 F.选择上面也是基于药理信息,明间的和传统的,也不排除随机选择。 \3tur3l Product Isolation Plum matrrial STFPl: Successivu Scxhlel e\lr3Ciion vitb ScK cm A, B and C (in R:vaasjy up vitro) L\ti*act A Ulncl L One IK num exiracm:

浅谈天然产物分离之柱层析

浅谈天然产物分离之柱层析 胡利红彭宣嘉 植物有效成分分离主要手段是柱色谱,其中包括:吸附性柱色谱;分配性柱色谱;离子交换柱色谱;凝胶过滤柱色谱;聚酰胺柱色谱以及大孔吸附树脂。 一、吸附性柱色谱 我们常用的以硅胶或氧化铝作固定相的吸附柱,即是吸附性柱色谱。本文重点介绍这种色谱方法。一般而言,氧化铝用于分离脂溶性成分,在天然产物中包括生物碱,甾体和挥发油等。而硅胶既可分离脂溶性成分,也可分离水溶性成分,根据需要可选用不同类型的硅胶,即正相硅胶或反相硅胶。 1、硅胶可以分为:正相色谱硅胶和键合相硅胶 正相色谱硅胶是我们在实验室经常接触的,它的使用范围非常广泛,一般极性和非极性的化合物都可以用于分离。硅胶的吸附能力取决于其结构中硅醇基的数目及含水量。一般硅胶中的含水量若超出12%,则其吸附力极若,只可作为分配色谱的载体。色谱硅胶应该是中性无色颗粒,由于在制备过程中接触强酸,常带有酸性,可用水洗至中性或用10%NaOH将其调至碱性,再在1100C下活化24小时用于来分离在酸性条件不稳定的化合物。有时也可向其中掺入某种试剂,改良吸附性能,提高分离效率。通常用硝酸银处理过的硅胶对不饱和烃类有很好的分离效果。 在键合相硅胶中,以C-18反相硅胶应用最为广泛,实验室中基本用的就是这种类型的反相材料,一般用于分离极性较大的化合物,可减少分离这类化合物时用正相硅胶吸附太大的缺点。在利用键合相硅胶进行反相色谱时,常用甲醇-水,乙醇-水或乙腈-水为洗脱剂。 2、柱子可以分为:加压,常压,减压 压力可以增加淋洗剂的流动速度,减少产品收集的时间,但是会减低柱子的塔板数。所以其他条件相同的时候,常压柱是效率最高的,但是时间也最长,比如天然化合物的分离,一个柱子几个月也是有的。减压柱能够减少硅胶的使用量,但是由于大量的空气通过硅胶会使溶剂挥发以及有些比较易分解的东西可能得不到,而且还必须同时使用水泵抽气。加压柱是一种比较好的方法,与常压柱类似,只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力的提供可以是压缩空气,双连球或者小气泵。特别是在容易分解的样品的分离

从中草药中提取天然色素

周又红 从中草药中提取天然色素 一.问题的提出 当你吃五颜六色的食品时,你注意到或关心过这些食品的颜色是从哪里来的?你是不是很担心食品中色素是否有毒?原来食品颜色可以分成自然色彩和人工着色,苹果红、橘子黄、大米白、菠菜绿都是这些植物自然的颜色,我们不必担心它们有毒。但是一些饮料、加工食品等需要加入食品着色剂,用以改善食品的色泽,这应当引起我们的高度重视。 二.适用对象 本活动适合12-18岁青少年 三.活动目的 希望青少年通过从中草药或天然植物中提取天然色素,了解食用色素知识,研究天然色素。 四.活动准备 1.样品:从中药房购买5~10种不同的中草药各1克。例如:栀子、黄柏、鸡血藤、紫草、茜草、大青叶、玫瑰花苞、姜黄、桑葚、鸡冠花、草红花、木槿花、金银花、荆芥、紫苏等,可以在活动前将它们分别浸泡在酒精里。收集橘子皮、西红柿汁、西瓜汁等, 2.用具:烧杯、试管、试管夹、胶头滴管、玻璃棒、酒精灯、量筒等 3.药品:药用酒精、酸、碱 4.信息:查阅关于食用色素的相关知识,了解人工色素对人体健康的影响,调查人们对食品天然色素知识掌握的程度。 四.活动内容 1.取少量紫草样品于两只小烧杯(各约0、1克)中,分别加入10毫升蒸馏水和10毫升药用酒精(最好在活动前将它浸泡在酒精里)。 2.将装有紫草水浸液的试管放在酒精灯上加热,促进其中色素的溶解。 3.除去紫草渣,将液体分成两份于三只试管中,其中一只试管中加入酸液,一只试管中加入碱液,一只试管作对照。将实验结果记录。 4.取紫草的酒精浸液于三只试管中,同上操作,记录实验结果。 5.选取多种实验样品同紫草一样的操作,将实验结果填入下表

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