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提取仙人掌中叶绿素的方法

2019.5.16

叶绿素属卟啉类化合物,它不仅是一种天然色素,还具有解热及止血的药理功能,广 泛用于医药、食品和日用工业中。在我国,叶绿素主要是以蚕沙为原料来提取的,已投入工业化生产。这几年丝绸业的不景气,使得养蚕业受到制约,影响了叶绿素 及其衍生物的生产。近年来,在我国种植业中米邦塔仙人掌(OpuntiaMilpa Alta)得到了迅猛发展,现已有相当大的生产规模。仙人掌食品深加工的下脚料仙人掌茎皮,含有丰富的叶绿素,是生产叶绿素的理想原料。笔者以米邦塔仙人 掌的茎皮为原料,用正交法探讨了提取叶绿素的最佳工艺条件,为仙人掌开发与利用提供科学依据。

米邦塔仙人掌茎来自湖北农学院科技园区,取皮、晾干、粉碎后备用。

所用仪器有:岛津UV-160紫外可见光光度计,叶绿素含量测定仪722分光光度计, HH.S11-6电热恒温水浴锅,AE200电子分析天平, SS-300N三足式离心机,旋转蒸发仪。所用试剂有:无水乙醇,丙酮,硫酸铜,甲醇,乙醚,石油醚,氢氧化钠,硫酸等,以上试剂均为分析纯级,由湖北省化学试剂公司供货。

2 试验方法

2.1 浸提剂筛选取仙人掌皮16 g,搅碎后均分为16份,每份1g,置于棕色试剂瓶中。向瓶中分别加入乙醇和丙酮不同体积比的溶液60 ml,浸泡3 d。过滤后在662nm处测定浸提液的吸收光密度(OD662 nm值)。所有试验重复3次,取平均值。

2.2 正交试验以浸提效率最优的溶剂作为正交试验的浸提剂。经反复试验,选取了3个影响提取叶绿素效率的主要因素:固液料比、浸提温度及浸提时间,进行L934)正交设计试验。所有试验重复3次,取平均值。

3 结果与讨论

3.1 浸提剂的筛选结果以提取液在662 nm波长处的吸收光密度作为评价提取效率的指标,对提取叶绿素的浸提剂进行筛选。试验选用不同极性的溶剂或溶液[石油醚,乙醚,丙酮,丙酮B乙 醇=11V/V)混合物,乙醇,甲醇]作浸提剂,室温下浸泡仙人掌粉3 d,通过测定浸提液的吸收光密度来比较它们提取效率的大小,其大小顺序为:丙酮:乙醇为11的混合物>甲醇>乙醇>丙酮>乙 醚>石油醚。以乙醇和丙酮的混合物作浸提剂,改变两者的体积比例,测定提取效率,结果以乙醇与丙酮的体积比为23(即乙醇与丙酮体积比为 0.66)时,对叶绿素的提取效率最高(图1)。

1.png

3.2 最优方案为了确定多因素(浸提温度、浸提时间及物料比)对叶绿素提取效率的协同影响,在反复探讨了几个单因素对叶绿素浸提效率影响的基础上,正交试验选择 浸提温度(A)为45℃60℃75℃,浸提时间(B)为1.5 h3.0 h4.5 h,仙人掌皮与浸提剂的投料比(C )为1:51:101:15 M/V)。提取液经定容后,以波长662 nm处的吸收光密度作为考核指标,正交试验数据见表1。由极差分析可知,影响叶绿素提取效率的主要因素是固液料比,其次是浸提温度和浸提时间,各因素的主 次顺序是C>B>A,从仙人掌皮中提取叶绿素的最优方案为A2B3C2,即浸提温度为60℃,提取时间为4.5 h,固液料比为1:10

2.png

1 正交试验方案及结果

4 结论

以乙醇和丙酮体积比23的溶液为浸提剂,在热浸提仙人掌叶绿素的过程中,料液比是影响仙人掌叶绿素提取效率的主要因素。叶绿素提取最佳工艺条件为料液比1B10M/V)、温度60℃、时间4.5 h


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