辣椒红色素的提取、分离及鉴定

一、实验目的

1. 了解从红辣椒中提取辣椒红素的原理和方法；

2. 进一步熟悉回流、抽滤、薄层层析、柱层析等基本操作； 3. 学习红外光谱鉴定有机化合物的方法。

二、实验原理

红辣椒中含有辣椒红素、辣椒玉红素和?-胡萝卜素等几种色泽鲜艳的色素，其中以辣椒红素为主。这几种物质都是有8个异戊二烯单元组成的四萜类化合物，难溶于水和乙醇，易溶于石油醚、氯仿和二氯甲烷。其中极性较大的红色组分主要是辣椒红素和辣椒玉红素,占总量的50%-60%；另一类是极性较小的黄色组分，主要成分是β-胡萝卜素和玉米黄质。

辣椒红素不仅色泽鲜艳、热稳定性好、而且耐光、耐热、耐酸碱、耐氧化、无毒副作用，是高品质的天然色素，可用作食品的添加剂，也广泛用于化妆品、保健药品等行业，其结构式如下：

在实验室中，常用二氯甲烷（沸点39.75℃）作溶剂从红辣椒中提取辣椒红素。用二氯甲烷提取的混合物可通过薄层层析和柱层析将它们分离。在薄层层析中，有三个斑点，Rf值约为0.6的较大红色斑点为辣椒红素，Rf值稍大的较小红色斑点为辣椒玉红素，Rf值最大的黄色斑点是?-胡萝卜素。柱层析时，以硅胶为吸附剂，以二氯甲烷为洗脱剂，可对比标准样品图谱较容易地将3种物质分开。

红辣椒色素的薄层层析图

最后，用紫外光谱测样品的λmax并用红外光谱仪做辣椒红素的红外光谱图，并将它与标准谱图比较，便可证明所得到的主要物质是否为辣椒红素。

辣椒红素的紫外可见吸收光谱图

辣椒红素的标准红外光谱图

三、实验仪器及试剂

材料：干红辣椒（或辣椒粉）

仪器：研钵、25ml锥形瓶3个、50ml量筒、50ml烧杯2个、50mL圆底烧瓶、沸石、电热套、球形冷凝管、布氏漏斗、抽滤瓶、蒸馏装置、滤纸、玻璃板、毛细管、层析缸、层析柱红外光谱仪等。

试剂：二氯甲烷、硅胶G、硅胶（60~200目）、0.1mol/L乙酸钠、无水硫酸钠等。

四、实验步骤

1.实验材料前处理

称取5.00g干红辣椒，去蒂、去籽后研磨成粉末。 2.色素提取

在50mL圆底烧瓶中加入3.00g磨细的红辣椒粉和25mL二氯甲烷（沸点39.75℃），加沸石回流30min，冷却至室温。抽滤，得到红色滤液。

3.薄层分离

（1）制板。取4块玻璃板,洗净后用蒸馏水淋洗，再用少量乙醇淋洗，晾干；取3.5g硅胶G，量取0.1mol/L的乙酸钠溶液10mL于研钵中，研磨至无明显颗粒且由稀变稠为止。将硅胶倒在玻璃板上，使快速流动，最终在板上均匀铺平且无气泡。风干，置于烘箱中110℃活化30min。

（2）点样。在薄层板一端据边缘约1.5cm处用铅笔轻轻画一条直线作为点样线。取少量粗产品放入小试管中，加入10滴二氯甲烷溶解，用毛细管取此溶液在硅胶G板上点样，斑点直径不超过2mm。

（3）展层。将薄层板放入盛有展层剂的层析缸中进行展层。当展开剂达到该板的指定前沿时，取出层析板，用吹风机吹干或晾干，将该板与红辣椒色素的薄层色谱图比较，计算辣椒红素的Rf值。

4.柱层分离

（1）装柱。将层析柱洗净干燥，固定在铁架台上。取5g吸附剂硅胶（60~200目）用适量洗脱剂二氯甲烷调成均匀糊状。关闭层析柱下方的活塞，先加入少量洗脱剂，再将硅胶缓慢而连续地装填到柱中，同时将活塞打开在下面放一个干净的烧杯呈接洗脱剂。吸附剂全部装完后在柱中加入洗脱液将柱内壁上残留的吸附剂淋洗下来。此过程中应不断敲打色谱柱使色谱柱装填均匀没有气泡。继续流出洗脱剂，直至洗脱剂液面仅高于柱面2mm左右时，关闭活塞。

（2）上样。用长滴管加入已用二氯甲烷溶解好的粗色素，加完样后打开活塞，使液体样品进入，再用洗脱剂将粘附在层析柱内壁上的样品溶液洗下来。待这部分样品也进入后，再次加入洗脱剂进行淋洗。

（3）洗脱。随着洗脱的进行，可以清晰地看到3个谱带，由下至上依次为β-胡萝卜素、辣椒玉红素和辣椒红素。分别用3个25ml锥形瓶收集流出液，其中第三个锥形瓶内为辣椒红素。

5.色素检验

（1）最大吸收波长λ max：取上述辣椒红素溶液5滴于一试管中，加入5ml正已烷，并以正已烷为空白对其进行紫外扫描，找出λ max（正己烷对照下，辣椒红素λ max=470nm）。

（2）红外光谱图：取上述辣椒红素溶液少量，在红外光谱仪上做红外光谱图，并将谱图与标准红外光谱图作比较。

五、注意事项

1.回流时速度不宜过快，以防浸泡提取不充分。

2.回收溶剂时温度不宜过高，以防止溶剂爆沸；另外，尽量将溶剂蒸干。 3.不可用同一支毛细管汲取不同的样液。