番茄中番茄红素和β-胡萝卜素的
提取分离
番茄红素和β-胡萝卜素的提取分离及含量测定
［摘要］β—胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素。番茄红素（Lycopene）是类胡萝卜素的一种，对防治癌症、提高免疫力、延缓衰老有特效，有植物黄金之称，被誉为“21世纪保健品的新宠”。因此，提取、分离、鉴定这些活性成分成为研究和开发这些天然生物资源的重要环节。本实验用常规天然有机化合物的提取方法获得β-胡萝卜素和番茄红素样品后，经柱色谱分离，采用紫外光谱法对其进行了分析。
［关键词］β-胡萝卜素、番茄红素、提取、分离、测定
番茄中含有番茄红素和少量的β－胡萝卜素，二者均属于类胡萝卜素。类胡萝卜素为多烯类色素，不溶于水而溶于脂溶性有机溶剂。从下面的结构式可看出，番茄红素和β-胡萝卜素的架构相似，是同分异构体，用一般方法很难将它们分离。本论文探讨了番茄红素和少量的β－胡萝卜素的提取、分离和鉴定。
番茄红素（熔点173℃）
β-胡萝卜素（熔点183℃）
首先，用乙醇将番茄中的水脱去，再用二氯甲烷萃取类胡萝卜素。因为二氯甲烷与水不混溶，故只有除去水分后才能有效地从组织中萃取出类胡萝卜素。
其次，根据番茄红素与β－胡萝卜素极性的差别，采用柱层析可以将它们分离。柱层析法也称柱色谱法。一根柱子里先填充不溶性基质形成固定相，将蛋白
质混合样品加到柱子上后用特别的溶剂洗脱，溶剂组成流动相。在样品从柱子上洗脱下来的过程中，根据蛋白质混合物中各组分在固定向和流动相中的分配系数不同经过多次反复分配，将不同蛋白组分逐一分离。使用柱层析法注意的方面很多，装柱有湿法和干法，洗脱的时候谨慎选择洗脱机，才能达到更好的色素分离的效果。
最后，采用紫外光谱法对番茄红素与β－胡萝卜素进行了鉴定。其原理主要是，以紫外或可见单色光照射吸光物质的溶液,用仪器测量入射光被吸收的程度(常用吸光度表示),记录吸光度随波长的变化的曲线,或波长一定时,用吸光度和吸光物质浓度之间的关系来进行定性或定量分析。光吸收程度最大处的波长叫做最大吸收波长，用λmax表示，同一种吸光物质，浓度不同时，吸收曲线的形状不同，λmax不变，只是相应的吸光度大小不同，这是定性分析的依据。
1.实验部分
1.1 仪器和试剂
仪器：圆底烧瓶（50mL）；球形冷凝管；锥形瓶（50mL）；玻璃漏斗；分液漏斗（25ml）、层析柱（1cm×50cm）；烧杯；量筒；电热套；滤纸；棉花。
试剂：新鲜番茄（或番茄酱）；95％乙醇；二氯甲烷；石油醚（60℃～90℃）；丙酮；氯仿；苯；中性或酸性氧化铝（柱层析用）；饱和氯化钠溶液；无水硫酸钠。
1.2 色素的提取
称取新鲜番茄浆20 g于100 mL圆底烧瓶中，加95％乙醇40 mL，摇匀，装上回流冷凝管，在水浴上加热回流5min，趁热抽滤，只将溶液倾出，残渣留在瓶内。
加入30 mL二氯甲烷，水浴上加热回流5 min，冷却，将上层溶液倾出抽滤，固体仍保留在烧瓶内，再加10 mL二氯甲烷重复萃取一次。
合并乙醇和2次二氯甲烷提取液，倒入分液漏斗中，加5 mL饱和氯化钠溶液（有利分层），振摇，静止分层。分出橙黄色有机相，使其流经一个在颈部塞有疏松棉花且在棉花上铺一层1 cm厚的无水硫酸钠的三角漏斗，以除去微量水分。将此溶液贮存于干燥的有塞子的锥形瓶中。层析之前，将此溶液在通风橱中用热水浴蒸发至干
1.3 层析柱的制备
取一支长50cm左右内径为1-1.2cm的干燥的层析柱，将其垂直固定于铁架上，底部铺上少量棉花，打开活塞。称取8g氧化铝小心倾入层析柱中，在氧化铝上铺一层棉花。然后向柱内加入15ml石油醚，让溶剂浸润并流过层析柱，注意柱顶部溶剂不能干涸。待溶剂液面刚好与氧化铝表面相切时，关闭活塞，备用。
1.4 色素的分离
向蒸干的粗样品中加入2ml苯使其溶解。用一长颈滴管取样，小心滴入层析柱内，注意产品不能接触柱壁。打开活塞，让溶液自然流下，待液面刚好与柱顶氧化铝表面相切时，加入2ml石油醚，用50ml干燥的锥形瓶接收滴出的溶液。待溶剂液面与氧化铝表面相切时，再加入8ml或更多的石油醚，至滴出的溶液无色，关闭活塞，收集黄色的β-胡萝卜素溶液；打开活塞，再往层析柱中先后加入2ml及8ml的氯仿，洗至滴出的溶液无色，用另一50ml干燥的锥形瓶接收，关闭活塞，收集红色的番茄红素溶液。
1.5 紫外光谱鉴定
用石油醚稀释所得的β-胡萝卜素橙黄色试样，稀释后加到1 cm 的比色皿中，以石油醚作空白试剂，用UV-240紫外分光光度计测定400-600nm范围内的吸收，指出测定的λmax值。
再用氯仿稀释所得的番茄红素的红色试样，以氯仿做空白试剂，方法如上。
2.结果与讨论
实验所测数据与理想数据有所差别，可能原因：（1）系统误差所导致；（2）胡萝卜素量太少。
胡萝卜素λmax=279.2nm
番茄红素λmax=308.4nm
胡萝卜素
番茄红素
试验中需注意的问题：1.先用乙醇对番茄酱脱水，变与石油醚更有效地提取番茄红素和β-胡萝卜素。2.湿法装柱，要注意填充均匀，不能有气泡，也不能出现松紧不均和断层，否则影响分离效果和洗脱速度。洗脱过程中洗脱液的液面应始终高于氧化铝表面，否则会出现断层现象。为了保持色谱柱的均一性，使整
个吸附剂浸泡在溶液或溶液中是必要的。否则当柱中溶液流干时。柱身干裂，影
响渗滤和显色的均一性。3.加入一定量的丙酮，是为了增加洗脱液的极性，有利于洗出极性较大的组分。4.提取液用饱和食盐水洗涤，有机提取物和有机溶剂在饱和食盐水中的溶解度远小于在水中的，可以减少提取物的损失，另外，食盐水可以减少振荡洗涤时引发的乳化现象，有利于分层。5. 浓缩提取液时应当用水浴加热蒸馏瓶；最好用减压蒸馏，而且不可蒸得太快、太干，以免类胡萝卜素受热分解而被破坏。
参考文献：
[1]大学实验化学 .周昕，罗虹，刘文娟主编.—北京：科学出版社，2007
[2] 基础化学实验/刘汉兰等主编.—北京：科学出版社，2005
Lycopene and β-carotene Extraction and
determination
[Abstract]β-carotene is an antioxidant, with detoxification function, is maintain human health indispensable nutriment. Lycopene (Lycopene) is a kind of carotenoids, the prevention and cure of cancer, enhance immunity, delay ageing effects, have plants as gold, known as the "21 century of health to be bestowed favor on newly". Therefore, extraction, isolation, identification of these active ingredients to become the research and development of these natural biological resources important segment. This experiment in the conventional methods of extracting natural organic compounds for beta carotene and lycopene samples, through the column chromatography separation, using ultraviolet spectrum method analyzed.
[Key words] β-carotene, lycopene, extraction, separation and determination
