实验四：辣椒红色素的提取与分离
专业：生物工程
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
设计时间：
实验项目：辣椒红色素的提取与分离
实验原料：干辣椒若干
实验仪器：水浴锅（80℃），干粉搅拌器，索式提取器，旋转蒸发仪，层析柱
试剂：丙酮（石油醚95%乙醇）硅胶环己烷70%乙醇等
耗材及辅助器材：滤纸脱脂棉试管若干圆底烧瓶一个玻璃
棒1 支漏斗等。

参考文献：
[1]谭天伟. 生物分离技术.北京：化学工业出版社.，2007.7
[2]蒋本国，王艳颖，李春斌，刘秋.生物化学实验.大连民族学院。

2010.7
[3]刘宝全. 生化分离工程实验讲义（内部试用版）.大连民族学院生命科学院.2011.6
[4] 刘国诠，生物工程下游技术，北京：化学工业出版社，2003。

[5] 陈来同，生物化学产品制备技术，北京：科学技术文献出版社，2004。

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操作步骤：操作说明及结果记录：取红辣椒干粉10g
↓
用95%乙醇300mL，80℃索式提取4h
（或用其他溶剂如环已烷提取）
↓
浸提液减压蒸馏（40℃)
↓
浓缩液用少量环己烷溶解待用
↓
取8mL 硅胶和20ml 环己烷混匀装柱
↓
将浓缩液上样
↙↓洗脱液1 环己烷
↙↓洗脱液2 环己烷/丙酮(10:1)
分部1 分部2 色素
↓纸层析点样,跑样
紫外光下观测
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实验结果：
1、取红辣椒干粉质量m=5.446g
索氏提取数据记录表
回流次数 1 2 3 4 5 时间9:18 9:39 9:55 10:13 10:28 颜色深橘红色深橘红色桔黄色桔黄色淡黄色
（注：开始加热时间为8:05 ，结束时间为：10:28 ，历时2小时23分，水浴温度：99℃）
2、索氏提取浸提液的理化特征：
(1)第一、第二次回流液为深橘红色
3
（2）第三、第四次回流液为深桔黄色
4
（4）第五次回流后，粗体液呈深橘红色，清澈透明，颜色鲜艳，似干红颜色。

3、总的浸提液经旋转蒸发提纯后，梨形瓶内壁上附有一层粘稠的油状液体体，光亮
透明。

闻上去有清香的辣椒味道。

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产品
（注：开始旋转蒸发的时间为：10:56 ,结束时间为：11:10 ，历时14分钟）
4、称重：
空瓶质量：209.16 g 空瓶加产物质量：210.26 g
最终产物质量= 210.26 g —209.16 g = 1.1 g
%20.20%100446
.51.1%100=⨯=
⨯=原料样品质量
最终产物质量产品的率
5、样品的柱层析
（1）柱层析所用样品的体积：0.3ml
（2）样品经层析柱分离后产生三个色带，从上到下分别是：
橙黄色 深红色 黄色，
（3）其中黄色色带最长然后是橙黄色，最后为深红色。

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辣椒红素
辣椒玉红素
玉米黄质7
实验分析
1.提取结果分析
⑴辣椒红色素的粗提取：
辣椒红色素是天然红色素的一种，可从成熟的茄科红辣尖椒(Capsicum annum1)中提取。

辣椒果皮含有0．2％～0．5％的胡萝卜色烯类色素，其中辣椒红素和辣椒玉红素占总量的50％～60％。

其易溶于极性较大的有机溶剂，几乎不溶于水。

本实验中采用无水乙醇作为提取溶剂，采用索氏提取法常压回流提取。

粗体产物为透明酒红色液体。

⑵硅胶柱层析：（使用硅胶柱层析结果）
样品经层析柱分离后产生三个色带，从上到下分别为：橙黄色、深红色、黄色。

根据文献记载分析：
①最上层橙黄色色带中主要应为辣椒红素
辣椒红素是一种辣椒中的提取物，属于类胡萝卜素的一种。

其分子式为：
②中间深红色的条带为辣椒玉红素
分子式为：
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③最下层黄色条带为玉米黄质：
分子量：568.87 脂溶性粉末或油状物，为β胡萝卜素的衍生物，溶于乙醚、石油醚、丙酮、酯类等有机溶剂，不溶于水，在体内不能转化为Va，没有Va 活性，对光、热稳定性差，尤其光照对玉米黄质影响最大；对Fe3+和Al3+的稳定性也较差，但对其它离子、酸、碱及还原剂Na2SO3等较稳定。

分子式为：
⑶产品得率分析
本实验产品的得率为20.20%，得率偏低，除操作误差外，主要有以下原因：
①回流时间偏短，最终回流液体仍有淡黄色。

②提取不充分，进一步纯化时更换容器，有部分损失。

2、注意事项：
1 水浴温度应该保持在80 摄氏度左右。

2 进行索氏提取前，应将提取物用纸包好不能够有散漏。

3 丙酮用完后必须立刻密闭防止丙酮挥发。

4 在索氏提取器内加入的丙酮不能超过容量的一半。

5 旋转蒸发仪使用时应提前打开抽气泵。

6 浓缩液收集瓶必须保证干净。

7 在减压浓缩过程中需要适当调整转速和压力，以防止浓缩液
在烧瓶中过度分散，不易取出。

8 旋转蒸发仪使用结束后应及时关闭循环水式真空泵。

9 在抽提过程中要注意观察抽提次数准确操作。

10 随时观察抽提过程中液体颜色的变化，并做好记录。

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实验原理讨论
1.索氏提取原理：
利用溶剂回流和虹吸原理，使固体物质每一次都能为纯的溶剂所萃取，所以萃取效率较高。

萃取前应先将固体物质研磨细，以增加液体浸溶的面积。

然后将固体物质放在滤纸套内，放置于萃取室中。

如图安装仪器。

当溶剂加热沸腾后，蒸汽通过导气管上升，被冷凝为液体滴入提取器中。

当液面超过虹吸管最高处时，即发生虹吸现象，溶液回流入烧瓶，因此可萃取出溶于溶剂的部分物质。

就这样利用溶剂回流和虹吸作用使固体中的可溶物富集到烧瓶内。

2. 辣椒红色素：
辣椒红色素是天然红色素的一种，可从成熟的茄科红辣尖椒中提取。

辣椒红素和辣椒玉红素占总量的50％～60％。

辣椒红素不仅色价高，安全无毒，而且具有抗癌美容的功效，因此被广泛应用于食品、医药、化妆品和儿童玩具等领域。

我国辣椒资源丰富，种类繁多，从红辣椒中提取辣椒红素有广泛的前景，“七五”期间被列为国家食品添加剂重点攻关项目。

目前，国内外辣椒红素的生产方法主要有油溶法、超临界萃取法和有机溶剂法三种。

3.旋转蒸发仪的使用：
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。

仪器介绍：蒸馏烧瓶是一个带有标准磨口接口的梨形或圆底烧瓶，通过一高度回流蛇形冷凝管与减压泵相连，回流冷凝管另一开口与带有磨口的接收烧瓶相连，用于接收被蒸发
的有机溶剂。

在冷凝管与减压泵之间有活塞，当体系与大气相通时，可以将蒸馏烧瓶，接液
烧瓶取下，转移溶剂，当体系与减压泵相通时，则体系应处于减压状态。

使用时，应先减压，
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再开动电动机转动蒸馏烧瓶，结束时，应先停机，再通大气，以防蒸馏烧瓶在转动中脱落。

作为蒸馏的热源，常配有相应的恒温水槽。

4. 过滤注层吸原理：
柱层层析硅胶为一多孔性物质，分子中具有硅氧烷的铰链结构，同时主颗粒表面又有很多硅醇基，对不同物质吸附保留时间不同，达到分离提纯的目的。

硅胶层析法的分离原理是根据物质在硅胶上的吸附力不同而得到分离，一般情况下极性较大的物质容易被硅胶吸附，解吸，再吸附，再解吸过程。

极性小的用乙酸乙酯石油醚系统，拖尾可以加入少量氨水或水醋酸。

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