柑橘皮化學成分分析實驗報告

2021-04-15 08:09:29 字數 4621 閱讀 2335

綜合化學實驗

一、實驗背景

1、柑橘皮營養價值

隨著人類對營養、健康意識的增強和物質文明的迅速發展,使得食品向自然、粗糙、低熱值、低鹽、低脂肪、符合原物、方便等方向發展,整個社會對營養食品越來越關注。 關於柑桔果皮的營養價值與藥用價值,國內外資料都有較詳盡的介紹,尤其是近年來,美國、巴西、日本、中國等國科學家在柑桔果皮的營養及綜合利用方面做了大量的研究,並取得了可喜成果。柑橘皮是柑橘果實加工後餘留的最大比例副產品,其內含豐富的生理活性成分以及磷、鈣、鐵、鋅等微量元素。

其所含營養成分除氨基酸外,其餘均高於果肉,尤其是富含具有一定生理活性成分如維生素c、類黃酮等物質,使柑橘皮及其提取物具有多重生理功效。

2、設計思路

3、實驗目的

(1)掌握水溶劑浸漬法提取維生素c和微量元素。

(2)掌握醇類回流法提取類黃酮成分。

(3)掌握水蒸氣蒸餾提取香精油成分。

(4)掌握碘量法測定維生素c含量。

(5)掌握原子吸收光譜測定金屬離子。

(6)掌握紫外光譜法測定類黃酮含量。

(7)掌握建立gc混合物分離的色譜條件,並以外標法測定相關物質的含量。

二、實驗原理

1、柑橘皮有效成分的提取

從天然產物中提取化學成分,常用的方法有溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法及昇華法。

(1)溶劑提取法

溶劑提取法是實際工作中應用最普遍的方法,根據天然產物中各化學成分的溶解效能,選用對有效成分溶解度大而對其他成分溶解度小的溶劑,用適當的方法將有效成分盡可能完全地從藥材組織中溶解出來。溶劑提取法的基本原理是在滲透、擴散作用下,溶劑滲透入藥材組織細胞內部,溶解可溶性物質,形成細胞內外溶質的濃度差而產生滲透壓,在滲透壓的作用下,細胞外的溶劑不斷進入藥材組織中,溶解可溶性成分,細胞內的濃溶液不斷向外擴散,如此反覆,直至細胞內外溶液濃度達到動態平衡即完成一次提取。濾出此溶液,再加入新溶劑,使細胞內外產生新的濃度差,提取可繼續進行,直至所需成分全部或大部分溶出。

溶劑提取法的關鍵是選擇合適的溶劑,一種好的溶劑應對所提成分有較大的溶解度,而對共存雜質的溶解度很小。良好溶劑的選擇應遵循「相似相溶」的經驗規律。一般說來,只要溶劑的極性與化學成分的極性相似,化學成分就易被溶解。

按照溶劑極性大小順序以及溶解效能不同,可將其分為水、親水性有機溶劑、親脂性有機溶劑三類:

水是強極性溶劑,對藥材組織的穿透力大,中藥中某些親水性成分如醣類、蛋白質、氨基酸、鞣質、有機酸鹽、生物鹼鹽、大多數苷類、無機鹽等,都可以水為提取溶劑。柑橘皮中維c和微量元素由於其很好的水溶性,故用水作溶劑提取。

親水性有機溶劑是指甲醇、乙醇、丙酮等極性較大且能與水相互混溶的有機溶劑,其中乙醇最為常用。 柑橘皮中的類黃酮物質在醇中有很好的溶解性,可用乙醇回流的方法提取。

親脂性有機溶劑如石油醚、苯、乙醚、氯仿、醋酸乙酯等,此類溶劑的特點是極性小,與水不能混溶,具較強的選擇性,只能提取親脂性成分,如揮發油、油脂、葉綠素、樹脂、某些游離生物鹼及一些苷元等。

溶劑的選擇要綜合考慮溶劑的極性、被提取成分及共存的其他成分的性質三方面的因素來決定,同時還應兼顧考慮溶劑是否使用安全、價廉易得、濃縮方便等特點。

(2)水蒸氣蒸餾

水蒸氣蒸餾是用來分離和提純液態或固態有機化合物的一種方法,常用於下列幾種情況:(1)某些沸點高的有機化合物,在常壓下蒸餾雖可與副產品分離,但易被破壞;(2)混合物中含有大量樹脂狀雜質或不揮發性雜質,採用蒸餾、萃取等方法都難於分離;(3)從較多固體反應物中分離出被吸附的液體。

使用水蒸氣蒸餾這種分離方法是有條件限制的,被提純物質必須具備以下幾個條件:(1)不溶或難溶於水;(2)與沸水長時間共存而不發生化學反應;(3)在100℃左右必須具有一定的蒸氣壓(一般不小於1.33 kpa)

柑橘香精油由檸檬烯,beta-蒎烯等純碳氫烯烴和高階醇類,醛類,酮類,酯類組成的含氧化合物組成。這些成分不溶於水,沸點較高,易被空氣中的氧氣氧化。因此常用水蒸氣蒸餾提取。

2、 維生素c的測定原理

維生素c是可溶於水的無色結晶,是一種分子結構最簡單的維生素。維生素c有防治壞血病的功能,所以在醫藥上常把它叫做抗壞血酸。維生素c在水溶液中易被氧化,在鹼性條件下易分解,維生素c具有較強的還原性,在酸性條件下,可被2,6-二氯靛酚氧化。

其結構如下所示:

滴定法是維生素c含量測定最主要的方法,滴定法主要有2,6一二氯靛酚滴定法和碘量法。本實驗用碘量法。

碘的標定i2 + 2s2o32- → 2i- + s4o62-

硫代硫酸鈉的標定: 6h+ + io3- +5i- → 3i2 + 3h2o

i2 + 2s2o32- → 2i- + s4o62-

以碘酸鉀為基準物,在酸性條件下與過量的碘化鉀反應生成i2與2s2o32-反應。

3、 原子吸收光譜測定金屬離子

柑橘皮中的微量金屬元素主要有鉀、鈣、鐵、鋅等,這些金屬離子的含量測定可以原子吸收光譜法測定。待測的柑橘皮的提取液在空氣-乙炔火焰中原子化,在光路中分別測定鋅對特定波長譜線的吸收。含量計算需要先建立各個金屬的標準工作曲線。

4、 紫外光譜測定黃酮類化合物

黃酮類化合物是一類具有c6一c3一c6 結構的酚類化合物的總稱,目前已從柑橘中鑑定出來的黃酮類化合物有6o餘種,最常見的為橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸香苷等二氫黃酮類。橙皮苷是目前柑橘屬黃酮中最主要的研究物件,橙皮苷(又稱陳皮苷或桔皮苷)為二氫黃酮苷類化合物,是橙皮素與葡萄糖和鼠李糖結合形成的苷類。由於橙皮苷和al(no3)3溶液在80℃反應15min後能形成黃色絡合物,通過波長掃瞄,可測其420nm有最大吸收,通過橙皮苷對照品的系列溶液得到工作曲線後,進行樣品中橙皮苷含量的測定。

5、氣相色譜測定香精油

柑橘皮中含有多種香精油,其中含量最大的4種香精油分別是:檸檬烯,beta-蒎烯,芳樟醇,乙酸芳樟醇。這四種成分沸點不高,受熱基本穩定,可用gc進行含量測定。

三、實驗儀器與試劑

儀器:滴定管(酸式、鹼式)、移液管、碘量瓶、燒瓶、冷凝管、容量瓶、錐形瓶、銅壺、布氏漏斗、抽濾瓶、圓底燒瓶、研缽、迴圈水式多用真空幫浦、spectaa220原子吸收光度計、uv-2501pc型紫外-可見分光光度計、氣相色譜儀gc-2014c

試劑:橘皮、乙醇(95%)、氯仿、碘酸鉀、硫代硫酸鈉、鹽酸(2%)、硫酸(3m)、1426mg/l zn2+離子儲備液、橙皮苷標準液等

四、實驗步驟

1、 維生素c提取及含量測定

(1)柑橘皮水溶性成分的提取:新鮮柑橘皮50g稱量,剪成20*20cm細條,加80ml2%的hcl,浸泡0.5小時,抽濾,再加50ml2%鹽酸,浸泡0.

5h,抽濾,再加50ml2%鹽酸,浸泡0.5h,抽濾,合併三次濾液,定容到250ml,移取10ml儲存用於原子吸收分析,剩餘用於維生素c測定。

(2) 維生素c的含量測定

a.na2s2o3溶液的配製(0.01mol/l):稱取約0.7895g的硫代硫酸鈉結晶固體於小燒杯內,加少量蒸餾水溶解,定容於250ml容量瓶中,轉移到棕色瓶中備用。

b. i2溶液的配製(0.01mol/l)已配好。

c.碘酸鉀標準溶液配製:差量法準確稱取碘酸鉀0.1052g,放入碘量瓶中,加20ml水,3ml3ml/l的h2so4和10ml的10%的ki,用蒸餾水稀釋定容到250ml。

d.硫代硫酸鈉溶液的標定:用水沖洗鹼式滴定管,再用少量硫代硫酸鈉溶液潤洗,然後加入硫代硫酸鈉至0刻度以上,排氣;用移液管移取kio3標準溶液25.

00ml,加入3ml 3m的硫酸、10ml 10%碘化鉀溶液,用硫代硫酸鈉滴定該碘酸鉀溶液至淺黃色,加入2ml澱粉指示劑,滴定至無色且30s內不變色;重複三次上述操作並記錄資料;

e.i2溶液的標定

用移液管移取25.00ml)i2溶液到碘量瓶中,用硫代硫酸鈉滴定至淺黃色,加入2ml澱粉指示劑,滴定至無色;重複三次上述操作並記錄資料;

f.用標定好的碘溶液滴定樣品,將240ml的維c提取液倒至錐形瓶中,滴定前加入2ml澱粉指示劑 ,滴定至淡藍色。

2、aas測zn2+

(1)標準溶液的配製:稱取0.2981g氧化鋅基準物,用6mol/l的hcl定容至100ml,稀釋100倍後,分別移取0.

50ml、1.00ml、1.50ml、2.

00ml、2.50ml上述溶液至編號為1-5的50ml容量瓶中,稀釋定容後待用。

(2)工作曲線繪製及樣品含量測量:按濃度重低到高的順序依次測定1-5號容量瓶中不同濃度標準液的的吸光度並記錄資料繪製工作曲線。標準液測定完畢後,取步驟1中所移取出的10.

00ml維c提取液,用尼龍濾網抽濾該維c提取液,抽濾完成後測定其吸光度。

3、橙皮苷的提取和含量測定

(1) 乙醇回流提取橙皮苷:定量20g橘皮在80ml乙醇中回流2小時,過濾,用乙醇定容到100ml容量瓶中,備用。

(2) 橙皮苷含量的測定:

儲備液:稱取0.0989g橙皮苷配製橙皮苷標準液(2mg/ml),用0.

1m氫氧化鈉:乙醇=50:50,定容到50ml容量瓶中。

將儲蓄液稀釋5倍至0.4mg/ml。

標準曲線繪製:分別精密量取0.50ml、1.

00ml、2.00ml、3.0ml、4.

0ml的橙皮苷標準儲備溶液0.4mg/ml,用用0.1m氫氧化鈉:

乙醇=50:50定容到50ml容量瓶中。用移液管準確移取0.

25ml樣品於50ml容量瓶中,用乙醇定容。

(3)將紫外-分光光度計開機預熱、設定,將參比液放入比色皿中,調零。自檢,波長範圍為225~400nm,掃瞄速度為快。基線校準。

開啟樣品室蓋,對移取編號為3的那瓶溶液進行測定,確定最大吸收波長為287.10nm、361.90nm,之後按濃度由低到高的順序,依次測定五個標準品的吸光度並記錄資料,最後測定樣品的吸光度並記錄。

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