---------------杜家安 唐靖 番茄中提取分离β-胡萝卜素和番茄红素 ---------------杜家安 唐靖

性质简介

β-胡萝卜素 胡萝卜素是最早发现的一个多烯色素。后来，又发现了许多在结构上与胡萝卜素类似的色素，于是就把这类物质叫做胡萝卜色素类化合物，或者叫做类胡萝卜素。这类化合物大都难溶于水，易溶于弱极性或非极性的有机溶剂，因此又把这类物质叫做脂溶性色素。 胡萝卜素广泛存在于植物的叶、花、果实中，尤以胡萝卜中含量最高。胡萝卜素有α、β、γ三种异构体，在生物体中以β-异构体含量最多，生理活性最强。在动物体内，胡萝卜素在酶的作用下可转化为维生素A，因此，胡萝卜素又被叫做维生素A原。胡萝卜素在人和高等动物体内具有重要的生理功能，是人和高等动物生存不可缺少的营养物质。

番茄红素（Lycopene） 番茄红素是胡萝卜素的开链异物体。番茄红素在成熟的红色植物果实如番茄、西瓜、胡萝卜、草莓、柑桔等中含量最高，其中含量最多的是番茄。由于番茄红素不具有维生素A原活性，因此长期以来不被人们所重视。但近年来研究表明，番茄红素是一种优越的天然色素和生物抗氧化剂，它可以预防前列腺癌、乳腺癌和消化道（结肠、直肠与胃）癌的发生，在预防心血管疾病、动脉硬化等各种与衰老有关的疾病及增强机体免疫力方面具有重要作用。正因为如此，近年来国内外对番茄红素的研究方兴未艾，不仅有大量的研究文章公开发表，而且还有一些相关产品面市。番茄红素作为新型保健食品、食品添加剂、化妆品和药品具有广阔的市场前景。

两者异同 β-胡萝卜素和番茄红素的分子式均C40H56，分子量为536.85，β-胡萝卜素的熔点184℃，番茄红素的熔点174℃。β-胡萝卜素和番茄红素是不饱和碳氢化合物，难溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、正已烷、丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。

原理 番茄中含有番茄红素和少量的B-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。本实验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。因为二氯甲烷不与水混溶，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。根据番茄红素与B-胡萝卜素极性的差别，用柱层析可以将它们分离。分离效果可以用薄层层析进行检验。

仪器与试剂 仪器  三角瓶（50ml）、分液漏斗（150ml）、蒸馏瓶（50ml）、普通蒸馏装置（或减压蒸馏装置）、色谱柱、硅胶薄层板、量筒、烧杯、试管、层析缸。 试剂  番茄、食盐、丙酮、乙酸乙酯、石油醚（60~90℃）、乙醇、无水硫酸镁、氧化铝（层析用，100~200目） 、氯仿 、硅胶（层析用，200~300目）、无水硫酸钠、石油醚（60~90℃）：乙醇（2：1）（V/V）、石油醚：丙酮（3：2）（V/V）。

实验内容与步骤

类胡萝卜素的提取 （1）称取20g新鲜番茄果肉，捣碎，置于50ml三角瓶中，再加入5g食盐，用玻棒搅拌，使食盐与番茄果肉充分混合均匀，设置一定时间，便会看到果肉组织中水分大量渗出。脱水时间持续15~30min。随后将脱除下来的水分滤入150ml分液漏斗中。 （2）向经过食盐脱水的番茄果肉加入10ml丙酮，用玻棒搅拌，并静置5~10min。然后将丙酮提取液也滤入分液漏斗中。

（3）向经过丙酮处理的番茄果肉加入10ml乙酸乙酯浸提5min。浸提过程中应不时振摇三角瓶，使番茄果肉与溶剂充分接触；若室温过低，可将三角瓶置于温水浴中温热，但应注意不能使浸提溶剂明显挥发损失。5min后将提取液也滤入分液漏斗中，并用玻棒轻压残渣尽量使溶剂流尽。再用乙酸乙酯重复提取2次，每次10ml，合并提取液至分液漏斗中。

（4）充分振摇分液漏斗中的混合溶液，静置，完全分层后，分去水层，有机层（酯层）再用蒸馏水洗2次，每次8～10ml，弃去水层。酯层自分液漏斗上口倒入干燥的小三角瓶中，加入适量无水硫酸镁（或无水硫酸钠）干燥15min（注意：应避光）。 （5）干燥后的酯层滤入50ml干燥的蒸馏瓶中，水浴加热，小心蒸馏（最好减压蒸馏）浓缩至1～2ml。所得浓缩液即为类胡萝卜素样品。

柱层析分离 取一只长15 cm左右内径为1～1.2 cm的层析柱，柱内装有用石油醚调制的氧化铝。将类胡萝卜素溶解在4 mL苯中，用滴管在氧化铝表面附近沿柱壁缓缓加入柱中（留1～滴供以后的薄层层析用），打开活塞，至有色物料在柱顶刚流干时即关闭活塞。用滴管取几毫升石油醚，沿柱壁洗下色素，并通过放出溶剂至柱顶流干，从而使色素吸附在柱上。然后加大量的石油醚洗脱，黄色的β－胡萝卜素在柱中移动较快，红色的番茄红素移动较慢。收集洗脱液至黄色的β－胡萝卜素从柱上完全除去，然后用极性较大的氯仿作洗脱剂洗脱番茄红素（注意更换接受瓶）。将收集到的两个部分在通风橱内用热水蒸发至干。将样品分别溶于尽可能少的二氯甲烷中，尽快进行薄层层析。

薄层层析 在用硅胶G铺成的薄板上距离底边约1 cm处，分别用毛细管点上3个样品，中间点为未分离的混合物，两边分别点上分离得到的β－胡萝卜素和番茄红素。可以多次点样，即点完一次，待溶剂挥发后再在原来的位置点样。但要注意，必须在同一位置上点，而且样品斑点尽量小。点样时毛细管只要轻轻接触板面即可，切不可划破硅胶板。样品之间的距离为1～1.5 cm。将此板放入样装有环己烷作展开剂的层析缸中，盖上盖子。切勿让展开剂浸没样品斑点。待溶剂展开至10 cm左右时，取出层析板。因斑点会氧化而迅速消失，故要用铅笔立即圈出。计算不同样品的Rf值，比较不同样品Rf值大小的原因以及分离效果