论文部分内容阅读
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.063
摘 要：目的 薄层层析法和高效液相法两种分离方法在雨生红球藻中提取所得到的总类胡萝卜素来进行检测。方法 通过TLC法检测虾青素成分，通过HPLC法C18柱对虾青素中的各组分进行了准确分析和鉴定。结果 TLC检测虾青素成分发现，由于正己烷与丙酮的比例不同，会对细胞内的胡萝卜素薄层层析效果产生很大影响；展开时间10 min后，在虾青素的粗体物质中，其分离效果最佳，时间在10 min后继续延续就会出现拖尾现象。HPLC检测虾青素浓度曲线实验中，设计方程式精确快捷地测出了各种游离虾青素的浓度，当这个系数在0.99以上时，证明它们有良好的联系。结论 对虾青素TLC的展开效果影响较大的一个因素就是正己烷与丙酮不同比例配比；对展开时间影响虾青素薄层层析效果的探究中得知：当展开时间是10 min时，各成分的分离效果最佳。该文研究所得的结果及数据与文献中的报道大致一样。
关键词：雨生红球藻 虾青素 检验 色谱法
中图分类号：TS254.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0063-02
薄层色谱（Thin Layer Chromatography，TLC），又叫作薄层层析，属于固-液吸附色谱的一种，经常被用来做类胡萝卜素的分离纯化。这种方法就是在涂有硅胶薄层的玻璃板上点样品，再通过正己烷和丙酮的混合溶剂展开分离之后，可以看出：在硅胶薄层上，从雨生红球藻中提取的类胡萝卜素样品呈带状分布。当硅胶板上的类胡萝卜素进行有效分离时，因不同类的胡萝卜素其末端基因的差异，从而导致产生不同的色谱行为，随着不同速率的展开剂的应用差别，从而分离开不同的组分。
高效液相色谱法（HPLC）能对虾青素中的各组分含量予以高效、精准的分析，其分析的原理就是根据样品中不同组分，在固定相和流动相间的重复多次平衡分配，通过分配中产生的微小差别来达到分离的目的。可以利用时间来表示样品中的各组分在色谱柱内的滞留能力，这属于色谱定性的根本依据。色谱柱是整个系统中的核心组成部分，在其中进行HPLC的分离过程，文章通过C18柱对虾青素中的各组分进行了准确分析和鉴定。
1 实验材料
根据实现和查阅相关资料及文献可以发现，在提取虾青素时，用丙酮作为提取溶剂，对虾青素酯的皂化效果会有一定的影响。而且在通过HPLC进行分析时，还会有倒峰出现，所以，在文中，提取虾青素所用的溶剂是乙酸乙酯与乙醇（v/v，2/1）的混合溶剂。
1.1 实验试剂与材料
1.1.1 试剂
实验中用到的主要试剂有：德国Dr.Ehrenstorfer公司生产的纯度95.2%的虾青素标准品、上海埃彼化学试剂生产的正己烷（AR）、无水乙醇（AR）、三氯甲烷（AR）以及国药集团生产的甲醇（色谱纯）试剂。
1.1.2 材料
文章中用到的主要材料有青岛长扬化工公司生产的规格为20 mm×75 mm的CF254硅胶板以及规格为0.5 mm的玻璃毛细管点样管。
1.2 实验仪器
此文试验应用到的主要仪器设备由上海沪西仪器公司及上海华美公司提供。主要仪器有层析缸、RE-52AA旋转蒸发仪、循环水式多用真空泵、恒流泵以及高效1260型液相色谱仪等。
1.3 实验方法
TLC法检测虾青素成分，具体如下。
（1）硅胶板的活化。
硅胶吸附剂的颗粒外表面或它的多孔结构里，孔的外表面既能够吸附物质，也可以可逆地吸附水分，但如果吸附了水分，它对其他物质的吸附能力就随之有所降低，所以，吸附剂吸附能力的高低取决于它吸附了多少水分。活化指的就是硅胶在一定温度下烘烤，把吸附的水分除去。基于文献，选择在温度为100 ℃下活化1 h。
（2）最佳展开剂的确定。
把正己烷与丙酮的混合液作为TLC的展开剂，并对这两者因配比不同影响TCL效果进行研究，最终选择最好的展开剂。把正己烷与丙酮之间的体积比分别设定为9∶1、8∶2、7∶3、6∶4，再通过不同的展开效果来确定最好的展开剂。
（3）薄层层析操作方法。
把标准品（作为对照）和需要分析的各样品分别点在经过活化的硅胶板上，将所有点定在同一个位置上，并记至硅胶板的表面时，将硅胶板取出，记录下展开剂液面和样品中的各个组分在硅胶板上的位置，再测出原点与斑点和展开剂前沿之间的距离，用高扭矩以下的公式来计算Rf值。
2 结果与分析
2.1 TLC检测成分
对硅胶板进行活化，由于正己烷与丙酮的比例不同，这就会对细胞内的胡萝卜素薄层层析效果产生很大影响，当两者的体积比是7∶3的时候，此时分离的虾青素显现出的效果是最佳的，此时，Rf的标准值是0.22，且样品中的每种成分的Rf值都不相同，这样就能够较好地把其中4种不同的成分分离开。再把样品通过与硅胶板位置进行比较，可知，游离虾青素和标准样品在同一条直线上的颜色最淡，再通过虾青素中不同成分的不同含量和各个位置颜色的浓淡程度，就可以得出，游离虾青素点上，颜色最浓的点就是虾青素单酯，其次，颜色较淡的点就是虾青素双酯，因没有对照品，最上面的成分暂时不能确定。在装有展开剂的密闭层析缸中放入经过点样处理过后的硅胶板，因色素不同，样品点上出现的色素带就不同，当展开时间不在一定范围内的时候，就会出现一种叫拖尾的现象，在这个实验所使用的展开剂和条件下，展开时间10 min后，在虾青素的粗体物质中，其分离效果最佳，时间在10 min后继续延续就会出现拖尾现象。
2.2 HPLC检测成分
为了使得对游离虾青素浓度的检测方便快捷，以下做了一个关于游离虾青素浓度和HPLC峰面积图表来建立起了它们之间的一个方程式，这样就可以精确、快捷地测出各种游离虾青素的浓度，如图1的实验结果。当游离虾青素的浓度范围是0～15 mg/L时，它们基本保持呈直线的趋势，其方程式是：8983.2+239923x=y，在这当中，x表示游离虾青素的浓度（mg/L），y表示HPLC的峰面积；与之相关联的系数R2为0.9988。当这个系数在0.99以上时，证明它们有良好的联系，这个方程可以使用来定量分析游离虾青素的浓度。 通过游离虾青素的实验条件下，可以保留大概5.5 min，在提取品中发现的游离虾青素含量较少，这是由于提取品中的虾青素波峰很小。随着提取的进程，后面出现了比较明显的波峰，通过分析其结果，说明这两个较大的波峰是虾青素单酯与虾青素双酯。
通过计算虾青素提取品中各种物质的峰面积，就可以得出，游离虾青素占所提取的总类胡萝卜素的5.6%，虾青素单酯占67.5%，虾青素双酯占12.6%，其他成分为14.8%，这与文献中的报道数据大致是相同的。
3 虾青素的分离纯化及应用
在雨生红球藻中，虾青素大多是以酯的形式存在，不过由于在虾青素酯的组成中，其脂肪酸有很多种类，它们的构成也非常复杂多样，几乎没有任何对照品，加上其他类胡萝卜素的干预，导致很难对虾青素的分离纯化以及定量定性分析。所以，在此实验中，通过皂化法把不相同的虾青素酯变为游离虾青素，通过HPLC，就能精准测量出虾青素的含量了。此章节主要改进一些对皂化产生影响的条件，已达到在不影响虾青素本身性质的前提下来迅速有效地对虾青素酯进行皂化的目的。
经过皂化处理之后的虾青素粗提取品，主要就是游离虾青素。但依然会有其他少量色素存在，这些少量色素的来源大概是：其中一部分来源可能是游离虾青素的降解，另一部分可能来于原料中少量的其他类别的胡萝卜素（比如β-胡萝卜素、叶黄素以及其他色素等）。若还要对游离的虾青素和其他成分做进一步分离，就要对样品进行柱层析分离等步骤。柱层析的建立是基于在混合物中，不同组分在其物理性质和化学性质的不同点上的，这些性质的不同使其分离时间产生差异，这样就达到了分离的目的。这种方法操作比较简捷，分离纯度也很高，不需要很贵的一些器材，所以，这种方法在虾青素的分离中得到了广大应用。它不同于纸层析、薄层层析的特点就是它可以在工业生产的大规模分离中使用。
4 结语
文章重点通过薄层层析法和高效液相法两种分离方法，对雨生红球藻中提取所得到的总类胡萝卜素来进行检测，得出以下结论。
（1）虾青素TLC的展开效果影响较大的一个因素就是正己烷与丙酮不同比例配比，正己烷与丙酮之间的最佳配比（体积比）是7∶3。把正己烷：丙酮（v∶v，7∶3）的混合溶剂作为展开剂的时候，游离虾青素的Rf值是0.21，而且，各个样品中各种成分的Rf值是显然有较大差异的，这样就能够使得各种组分可以有效地分离开。
（2）在对展开时间影响虾青素薄层层析效果的探究中得知：当展开时间是10 min的时候，每一种成分的分离效果是最佳的。
（3）用薄层层析法对雨生红球藻中提取的总类胡萝卜素进行检测得知：虾青素单酯和双酯是总类胡萝卜素的主要成分，含有少量虾青素和其他成分。
通过HPLC对虾青素粗提取品的检测结果得知：游离虾青素在总类胡萝卜素的5.6%，虾青素单酯占67.3%，虾青素双酯占12.5%，其他成分为14.6%，与文献中的报道大致一样。
参考文献
[1] 李小慧，邹宁，孙东红，等.雨生红球藻中虾青素的提取工艺优化[J].安徽农业科学，2015（15）：23-24.
[2] 王红霞，杨雯，田洪，等.雨生红球藻中虾青素的提取及稳定性研究[J].中国食品添加剂，2015（2）：101-106.
摘 要：目的 薄层层析法和高效液相法两种分离方法在雨生红球藻中提取所得到的总类胡萝卜素来进行检测。方法 通过TLC法检测虾青素成分，通过HPLC法C18柱对虾青素中的各组分进行了准确分析和鉴定。结果 TLC检测虾青素成分发现，由于正己烷与丙酮的比例不同，会对细胞内的胡萝卜素薄层层析效果产生很大影响；展开时间10 min后，在虾青素的粗体物质中，其分离效果最佳，时间在10 min后继续延续就会出现拖尾现象。HPLC检测虾青素浓度曲线实验中，设计方程式精确快捷地测出了各种游离虾青素的浓度，当这个系数在0.99以上时，证明它们有良好的联系。结论 对虾青素TLC的展开效果影响较大的一个因素就是正己烷与丙酮不同比例配比；对展开时间影响虾青素薄层层析效果的探究中得知：当展开时间是10 min时，各成分的分离效果最佳。该文研究所得的结果及数据与文献中的报道大致一样。
关键词：雨生红球藻 虾青素 检验 色谱法
中图分类号：TS254.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0063-02
薄层色谱（Thin Layer Chromatography，TLC），又叫作薄层层析，属于固-液吸附色谱的一种，经常被用来做类胡萝卜素的分离纯化。这种方法就是在涂有硅胶薄层的玻璃板上点样品，再通过正己烷和丙酮的混合溶剂展开分离之后，可以看出：在硅胶薄层上，从雨生红球藻中提取的类胡萝卜素样品呈带状分布。当硅胶板上的类胡萝卜素进行有效分离时，因不同类的胡萝卜素其末端基因的差异，从而导致产生不同的色谱行为，随着不同速率的展开剂的应用差别，从而分离开不同的组分。
高效液相色谱法（HPLC）能对虾青素中的各组分含量予以高效、精准的分析，其分析的原理就是根据样品中不同组分，在固定相和流动相间的重复多次平衡分配，通过分配中产生的微小差别来达到分离的目的。可以利用时间来表示样品中的各组分在色谱柱内的滞留能力，这属于色谱定性的根本依据。色谱柱是整个系统中的核心组成部分，在其中进行HPLC的分离过程，文章通过C18柱对虾青素中的各组分进行了准确分析和鉴定。
1 实验材料
根据实现和查阅相关资料及文献可以发现，在提取虾青素时，用丙酮作为提取溶剂，对虾青素酯的皂化效果会有一定的影响。而且在通过HPLC进行分析时，还会有倒峰出现，所以，在文中，提取虾青素所用的溶剂是乙酸乙酯与乙醇（v/v，2/1）的混合溶剂。
1.1 实验试剂与材料
1.1.1 试剂
实验中用到的主要试剂有：德国Dr.Ehrenstorfer公司生产的纯度95.2%的虾青素标准品、上海埃彼化学试剂生产的正己烷（AR）、无水乙醇（AR）、三氯甲烷（AR）以及国药集团生产的甲醇（色谱纯）试剂。
1.1.2 材料
文章中用到的主要材料有青岛长扬化工公司生产的规格为20 mm×75 mm的CF254硅胶板以及规格为0.5 mm的玻璃毛细管点样管。
1.2 实验仪器
此文试验应用到的主要仪器设备由上海沪西仪器公司及上海华美公司提供。主要仪器有层析缸、RE-52AA旋转蒸发仪、循环水式多用真空泵、恒流泵以及高效1260型液相色谱仪等。
1.3 实验方法
TLC法检测虾青素成分，具体如下。
（1）硅胶板的活化。
硅胶吸附剂的颗粒外表面或它的多孔结构里，孔的外表面既能够吸附物质，也可以可逆地吸附水分，但如果吸附了水分，它对其他物质的吸附能力就随之有所降低，所以，吸附剂吸附能力的高低取决于它吸附了多少水分。活化指的就是硅胶在一定温度下烘烤，把吸附的水分除去。基于文献，选择在温度为100 ℃下活化1 h。
（2）最佳展开剂的确定。
把正己烷与丙酮的混合液作为TLC的展开剂，并对这两者因配比不同影响TCL效果进行研究，最终选择最好的展开剂。把正己烷与丙酮之间的体积比分别设定为9∶1、8∶2、7∶3、6∶4，再通过不同的展开效果来确定最好的展开剂。
（3）薄层层析操作方法。
把标准品（作为对照）和需要分析的各样品分别点在经过活化的硅胶板上，将所有点定在同一个位置上，并记至硅胶板的表面时，将硅胶板取出，记录下展开剂液面和样品中的各个组分在硅胶板上的位置，再测出原点与斑点和展开剂前沿之间的距离，用高扭矩以下的公式来计算Rf值。
2 结果与分析
2.1 TLC检测成分
对硅胶板进行活化，由于正己烷与丙酮的比例不同，这就会对细胞内的胡萝卜素薄层层析效果产生很大影响，当两者的体积比是7∶3的时候，此时分离的虾青素显现出的效果是最佳的，此时，Rf的标准值是0.22，且样品中的每种成分的Rf值都不相同，这样就能够较好地把其中4种不同的成分分离开。再把样品通过与硅胶板位置进行比较，可知，游离虾青素和标准样品在同一条直线上的颜色最淡，再通过虾青素中不同成分的不同含量和各个位置颜色的浓淡程度，就可以得出，游离虾青素点上，颜色最浓的点就是虾青素单酯，其次，颜色较淡的点就是虾青素双酯，因没有对照品，最上面的成分暂时不能确定。在装有展开剂的密闭层析缸中放入经过点样处理过后的硅胶板，因色素不同，样品点上出现的色素带就不同，当展开时间不在一定范围内的时候，就会出现一种叫拖尾的现象，在这个实验所使用的展开剂和条件下，展开时间10 min后，在虾青素的粗体物质中，其分离效果最佳，时间在10 min后继续延续就会出现拖尾现象。
2.2 HPLC检测成分
为了使得对游离虾青素浓度的检测方便快捷，以下做了一个关于游离虾青素浓度和HPLC峰面积图表来建立起了它们之间的一个方程式，这样就可以精确、快捷地测出各种游离虾青素的浓度，如图1的实验结果。当游离虾青素的浓度范围是0～15 mg/L时，它们基本保持呈直线的趋势，其方程式是：8983.2+239923x=y，在这当中，x表示游离虾青素的浓度（mg/L），y表示HPLC的峰面积；与之相关联的系数R2为0.9988。当这个系数在0.99以上时，证明它们有良好的联系，这个方程可以使用来定量分析游离虾青素的浓度。 通过游离虾青素的实验条件下，可以保留大概5.5 min，在提取品中发现的游离虾青素含量较少，这是由于提取品中的虾青素波峰很小。随着提取的进程，后面出现了比较明显的波峰，通过分析其结果，说明这两个较大的波峰是虾青素单酯与虾青素双酯。
通过计算虾青素提取品中各种物质的峰面积，就可以得出，游离虾青素占所提取的总类胡萝卜素的5.6%，虾青素单酯占67.5%，虾青素双酯占12.6%，其他成分为14.8%，这与文献中的报道数据大致是相同的。
3 虾青素的分离纯化及应用
在雨生红球藻中，虾青素大多是以酯的形式存在，不过由于在虾青素酯的组成中，其脂肪酸有很多种类，它们的构成也非常复杂多样，几乎没有任何对照品，加上其他类胡萝卜素的干预，导致很难对虾青素的分离纯化以及定量定性分析。所以，在此实验中，通过皂化法把不相同的虾青素酯变为游离虾青素，通过HPLC，就能精准测量出虾青素的含量了。此章节主要改进一些对皂化产生影响的条件，已达到在不影响虾青素本身性质的前提下来迅速有效地对虾青素酯进行皂化的目的。
经过皂化处理之后的虾青素粗提取品，主要就是游离虾青素。但依然会有其他少量色素存在，这些少量色素的来源大概是：其中一部分来源可能是游离虾青素的降解，另一部分可能来于原料中少量的其他类别的胡萝卜素（比如β-胡萝卜素、叶黄素以及其他色素等）。若还要对游离的虾青素和其他成分做进一步分离，就要对样品进行柱层析分离等步骤。柱层析的建立是基于在混合物中，不同组分在其物理性质和化学性质的不同点上的，这些性质的不同使其分离时间产生差异，这样就达到了分离的目的。这种方法操作比较简捷，分离纯度也很高，不需要很贵的一些器材，所以，这种方法在虾青素的分离中得到了广大应用。它不同于纸层析、薄层层析的特点就是它可以在工业生产的大规模分离中使用。
4 结语
文章重点通过薄层层析法和高效液相法两种分离方法，对雨生红球藻中提取所得到的总类胡萝卜素来进行检测，得出以下结论。
（1）虾青素TLC的展开效果影响较大的一个因素就是正己烷与丙酮不同比例配比，正己烷与丙酮之间的最佳配比（体积比）是7∶3。把正己烷：丙酮（v∶v，7∶3）的混合溶剂作为展开剂的时候，游离虾青素的Rf值是0.21，而且，各个样品中各种成分的Rf值是显然有较大差异的，这样就能够使得各种组分可以有效地分离开。
（2）在对展开时间影响虾青素薄层层析效果的探究中得知：当展开时间是10 min的时候，每一种成分的分离效果是最佳的。
（3）用薄层层析法对雨生红球藻中提取的总类胡萝卜素进行检测得知：虾青素单酯和双酯是总类胡萝卜素的主要成分，含有少量虾青素和其他成分。
通过HPLC对虾青素粗提取品的检测结果得知：游离虾青素在总类胡萝卜素的5.6%，虾青素单酯占67.3%，虾青素双酯占12.5%，其他成分为14.6%，与文献中的报道大致一样。
参考文献
[1] 李小慧，邹宁，孙东红，等.雨生红球藻中虾青素的提取工艺优化[J].安徽农业科学，2015（15）：23-24.
[2] 王红霞，杨雯，田洪，等.雨生红球藻中虾青素的提取及稳定性研究[J].中国食品添加剂，2015（2）：101-106.