0综合化学实验-柑橘皮化学成分分析报告柑橘皮化学成分分析浙江理工大学1 一、实验背景1、柑橘皮营养价值随着人类对营养、健康意识的增强和物质文明的迅速发展，使得食品向自然、粗糙、低热值、低盐、低脂肪、符合原物、方便等方向发展，整个社会对营养食品越来越关注。关于柑桔果皮的营养价值与药用价值，国内外资料都有较详尽的介绍，尤其是近年来，美国、巴西、 日本、中国等国科学家在柑桔果皮的营养及综合利用方面做了大量的研究，并取得了可喜成果。 柑橘皮是柑橘果实加工后余留的最大比例副产品，其内含丰富的生理活性成分以及磷、钙、铁、锌等微量元素。其所含营养成分除氨基酸外，其余均高于果肉，尤其是富含具有一定生理活性成分如维生素C、 类黄酮等物质， 使柑橘皮及其提取物具有多重生理功效。2、设计思路3、实验目的（1）掌握水溶剂浸渍法提取维生素C 和微量元素。（2）掌握醇类回流法提取类黄酮成分。（3）掌握水蒸气蒸馏提取香精油成分。（4）掌握碘量法测定维生素C 含量。掌握溶剂浸渍法提 取维 C 和微量元素掌握碘量法测 定维 C 含量有效成分提取掌握溶剂回流 法提取类黄酮掌握水蒸气蒸 馏法提取香精 油有效成分分析掌握气相色谱法 分离定量香精油 掌握紫外光谱法 测定类黄酮含量掌握原子吸收测 定金属离子含量 橙皮苷含量柑橘皮化学成分分析浙江理工大学2 （5）掌握原子吸收光谱测定金属离子。（6）掌握紫外光谱法测定类黄酮含量。（7）掌握建立GC 混合物分离的色谱条件，并以外标法测定相关物质的含量。二、实验原理1、柑橘皮有效成分的提取从天然产物中提取化学成分，常用的方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法及升华法。（1）溶剂提取法溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法，根据天然产物中各化学成分的溶解性能，选用对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，用适当的方法将有效成分尽可能完全地从药材组织中溶解出来。溶剂提取法的基本原理是在渗透、扩散作用下， 溶剂渗透入药材组织细胞内部，溶解可溶性物质，形成细胞内外溶质的浓度差而产生渗透压，在渗透压的作用下， 细胞外的溶剂不断进入药材组织中，溶解可溶性成分，细胞内的浓溶液不断向外扩散，如此反复， 直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡即完成一次提取。滤出此溶液，再加入新溶剂，使细胞内外产生新的浓度差，提取可继续进行，直至所需成分全部或大部分溶出。溶剂提取法的关键是选择合适的溶剂，一种好的溶剂应对所提成分有较大的溶解度，而对共存杂质的溶解度很小。良好溶剂的选择应遵循“相似相溶”的经验规律。一般说来， 只要溶剂的极性与化学成分的极性相似，化学成分就易被溶解。按照溶剂极性大小顺序以及溶解性能不同，可将其分为水、亲水性有机溶剂、亲脂性有机溶剂三类：水是强极性溶剂，对药材组织的穿透力大，中药中某些亲水性成分如糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、无机盐等，都可以水为提取溶剂。柑橘皮中维 C 和微量元素由于其很好的水溶性，故用水作溶剂提取。亲水性有机溶剂是指甲醇、 乙醇、 丙酮等极性较大且能与水相互混溶的有机溶剂，其中乙醇最为常用。柑橘皮中的类黄酮物质在醇中有很好的溶解性，可用乙醇回流的方法提取。柑橘皮化学成分分析浙江理工大学3 亲脂性有机溶剂如石油醚、苯、乙醚、氯仿、醋酸乙酯等，此类溶剂的特点是极性小，与水不能混溶，具较强的选择性，只能提取亲脂性成分，如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、某些游离生物碱及一些苷元等。溶剂的选择要综合考虑溶剂的极性、被提取成分及共存的其他成分的性质三方面的因素来决定，同时还应兼顾考虑溶剂是否使用安全、价廉易得、浓缩方便等特点。（2）水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法，常用于下列几种情况： （1）某些沸点高的有机化合物，在常压下蒸馏虽可与副产品分离，但易被破坏；（2）混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质，采用蒸馏、萃取等方法都难于分离；（3）从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。使用水蒸气蒸馏这种分离方法是有条件限制的，被提纯物质必须具备以下几个条件：（1）不溶或难溶于水； （2）与沸水长时间共存而不发生化学反应；（3）在 100左右必须具有一定的蒸气压（一般不小于1.33 kPa ）柑橘香精油由柠檬烯,beta- 蒎烯等纯碳氢烯烃和高级醇类,醛类 ,酮类 ,酯类组成的含氧化合物组成。 这些成分不溶于水,沸点较高 ,易被空气中的氧气氧化。因此常用水蒸气蒸馏提取。2、 维生素 C 的测定原理维生素 C 是可溶于水的无色结晶，是一种分子结构最简单的维生素。维生素 C 有防治坏血病的功能，所以在医药上常把它叫做抗坏血酸。维生素C 在水溶液中易被氧化，在碱性条件下易分解，维生素C 具有较强的还原性，在酸性条件下，可被2，6-二氯靛酚氧化。其结构如下所示：柑橘皮化学成分分析浙江理工大学4 滴定法是维生素C 含量测定最主要的方法，滴定法主要有2，6 一二氯靛酚滴定法和碘量法。本实验用碘量法。碘的标定：I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-硫代硫酸钠的标定：6H+ + IO3- +5I- 3I2 + 3H2O I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-以碘酸钾为基准物，在酸性条件下与过量的碘化钾反应生成I2与 2S2O32-反应。3、 原子吸收光谱测定金属离子柑橘皮中的微量金属元素主要有钾、钙、铁、锌等， 这些金属离子的含量测定可以原子吸收光谱法测定。待测的柑橘皮的提取液在空气-乙炔火焰中原子化，在光路中分别测定锌对特定波长谱线的吸收。含量计算需要先建立各个金属的标准工作曲线。4、 紫外光谱测定黄酮类化合物黄酮类化合物是一类具有C6 一 C3 一 C6 结构的酚类化合物的总称，目前已从柑橘中鉴定出来的黄酮类化合物有6O 余种，最常见的为橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸香苷等二氢黄酮类。橙皮苷是目前柑橘属黄酮中最主要的研究对象，橙皮苷 （又称陈皮苷或桔皮苷） 为二氢黄酮苷类化合物，是橙皮素与葡萄糖和鼠李糖结合形成的苷类。由于橙皮苷和Al(NO3)3溶液在 80反应 15min 后能形成黄色络合物，通过波长扫描，可测其420nm 有最大吸收，通过橙皮苷对照品的系列溶液得到工作曲线后，进行样品中橙皮苷含量的测定。5、气相色谱测定香精油柑橘皮中含有多种香精油，其中含量最大的4 种香精油分别是：柠檬烯，beta- 蒎烯，柑橘皮化学成分分析浙江理工大学5 芳樟醇，乙酸芳樟醇。这四种成分沸点不高，受热基本稳定，可用GC 进行含量测定。三、实验仪器与试剂仪器：滴定管（酸式、碱式）、移液管、碘量瓶、烧瓶、冷凝管、容量瓶、锥形瓶、铜壶、布氏漏斗、抽滤瓶、圆底烧瓶、研钵、循环水式多用真空泵、SpectAA220 原子吸收光度计、UV-2501PC 型紫外 -可见分光光度计、气相色谱仪GC-2014C 试剂： 橘皮、 乙醇（95%） 、氯仿、 碘酸钾、 硫代硫酸钠、 盐酸（2%） 、硫酸（3M） 、1426mg/L Zn2+离子储备液、橙皮苷标准液等四、实验步骤1、 维生素 C 提取及含量测定（1） 柑橘皮水溶性成分的提取：新鲜柑橘皮50g 称量，剪成 20*20cm 细条，加 80mL2%的 HCl ，浸泡 0.5 小时，抽滤，再加50ml2% 盐酸，浸泡0.5h ，抽滤，再加50ml2% 盐酸，浸泡 0.5h ，抽滤，合并三次滤液，定容到250mL ，移取 10mL 保存用于原子吸收分析，剩成 分结构沸点柠檬烯175177Beta- 蒎烯H155156芳樟醇 OH193194乙酸芳樟酯OO219220柑橘皮化学成分分析浙江理工大学6 余用于维生素C 测定。（2） 维生素 C 的含量测定a.Na2S2O3溶液的配制（ 0.01mol/L ） : 称取约 0.7895g 的硫代硫酸钠结晶固体于小烧杯内，加少量蒸馏水溶解，定容于250ml 容量瓶中，转移到棕色瓶中备用。b. I2溶液的配制（ 0.01mol/L ）已配好。c. 碘酸钾标准溶液配制：差量法准确称取碘酸钾0.1052g ，放入碘量瓶中，加20ml 水，3ml3ml/L 的 H2SO4和 10ml 的 10% 的 KI，用蒸馏水稀释定容到250ml。d. 硫代硫酸钠溶液的标定：用水冲洗碱式滴定管，再用少量硫代硫酸钠溶液润洗，然后加入硫代硫酸钠至0 刻度以上，排气；用移液管移取KIO3标准溶液25.00mL，加入3mL 3M的硫酸、 10mL 10% 碘化钾溶液，用硫代硫酸钠滴定该碘酸钾溶液至浅黄色，加入2mL淀粉指示剂，滴定至无色且30s 内不变色；重复三次上述操作并记录数据；e.I2溶液的标定用移液管移取25.00mL）I2溶液到碘量瓶中，用硫代硫酸钠滴定至浅黄色，加入2mL淀粉指示剂，滴定至无色；重复三次上述操作并记录数据；f. 用标定好的碘溶液滴定样品，将240ml 的维 C提取液倒至锥形瓶中，滴定前加入2mL淀粉指示剂，滴定至淡蓝色。2、AAS测 Zn2+（1）标准溶液的配制：称取0.2981g 氧化锌基准物，用6mol/L 的HCl定容至 100ml，稀释100倍后，分别移取0.50ml 、1.00ml 、1.50ml 、2.00ml 、2.50ml 上述溶液至编号为1-5的50mL容量瓶中，稀释定容后待用。（2）工作曲线绘制及样品含量测量：按浓度重低到高的顺序依次测定1-5 号容量瓶中不同浓度标准液的的吸光度并记录数据绘制工作曲线。标准液测定完毕后，取步骤1中所移取出的 10.00mL维C提取液，用尼龙滤网抽滤该维C提取液，抽滤完成后测定其吸光度。3、橙皮苷的提取和含量测定（1） 乙醇回流提取橙皮苷：定量20g 橘皮在 80ml 乙醇中回流2 小时，过滤，用乙醇定容到 100ml 容量瓶中，备用。柑橘皮化学成分分析浙江理工大学7 （2） 橙皮苷含量的测定：储备液：称取0.0989g 橙皮苷配制橙皮苷标准液（2mg/ml ） ，用 0.1M 氢氧化钠：乙醇=50:50 ，定容到50ml 容量瓶中。将储蓄液稀释5 倍至 0.4mg/ml 。标准曲线绘制：分别精密量取0.50ml 、1.00ml 、2.00ml 、 3.0ml 、4.0ml 的橙皮苷标准储备溶液0.4mg/ml ，用用 0.1M 氢氧化钠：乙醇=50:50 定容到 50ml 容量瓶中。用移液管准确移取0.25mL 样品于 50ml 容量瓶中，用乙醇定容。（3）将紫外 -分光光度计开机预热、设置，将参比液放入比色皿中，调零。自检，波长范围为 225400nm，扫描速度为快。基线校准。打开样品室盖，对移取编号为3 的那瓶溶液进行测定，确定最大吸收波长为287.10nm、 361.90nm，之后按浓度由低到高的顺序，依次测定五个标准品的吸光度并记录数据，最后测定样品的吸光度并记录。用三号在 200-700nm 内确定最大波长。在最大波长处分别测定吸光度值，以值(y)为横坐标、橙皮苷的含量(x，mgm1)为纵坐标作线性回归，得标准曲线。样品含量的测定：样品液稀释100 倍，在最大吸收波长处测定吸光度。4、 香精油的提取和分析（1） 水蒸气蒸馏提取橘皮香精油：称取 30g 的柑橘皮，剪成细条状，进行水蒸气蒸馏，控制水蒸气蒸馏速度，蒸馏1.5h ，收集 100-150ml左右的馏出液，将馏出液转移到分液漏斗中，用30ml 氯仿萃取一次后，水层继续用20ml 氯仿萃取一次，合并两次氯仿溶液，加无水硫酸钠至溶液澄清，用氯仿定容到50ml 容量瓶中。（2）气相色谱测定香精油的含量：先进行色谱条件优化选出最优条件在进行样品及标准液的测定，优化条件为：柱温：恒温180保留 10min；柱温： 60，以 30/min 的速度柑橘皮化学成分分析浙江理工大学8 升到 180，保留0min；柱温： 60，以 10/min 的速度升到180，保留0min；优化完成后，选择最优条件进行样品的测定，并记录数据。柑橘皮中含量最大的4 种香精油分别是：柠檬烯，beta-蒎烯，芳樟醇，乙酸芳樟醇。将上述 4 中对照品配