葉綠素銅鈉鹽的制備研究

摘要：以甘蔗糖廠濾泥中提取的葉綠素為原料，探索了葉綠素銅鈉鹽的制備條件，結果表明，葉綠素銅鈉鹽在５０ ℃下皂化６０ ｍｉｎ；在ｐＨ 值為４的酸性條件下銅代６０ ｍｉｎ效果較好，對制得的葉綠素銅鈉鹽按ＧＢ３２６２－８２進行各項檢測，均符合國標要求。

關鍵詞：葉綠素銅鈉鹽；甘蔗糖廠；濾泥；制備

中圖分類號：Ｓ３９；Ｏ６２９．９文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）16－3381-03

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｄｉｕｍ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ

ＧＵＯ Ｈａｉ－ｒｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｆｅｉ，ＬＩ Ｙｕａｎ－ｙｕａｎ

（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒy ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００４，Cｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｆｉｌｔｅｒ ｍｕｄ ｆｒｏｍ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｍｉｌｌ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ the ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｏｄｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｒｅａｔｅｄ ａｔ ５０℃ ｆｏｒ ６０ ｍｉｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｅｘｃｈａｎｇｅｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｐＨ ４ ｂｕｆｆｅｒ for 60 min． Ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｓｏｄｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ ｗａｓ ｕｐ ｔｏ ｐａｒ ａｆｔｅｒ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ to ＧＢ３２６２－８２．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄs： ｓｏｄｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎ； ｓｕｇａｒcane ｍｉｌｌ； ｆｉｌｔｅｒ ｍｕｄ； ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ

葉綠素銅鈉鹽作為一種天然水溶性安全無毒食用色素，是經過聯合國糧農組織和我國食品添加劑標準委員會批準使用的色素［１］。該化合物用途廣泛，在醫藥方面，葉綠素銅鈉鹽對機體及細胞有膩和、促進新陳代謝的功效，有較強的防癌、治癌作用［２］；在日用化工方面，具有除臭、消炎等作用，廣泛用于藥物牙膏［３］；在食品添加劑方面，可作為糕點、糖果等食品的著色劑［４］。本研究以甘蔗糖廠濾泥中提取的葉綠素為原料制備葉綠素銅鈉鹽，考察了皂化、銅代等步驟對制備葉綠素銅鈉鹽的影響，利用紫外光譜法對制備的葉綠素銅鈉鹽進行了檢測，為實現濾泥的高效利用以及葉綠素銅鈉鹽的制備提供參考。

１材料與方法

１．１材料、試劑和儀器

濾泥取自金光糖廠（亞硫酸法制糖），經測定，濕濾泥含水量約為７４．４１％，烘干后干濾泥含水量約為５．９２％；９５％（Ｖ／Ｖ）乙醇（廣西上思糖廠），硫酸銅，石油醚、氫氧化鈉、醋酸、濃鹽酸等均為分析純試劑；ＤＷＦ－９０電動植物粉碎機（上海微型電機廠）；ＲＥ５２－９８旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠）。

１．２實驗方法

１．２．１從濾泥中提取葉綠素的工藝流程將濾泥干燥粉碎，微波預處理后，用９５％乙醇浸取，然后過濾得到葉綠素提取液。

１．２．２葉綠素銅鈉鹽制備工藝流程

１．２．３葉綠素銅鈉鹽的分析檢測樣品分析依照ＧＢ ３２６２－１９８２《食品添加劑 葉綠素銅鈉鹽國家標準》中相關指標進行測定分析。

２結果與分析

２．１濃縮對葉綠素銅鈉鹽制備的影響

濾泥經過浸提過濾后，取其提取液在５０ ℃下真空濃縮。該條件下，既可加快乙醇溶劑蒸出，又可避免提取液中的葉綠素因高溫而分解。乙醇溶劑回收量可達到投入量的６０％～７０％之間。

２．２皂化對葉綠素銅鈉鹽制備的影響

２．２．１皂化溫度對葉綠素銅鈉鹽制備的影響向含有葉綠素的濃縮液中加一定量５0 g/L的氫氧化鈉－乙醇溶液，在水浴鍋中加熱回流常壓皂化，葉綠素的皂化程度可通過石油醚來檢測：取少量皂化液，加入２～３滴石油醚搖勻，若上層無綠色，石油醚層呈現棕黃色或黃色，說明皂化完全；否則皂化不徹底。

從圖１可知，隨著溫度升高，參加皂化反應的葉綠素量不斷增加。溫度達到５０ ℃后，若繼續升高皂化溫度，則皂化反應的葉綠素增加趨于平緩，皂化反應水平較低。綜合考慮，升高溫度，能源消耗加大，因此選取５０ ℃作為皂化溫度。

２．２．２皂化時間對葉綠素銅鈉鹽制備的影響從圖２可以看出，隨著皂化時間延長，皂化液中葉綠素含量呈現明顯的下降趨勢，即濃縮液中的葉綠素大部分被皂化。在皂化的前７０ ｍｉｎ，濃縮液中葉綠素含量下降相對較快，之后相對較慢并趨于平緩。這可能是由于皂化反應是一個動態平衡，當皂化反應達到平衡時，產物水解的速度和葉綠素的皂化反應速度相等。若繼續延長皂化反應時間，對產物得率無影響，但是由于葉綠素不穩定，隨著皂化反應時間的增加，在堿性和溫度相對較高的情況下，葉綠素會不斷分解，導致溶液中葉綠素含量下降。所以，在皂化７０ ｍｉｎ后，葉綠素含量下降減慢，這表明其中一部分葉綠素參加皂化反應，另一部分可能已經分解變性。但另一方面，皂化反應需要持續不斷加熱以保證反應溫度恒定，若延長反應時間會導致能耗加大。綜合上述分析，本研究選取６０ ｍｉｎ作為皂化的最佳時間。

２．３銅代對葉綠素銅鈉鹽制備的影響

將上述皂化液冷卻至室溫后，移入分液漏斗，加入一定體積的石油醚后振蕩數次，靜置分層。收集下層的葉綠素皂化液，加入醋酸調節ｐＨ值至４．０左右，同時加入硫酸銅溶液，并不斷攪拌溶液，反應６０ ｍｉｎ。本研究表明，Ｃｕ２＋的加入量和溶液ｐＨ值將影響終產物的得率。

２．４成鹽對葉綠素銅鈉鹽制備的影響

將經過銅代反應得到的葉綠素銅酸溶于乙醇溶液中，置于磁力攪拌器上，逐滴加入５0 g/L ＮａＯＨ，當ｐＨ值為１２時，停止滴加ＮａＯＨ，收集溶液，進行真空濃縮，收集濃縮液于８０ ℃干燥箱中干燥，得呈墨綠金屬光澤的葉綠素銅鈉鹽。

２．５葉綠素銅鈉鹽產品的檢測分析結果

依據ＧＢ ３２６２－１９８２《食品添加劑 葉綠素銅鈉鹽國家標準》，采用紫外光譜法對葉綠素銅鈉鹽產品進行檢測分析，與指標對照，結果見表１。

葉綠素銅鈉鹽在４０５ ｎｍ和６３０ ｎｍ處有吸收峰（圖３），其紫外－可見光譜圖與葉綠素銅鈉鹽的標準譜圖相符合。

３結論

本研究以從甘蔗糖廠濾泥中提取的葉綠素為原料，探索了葉綠素銅鈉鹽的制備條件，結果表明，葉綠素銅鈉鹽制備工藝溫度５０ ℃、皂化６０ ｍｉｎ效果明顯；在ｐＨ值為４的酸性條件下銅代６０ ｍｉｎ效果較好，根據ＧＢ３２６２－８２，對制得的葉綠素銅鈉鹽進行各項檢測，均符合國標要求。

參考文獻：

［１］ 楊虎清，黃素娟．食品色素的過去、現在和未來［Ｊ］． 中國食品添加劑，２００２，（３）：１０－１４．

［２］ 鄭國棟，歐陽文，顏苗，等． 葉綠素及其衍生物的藥理研究進展［Ｊ］． 中南藥學，２００６，４（２）：１４６－１４８．

［３］ 羅慶鋒． 葉綠素的研究進展及葉綠素銅鈉的開發利用［Ｊ］． 林產化工通訊，１９９５（１）：３２－３３．

［４］ 閻炳宗． 食用著色劑·發展·趨勢［Ｊ］．食品科技，２００４，２：４７－５１．

［５］ ＢＵＤＺＩＮＳＫＩ Ｈ， ＬＥＴＥＬＬＩＥＲ Ｍ，ＧＡＲＲＩＧＵＥＳ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｏｐｅｎ ｃｅｌｌ ｏｆ ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ ａｒｏｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ｆｒｏｍ ｓｏｉｌｓ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ： ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｅｆｆｅｃｔ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ａ，１９９９，８３７（１－２）：１８７－２００．

［６］ 金春雪，金曉紅，龍林． 蠶沙中葉綠素的提取及葉綠素銅鈉的制備［Ｊ］． 信陽師范學院學報（自然科學版），２０００，１３（１）：８８－９０．

［７］ 孫之南． 從海藻中提取／制備葉綠素銅鈉鹽工藝及穩定性研究［Ｄ］． 天津科技大學，２００５．

［８］ ＶＡＮ ＤＵＹＮ， Ｍ， Ａ， ＰＩＶＯＮＫＡ， Ｅ． Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｆｒｕｉｔ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｅｔｅｔｉｃｓ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ： ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ［Ｊ］． Ｊ Ａｍ Ｄｉｅｔ Ａｓｓｏｃ． ２０００， １００（１２）：１５１１－１５２１．

［９］ 王曉，張紅俠，袁清昌，等． 桑葉制取葉綠素銅鈉鹽的工藝研究［Ｊ］． 山東輕工業學院學報，２００２，１６（1）：１６－１９．

［１０］ 黃森科． 水浮蓮葉制取葉綠素銅鈉鹽的工藝研究［Ｊ］． 工藝技術，２００２，２３（６）：３７－３８．

［１１］ 徐美弈，關雄泰，許學軍． 甘蔗葉制取葉綠素銅鈉鹽的研究［Ｊ］． 食品工業科技，２００２，２３（１）：５９－６０．

［１２］ 黃曉德，趙伯濤． 西蘭花葉葉綠素提取及葉綠素銅鈉鹽制備工藝研究［Ｊ］． 中國野生植物資源，２００７，２６（３）：４５－４７．

［１３］ 張軍，穆莉，劉朝良． 桑葉葉綠素鋅鈉鹽制備及其穩定性研究［Ｊ］． 食品與發酵工業，２００７，３３（５）：８４－８６．