全 文 ：收稿日期: 2001-08-10
作者简介:王晓 ( 1971-) ,男 ,山东临沭人 ,硕士 ,从事天然产物方面研究。
文章编号: 1002-4026( 2001) 04-0014-04
大叶黄杨叶制备叶绿素铜钠盐的工艺研究
王晓 1 ,侯元夕 2 ,马小来 1 ,李琳波 1 ,江婷1
( 1. 山东省分析测试中心 ,山东 济南 250014; 2. 山东省沂水县第二中学 ,山东 沂水 276500)
摘要: 以鲜大叶黄杨叶为原料 ,用 95%酒精为溶剂提取叶绿素 ,再通过化学法制得叶绿素铜
钠盐。 工艺条件试验证明: 选用 5% NaOH溶液进行皂化 ,再用 10% CuSO4溶液进行铜代 ;最
后用丙酮溶解 , 5% NaOH乙醇溶液成盐 ,制得叶绿素铜钠盐达到国家标准。
关　键　词: 叶绿素 ;叶绿素铜酸 ;叶绿素铜钠盐
中图分类号: 　 TS202. 3　　　　文献标识码: A
近年来的研究表明 ,合成色素中不少品种具有不同程度的毒性和致癌性 ,长期食用将
严重危及人类的健康 ,因此对天然食用色素的研究与开发成了引人注目的课题。叶绿素铜
钠盐是联合国粮农组织 ( FAO)、世界卫生组织 ( WHO)和我国食品添加剂标准委员会批准
使用的一种天然食用色素 ,叶绿素铜钠盐以其固有的鲜亮绿色性 ,较叶绿素对光、热有较
好的稳定性及其特有的杀菌除臭性能而被广泛应用于食品工业中 [1 ]。在医药上 ,它可以用
来治疗传染性肝炎、胃及十二指肠溃疡、慢性肾炎及急性胰腺炎 ,还能增进造血机能及促
进放射线损害机体康复等 [2, 3 ]。在我国叶绿素铜钠盐的生产一直是以蚕沙为原料 ,近来也
有文献报道用松针、竹叶、甜菜叶等原料。 本文采用大叶黄杨叶为原料进行制备叶绿素铜
钠盐。 大叶黄杨 (Buxus myrica. Levl )俗名冬青 ,卫矛科 ,是一种常绿乔木 ,常用作绿化树
种 ,易于栽种且种植面积广 ,是一种很好的提取叶绿素的原料。
1　材料与设备
大叶黄杨叶 ;
95%乙醇、石油醚 ( 60～ 90沸程 )、丙酮、 HCl、NaOH、 CuSO4均为分析纯 ;
恒温水浴锅、恒温干燥箱、 BUCHI— 114型旋转蒸发仪、德盛牌组织捣碎机、 722型分
光光度计、 GBC918双光束紫外可见 -分光光度计。
2　制备原理及工艺
2. 1　制备原理
叶绿素分子核中的镁原子和四个吡咯环上的氮原子相结合 ,环上是双羧酸的酯 ,一个
第 14卷　第 4期
2001年 12月 　　　　　　　　
山 东 科 学
SHANDONG SCIENCE
　　　　　　　　　 Vol. 14　 No. 4
Dec. 2001
被甲醇所酯化 ,另一个被叶醇基所酯化 ,故可以发生皂化反应生成钠盐。 (以叶绿素 a为
例 )。
C55H72O5N4Mg+ 2NaOH C3 4H30O5N4MgNa2+ CH3OH+ C20 H39OH
在酸性介质中 ,叶绿素钠盐分子中的镁极易被氢原子取代生成褐色的叶绿素酸。
C34H30O5N4MgNa2+ 4H+ C34H34O5N4+ Mg2+ + 2Na+
叶绿素酸可与铜盐在加热条件下生成叶绿素铜酸析出 ,将叶绿素铜酸溶于丙酮 ,再与
碱反应 ,即生成叶绿素铜钠盐。
C34 H34O5N4+ Cu
2+
C34H32O5N4Cu+ 2H
+
C34 H32O5N4Cu+ 2NaOH C34 H30O5N4 CuNa2+ 2H2O
2. 2　制备工艺
鲜叶→预处理→浸提→浓缩→皂化→萃取→调酸置铜→纯化→成盐→烘干→成品
2. 3　制备工艺说明
2. 3. 1　原料预处理
原料的预处理包括去除杂质、烫漂、晾干、打碎等步骤。将收集到的叶子去除败叶及茎
梗 ,用水洗净。分批投入沸水并不断搅拌 ,烫漂 1min,迅速取出 ,用冷水降温 ,然后将水晾
干 ,打碎。烫漂的目的是使鲜叶中分解叶绿素的酶失活 ,提高产品得率。
2. 3. 2　浸提
多次试验发现 ,用 95%乙醇提取 ,以物料比 ( w /v ) 1∶ 8,浸提温度为 80℃ ,连续提取
两次 ,每次 2h,浸提率可达 90%以上。
2. 3. 3　浓缩
浸提完毕 ,将浸提液过滤 ,使之与叶分离 ,接着将浸提液减压浓缩 ,并将回收溶剂送浸
提工序循环使用。 在浓缩过程应把温度控制在 80℃以下减压蒸馏 ,这样既可防止叶绿素
的高温分解 ,又可加快溶剂的蒸出 ,浓缩至原体积的 14～ 15。
2. 3. 4　皂化
将浓缩液加入 5% NaOH溶液 ,调整溶液 pH11～ 12,在水浴 70～ 80℃条件下回流 ,常
压皂化 1h后 ,可视皂化完全程度适当增加皂化时间 ,用汽油检查皂化情况 ,完全皂化后减
压浓缩至原体积的一半 ,将皂化液加入石油醚振荡 ,静置分层 ,上层呈深黄色 ,是叶黄素、
蜡质、植物醇、胡萝卜素等脂溶性杂质 ,下层水相是深绿色的叶绿素盐皂化液。一般萃取 3
～ 4次即可 ,石油醚回收再利用。
2. 3. 5　酸化置铜
置铜反应前应将溶液的 pH值用盐酸调至 7。加入 10%的 CuSO4溶液后 ,再调 pH值
为 2～ 3,在不断搅拌的条件下 , 60～ 70℃水浴保温 50min,使 Cu2+ 逐步取代叶绿素酸中的
Mg
2+ ,生成的叶绿素铜酸以黑色粘稠物出现 ,此时再加入少量蒸馏水稀释 ,使之充分析
出。然后过滤 ,滤渣依次用蒸馏水和 40%的乙醇溶液洗涤 ,反复几次 ,以除去过量的 CuSO4
等可溶性杂质 ,以提高叶绿素铜酸的质量。
2. 3. 6　成盐
将叶绿素铜酸沉淀溶于丙酮 ,滴加 5% NaOH乙醇溶液 ,调 pH值为 11左右 ,此时有
·15·第 4期 王晓 ,等:大叶黄杨叶制备叶绿素铜钠盐的工艺研究
大量沉淀生成。减压回收丙酮 ,再将浓缩液转入不锈钢盘或搪瓷盘在 80℃条件下干燥 ,干
燥后的块状物研细过筛即得成品 ,收率约为 2. 2% 。
3　测定与分析
3. 1　叶绿素铜钠盐的质量检验
用本法制得的叶绿素铜钠盐为墨绿色粉末状物质 ,带金属光泽 ,它是叶绿素铜钠 a( R
= CH3 )与叶绿素铜钠 b( R= CHO)的混合物 ,易溶于水 ,微溶于乙醇、甲醇、氯仿 ,不溶于
石油醚、丙酮、正己烷 ,水溶液呈透明绿色。
表 1　叶绿素铜钠盐主要技术指标
指标名称 实测值 GB3262- 82标准
pH( 1%溶液 ) 10. 0 9. 0～ 10. 7
吸光度 E1% 1cmλmax= 405nm 570 ≥ 568
消光比值 ( E405 /E630 ) 3. 5 3. 2～ 4. 0
总铜 (以 Cu计 )% 未测 4. 0～ 6. 0
游离铜 (以 Cu计 )% 未测 ≤ 0. 025
干燥失重% 3. 2 ≤ 4. 0
3. 2　最大吸收峰λmax的测定
取一定量样品 ,用蒸馏水溶解 ,用
GBC918双光束紫外 -可见分光光度计在
330～ 700nm波长内扫描 ,见图 1。可知在
410nm和 630nm两个波长下叶绿素铜钠
盐有两个最大吸收峰。
3. 3　耐热性
将上述制得的叶绿素铜钠盐溶液以
图 1　产品的紫外 -可见吸收光谱
室温作为对照 ,分别在不同温度下加热 1h,
在 630nm下测其吸光值 ,见表 2,结果发现在
40℃下 ,吸光值变化不大 ,而随着温度升高吸
光值变小 ,高温对叶绿素铜钠盐具有一定的
破坏性。
3. 4　耐光性
将叶绿素铜钠盐溶液置于自然光和阳光
下 ,每隔一定时间进行测定其吸光度。结果见
表 3。由表中可知 ,光对叶绿素铜钠盐影响较
大 ,所以在制备和应用时应尽量避免强光照
射。
表 2　不同温度下的吸光度
温度 (℃ ) 20 40 60 80 100
A 0. 565 0. 560 0. 486 0. 436 0. 411
表 3　不同照射时间下的吸光度
时间 ( d) 0 3 9 12 16
A (自然光 ) 0. 704 0. 688 0. 486 0. 467 0. 413
A (直射光 ) 0. 704 0. 324 0. 151 0. 116 0. 105
4　结　论
大叶黄杨叶用 95%乙醇为溶剂提
取叶绿素 ,再通过化学法制得叶绿素铜
钠盐。 工艺条件试验证明: 选用 5%
NaOH溶液进行皂化 ,再用 10% CuSO4
溶液进行铜代 ;最后用丙酮溶解 , 5%
NaOH乙醇溶液成盐 ,可制得水溶性
好 ,色彩鲜艳 ,符合国家标准的叶绿酸
铜钠盐 ,残渣可用作饲料。
叶绿酸铜钠盐具有较好的耐热性 ,低温 ( 40℃ )对其影响不大 , 100℃加热 1h,保存率
·16· 山　东　科　学 2001年
为 73% 。光对叶绿酸铜钠盐影响较大 ,直射光影响远大于自然光。因此 ,在分离叶绿素和
制备叶绿酸铜钠盐的全过程中 ,要尽量避免高温和强光照射环境 ,以免产物分解而降低产
率。
用石油醚萃取的皂化液得到的上层液中含有多种可利用的脂溶性杂质 ,如叶黄素、蜡
质、植物醇、胡萝卜素等 ,可将这些物质分离开来 ,加以应用。
参考文献:
[ 1]　郑君秀 . 叶绿素铜钠盐的制备探讨 [ J]. 福建林业科技 , 1997, ( 1): 19-21.
[ 2]　杨立荣 ,胡斌 ,韩兆熊 ,等 . 叶绿素铜钠盐的制备 [ J]. 浙江大学学报 , 1998, ( 6): 32-38.
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[ 4]　周凌霄 ,林家莲 . 菠菜叶制备叶绿素铜钠盐的工艺研究 [ J]. 广州食品工业科技 , 2000, ( 3): 30-32.
Study on the preparation of sodium copper chlorophyl lin
fromBuxus myrica .Lev l. leaves
WANG Xiao
1 , HOU Yuan-xi
2 , M A Xiao-lai
1 , L I Lin-bo
1 , JIANG Ting
1
( 1. Shandong Analysis and Test Center , Jinan 250014,China;
2. The NO. 2 Middle School of Yishui , Yishui 276500,China)
Abstract: Using Buxus myrica. Lev l. leav es as raw material, chloropyhll is ex t racted wi th
95% ethy l alcohol. The technological progress is saponi fying wi th 5% NaOH solution, react-
ing wi th 10% CuSO4 solution, dissoloving with acetone solution in with alcohol solution wi th
NaOH( 5% ) is added, then the product is made.
Key words: Buxus myrica. Levl. leav es; chlorophyll; sodium copper chlorophyllin
·17·第 4期 王晓 ,等:大叶黄杨叶制备叶绿素铜钠盐的工艺研究