玉米叶改性叶绿素的制备及稳定性研究

摘要：以玉米叶为原料提取了叶绿素，对提取的叶绿素经过皂化、铜代等过程制备了叶绿素铜酸。
研究了叶绿素铜酸的可见光吸收特性以及对光和热的稳定性。叶绿素是一种天然色素，对光和热都比较敏感，容易氧化裂解而褪色。所以，尽管叶绿素的来源非常丰富，也不能得到很好的利用。叶绿素的不稳定性主要由其中心金属离子所引起，如果将其中心金属离子用其他金属离子取代，将有可能得到颜色鲜艳、性能稳定的取代叶绿素，使其在食品、印染、光电转化等方面得到较好的应用。
玉米是北方地区的主要农作物。在北方地区，大多数的玉米秸秆和玉米叶用作肥料、牲畜饲料或被焚烧，而不能得到充分利用。玉米叶中含有丰富的叶绿素，如果能从玉米叶中提取叶绿素，并将其改性形成性质稳定的食用色素或工业染料，将会大大增加玉米种植的经济效益。为了充分开发利用有限的资源，我们以玉米叶为原料，制备叶绿素铜酸，并对其稳定性进行了研究。

1材料与仪器
鲜玉米叶；石油醚（30℃-60℃）、丙酮、无水乙醇、NaOH、CuSO、HC1，为分析纯试剂；真空冷冻干燥机、粉碎机、蒸馏装置、Uv-9100 紫外可见分光光度计等。

2制备方法
2.1叶绿素的提取
2.1.1提取原料的预处理
提取原料的预处理是为了去除玉米叶中的叶黄素、类胡萝卜素等杂质。取100g玉米叶，用自来水冲洗干净，剪碎后真空冷冻干燥。将干燥的玉米碎叶粉碎，用500ml石油醚在搅拌下浸提过夜，过滤后将滤渣自然风干用以提取叶绿素。滤液回收后进行蒸馏纯化，可被重复使用。
2.1.2叶绿素的提取
将经过预处理的玉米叶于丙酮溶液中搅拌提取2h，过滤。将滤液在蒸馏装置中56.5℃下蒸干，同时将丙酮回收。蒸馏烧瓶内壁上的绿色黏附物即为提取的叶绿素。
2.1.3叶绿素铜酸的制备
在上一步的蒸馏烧瓶内加入5g/100ml的NaOH溶液于70℃搅拌下皂化1h。用2mol/L的盐酸调节皂化液的PH为2-3，再加入10g/100ml的CuSO4溶液在60℃下取代1h，在烧瓶中有亮绿色的叶绿素铜酸析出。过滤，并用去离子水洗涤2-3次，即可得到叶绿素铜酸产品。

3结果与讨论
3.1叶绿素铜酸的可见光吸收特性
叶绿素铜酸与叶绿素的吸收光谱。叶绿素铜酸的可见光吸收光谱与叶绿素相比发生了一定的变化，在短波长段的吸收发生了大约50nm的蓝移；在长波长段650nm附近的吸收大大降低，与叶绿素相比，也发生了约50nm的蓝移。叶绿素改性后可见光吸收光谱的变化是由于结构变化所引起的。
3.2叶绿素铜酸的光稳定性
在200w的钨灯下隔1cm厚的水层（ 防止光源发热的影响）照射叶绿素铜酸的乙醇溶液，分别测定不同照射时段溶液在425nm和 650nm处的吸收。叶绿素铜酸的乙醇溶液在光照25h后在以上两个波段的吸收基本上没有变化，说明叶绿素铜酸对可见光具有较好的稳定性。
3.3叶绿素铜酸的热稳定性
将叶绿素铜酸的乙醇溶液在80℃水浴中回流保温，分别测定不同保温时段溶液在425nm和650nm处的吸收。叶绿素铜酸的乙醇溶液在80℃热处理25h后的吸收特性基本上没有发生变化，说明叶绿素铜酸对热的稳定性也比较好。
3.4性状及质量指标
制得的叶绿素铜酸为亮绿色准固态物质，无异味。用分光光度法测得其Cu的含量为3.64g/100g，符合GB3262-82。所以，制得的叶绿素铜酸可以作为食用色素使用。经试验，对植物纤维、TiO2颗粒等的染色能力也很强，所以，也可以作为纺织印染、化妆品等的着色剂。

4 结论
以玉米叶为原料制备了改性叶绿素———叶绿素铜酸，与叶绿素相比，虽然其可见光吸收光谱总体上发生了蓝移，在长波长段（650nm）的吸收也降低，但其色泽鲜艳，对光和热的稳定性大大提高，可作为食用色素、工业染料使用。实验结果对综合开发北方地区的玉米资源将有重要意义。

来源：惠合浓缩器