不同比例有机溶剂浸提除甲醛植物叶片色素效果研究

摘要 ［目的］探讨除甲醛植物叶片叶绿素的最佳的提取方法。［方法］以4种植物（绿萝、虎尾兰、吊兰、碧玉）为材料，设置7种有机溶剂（95%乙醇、80%丙酮、80%丙酮∶95%乙醇=1∶1、80%丙酮∶95%乙醇=2∶1、80%丙酮∶95%乙醇=1∶2、80%丙酮∶95%乙醇∶水=3∶6∶1、80%丙酮∶95%乙醇∶水=4.5∶4.5∶1）分别浸提其叶绿素和类胡萝卜素，从中筛选出最佳浸提比例。［结果］在663和645 nm、665和649 nm两段不同波长下测定色素效果存在明显差异。不同比例浸提液间也存在明显差异，其中80%丙酮∶95%乙醇（1∶1）混合液浸提绿萝和虎尾兰叶绿素含量、类胡萝卜素含量效果最好，95%乙醇提取液浸提吊兰和碧玉叶片叶绿素含量、类胡萝卜素含量效果最好。4种植物叶绿素和类胡萝卜素含量从高到低依次为绿萝＞虎尾兰＞吊兰＞碧玉。［结论］研究结果为除甲醛植物叶绿素提取工艺的进一步优化提供理论依据。

关键词 除甲醛植物；浸提；叶绿素；类胡萝卜素；有机溶剂

中图分类号 Q946  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）16-0001-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.16.001

Study on the Effect of Different Proportions of Organic Solvents on Extracting Pigments from Formaldehyde Removal Plant Leaves

ZHI Hui， XIA Qing

（Department of Life Sciences，Lüliang University，Lüliang，Shanxi 033001）

Abstract ［Objective］To explore the best extraction method of chlorophyll from formaldehyde removal plant leaves. ［Method］Chlorophyll and carotenoids were extracted from four plants （Epipremnum aureum，Sansevieria trifasciata，Chlorophytum comosum，Peperomia tetraphylla） with seven organic solvents （95% ethanol， 80% acetone， 80% acetone∶95% ethanol =1∶1， 80% acetone∶95% ethanol =2∶1， 80% acetone∶95% ethanol =1∶2， 80% acetone∶95% ethanol∶water =3∶6∶1， 80% acetone∶95% ethanol∶water =4.5∶4.5∶1）， and the best extraction ratio was selected. ［Result］There were significant differences in the determination of pigments at 663，645 nm and 665，649 nm. There were also significant differences among different proportions of extraction solutions， among which 80% acetone∶95% ethanol （1∶1） extraction solution had the best effect on the chlorophyll content and carotenoid content of Epipremnum aureum and Sansevieria trifasciata， and 95% ethanol extraction solution had the best effect on the chlorophyll content and carotenoid content of Chlorophytum comosum and Peperomia tetraphylla. The chlorophyll content and carotenoid content of the four plants from high to low were as follows： Epipremnum aureum>Sansevieria trifasciata> Chlorophytum comosum>Peperomia tetraphylla. ［Conclusion］The results provide a theoretical basis for the further optimization of the extraction process of chlorophyll from formaldehyde removal plants.

Key words Formaldehyde removal plant;Extraction;Chlorophyll;Carotenoid;Organic solvent

基金项目 山西省应用基础研究计划（自然探索类）项目（20210302-124243）；吕梁市引进高层次科技人才重点研发项目（2021RC-2-30）；山西省应用基础研究计划（自然探索类）项目（202103021223384）。

作者简介 智慧（1986—），男，山西左权人，实验员，从事生理生态实验室的日常工作。

通信作者，副教授，博士，从事作物生理生态研究。

收稿日期 2022-09-02

常见的除甲醛植物主要有吊兰、虎尾兰、绿萝、芦荟、白掌等，它们主要通过茎叶吸收、根系微生物的降解及土壤吸收等净化甲醛。而植物茎叶吸附甲醛的能力则与植物叶绿素细胞对甲醛分子的喜好程度有关。叶绿素是植物进行光合作用最重要的物质基础，不溶于水，可溶于有机溶剂［1］，主要分为叶绿素a和叶绿素b两大部分，前者为蓝黑色晶体，后者为深色晶体［2-3］。叶绿素提取通常采用有机溶剂中的叶绿素溶解原理，该方法操作简单、效率高、误差小、稳定性较好［4］。目前常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、丙酮-乙醇混合液、石油醚及二甲基甲酰胺等。任红等［5］对菜心叶片叶绿素进行提取发现丙酮与乙醇体积比为2∶1时效果最佳。王红梅等［6］研究发现适合三角槭叶片叶绿素的浸提液比例为丙酮∶乙醇＝1∶1。胡秉芬等［1］研究表明枣树叶片提取效果最佳的比例为95%乙醇和乙醇∶丙酮=1∶1。向芬等［7］认为茶树叶绿素提取最佳比例为丙酮∶乙醇=1∶2。牟建梅等［8］研究发现白菜叶绿素提取效果较好的溶剂比例为乙醇∶丙酮=1∶1、1∶2。

前人研究多集中在果树及蔬菜叶片的叶绿素提取，而对除甲醛植物的提取方面鲜有报道。因此，该研究拟选用吊兰、虎尾兰、绿萝、碧玉4种除甲醛植物为材料，用不同比例的乙醇与丙酮混合液进行提取，探索除甲醛植物叶片叶绿素提取的最佳有机溶剂比例。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料分别为吊兰、虎尾兰、绿萝、碧玉。丙酮和95%乙醇试剂均为纯度较高的分析纯，试验用水为去离子水。

1.2 试验设计

采用有机溶剂浸提法，设置7种有机溶剂处理：处理A，95%乙醇；处理B，80%丙酮；处理C，80%丙酮∶95%乙醇=1∶1；处理D，80%丙酮∶95%乙醇=2∶1；处理E，80%丙酮∶95%乙醇=1∶2；处理F，80%丙酮∶95%乙醇∶水=3∶6∶1；处理G，80%丙酮∶95%乙醇∶水=4.5∶4.5∶1。

1.3 试验方法

选用正常生长的新鲜健全植株叶片，用纱布擦净表面污物，避开主脉进行取样，将其剪碎后称取0.2 g左右，分别加入设定好的7种浸提液研磨成浆状，然后加入10 mL的提取液搅拌均匀，放置于阴凉处浸泡24 h，过滤后，将残渣用浸提液反复浸泡至无绿色为止，滤液与浸提液定容至25 mL。用紫外分光光度计分别测定其在663和645 nm、665和649 nm（丙酮溶液中的叶绿素a、b在长波光方面的最大吸收峰位于663和645 nm，乙醇溶液中的叶绿素a、b在长波光方面的最大吸收峰位于665和649 nm）以及470 nm波长下的吸光度。

1.4 指标测定

用紫外分光光度计在663、645、470 nm波长下测定其吸光度（D），并根据以下公式进行叶绿素和类胡萝卜素含量的计算：

叶绿素a=12.70D663-2.69D645

叶绿素b=22.90D645-4.68D663

类胡萝卜素=8.73D470+2.11D663-9.06D645

在665、649、470 nm波长下测定其吸光度（D），并根据以下公式进行叶绿素和类胡萝卜素含量的计算：

叶绿素a=13.70D665-5.76D649

叶绿素b=25.80D649-7.60D665

类胡萝卜素=8.73D470+2.11D665-9.06D649

1.5 数据分析

用Excel软件对所得的数据进行整理，用SPSS软件对试验数据进行方差分析与多重比较，结果用平均值表示。

2 结果与分析

2.1 不同比例有机溶剂提取叶绿素a含量

图1分别为波长663和645 nm、665和649 nm下测得的4种植物叶绿素a含量，整体来看，在663和645 nm的波长下测定的叶绿素a含量高于在665和649 nm处波长下测定的叶绿素a含量。

从浸提液角度来看，95%乙醇（处理A）提取的叶绿素a含量明显高于80% 丙酮（处理B），在663和645 nm的波长下，绿萝高出8.3%，虎尾兰和吊兰均高出10.5%，碧玉高出11.6%；在665和649 nm的波长下，绿萝高出8.2%，虎尾兰高出10.8%，吊兰高出10.9%，碧玉高出12.5%。80%丙酮∶95%乙醇混合液中，1∶1混合液（处理C）较2∶1混合液（处理D）、1∶2混合液（处理E）要好，在663和645 nm的波长中，绿萝高出8.5%～17.8%，虎尾兰高出9.3%～18.2%，吊兰高出4.4%～9.3%，碧玉高出0.4%～4.1%；在665和649 nm的波长中，绿萝高出8.6%～18.1%，虎尾兰高出9.5%～18.6%，吊兰高出2.3%～7.5%，碧玉高出1.3%～4.3%；在80%丙酮∶95%乙醇∶水混合液中，3∶6∶1（处理F）提取的叶绿素a含量明显高于4.5∶4.5∶1（处理G），在663和645 nm的波长下，绿萝高出8.7%，虎尾兰高出10.5%，吊兰高出9.5%，在665和649 nm的波长下，绿萝和虎尾兰均高出10.1%，吊兰高出15.6%，两段波长下碧玉均高出32.5%左右。

从植物角度来看，绿萝和虎尾兰2种植物提取结果依次为处理C>处理D>处理E>处理A>处理B>处理F>处理G。吊兰和碧玉则是95%乙醇（处理A）提取的叶绿素a含量明显高于其他的浸提液，提取效果依次为处理A>处理B>处理C>处理D>处理E>处理F>处理G。不管提取哪种植物，7种浸提液中的丙酮∶乙醇∶水混合液（处理F、G）提取叶绿素a效果最差。4种植物叶绿素a含量从高到低依次是绿萝＞虎尾兰＞吊兰＞碧玉。