人教版生物选修1 专题6课题2 胡萝卜素的提取.docx

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人教版生物选修1专题6课题2胡萝卜素的提取

课题2　胡萝卜素的提取

学习目标：

1.了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理。

（重点）　2.了解有机溶剂的相关知识。

　3.学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法。

（重、难点）

1．胡萝卜素的基础知识

（1）种类

①划分依据：

双键的数目。

②类型：

分为α、β、γ三类，最主要的组成成分是β胡萝卜素。

（2）用途

①治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。

②广泛地用作添加剂。

③使癌变细胞恢复成正常细胞。

（3）性质

胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

（4）提取途径

①一是从植物中提取；

②二是从大面积养殖的岩藻中获得；

③三是利用微生物的发酵生产。

2．胡萝卜素的提取与鉴定

（1）实验原理与流程

①原理：

根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可以采用有机溶剂萃取的方法来提取。

②流程：

胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。

（2）萃取剂的选择

①种类：

有机溶剂分为两种：

水溶性和水不溶性。

②原则：

萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。

此外还需要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全除去、会不会影响产品质量等问题。

（3）影响萃取的因素

①主要因素：

萃取剂的性质和使用量。

②次要因素：

原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。

（4）实验装置的设计

①避免明火加热，宜采用水浴加热，这是因为直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。

②在加热瓶口安装回流冷凝装置，以防止加热时有机溶剂的挥发。

③萃取液的浓缩可以直接使用蒸馏装置。

浓缩前要进行过滤，除去萃取液中的不溶物。

（5）操作提示

①在干燥时要注意控制温度，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。

②胡萝卜干燥的速度和效果与破碎程度、干燥方式有关。

（6）胡萝卜素的鉴定

①鉴定方法：

纸层析法。

②操作步骤：

量做基线—

↓

对照点样—|A、D点点标准样品，B、C点点提取样品

↓

—

↓

—

1．判断对错

（1）萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。

（　　）

（2）原料颗粒越小、萃取的温度越高、时间越长，萃取的效率就越高。

（　　）

（3）萃取过程中在瓶口安装冷凝回流装置，是为了防止加热时有机溶剂的挥发。

（　　）

（4）浓缩的过程是为了把萃取剂与胡萝卜素分开。

（　　）

提示：

（1）√

（2）×　萃取过程中，如果温度过高，萃取时间过长，会导致胡萝卜素分解，降低萃取效率。

（3）√　（4）√

2．胡萝卜素的提取中，萃取液的浓缩采用的装置是（　　）

A．蒸馏装置　　　B．压榨装置

C．萃取装置D．冷凝回流装置

A　[胡萝卜素的浓缩过程采用的是蒸馏装置。

]

胡萝卜素的提取

[合作交流]

1．根据胡萝卜素的性质，食用胡萝卜时，应该怎样做，才能有助于人体吸收？

提示：

胡萝卜中含有的胡萝卜素属于脂溶性物质，因此食用胡萝卜时，为了使较多的胡萝卜素溶解，最好加油炒制，在油中溶解的胡萝卜素容易被人体吸收。

2．食用胡萝卜能为人体提供维生素，能否说胡萝卜含有大量维生素？

说明原因。

提示：

不能。

胡萝卜能补充人体需要的维生素，因为胡萝卜中含有的β胡萝卜素等，在人体的小肠和肝脏等器官中被氧化成维生素A，因此胡萝卜可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。

3．胡萝卜素有哪些种类？

其划分的依据是什么？

提示：

胡萝卜素可分为α、β和γ三种。

划分依据是双键的数目。

1．胡萝卜素的分布

胡萝卜素广泛存在于植物的叶、茎和果实中，最早是在胡萝卜中分离得到的。

除胡萝卜外，绿色蔬菜和黄玉米、小米等粮食中也含有一定量的胡萝卜素。

2．胡萝卜素的理化性质

胡萝卜素为橘黄色结晶，不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂，在橄榄油和苯中的溶解度为0.1g/100mL，在氯仿中溶解度为4.3g/100mL。

胡萝卜素在弱碱条件下比较稳定，在酸中不稳定，在光照和含氧条件下也不稳定。

胡萝卜素低浓度时为黄色，高浓度时为橙红色。

重金属离子，特别是铁离子，可促使胡萝卜素退色。

[典题通关]

如图为提取胡萝卜素的装置图，分析下图，完成下列问题。

（1）萃取剂可分为________和________两种，乙醇和丙酮属于________萃取剂。

在提取β胡萝卜素时，常采用的原料是________，因为其不仅________，而且________________________。

（2）萃取的效率主要取决于___________________________，同时也受到________________________

等条件的影响。

（3）萃取过程中，第一步需________________________，以提高效率。

因为______________________，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。

通过加热处理，β胡萝卜素溶解在萃取剂中，再经________得到萃取液，经过________后，可________得到纯净的β胡萝卜素。

[解析]　

（1）萃取剂可分为水溶性和水不溶性两种，乙醇和丙酮属于水溶性。

在提取β胡萝卜素时，常采用的原料是胡萝卜，因为其不仅廉价易得，而且β胡萝卜素含量也较高。

（2）萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时也受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。

（3）萃取过程中，第一步需将胡萝卜进行粉碎和干燥，以提高效率。

因为有机溶剂都是易燃物，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。

通过加热处理，β胡萝卜素溶解在萃取剂中，再经萃取、过滤、浓缩得到纯净的β胡萝卜素。

[答案]　

（1）水溶性　水不溶性　水溶性　胡萝卜　廉价易得　β胡萝卜素含量也较高

（2）萃取剂的性质和使用量　原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间

（3）将胡萝卜进行粉碎和干燥　有机溶剂都是易燃物　萃取　过滤　浓缩

（1）提取胡萝卜素所用的萃取剂要符合怎样的条件？

（2）在萃取装置中要在加热瓶口处安装冷凝回流装置的目的是什么？

（3）在萃取前要对原料进行粉碎和干燥处理，干燥时为什么要严格控制温度？

提示：

（1）用于提取胡萝卜素的萃取剂应属于水不溶性的有机溶剂，且要具有较高的沸点。

（2）为了防止加热时有机溶剂挥发。

（3）温度太高，干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。

下列关于胡萝卜素的说法中，不正确的是（　　）

A．胡萝卜素存在于叶绿体类囊体薄膜上

B．胡萝卜素可划分为α、β、γ三类，β胡萝卜素是其中最主要的组成成分

C．胡萝卜素可以用来预防肿瘤、癌症等

D．β胡萝卜素只存在于蔬菜中

D　[叶绿体中的色素包括叶绿素、类胡萝卜素（叶黄素和胡萝卜素），分布在叶绿体类囊体薄膜上。

根据双键的数目可将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β胡萝卜素是其中最主要的组成成分。

胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等。

最近发现，天然胡萝卜素还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。

β胡萝卜素不但存在于蔬菜（如胡萝卜）中，也存在于某些橙色、黄色的水果中。

故选D。

]

胡萝卜素的鉴定

[合作交流]

1．乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？

为什么？

提示：

胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但是它们是水溶性有机溶剂，萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不能用作萃取剂。

2．用新鲜胡萝卜萃取胡萝卜素时为什么要干燥？

干燥时应注意什么？

提示：

（1）新鲜的胡萝卜中含有大量的水分。

（2）在干燥时应注意控制温度，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。

3．在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？

提示：

在这五种有机溶剂中，乙醚沸点较低，不宜选取，苯和四氯化碳有毒性，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂，其次可选乙酸乙酯。

1．纸层析胡萝卜素时的注意事项

（1）层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。

（2）点样时应注意点样应快速细致，样点不能太大（直径应小于0.5cm），并保持滤纸干燥。

点样后如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则样点会变黄。

（3）将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响结果。

（4）石油醚易挥发，注意层析容器要密封。

2．结果分析及评价

（1）如果提取到的胡萝卜素含杂质，则层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点。

（2）如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带，说明提取胡萝卜素的实验成功。

（3）由于提取物中含有杂质，萃取样品的颜色可能比标准样品的颜色浅，可通过颜色的比较，初步确定提取的胡萝卜素的含量。

[典题通关]

右图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，请据图回答下列问题。

（1）胡萝卜素粗品鉴定的方法名称是________。

（2）图中②的名称是________。

①的作用是____________。

（3）⑤为________，对于⑤，实验时应注意_________________。

（4）⑥为________，常用_________________________。

[解析]　胡萝卜素粗品的鉴定常用纸层析法，在该法中，需注意：

a.点样要快速、细致且需保持滤纸干燥；b.要保持层析容器中有层析液的饱和蒸汽，以保证层析效果。

[答案]　

（1）纸层析法　

（2）色谱容器　防止层析液挥发　（3）样品原点　点样应该快速细致并保持滤纸干燥（4）溶剂　石油醚

（1）如果层析液没及⑤会导致什么样的结果？

（2）制作样品原点时，为什么要多次点样？

提示：

（1）胡萝卜素溶解在层析液中，导致鉴定失败。

（2）增加原点处的胡萝卜素的含量，使得实验效果明显。

用纸层析法鉴定胡萝卜素时，滤纸两边不能互相接触，因为（　　）

A．不能出现层析带

B．层析带颜色浅

C．会由于毛细现象而使溶剂前沿不齐

D．阻碍色素上升

C　[用纸层析法鉴定胡萝卜素时，滤纸两边不能互相接触，否则容易发生毛细现象而使溶剂前沿不齐。

故选C。

]

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句归纳

1.胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

2.石油醚的沸点较高，在加热萃取时不易挥发，是萃取效果最好的有机溶剂。

3.萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取温度和时间等条件的影响。

4.提取胡萝卜素的实验流程为：

胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。

5.用纸层析法鉴定胡萝卜素时，若萃取样品中出现了与标准样品相同的层析带，说明提取胡萝卜素的实验成功。

1．从胡萝卜中提取胡萝卜素时，首先要将原料干燥、粉碎，其目的主要是（　　）

A．胡萝卜太大，不能放入烧瓶中

B．整个胡萝卜不能溶于有机溶剂

C．脱水，使原料与有机溶剂充分接触，提高萃取效率

D．减少萃取的时间，从而提高效率

C　[影响萃取的因素主要有萃取剂的性质和使用量，此外，原料颗粒的大小及含水量也能影响萃取效率。

因此，先将胡萝卜干燥脱水，并粉碎，使之与萃取剂充分接触，充分溶解，效果会更好。

另外，萃取时间一般要长一些，效果也会好些。

故选C。

]

2．胡萝卜素可以分为α、β、γ三类，划分的依据是（　　）

A．层析后出现在滤纸条上的位置

B．根据在人和动物体内的功能和作用部位

C．根据分子式中碳碳双键的数目

D．根据分解后产生的维生素A的分子数

C　[胡萝卜素的分子式中含有多个碳碳双键，如β胡萝卜素中含有9个双键。

根据双键的数目可以把胡萝卜素分为α、β、γ三类，其中β胡萝卜素是最主要的组成成分。

]

3．影响胡萝卜素提取的因素有（　　）

①温度　②胡萝卜的干燥程度　③萃取剂的性质

④萃取剂的用量　⑤胡萝卜粉碎块大小　⑥加热时间

A．①②③④⑤⑥　　B．①③④⑥

C．①②④⑥D．①②③⑤

A　[萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。

]

4．胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病；是常用的食品色素；具有使癌变细胞恢复为正常细胞的作用。

如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图，请回答下列问题：

―→

―→

―→

―→

―→

―→

（1）新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在胡萝卜素的提取过程中，要对新鲜的胡萝卜进行________处理，但要注意控制________和时间，这是因为____________________________。

（2）图中A过程表示________，此过程用到的有机溶剂应该具有很高的________，能够充分________胡萝卜素，并且不与水混溶。

（3）图中B过程表示________，在此之前进行过滤的目的是______________。

[解析]　

（1）新鲜的胡萝卜含大量水分，提取时应干燥，但要控制干燥时间和温度，若温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。

（2）图中A过程是萃取。

萃取剂应具有较高的沸点，并能充分溶解胡萝卜素。

（3）图中B过程是浓缩，在浓缩之前，还要进行过滤，除去萃取液中的不溶物。

[答案]　

（1）干燥　温度　温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解　

（2）萃取　沸点　溶解　（3）浓缩　除去萃取液中的不溶物