高中生物 專(zhuān)題6 植物有效成分的提取 課題2 胡蘿卜素的提任件 新人教版選修11

目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二一、胡蘿卜素的基礎(chǔ)知識(shí) 2.用途(1)治療因缺乏維生素A而引起的各種疾病。(2)廣泛地用作食品、飲料、飼料的添加劑。(3)使癌變細(xì)胞恢復(fù)成正常細(xì)胞。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二3.性質(zhì)與提取原理(1)性質(zhì):胡蘿卜素是橘黃色結(jié)晶,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有機(jī)溶劑。(2)提取原理:根據(jù)胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn),可用有機(jī)溶劑萃取的方法提取。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二你已學(xué)習(xí)過(guò)“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”,又做過(guò)“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”,請(qǐng)回憶有關(guān)內(nèi)容思考以下問(wèn)題。(1)胡蘿卜素是葉綠體中重要的色素,可以吸收可見(jiàn)光用于光合作用。胡蘿卜素主要吸收何種顏色的光?提示：胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。(2)在“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”中,溶解色素用的是哪種試劑?濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶中,胡蘿卜素位于何種位置?該位置說(shuō)明了什么問(wèn)題?原因是什么?提示：無(wú)水乙醇。胡蘿卜素色素帶位于濾紙條的最頂端,說(shuō)明在綠葉的各種色素中,胡蘿卜素在層析液(有機(jī)溶劑的混合物)中的溶 解度最大。因?yàn)樯卦趯游鲆褐械娜芙舛仍酱?隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度越快。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.提取方法:有機(jī)溶劑萃取法2.萃取劑的選擇(2)原則:萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)具有較高的沸點(diǎn),能夠充分溶解胡蘿卜素,并且不與水混溶。3.影響萃取的因素主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量,還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等條件的影響。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二4.萃取過(guò)程的注意事項(xiàng)(1)萃取過(guò)程應(yīng)該避免明火加熱,采用水浴加熱。(2)為防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā),要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置。(3)萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置。(4)濃縮前要進(jìn)行過(guò)濾。萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該滿足什么條件?提示：萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn),能夠充分溶解胡蘿卜素,并且不與水混溶。此外,萃取效率要高、對(duì)人無(wú)毒性、較不易燃、易與產(chǎn)品分離、不影響產(chǎn)品質(zhì)量等。 知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)一二一、胡蘿卜素1.胡蘿卜素的分布胡蘿卜素廣泛存在于植物的葉、莖和果實(shí)中,最早是在胡蘿卜中分離得到的。除胡蘿卜外,綠色蔬菜和黃玉米、小米等糧食中也含有一定量的胡蘿卜素。胡蘿卜素有、三類(lèi),其中最主要的是-胡蘿卜素。2.胡蘿卜素的理化性質(zhì)胡蘿卜素為橘黃色結(jié)晶,化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有機(jī)溶劑。胡蘿卜素在弱堿條件下比較穩(wěn)定,在酸中不穩(wěn)定,在光照和含氧條件下也不穩(wěn)定。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)【例1】 -胡蘿卜素被認(rèn)定為A類(lèi)優(yōu)秀營(yíng)養(yǎng)色素,關(guān)于-胡蘿卜素說(shuō)法不正確的是() (導(dǎo)學(xué)號(hào)52260019) A.-胡蘿卜素屬脂溶性維生素A的一種,可治療因缺乏維生素A而引起的骨質(zhì)疏松癥、佝僂病等B.-胡蘿卜素是一種抗氧化劑,可清除體內(nèi)自由基,抑制自由基生成,具有抗衰老作用C.-胡蘿卜素具有促進(jìn)免疫細(xì)胞增殖,增強(qiáng)免疫細(xì)胞功能的作用,故可防治腫瘤、癌癥、心臟病等疾病D.-胡蘿卜素?cái)z入量大時(shí),在體內(nèi)可積累又不會(huì)引起中毒,故可作為食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑解析：骨質(zhì)疏松癥、佝僂病是由缺Ca或缺乏維生素D引起的,缺乏維生素A可引起夜盲癥等。 答案：A 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)-胡蘿卜素不是維生素A,但是可以治療維生素A缺乏癥,原因是()A.-胡蘿卜素和維生素A具有完全相同的化學(xué)結(jié)構(gòu)B.-胡蘿卜素和維生素A具有完全相同的生物學(xué)功能C.-胡蘿卜素和維生素A的化學(xué)式完全相同D.一分子的-胡蘿卜素在生物體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化成兩分子的維生素A解析：-胡蘿卜素和維生素A是兩種不同的化學(xué)物質(zhì),化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能并不完全相同,化學(xué)式也不同。-胡蘿卜素之所以能治療維生素A缺乏癥是因?yàn)橐环肿拥?胡蘿卜素在人或動(dòng)物的小腸、肝臟等器官被氧化成兩分子的維生素A。答案：D 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)1.有機(jī)溶劑的種類(lèi)根據(jù)在水中溶解度的大小分為水溶性和水不溶性兩種。乙醇和丙酮能夠與水混溶,是水溶性有機(jī)溶劑;石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能與水混溶,稱(chēng)為水不溶性有機(jī)溶劑。2.萃取劑的選擇可用萃取法提取胡蘿卜素。選擇萃取劑時(shí)還應(yīng)考慮到萃取效率、對(duì)人的毒性、是否易燃、有機(jī)溶劑是否能從產(chǎn)品中完全除去、會(huì)不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量等問(wèn)題。萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該是胡蘿卜素在其內(nèi)溶解度較大,能夠充分溶解胡蘿卜素,并且不與水混溶。最佳萃取劑為石油醚。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)二、萃取和鑒定胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.胡蘿卜素的提取方法(1)植物中直接提取胡蘿卜素的方法:胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑,可以用萃取的方法提取。(2)工業(yè)生產(chǎn)中,提取天然-胡蘿卜素的方法主要有三種:一是從植物中提取,二是從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得,三是利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。如果需要獲得-胡蘿卜素,還需要對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步的分離。2.萃取劑的選擇胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮,但它們是水溶性有機(jī)溶劑,因能與水混溶而影響萃取效果,所以不用它們作萃取劑。在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這五種有機(jī)溶劑中,石油醚的沸點(diǎn)最高, 在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā),所以石油醚最適宜用作萃取劑。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)3.胡蘿卜素提取裝置的設(shè)計(jì)提取裝置:鐵架臺(tái)、酒精燈、水浴鍋、燒瓶、冷凝管等。安裝順序是由下而上;拆除時(shí)相反。如圖所示。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)4.操作流程胡蘿卜粉碎干燥萃取過(guò)濾濃縮胡蘿卜素。5.鑒定步驟量做基線:在18 cm30 cm濾紙下端距底邊2 cm處做一基線,在基線上取A、B、C、D四點(diǎn)對(duì)照點(diǎn)樣:A、D點(diǎn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)樣品,B、C點(diǎn)點(diǎn)提取樣品干燥層析:吹干濾紙溶劑,放入色譜容器中層析對(duì)比觀察:對(duì)比觀察樣品色素點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)色素點(diǎn)的異同 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)【例2】 影響胡蘿卜素提取的因素有()溫度胡蘿卜的干燥程度萃取劑的性質(zhì)萃取劑的使用量胡蘿卜粉碎塊大小加熱時(shí)間A.B.C.D.解析：萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量,同時(shí)還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等條件的影響。答案：A 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)萃取過(guò)程中采用水浴加熱的原因是()A.水浴加熱不易破壞胡蘿卜素分子的結(jié)構(gòu)B.是為了保持97100 的恒溫C.防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)D.有機(jī)溶劑遇明火易爆炸解析：萃取過(guò)程使用的有機(jī)溶劑都是易燃物,直接使用明火加熱容易引起燃燒爆炸,所以宜采用水浴加熱。答案：D 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)1.影響萃取的因素(1)主要因素:萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量。(2)次要因素:萃取的效率受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等條件的影響。(3)注意事項(xiàng)萃取前,要將胡蘿卜進(jìn)行粉碎和干燥。一般來(lái)說(shuō),原料顆粒小,萃取的溫度高、時(shí)間長(zhǎng),需要提取的物質(zhì)就能夠充分溶解,萃取效果就好。萃取的最佳溫度和時(shí)間可以通過(guò)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)探索。新鮮的胡蘿卜含有大量的水分,在干燥時(shí)要注意控制溫度,可 以用烘箱烘干,也可以用熱風(fēng)吹干。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)2.胡蘿卜素粗品鑒定的注意事項(xiàng)(1)層析時(shí)注意選擇干凈的濾紙,為了防止操作時(shí)對(duì)濾紙的污染,應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙,可以戴手套進(jìn)行操作。(2)點(diǎn)樣時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)樣斑點(diǎn)不能太大(直徑應(yīng)小于0.5 m m ),如果用吹風(fēng)機(jī)吹干,溫度不宜過(guò)高,否則斑點(diǎn)會(huì)變黃。(3)將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀,卷紙時(shí)注意濾紙兩邊不能相互接觸,以免溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快,溶劑前沿不齊,影響結(jié)果。 知識(shí)架構(gòu)一二 誤以為丙酮和乙醇能夠用于萃取胡蘿卜素。根據(jù)胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn),可以考慮有機(jī)溶劑萃取的方法,但不是所有有機(jī)溶劑都適合萃取胡蘿卜素。萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn),能夠充分溶解胡蘿卜素,并且不與水混溶。而乙醇和丙酮能夠與水混溶,是水溶性有機(jī)溶劑。所以不能用乙醇和丙酮來(lái)萃取胡蘿卜素。 【例題】 為了增加胡蘿卜素的萃取量,應(yīng)該()A.盡量使用含水量多的胡蘿卜B.盡量使用粉碎的胡蘿卜顆粒C.盡量使用水溶性強(qiáng)的有機(jī)溶劑D.盡量在常溫條件下萃取解析：胡蘿卜素不溶于水,而溶于有機(jī)溶劑,因此萃取胡蘿卜素時(shí)應(yīng)選用水不溶性的有機(jī)溶劑作為萃取劑,同時(shí)應(yīng)降低原料的含水量。為了增加胡蘿卜素的萃取量,應(yīng)將胡蘿卜粉碎后再使用,以增加胡蘿卜與萃取劑的接觸面積;萃取時(shí)還應(yīng)水浴加熱處理,以促進(jìn)胡蘿卜素溶解于萃取劑。答案：B