1、第1页课题2 胡萝卜素的提取 第2页目标定位 重点突破 1.通过阅读教材 P77“课题背景”和“基础知识”,了解胡萝卜素的价值、工业提取方法,掌握胡萝卜素的性质和作用 2.阅读教材 P77“实验设计”,掌握胡萝卜素提取的方法及实验装置 3.阅读教材 P79“结果分析与评价”,掌握用纸层析法鉴定提取的胡萝卜素粗品 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 2.初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析法的操作方法 第3页自 主 学 习 第4页一、胡萝卜素的基础知识 1.性质 胡萝卜素是_结晶,化学性质比较稳定,不溶于水,微溶于_,易溶于_等有机溶剂。2.种类 依 据 _ 可 以 将 胡 萝
2、 卜 素 划 分 为 _ 三 类,其 中_是最主要的组成成分。第5页3.用途(1)一分子的 胡萝卜素被氧化成两分子的_,因此可治疗因缺乏维生素 A 而引起的各种疾病,如_、幼儿生长发育不良、干皮症等。(2)广泛地用作_。(3)天然胡萝卜素具有使_恢复成正常细胞的作用。4.获取途径 一是从_中提取,二是从_中获得,三是利用_生产。第6页二、胡萝卜素的提取 1.提取方法：_法。2.实验流程 胡萝卜 粉碎 干燥 过滤 胡萝卜素 第7页3.萃取剂的选择(1)有机溶剂水溶性：乙醇、丙酮 ：石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等 (2)选择原则：具有较高的沸点,能够_胡萝卜素,并且不与_混溶。第8页4.影
3、响萃取的因素(1)主要因素：萃取剂的_和_。(2)次要因素：原料颗粒的_、紧密程度、_、萃取的_和时间等。5.实验装置的设计(1)避免明火加热,宜采用_加热。(2)在加热瓶口安装_装置,以防止加热时有机溶剂挥发。(3)萃取液的浓缩可以直接使用_装置。(4)浓缩前要进行_,除去萃取液中的不溶物。第9页6.操作提示(1)在干燥时要注意控制温度,温度_、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_、干燥方式有关。第10页三、胡萝卜素的鉴定 1.鉴定方法：_法。2.鉴定步骤：第11页 自 我 校 对 一、1.橘黄色 乙醇 石油醚 2.双键的数目 、胡萝卜素 3.(1)维生素 A 夜
4、盲症(2)食品色素(3)癌细胞 4.植物 大面积养殖的岩藻 微生物的发酵 二、1.有机溶剂萃取 2.萃取 浓缩 3.(1)水不溶性(2)充分溶解 水 4.(1)性质 使用量(2)大小 含水量 温度 5.(1)水浴(2)回流冷凝(3)蒸馏(4)过滤 6.(1)太高(2)破碎程度 三、1.纸层析 2.2 cm 标准样品 提取样品 石油醚 第12页课 堂 探 究 第13页考点一 胡萝卜素的性质及萃取要求 1.胡萝卜素的基础知识(1)胡萝卜素的性质：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。(2)种类划分：根据胡萝卜素的分子结构(碳碳双键的数目)可以将胡萝卜
5、素划分为 、三类,最主要的组成成分是胡萝卜素。与 胡萝卜素化学结构类似的胡萝卜素约有 100多种,它们大多存在于蔬菜中。第14页(3)生产途径：工业生产中,提取天然 胡萝卜素的方法主要有三种,一是从植物中提取,胡萝卜等蔬菜是提取天然 胡萝卜素的原料；二是从大面积养殖的岩藻中获得；三是利用微生物的发酵生产。第15页2.萃取剂的选择(1)萃取剂的种类：(2)胡萝卜素的萃取剂：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,还要考虑萃取效率、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。第16页(3)几种有机溶剂的辨析：溶剂 沸点/溶解性
6、毒性 石油醚 90120 不溶于水,与丙酮、乙醚、乙酸乙酯、苯等混溶 低毒 乙醚 35 微溶于水,与醇、醚、石油醚、苯、氯仿等多数有机溶剂混溶 麻醉性 四氯 化碳 76 不溶于水,与醇、醚、石油醚、氯代烃等混溶 氯代甲烷中,毒性最强 第17页乙酸 乙酯 77 不溶于水,与醇、醚、氯仿、丙酮、苯等大多数有机溶剂混溶 低毒,麻醉性 乙醇 78 与水、乙醚、氯仿、酯等有机溶剂混溶 微毒类,麻醉性 结合萃取胡萝卜素的有机溶剂的选择要求可知,提取胡萝卜素时最好的有机溶剂是石油醚。第18页3.影响萃取的因素(1)主要因素：萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。(2)次要因素：萃取的效率受到原料颗粒的大
7、小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。第19页 1.食用胡萝卜能为人体提供维生素 A,能否说明胡萝卜含有大量维生素 A？说明原因。【提示】不能。胡萝卜能补充人体需要的维生素 A,是因为胡萝卜中含有的 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。第20页2.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 、和 三种。划分依据是其化学分子式中碳碳双键的数目。第21页回答与胡萝卜素有关的问题：(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是_(填“胡萝卜素”“胡萝卜素”或“胡萝卜素”),一分子该胡萝卜素在人
8、体内可以转变成两分子_,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为_,胡萝卜素是_(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。(2)工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时,_(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。第22页(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的_作 为 胡 萝 卜 素 的 萃 取 剂,不 选 用 另 外 一 种 的 理 由 是_。第23页【解析】(1)胡萝卜含有的胡萝卜素有 、三类,其中最主要的组成成分是胡萝卜素,胡萝卜素在人体内可以转变成维生素 A,维生素 A 缺乏会导致人在弱光下视物不清的病症,即夜盲症。胡萝卜素是非挥发性物质。(2)胡萝卜素的提取一般采
9、用萃取法,萃取前需要对材料进行干燥处理,以提高萃取的效率。(3)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有机溶剂,在萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果,所以不用乙醇作提取胡萝卜素的萃取剂。第24页【答案】(1)胡萝卜素 维生素 A 夜盲症 非挥发性(2)需要(3)乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇为水溶性有机溶剂(答案合理即可)第25页【变式训练 1】胡萝卜素可以划分为 、三类,其主要依据是()A.层析后出现在滤纸上的位置 B.根据其在人和动物体内的功能和作用部位 C.根据其化学分子式中碳碳双键的数目 D.根据分
10、解后产生的维生素 A 的分子数 第26页【解析】胡萝卜素的化学分子式中含多个碳碳双键,根据碳碳双键的数目可以将胡萝卜素划分为、三类。【答案】C 第27页考点二 胡萝卜素的提取和鉴定)1.胡萝卜素的提取(1)实验装置及操作：第28页避免明火,宜采用水浴加热是因为萃取时使用的有机溶剂一般是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。冷凝管的作用是防止加热时有机溶剂挥发。第29页(2)实验流程及关键点击：实验流程 关键点击 选取胡萝卜 胡萝卜要新鲜,用清水洗净,沥干水分 粉碎 粉碎要彻底并过筛,有利于材料中胡萝卜素的充分溶解 干燥 温度不能太高、干燥时间不能太长,否则会导致胡萝卜素分解 萃取 在一定
11、范围内,温度要高、时间要长,提高萃取的效率 过滤 除去固体残渣 浓缩 可使用蒸馏装置浓缩 获得胡萝卜素 纸层析法鉴定 第30页2.胡萝卜素的鉴定(1)实验装置：玻璃盖和色谱容器的作用是防止层析液挥发。U 形扣的作用是固定滤纸,不能直接将滤纸的两边对齐黏住,因为滤纸的两边不能相互接触,以免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,使溶剂前沿不齐,影响结果。常用的层析溶剂是石油醚。第31页(2)实验过程：第32页(3)结果分析：a.理论上应出现图甲所示的结果,其中,是萃取样品中的杂质,是标准样品中的胡萝卜素,是萃取样品中的胡萝卜素；A、D 为标样,B、C 为萃取样品。第33页b.某同学按照实验流程做
12、完后出现了图乙所示的结果。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,这属于正常现象。c.某同学的实验结果如图丙,没有明显的色素点,色素杂乱无章地分布,最可能的原因是样品原点浸到了层析液中。第34页(1)对胡萝卜进行干燥处理时,温度不能过高,时间不能太长,以免导致胡萝卜素分解。(2)胡萝卜素的提取,不仅用了萃取法,而且还用蒸馏法进行浓缩,用纸层析法进行鉴定。(3)萃取胡萝卜素过程中的注意事项：避免明火加热,采用水浴加热防止引起燃烧、爆炸。第35页在加热瓶口安装冷凝回流装置防止有机溶剂挥发。萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置,在浓缩前要进行过滤,除去萃取液中的不溶物。第36页(4)纸
13、层析法鉴定胡萝卜素时应注意的问题：选择干净的滤纸,为防止操作时滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以戴手套进行操作。点样应快速细致,点样圆点不能太大,并保持滤纸干燥；吹干滤纸时,温度不宜太高,否则样点会变黄。将点好样的滤纸卷成筒状时,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,使溶剂前沿不齐,影响结果。石油醚易挥发,注意层析容器要密封。第37页 1.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？【提示】不能。胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但是它们是水溶性有机溶剂,萃取时能与水混溶而影响萃取效果,所以水溶性的乙醇和丙酮不能用作提取胡萝卜素的萃取剂。第38页2.在石油醚、乙酸
14、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。第39页图甲为提取胡萝卜素的装置图,图乙为胡萝卜素粗品鉴定结果示意图,回答有关问题：(1)在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中,最适宜用于萃取胡萝卜素的是 _,这是因为_。第40页(2)图甲中装置 1 的名称是_,其作用是_ _。(3)萃取过程应该避免明火加热,采用_加热,其原因是_ _。(4)在图乙的 A、B、C、D 四点中,属于标准样品样点的是_,
15、属于提取样品样点的是_。点样的要求是_。第41页第42页【解析】(1)选择萃取胡萝卜素的萃取剂时应选择具有较高的沸点、能够充分溶解胡萝卜素、不与水混溶的有机溶剂。(2)装置中的冷凝管具有防止加热时有机溶剂挥发的作用。(3)萃取剂易燃,如果直接用明火加热,容易引起燃烧、爆炸,故宜用水浴加热。(4)因为 A 和 D 只有一个色素点,应是标准样品的样点,B和 C 是提取样品的样点。点样时要快速细致,圆点细小,并保持滤纸干燥。第43页【答案】(1)石油醚 石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发(2)冷凝管 防止加热时有机溶剂的挥发(3)水浴 有机溶剂一般是易燃物,直接使用明火加热,容易引起燃烧、爆炸(
16、4)A 和 D B 和 C 快速细致,圆点细小,并保持滤纸干燥 第44页【变式训练 2】胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素 A 而引起的各种疾病,如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图,相关说法正确的是()胡萝卜 粉碎 干燥 甲 过滤 乙 胡萝卜素第45页A.图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素提取 B.图中甲过程表示萃取,此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点 C.图中乙过程表示浓缩,浓缩之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物 D.只能从植物中提取天然 胡萝卜素 第46页【解析】新鲜胡萝卜含大量水分,提取胡萝卜素时应先进行干燥处理,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
17、卜素分解。图中甲过程表示萃取,所用萃取剂具有较高的沸点,并能充分溶解胡萝卜素。工业生产上,胡萝卜素的提取方法主要有三种：一是从植物中提取,二是从大面积养殖的岩藻中获得,三是利用微生物的发酵生产。【答案】C 第47页随 堂 训 练 第48页1.下列关于胡萝卜素的叙述,错误的是()A.胡萝卜素可以治疗因缺乏维生素 A 而引起的疾病 B.胡萝卜素可用作食品色素 C.天然胡萝卜素具有预防癌症的功能 D.胡萝卜素可以治疗人体色素缺乏症 第49页答案 D 解析 人和动物体内不能合成维生素 A,只能从食物中获得,一分子胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素 A,因此,胡萝卜素能够治疗因缺
18、乏维生素 A 而引起的多种疾病,如夜盲症、干皮症等；胡萝卜素是常用的食品色素,如饮料的添加剂；天然胡萝卜素还可以预防癌症,但是不能治疗人体色素缺乏症。第50页2.下列关于提取胡萝卜素的叙述,错误的是()A.胡萝卜素可以从大面积养殖的岩藻中提取 B.提取胡萝卜素时可采用石油醚、丙酮等作为溶剂 C.提取胡萝卜素时的萃取过程中要采用水浴加热 D.干燥时间太长、温度太高会导致胡萝卜素分解 第51页答案 B 解析 胡萝卜素可以从大面积养殖的岩藻中提取；提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,所以采用石油醚(水不溶性溶剂),不用丙酮(水溶性溶剂)作为溶剂；提取胡萝卜
19、素时的萃取过程中不能用明火加热,以免引起燃烧、爆炸,要采用水浴加热；干燥时间太长、温度太高会导致胡萝卜素分解。第52页3.石油醚经常被用作植物有效成分提取时的萃取剂,其原因是()A.具有较高的沸点,萃取效率高,毒性很小 B.具有较低的沸点,萃取效率高,毒性很小 C.具有较高的沸点,萃取效率一般,毒性较小 D.具有较低的沸点,萃取效率高,但毒性较大 第53页答案 A 解析 石油醚是有机溶剂,沸点高,毒性小,萃取效率高。第54页4.从胡萝卜中提取胡萝卜素时,首先要将原料粉碎、干燥,其目的主要是()A.让胡萝卜尽快溶解成胡萝卜素 B.使原料充分与有机溶剂接触,提高萃取效率 C.减少萃取的时间,从而提
20、高效率 D.节省萃取剂的使用量 第55页答案 B 解析 影响萃取的因素主要是萃取剂的性质和使用量,此外,原料颗粒的大小及含水量等也会影响萃取效果。因此,提取胡萝卜素时要先将胡萝卜干燥脱水并粉碎,使之与萃取剂充分接触,提高萃取效率。第56页5.以下关于用纸层析法鉴定胡萝卜素样品过程的说法,错误的是()A.每次点样后,用吹风机将溶剂吹干,再重复点样几次 B.点样完成后,将滤纸卷成筒状使两侧边缘连接在一起,放入层析液中 C.层析用的溶剂不能没过样品点样点 D.层析用的玻璃瓶应加盖玻璃板密封 第57页答案 B 解析 点样完成后,为防止层析液在滤纸边缘处扩散过快,应避免将滤纸两侧边缘连接在一起。第58页
21、6.胡萝卜素是一种常用的食用色素,可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得,流程如下：(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时,可选用_或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环,其目的是_。(2)培养酵母菌 R 时,培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌 R 的生长提供_和_。第59页(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,干燥过程应控制好温度和_以防止胡萝卜素分解；萃取过程中宜采用_方式加热；萃取液浓缩前需进行过滤,其目的是_。(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为_。第60页答案(1)稀释涂布平板法 灭菌(或防止杂菌污染)(2)碳源 氮源(3)时间 水浴 滤去不溶物(4)(实验)对照 解析(1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法；为了避免杂菌污染,接种过程中要进行无菌操作,如采用平板划线法接种时,对接种环进行灼烧处理。(2)蔗糖可作为碳源,硝酸盐含有氮元素,可作为氮源。(3)干燥温度过高、时间过长会导致胡萝卜素分解；由于萃取剂一般是易燃物,直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸,故应采用水浴加热。(4)鉴定提取的胡萝卜素时,胡萝卜素标准品主要起对照作用。第61页 请做：限时规范训练十六