2019-2020学年高二生物人教版选修一讲义:专题六 课题2 胡萝卜素的提取 Word版含答案.pdf
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1、 一、胡萝卜素一、胡萝卜素 1种类与性质种类与性质 (1)种类:根据化学分子式中碳碳双键的数目可以将胡萝卜素划分为种类:根据化学分子式中碳碳双键的数目可以将胡萝卜素划分为 、 三类,三类, 胡萝卜素是其中最主要的组成成分。胡萝卜素是其中最主要的组成成分。 (2)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。于石油醚等有机溶剂。 2提取途径提取途径 (1)从植物中提取。从植物中提取。 (2)从大面积养殖的岩藻中获得。从大面积养殖的岩藻中获得。 (3)利用微生物的发酵生产。利用微
2、生物的发酵生产。 二、胡萝卜素的提取二、胡萝卜素的提取 1提取方法: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。提取方法: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。 2实验流程实验流程 胡胡萝萝卜卜粉粉碎碎干干燥燥萃萃取取过过滤滤浓浓缩缩胡胡萝萝卜卜素素 3萃取剂的选择萃取剂的选择 (1)有机溶剂有机溶剂Error!Error! (2)萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水水 混溶。混溶。 4影响萃取的因素影响萃取的因素 (1)主要因素:萃取剂的性质和使
3、用量。主要因素:萃取剂的性质和使用量。 (2)其他因素:原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。其他因素:原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。 5萃取过程的注意事项萃取过程的注意事项 (1)避免明火加热,宜采用水浴加热。避免明火加热,宜采用水浴加热。 (2)在加热瓶口安装回流冷凝装置,以防止加热时有机溶剂挥发。在加热瓶口安装回流冷凝装置,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蒸馏装置。萃取液的浓缩可以直接使用蒸馏装置。 课课题题2 胡胡萝萝卜卜素素的的提提取取 (4)浓缩前要进行过滤,除去萃取液中的不溶物。浓缩前要进行过滤,除去萃取液中的不溶
4、物。 三、胡萝卜素粗品的鉴定三、胡萝卜素粗品的鉴定 1鉴定方法:纸层析法。鉴定方法:纸层析法。 2操作步骤操作步骤 (1)在在 18 cm30 cm 滤纸下端距底边滤纸下端距底边 2_cm 处做一基线。 在基线上取处做一基线。 在基线上取 A、 B、 C、 D 四点。四点。 (2)用最细的注射器针头分别吸取用最细的注射器针头分别吸取 0.10.4 mL 溶解在石油醚中的标准样品和提取样品,溶解在石油醚中的标准样品和提取样品, 在在 A、D 和和 B、C 点上点样。点上点样。 (3)将滤纸卷成圆筒状,置于装有将滤纸卷成圆筒状,置于装有 1 cm 深的石油醚的密封玻璃瓶中。深的石油醚的密封玻璃瓶中
5、。 (4)观察对比层析带。观察对比层析带。 探究点一探究点一胡萝卜素的性质及萃取胡萝卜素的性质及萃取 共研探究共研探究 胡萝卜素对于人体健康有着重要的作用,也广泛应用于食品行业,实验室提取胡萝卜 素用的是萃取法,萃取剂的选择尤为重要。 胡萝卜素对于人体健康有着重要的作用,也广泛应用于食品行业,实验室提取胡萝卜 素用的是萃取法,萃取剂的选择尤为重要。 1胡萝卜素胡萝卜素 (1)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。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。 (2)种类:胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键,根据双键的数目可以将
6、胡萝卜 素划分为 种类:胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键,根据双键的数目可以将胡萝卜 素划分为 、 三类,三类,胡萝卜素胡萝卜素(如图所示如图所示)是其中最主要的组成成分。是其中最主要的组成成分。 (3)理化性质:胡萝卜素为橘黄色结晶,化学性质比较稳定,不溶于理化性质:胡萝卜素为橘黄色结晶,化学性质比较稳定,不溶于,微溶于乙醇,微溶于乙醇,水水 易溶于石油醚等有机溶剂。易溶于石油醚等有机溶剂。 (4)用途用途 治疗因缺乏维生素治疗因缺乏维生素 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。而引起的各种疾病,如夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等。 1.胡胡萝 萝卜卜素素的的性
7、 性质 质、 、价 价值 值和和作作用用是是什什么 么? 2.胡胡萝 萝卜卜素素提提取取的的方 方法法及及实实验验装装置置是是什什么么? 3.如如何何用用纸纸层 层析析法 法鉴 鉴定定提提取取的的胡 胡萝 萝卜卜素素粗粗品品? 胡萝卜素还是常用的食品色素,广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂。胡萝卜素还是常用的食品色素,广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂。 天然胡萝卜素还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。天然胡萝卜素还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。 2萃取剂萃取剂 (1)萃取剂的种类萃取剂的种类 水溶性:能与水混溶,如乙醇、丙酮。水溶性:能与水混溶,如乙醇、丙酮。 水不溶性:不能与水混溶
8、,如石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等。水不溶性:不能与水混溶,如石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等。 (2)萃取剂的选择萃取剂的选择 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,还要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、是否能从产品中完全除去、会 不会影响产品质量等。 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,还要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、是否能从产品中完全除去、会 不会影响产品质量等。 综合考虑以上因素,回答下面的问题:综合考虑以上因素,回答下面的问题: 乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃
9、取吗?为什么?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,但它们是水溶性有机溶剂,因萃取中能与 水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。 提示:不能。胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,因萃取中能与 水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。 在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种溶剂中,哪种最适宜用来提取胡 萝卜素? 在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种溶剂中,哪种最适宜用来提取胡 萝卜素? 提示:在这五种有机溶剂中,乙醚的沸点最低,不宜选取;苯和四氯化碳具有毒性; 石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发,所以石油醚最
10、适宜用作萃取剂。 提示:在这五种有机溶剂中,乙醚的沸点最低,不宜选取;苯和四氯化碳具有毒性; 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。 总结升华总结升华 1胡萝卜素不溶于水和甘油,溶于石油醚,在橄榄油和苯中的溶解度为胡萝卜素不溶于水和甘油,溶于石油醚,在橄榄油和苯中的溶解度为 0.1 g/100 mL,在氯仿中溶解度为,在氯仿中溶解度为 4.3 g/100 mL。 2胡萝卜素在弱碱性条件下比较稳定,在酸性条件下不稳定,在光照和含氧条件下也 不稳定。 胡萝卜素在弱碱性条件下比较稳定,在酸性条件下不稳定,在光照和含氧条件下也 不稳定。 3胡萝卜素低浓度时为黄色,高浓度时
11、为橙红色。重金属离子和铁离子可促使胡萝卜 素褪色。 胡萝卜素低浓度时为黄色,高浓度时为橙红色。重金属离子和铁离子可促使胡萝卜 素褪色。 4除胡萝卜外,绿色蔬菜、黄玉米和小米等粮食中也含有一定量的胡萝卜素。除胡萝卜外,绿色蔬菜、黄玉米和小米等粮食中也含有一定量的胡萝卜素。 对点演练对点演练 1下列关于胡萝卜素的说法错误的是下列关于胡萝卜素的说法错误的是( ) A胡萝卜素中最主要的组成成分是胡萝卜素中最主要的组成成分是 胡萝卜素,胡萝卜素,胡萝卜素主要存在于蔬菜中胡萝卜素主要存在于蔬菜中 B胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素 A 而引起的各种疾病而引起的各种疾病 C胡
12、萝卜素不溶于水,易溶于有机溶剂,所以可用乙醇作为萃取胡萝卜素的萃取剂胡萝卜素不溶于水,易溶于有机溶剂,所以可用乙醇作为萃取胡萝卜素的萃取剂 D溶解的胡萝卜素容易被人体吸收,因此,炒胡萝卜时要多加些油溶解的胡萝卜素容易被人体吸收,因此,炒胡萝卜时要多加些油 解析 : 选解析 : 选 C 根据胡萝卜素的结构可将胡萝卜素划分为 根据胡萝卜素的结构可将胡萝卜素划分为 、 三类,三类,胡萝卜素是其 中最主要的组成成分, 胡萝卜素是其 中最主要的组成成分,胡萝卜素主要存在于蔬菜中;一分子的胡萝卜素主要存在于蔬菜中;一分子的 胡萝卜素在人或动物的 小肠、肝脏等器官内被氧化成两分子的维生素 胡萝卜素在人或动物
13、的 小肠、肝脏等器官内被氧化成两分子的维生素 A,因此,胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维 生素 ,因此,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;乙醇是水溶性有机溶剂,不能用来提取胡萝卜素;溶解的胡萝 卜素容易被人体吸收,因此,炒胡萝卜时要多加些油。 而引起的各种疾病;乙醇是水溶性有机溶剂,不能用来提取胡萝卜素;溶解的胡萝 卜素容易被人体吸收,因此,炒胡萝卜时要多加些油。 探究点二探究点二胡萝卜素的提取和鉴定胡萝卜素的提取和鉴定 共研探究共研探究 1提取胡萝卜素提取胡萝卜素(填图填图) (1)实验装置实验装置 (2)方法步骤方法步骤 2胡萝卜素的鉴定胡萝卜素的鉴定 (1)实验装置实
14、验装置(填图填图) 玻璃盖和色谱容器的作用是防止层析液挥发。玻璃盖和色谱容器的作用是防止层析液挥发。 常用的层析溶剂是石油醚。常用的层析溶剂是石油醚。 (2)鉴定步骤鉴定步骤(填图填图) (3)结果分析结果分析 理论上应出现上图所示结果,其中,理论上应出现上图所示结果,其中,a、b 是萃取样品中的杂质;是萃取样品中的杂质;c、d 是标准样品中的是标准样品中的 胡萝卜素;胡萝卜素;e、f 是萃取样品中的胡萝卜素;是萃取样品中的胡萝卜素;A、D:标样,:标样,B、C:萃取样品。:萃取样品。 总结升华总结升华 1萃取胡萝卜素的注意事项萃取胡萝卜素的注意事项 萃取的效果主要取决于萃取剂的性质和使用量,
15、此外原料颗粒的大小、紧密程度、含 水量、萃取的温度及时间也会影响萃取的效果。原料颗粒小、含水量低、萃取温度高、时 间长,胡萝卜素就能够充分溶解,萃取效果就好。 萃取的效果主要取决于萃取剂的性质和使用量,此外原料颗粒的大小、紧密程度、含 水量、萃取的温度及时间也会影响萃取的效果。原料颗粒小、含水量低、萃取温度高、时 间长,胡萝卜素就能够充分溶解,萃取效果就好。 (1)萃取前,要将胡萝卜进行粉碎和干燥。粉碎的胡萝卜颗粒越小越好。萃取前,要将胡萝卜进行粉碎和干燥。粉碎的胡萝卜颗粒越小越好。 (2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分,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。 新鲜的
16、胡萝卜含有大量的水分,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。 (3)胡萝卜干燥的速度和效果与破碎程度、干燥方式有关。可以用烘箱烘干,也可以用 热风吹干。 胡萝卜干燥的速度和效果与破碎程度、干燥方式有关。可以用烘箱烘干,也可以用 热风吹干。 (4)萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来摸索,同时需要考虑单一变量原则 和等量原则。 萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来摸索,同时需要考虑单一变量原则 和等量原则。 2鉴定胡萝卜素的注意事项鉴定胡萝卜素的注意事项 (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
17、进行操作。 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)点样应快速细致,样点不能太大点样应快速细致,样点不能太大(直径应小于直径应小于 0.5 cm),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。 ,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,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,影响鉴定结果。 将点好样的滤纸卷成筒状,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
18、剂前沿不齐,影响鉴定结果。 (4)石油醚易挥发,注意层析容器要密封。石油醚易挥发,注意层析容器要密封。 3纸层析结果分析纸层析结果分析 (1)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。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。 (2)如果提取的胡萝卜素含杂质,则层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点。如果提取的胡萝卜素含杂质,则层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点。 (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。 由于提取物中含有杂质,萃取样品的颜色可能比标准样品
19、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。 对点演练对点演练 2下列有关从胡萝卜中提取胡萝卜素的描述,错误的是下列有关从胡萝卜中提取胡萝卜素的描述,错误的是( ) A一般情况下,提取胡萝卜素时,萃取效率与原料颗粒含水量成反比一般情况下,提取胡萝卜素时,萃取效率与原料颗粒含水量成反比 B浓缩的过程会使浓缩的过程会使 胡萝卜素挥发,进而实现萃取剂与胡萝卜素挥发,进而实现萃取剂与 胡萝卜素的分开胡萝卜素的分开 C在胡萝卜颗粒加热干燥过程中,应严格将温度和时间控制在一定范围内,因为温度 过高或时间过长会导致胡萝卜素分解 在胡萝卜颗粒加热干燥过程中,应严格将温度和时间控制在一定范围内,
20、因为温度 过高或时间过长会导致胡萝卜素分解 D胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定,且需用胡萝卜素标准品作对照胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定,且需用胡萝卜素标准品作对照 解析 : 选解析 : 选 B 原料颗粒的含水量会影响萃取的效率, 萃取效率与原料颗粒含水量成反比 ; 浓缩的过程会使萃取剂挥发;高温会使胡萝卜素分解,所以在加热干燥过程中,应注意控 制好温度和时间;胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定,且需用胡萝卜素标准品作对照。 原料颗粒的含水量会影响萃取的效率, 萃取效率与原料颗粒含水量成反比 ; 浓缩的过程会使萃取剂挥发;高温会使胡萝卜素分解,所以在加热干燥过程中,应注意控 制好温度和时
21、间;胡萝卜素粗品可通过纸层析法进行鉴定,且需用胡萝卜素标准品作对照。 3以下关于用层析法鉴定胡萝卜素样品过程的说法,错误的是以下关于用层析法鉴定胡萝卜素样品过程的说法,错误的是( ) A层析液不能没及样品原点层析液不能没及样品原点 B点样时,应快速细致,形成大小一致的圆点点样时,应快速细致,形成大小一致的圆点 C点样完成后立即将滤纸卷成筒状,置于层析液中层析点样完成后立即将滤纸卷成筒状,置于层析液中层析 D层析用的玻璃瓶应加盖玻璃板密封层析用的玻璃瓶应加盖玻璃板密封 解析:选解析:选 C 层析液不能没及滤纸基线,否则点样处的胡萝卜素溶解在层析液中,会 导致实验失败;点样时,应快速细致,形成大小
22、一致的圆点,点样斑点不能太大;点样完 成后应等滤纸上的点样液自然挥发干后,再将滤纸卷成筒状,置于层析液中层析;层析液 容易挥发,所以层析用的玻璃瓶应加盖玻璃板密封。 层析液不能没及滤纸基线,否则点样处的胡萝卜素溶解在层析液中,会 导致实验失败;点样时,应快速细致,形成大小一致的圆点,点样斑点不能太大;点样完 成后应等滤纸上的点样液自然挥发干后,再将滤纸卷成筒状,置于层析液中层析;层析液 容易挥发,所以层析用的玻璃瓶应加盖玻璃板密封。 1下列有关胡萝卜素的叙述,错误的是下列有关胡萝卜素的叙述,错误的是( ) A一分子的一分子的 胡萝卜素可被氧化成两分子的维生素胡萝卜素可被氧化成两分子的维生素 A
23、 B胡萝卜是提取天然胡萝卜是提取天然 胡萝卜素较理想的原料胡萝卜素较理想的原料 C天然天然 胡萝卜素只能从植物或岩藻中提取胡萝卜素只能从植物或岩藻中提取 D萃取胡萝卜素的萃取剂应该是没有毒性的有机溶剂萃取胡萝卜素的萃取剂应该是没有毒性的有机溶剂 解析:选解析:选 C 一分子的 一分子的 胡萝卜素可被氧化成两分子的维生素胡萝卜素可被氧化成两分子的维生素 A;胡萝卜素可以划分 为 ;胡萝卜素可以划分 为 、 三类,胡萝卜中含有大量的胡萝卜素,是提取三类,胡萝卜中含有大量的胡萝卜素,是提取 胡萝卜素的理想原料;微生物 的发酵生产是工业提取 胡萝卜素的理想原料;微生物 的发酵生产是工业提取 胡萝卜素的
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