人教版高中生物選修一教材用書：專題6 植物有效成分的提取 課題2 胡蘿卜素的提取 Word版含答案

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1、 課題2胡蘿卜素的提取 1．胡蘿卜素不溶于水，易溶于石油醚等有機溶劑，可用萃取法提取。 2．胡蘿卜素有α、β、γ三類，其中β—胡蘿卜素是最主要的組成成分。 3．提取胡蘿卜素的流程：胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素。 4．萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，原料顆粒的大小、含水量、萃取的溫度和時間等條件對萃取的效率也有影響。 5．萃取過程避免明火加熱，應(yīng)采用水浴加熱。 6．對提取的胡蘿卜素可通過紙層析進行鑒定。 胡蘿卜素的基礎(chǔ)知識 [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1．種類 (1)劃分依據(jù)：雙鍵的數(shù)目。 (2)類型：分為α、β、γ三類，最主要的組成成分

2、是β—胡蘿卜素。 2．用途 (1)治療因缺乏維生素A而引起的各種疾病。 (2)廣泛地用作添加劑。 (3)使癌變細胞恢復(fù)成正常細胞。 3．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溶劑。 4．提取途徑 (1)一是從植物中提取； (2)二是從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲得； (3)三是利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)。 胡蘿卜素有防治癌癥的作用，能否快速大量生產(chǎn)胡蘿卜素？采用什么技術(shù)？ 提示：能。發(fā)酵技術(shù)。 [跟隨名師·解疑難] 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

3、玉米、小米等糧食中也含有一定量的胡蘿卜素。 2．胡蘿卜素的理化性質(zhì) 胡蘿卜素為橘黃色結(jié)晶，不溶于水，易溶于石油醚等有機溶劑，在橄欖油和苯中的溶解度為0.1 g/100 mL，在氯仿中的溶解度為4.3 g/100 mL。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。胡蘿卜素低濃度時為黃色，高濃度時為橙紅色。重金屬離子，特別是鐵離子，可促使胡蘿卜素退色。胡蘿卜中的胡蘿卜素85%為β—胡蘿卜素，其結(jié)構(gòu)式為： 胡蘿卜素提取的實驗設(shè)計 [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1．提取方法與流程 (1)提取方法：根據(jù)胡蘿卜素易溶于有機溶劑的特點，可以采用有機溶劑萃取的方法來提取

4、。 (2)流程： 胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素。 2．萃取劑的選擇 (1)種類：有機溶劑分為水溶性和水不溶性兩種。 (2)原則：萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)具有較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。此外，還要對人體無毒性、不易燃、易與產(chǎn)品分離除去、不影響產(chǎn)品質(zhì)量等。 3．影響萃取的因素 (1)萃取劑的性質(zhì)和使用量。 (2)原料顆粒的大小、緊密程度、含水量。 (3)萃取的溫度和時間。 4．提取裝置的設(shè)計 (1)萃取過程避免明火加熱，應(yīng)采用水浴加熱，因為直接使用明火加熱易引起燃燒、爆炸。 (2)在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置，以防止有機溶劑揮發(fā)。 (

5、3)萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置，在濃縮之前還要進行過濾，除去萃取液中的不溶物。 5．操作提示 (1)在干燥時要注意控制溫度，溫度太高、干燥時間太長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解。 (2)胡蘿卜干燥的速度和效果與破碎程度、干燥方式有關(guān)。 6．結(jié)果分析與評價 (1)方法：可通過紙層析進行鑒定。 (2)步驟： 1．乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取嗎？為什么？ 提示：不能。因為乙醇和丙酮是水溶性有機溶劑，且丙酮對人體有毒性。 2．在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種有機溶劑中，哪種最適宜用來提取胡蘿卜素？ 提示：在這五種有機溶劑中，乙醚沸點較低，不宜選取，苯和四氯化碳有毒性

6、，石油醚的沸點最高，在加熱萃取時不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取劑，其次可選乙酸乙酯。 3．萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置，蒸發(fā)出去的物質(zhì)是萃取劑還是胡蘿卜素？ 提示：是萃取劑，胡蘿卜素留在蒸餾瓶中。 [跟隨名師·解疑難] 實驗結(jié)果的分析與評價 1．確定提取胡蘿卜素的最佳方案 在進行本實驗時，可以分為若干合作小組，每組可以采用不同的有機溶劑和時間進行萃取，比較各組的實驗結(jié)果，確定提取胡蘿卜素的最佳方案。 2．是否出現(xiàn)對應(yīng)的層析帶 (1)采用的方法：紙層析法，可與必修課本中“綠葉中色素的提取和分離”相聯(lián)系，比較其異同點。 (2)鑒定步驟：量做基線→對照點樣→干燥層析→對比觀察

7、。 ①如果提取到的胡蘿卜素含雜質(zhì)，則層析后在濾紙上會出現(xiàn)多個不同高度的色素點樣。 ②如果萃取樣品中出現(xiàn)了和標準樣品一樣的層析帶，說明提取胡蘿卜素的實驗成功。由于提取物中含有雜質(zhì)，萃取樣品的顏色可能比標準樣品的顏色淺，所以也可以通過顏色的比較，初步確定提取的胡蘿卜素的量。 胡蘿卜素的提取分析 [例1] 下面為胡蘿卜素的提取裝置示意圖，回答有關(guān)問題： (1)胡蘿卜素提取的效率主要取決于________________________。 (2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這五種有機溶劑中，最適宜用于萃取胡蘿卜素的是________，這是因為_____________

8、________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在①處安裝回流冷凝裝置的目的是___________________________________。 (4)在胡蘿卜素的萃取過程中，萃取過程的加熱方式一般應(yīng)采用水浴加熱，避免明火加熱，這是因為_________________________________________________________ _______________________________

9、_________________________________________。 得到的萃取液經(jīng)過過濾后直接使用________裝置進行濃縮。 [解析]　胡蘿卜素易溶于有機溶劑，所以選用萃取的方法。萃取的效率與原料和萃取劑有密切關(guān)系，但主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，其次還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件的影響；萃取劑是有機溶劑，具有加熱易燃、易揮發(fā)的特點，所以萃取裝置的設(shè)置要特別注意；萃取劑的選擇要注意以下特點：較高的沸點、能夠充分溶解萃取物等；提取過程中一般要避免明火加熱，而采用水浴加熱，這是因為有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒、爆炸。

10、 [答案]　(1)萃取劑的性質(zhì)和使用量　(2)石油醚　石油醚的沸點最高，在加熱萃取時不易揮發(fā)　(3)防止加熱時有機溶劑揮發(fā)　(4)有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒、爆炸　蒸餾 歸納拓展 提取胡蘿卜素時應(yīng)注意的事項 用萃取法提取胡蘿卜素時，由于加入的萃取劑含石油醚等有機溶劑，因此應(yīng)避免明火加熱；萃取的效率取決于萃取劑和原料兩方面，因此在萃取時，要先將胡蘿卜粉碎并干燥脫水，使之與萃取劑充分接觸，這樣可以提高溶解度，萃取效果會更好。另外，萃取時間長，萃取效果也會更好。 胡蘿卜素的鑒定 [例2] 圖甲為胡蘿卜素粗品鑒定裝置示意圖，圖乙為胡蘿卜素的紙層析結(jié)果示意圖，請據(jù)圖回

11、答下列問題： (1)圖甲中b的名稱是______________，a的作用是_______________________________， e為________，對于e實驗時應(yīng)注意______________________________________， f為________，常用______________，如果層析液沒及e會導(dǎo)致__________________________________________________________________。 (2)圖乙中A、B、C、D四點中，屬于標準樣品的樣點是________，屬于提取樣品的樣點是________。基

12、線一般距底邊________cm；在圖中的層析譜中，①代表的物質(zhì)是________，②代表的物質(zhì)是________。 [解析]　對胡蘿卜素提取粗品進行鑒定采用的是紙層析法，其原理是色素在層析液中的溶解度不同，導(dǎo)致其在濾紙上的運動速度不同，從而使各成分分開。因?qū)游鲆阂讚]發(fā)，故應(yīng)在色譜容器上方用玻璃蓋蓋嚴。在進行點樣時，應(yīng)注意點樣要快速細致，并保持濾紙干燥。層析液高度不得超過濾紙基線，否則點樣處的有機成分會溶于層析液中，導(dǎo)致實驗失敗。 [答案]　(1)色譜容器　防止層析液揮發(fā)　樣品原點　點樣應(yīng)該快速細致并保持濾紙干燥　溶劑　石油醚　胡蘿卜素溶解在層析液中，致使鑒定失敗　(2)A和D　B和C　2

13、　β—胡蘿卜素　其他色素和雜質(zhì) 歸納拓展 用紙層析法鑒定時應(yīng)注意的問題 (1)選擇干凈的濾紙，為防止操作時污染濾紙，應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙，可以戴手套進行操作。 (2)點樣時注意樣斑不能太大，如用吹風(fēng)機吹干，溫度不宜過高，否則斑點會變黃。 (3)點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時注意兩邊不能互相接觸，以免因毛細現(xiàn)象而導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響效果。 [隨堂基礎(chǔ)鞏固] 1．下列關(guān)于胡蘿卜素的敘述，錯誤的是(　　) A．胡蘿卜素可以輔助治療因缺乏維生素A而引起的疾病 B．胡蘿卜素可用作食品色素 C．天然胡蘿卜素還具有預(yù)防癌癥的功能 D．胡蘿卜素可以治療

14、人體色素缺乏癥 解析：選D　胡蘿卜素在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成維生素A，因此可以輔助治療因缺乏維生素A而引起的疾病。胡蘿卜素還是食品、飲料、飼料的添加劑，是一種天然色素。此外還具有預(yù)防癌癥、提高人體免疫力、預(yù)防感冒等功能。但不能治療人體色素缺乏癥。 2．胡蘿卜素的提取實驗流程正確的是(　　) A．胡蘿卜→粉碎→萃取→干燥→濃縮→過濾→胡蘿卜素 B．胡蘿卜→粉碎→過濾→干燥→萃取→濃縮→胡蘿卜素 C．胡蘿卜→粉碎→過濾→萃取→干燥→濃縮→胡蘿卜素 D．胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素 解析：選D　干燥應(yīng)該在萃取前，過濾應(yīng)該在濃縮前。 3．以下說法不正確的是(　　) A．石油

15、醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種有機溶劑中，石油醚的沸點最高，在加熱萃取時不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取劑 B．乙醇和丙酮不能夠用于胡蘿卜素的萃取，雖然它們也是有機溶劑，但它們與水混溶 C．萃取液的濃縮可直接使用蒸餾裝置 D．對提取出的胡蘿卜素進行紙層析鑒定時，可用滴管吸取少量的樣品進行點樣 解析：選D　點樣時應(yīng)用最細的注射器針頭，而不能用滴管。 4．根據(jù)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的相關(guān)知識及胡蘿卜素的性質(zhì)，回答下列問題： (1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用____________作為溶劑，原因是________________________________________

16、________________________________。 (2)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是________法。用這種方法提取胡蘿卜素的主要步驟是：胡蘿卜→粉碎→干燥→________→________→____________→胡蘿卜素。 (3)萃取的效率主要取決于__________________，同時也受_____________________等條件的影響。 (4)提取的胡蘿卜素可通過________法進行鑒定，在鑒定過程中需要用________________進行對照。 (5)一般情況下，提取胡蘿卜素時，提取效率與原料顆粒的含水量成________比。 解

17、析：(1)胡蘿卜素是橘(橙)黃色的結(jié)晶，屬于脂類物質(zhì)，其化學(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溶劑。(2)提取胡蘿卜素最常用的方法是萃取法，即讓胡蘿卜素溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得胡蘿卜素。(3)萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時也受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件的影響。(4)提取到的胡蘿卜素可通過紙層析法進行鑒定，在鑒定中應(yīng)與標準樣品進行對照。(5)萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)該具有很高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。因此，原料顆粒中含水量應(yīng)很少，否則會影響提取的效率。 答案：(1)親脂性有機溶劑(或有機溶劑)　

18、胡蘿卜素是脂溶性色素　(2)萃取　萃取　過濾　濃縮 (3)萃取劑的性質(zhì)和使用量　原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間　(4)紙層析　標準樣品　(5)反 [課時跟蹤檢測] (滿分50分　時間25分鐘) 一、選擇題(每小題3分，共24分) 1．下列關(guān)于胡蘿卜素的敘述，錯誤的是(　　) A．胡蘿卜素可用于治療幼兒生長發(fā)育不良、干皮癥等 B．胡蘿卜素可從大面積養(yǎng)殖的巖藻中提取 C．天然胡蘿卜素能使癌細胞恢復(fù)成正常細胞 D．提取胡蘿卜素時，可采用石油醚、苯、酒精、丙酮等作溶劑 解析：選D　提取胡蘿卜素時常用石油醚；酒精與水互溶，苯、丙酮沸點低。 2．下列有關(guān)胡蘿卜素提

19、取的敘述不正確的是(　　) A．萃取劑可以選用石油醚 B．萃取過程用酒精燈直接加熱 C．裝置與玫瑰油提取裝置不同 D．最后得到的胡蘿卜素不純 解析：選B　胡蘿卜素提取時，萃取過程用酒精燈隔水加熱，防止有機溶劑揮發(fā)遇明火燃燒。 3．影響胡蘿卜素提取的因素有(　　) ①溫度　②胡蘿卜的干燥程度?、圯腿┑男再|(zhì) ④萃取劑的用量?、莺}卜粉碎塊大小　⑥加熱時間 A．①②③④⑤⑥　　　　 B．①③④⑥ C．①②④⑥ D．①②③⑤ 解析：選A　萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件的影響。 4．在用紙層析法

20、鑒定所提取的色素時，下列敘述錯誤的是(　　) A．在紙層析過程中，濾紙可放在普通燒杯中 B．層析液所用的試劑為石油醚 C．有時萃取樣品的顏色比標準樣品的顏色淺 D．如果萃取樣品中出現(xiàn)了和標準樣品一樣的層析帶，說明提取胡蘿卜素的實驗成功 解析：選A　待濾紙上的點樣液自然揮發(fā)干后，把濾紙卷成圓筒狀，置于裝有1 cm深的石油醚的密封玻璃瓶中；若提取的胡蘿卜素比較少，則萃取樣品的顏色比標準樣品的淺。若萃取樣品與標準樣品擴散結(jié)果相同，則說明提取色素較多且較純，實驗成功。 5．關(guān)于提取β—胡蘿卜素的實驗流程，下列敘述錯誤的是(　　) A．萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)該具有較高的沸點，能夠充分溶解

21、胡蘿卜素，并且不與水混溶 B．乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取 C．萃取過程中在瓶口安裝冷凝回流裝置，是為了防止加熱時有機溶劑的揮發(fā) D．濃縮的過程是為了把萃取劑與胡蘿卜素分開 解析：選B　乙醇和丙酮是水溶性有機溶劑。因能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它們作萃取劑。 6．有同學(xué)想研究萃取胡蘿卜素的最佳溫度，在設(shè)計實驗時應(yīng)注意(　　) A．萃取時間不用考慮是否相同 B．使用不同的萃取劑，但量要相同 C．原料顆粒大小不同 D．除溫度外，其他因素相同，以保證單一變量 解析：選D　本實驗的目的是研究提取胡蘿卜素的最佳溫度，溫度就應(yīng)該是本實驗中的實驗變量，也是唯一變量，為了排除其他

22、因素對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)保證其余條件相同。 7．胡蘿卜素的紙層析操作中錯誤的是(　　) A．選擇干凈的濾紙 B．點樣時點樣斑點不能太大 C．點樣后用吹風(fēng)機吹干，溫度不宜過高 D．點好樣的濾紙卷成圓筒狀，且濾紙的兩邊要相互接觸 解析：選D　將點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時注意濾紙的兩邊不能互相接觸，以免由于溶劑沿濾紙兩邊的移動速度加快，導(dǎo)致溶劑前沿不齊，影響分離效果。 8．下列對胡蘿卜素提取過程的分析，正確的是(　　) A．把新鮮的胡蘿卜切成米粒大小的顆粒，置于烘箱中烘干時，溫度越高、干燥時間越長，烘干效果越好 B．在萃取過程中在瓶口安裝冷凝回流裝置，是為了防止加熱時有機溶劑的揮

23、發(fā) C．在濃縮前，沒有必要進行過濾 D．將濾液用蒸餾裝置進行蒸餾，要收集蒸發(fā)出去的液體，蒸發(fā)出去的是胡蘿卜素，留下的是有機溶劑 解析：選B　在烘干胡蘿卜時要控制好溫度和時間，溫度太高、干燥時間太長，會導(dǎo)致胡蘿卜素分解；濃縮前要進行過濾，除去不溶物；將過濾液用蒸餾裝置進行蒸餾，蒸發(fā)掉有機溶劑，留下濃縮的胡蘿卜素提取液，而在萃取過程中，在瓶口安裝冷凝回流裝置是為了防止加熱時有機溶劑的揮發(fā)。 二、非選擇題(共26分) 9．(14分)胡蘿卜素可用于治療因缺乏維生素A而引起的各種疾??；還是常用的食品色素；還具有使癌變細胞恢復(fù)為正常細胞的作用。下圖是提取胡蘿卜素的實驗流程示意圖，請回答下列問題：

24、 ―→―→―→―→―→―→ (1)除了可以從植物中提取天然胡蘿卜素外，還可以從養(yǎng)殖的巖藻中獲得或者利用________生產(chǎn)。 (2)新鮮的胡蘿卜含有大量的水分，在胡蘿卜素的提取過程中，要對新鮮的胡蘿卜進行________處理，但要注意控制________和時間，這是因為 ________________________________________________________________________。 (3)圖中A過程表示________，此過程用到的有機溶劑應(yīng)該具有較高的________，能夠充分________胡蘿卜素，并且不與水混溶。 (4)圖中B過程表示___

25、_____，濃縮之前進行過濾的目的是________________________________________________________________________。 解析：提取天然β—胡蘿卜素的方法主要有三種：一是從植物中提取，二是從巖藻中獲得，三是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)。提取胡蘿卜素時要干燥，但要注意控制溫度和時間。圖中A表示萃取，B表示濃縮。 答案：(1)微生物的發(fā)酵　(2)干燥　溫度　溫度太高、干燥時間太長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解　(3)萃取　沸點　溶解　(4)濃縮　除去萃取液中的不溶物 10．(12分)胡蘿卜素是一種常用的食用色素，可分別從胡蘿卜或產(chǎn)胡蘿卜素的微生物菌

26、體中提取獲得，流程如下： (1)篩選產(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌R時，可選用________或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時需先灼燒接種環(huán)，其目的是________________________________________________________________________。 (2)培養(yǎng)酵母菌R時，培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可分別為酵母菌R的生長提供____________和____________。 (3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時，干燥過程應(yīng)控制好溫度和________，以防止胡蘿卜素分解；萃取過程中宜采用________方式加熱，以防止溫度過高；萃取液濃縮前需進行過濾

27、，其目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素。鑒定過程中需用胡蘿卜素標準品作為________。 解析：(1)接種微生物的方法主要是稀釋涂布平板法和平板劃線法；為了避免雜菌的污染，接種過程中要進行無菌操作，如對接種環(huán)進行灼燒處理。(2)蔗糖可作為碳源，硝酸鹽含有氮元素，可作為氮源。(3)溫度過高、干燥時間過長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解；由于萃取劑都是易燃物，直接使用明火加熱易引起燃燒、爆炸，故應(yīng)采用水浴加熱。(4)鑒定胡蘿卜素時，胡蘿卜素標準品主要起一個對照的作用。 答案：(1)稀釋涂布平板法(或稀釋混合平板法)　滅菌(或防止雜菌污染)　(2)碳源　氮源 (3)時間　水浴　濾去不溶物　(4)(實驗)對照