2016新课标创新人教生物选修1 专题6 课题2 胡萝卜素的提取

一、胡萝卜素的基础知识（阅读教材P77）1．种类(1)划分依据：双键的数目。

(2)类型：分为α、β、γ三类，最主要的成分是β－胡萝卜素。

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，易溶于石油醚等有机溶剂。

3．用途(1)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。

(2)常用的食品色素，广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂。

(3)使癌变细胞恢复成正常细胞。

4．提取途径(1)从植物中提取。

(2)从大面积养殖的岩藻中获得。

(3)利用微生物的发酵生产。

二、胡萝卜素提取的实验设计（阅读教材P77～79）1．实验原理：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。

2．流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。

3．萃取剂(1)种类：有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。

(2)选择萃取剂的原则：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。

4．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。

5．实验装置的设计(1)实验装置(2)注意事项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。

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→干燥层析→对比观察。

[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。

1．胡萝卜素胡萝卜中有85%的β－胡萝卜素，其结构式为：(1)胡萝卜素的理化性质：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：胡萝卜素可分为α、β、γ三类，划分依据是双键的数目。

最主要的组成成分是β－胡萝卜素。

与β－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。

(3)生产途径：工业生产中，提取天然β－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β－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。

2．萃取剂(1)萃取剂的种类①水溶性：能与水混溶，如乙醇、丙酮。

②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)提取胡萝卜素中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，还要考虑萃取效率、对人的毒性等。

根据上述内容，判断下列有机溶剂能否作提取胡萝卜素的萃取剂，请说明理由。

①丙酮、乙醇：不能，乙醇、丙酮易溶于水，丙酮有毒。

②苯、四氯化碳：不能，苯、四氯化碳有毒。

③乙醚：不能，乙醚沸点低。

④石油醚：可以，石油醚沸点高，加热不易挥发。

[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0.1 g/100 mL，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，在酸中不稳定，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。

[对点演练]1．胡萝卜素不溶于水，溶解于油中，因此炒胡萝卜时，应多加()A．水B．油C．水和油D．盐解析：选B胡萝卜素是脂溶性物质，只有溶解在油脂中，才能在人体小肠黏膜的作用下转变为维生素A而被吸收。

因此，炒胡萝卜时要多加些油。

[共研探究]1．提取胡萝卜素(1)实验装置(2)实验操作①材料处理：选取500 g新鲜的胡萝卜，用清水洗净，沥干、切碎，然后在40 ℃的烘箱中烘干，约需2 h，将干燥后的胡萝卜进一步粉碎过筛。

②萃取：将样品放入500 mL圆底烧瓶中，加入200 mL石油醚混匀，按图甲所示安装萃取回流装置，萃取30 min。

③过滤：过滤萃取液，除去固体物质。

④浓缩：按图乙所示安装蒸馏装置，对萃取液进行浓缩，以挥发掉有机溶剂。

(3)实验流程的关键2.胡萝卜素的鉴定(1)实验装置①玻璃盖和色谱容器的作用是防止层析液挥发。

②U形扣的作用是固定滤纸，能否直接将滤纸的两边对齐黏住？提示：不能，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。

③常用的层析溶剂是石油醚。

(2)实验过程(3)结果分析①理论上应出现图甲所示的结果，其中，a、b是萃取样品中的杂质；c、d是标准样品中的胡萝卜素；e、f是萃取样品中的胡萝卜素；A、D：标样，B、C：萃取样品。

②某同学按照实验流程得到图乙所示的结果，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。

③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。

3．胡萝卜素鉴定实验中的重点剖析(1)点样①胡萝卜素的鉴定实验中，为什么用标准样液和提取液分别点样？提示：作对照，判断所提取的样液的纯净程度。

②点样时，每次点样干燥后重复点样的原因是什么？提示：为了在点样点附着更多的色素，有利于层析后色素点的观察。

(2)层析点好样的滤纸卷成筒状时为什么要使滤纸两边不能相互接触？提示：避免由于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。

(3)纸层析结果分析①层析后滤纸上出现了多个不同高度的色素点样，原因：提取得到的胡萝卜素含有杂质。

②层析后滤纸上出现了与标准样液一样的色素样点，原因：提取得到的胡萝卜素较纯净，含杂质少，实验成功。

③层析后滤纸上的色素样点颜色较浅，原因：提取液中含有杂质。

[总结升华]1．确定提取胡萝卜素的最佳方案在进行本实验时，可以分为若干合作小组，每组可以采用不同的有机溶剂和时间进行萃取，比较各组的实验结果，确定提取胡萝卜素的最佳方案。

2．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)点样应快速细致，样点不能太大(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。

(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。

3．纸层析结果分析(1)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。

(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。

[对点演练]2．下列对于胡萝卜素提取过程的叙述，错误的是()A．萃取前，要将胡萝卜素进行粉碎和干燥B．为了防止加热时，有机溶剂的挥发，还需要在加热瓶口安装冷凝回流装置C．萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置D．在浓缩前，不需要过滤，因为萃取液中没有不溶物解析：选D萃取剂易挥发，为防止挥发在加热时需要安装冷凝回流装置；萃取液浓缩时，可使用蒸馏装置；浓缩前需要进行过滤，除去不溶物。

1．下列关于胡萝卜素的说法，不正确的是()A．胡萝卜素存在于叶绿体类囊体的薄膜上B．胡萝卜素可分为α、β、γ三类，其中β－胡萝卜素是最主要的组成成分C．胡萝卜素可以用来预防肿瘤、癌症和心脑血管疾病D．胡萝卜素只存在于蔬菜中解析：选D植物、岩藻以及某些微生物中也含有β－胡萝卜素。

2．胡萝卜素在下列哪种溶剂中溶解度最小()A．乙醇B．水C．石油醚D．四氯化碳解析：选B胡萝卜素不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

3．胡萝卜素的提取实验流程正确的是()A．胡萝卜→粉碎→萃取→干燥→浓缩→过滤→胡萝卜素B．胡萝卜→粉碎→过滤→干燥→萃取→浓缩→胡萝卜素C．胡萝卜→粉碎→过滤→萃取→干燥→浓缩→胡萝卜素D．胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素解析：选D干燥应该在萃取前，过滤应该在浓缩前。

4．天然胡萝卜素是国际癌症协会研究中心、美国癌学会推崇的防癌抗癌食品、保健品和药品。

作为保健品食用，可医治维生素A缺乏症、干皮症、抗光敏症等疾病。

请根据上述材料及所学知识，回答下列问题：(1)天然胡萝卜素可医治维生素A缺乏症，是因为________________________________。

(2)某同学在鉴定胡萝卜素粗品中，所做的纸层析实验如图所示，请指出其中的错误：①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

解析：进行胡萝卜素粗品鉴定时，色谱容器应加盖闭封；层析液不可没及基线，且滤纸筒边缘不能接触。

答案：(1)胡萝卜素可被氧化为维生素A(2)①色谱容器未加盖密封②层析液过多，没过了基线③滤纸两边接触【基础题组】1．下列关于胡萝卜素的叙述，错误的是()A．胡萝卜素可以辅助治疗因缺乏维生素A而引起的疾病B．胡萝卜素可用作食品色素C．天然胡萝卜素还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解析：选D胡萝卜素在人体内可转化成维生素A，因此可以辅助治疗因缺乏维生素A 而引起的疾病。

胡萝卜素还是食品、饮料、饲料的添加剂，是一种天然色素。

此外还可预防癌症、提高人体免疫力、预防感冒等。

但不能治疗人体色素缺乏症。

2．胡萝卜素粗品鉴定过程中，判断标准样品点与萃取样品点的依据是()A．颜色不一样B．大小不一样C．形状不一样D．层析后的色素点数不一样解析：选D标准样品为单一色素，层析后只有单一样点，而萃取样品不纯，含有多种色素，会有多个色素点。

3．有同学想研究萃取胡萝卜素的最佳温度，在设计实验时应注意的是()A．萃取时间不用考虑是否相同B．使用不同的萃取剂，但量要相同C．原料颗粒大小不同D．除温度外，其他因素相同，以保证单一变量解析：选D本实验的目的是研究萃取胡萝卜素的最佳温度，因此，温度应该是本实验中的实验变量，也是唯一变量，为了排除其他因素对实验结果的干扰，应保证其余条件相同。