高中生物选修一学案7： 6.2 胡萝卜素的提取

课题2 胡萝卜素的提取
一、学习目标
(一)知识与技能
1、了解有关胡萝卜素的基础知识
2、掌握提取胡萝卜素的基本原理
(二)过程与方法
1、掌握萃取法提取胡萝卜素的技术
2、学会纸层析的操作方法
(三)情感、态度与价值观
领悟科学探究的方法,形成严谨、创新以及勇于实践的科学态度
二、重点、难点
胡萝卜素的提取,纸层析的操作
三、教学环节
（一）、温故而知新：
1 胡萝卜的颜色为_________.
2 提取叶绿体中的色素的方法________________
（二）、预习案：
1胡萝卜素的性质:橘黄色晶体,化学性质稳定,不溶于____________,微溶于____________,易溶于_____________________等。

2胡萝卜素的来源:植物、岩藻、___________。

3方法: 工业生产上，提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种，一是从中提取，二是从中获得，三是利用生产。

本课题所提供的方法只能提取胡萝卜素的，若要获得β-胡萝卜素，还需要进一步的。

（三）、问题导学，重难探究：
实验设计
1实验流程:阅读教材。

溶剂:应选择使用水不溶性有机溶剂,如石油醚(为什么?)。

2实验步骤:
①原料加工:取500g新鲜胡萝卜,清水清洗,沥干、粉碎、烘干。

②原料装填:将胡萝卜粉与200mL石油醚装入蒸馏瓶。

③__________:安装萃取回流装置,沸水浴加热萃取________。

④_________:将萃取物过滤,除去固体物,得到萃取液。

⑤浓缩:安装水蒸气蒸馏装置,加热萃取液,萃取剂挥发,得到胡萝卜素。

*注意事项:
烘干胡萝卜时,温度过高、时间过长,胡萝卜素会分解。

3胡萝卜素的纸层析鉴定:
①___________:取18×30cm滤纸条,于距底端2cm处划基线,取ABCD四个点。

②____________:用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在AD和BC点样,吹干。

③____________:将滤纸卷成筒状并固定,放到盛有1cm深石油醚的密封容器中层析。

④观察:取出滤纸条,使石油醚充分挥发后观察层析带。

*注意事项:
滤纸条预先____________处理;
点样时快速细致、样点圆点尽量细小;
滤纸筒的竖直边缘不能接触;
石油醚易挥发,注意层析容器要密封。

探究点一. 如何选择胡萝卜素的萃取剂？影响萃取的因素有哪些？
探究点二. 将提取的胡萝卜素粗品通过什么方法进行鉴定？关键点有哪些？
探究点三. 比较水蒸气蒸馏法、压榨法和有机溶剂萃取法在实验原理、方法步骤及适用范围方面的异同，并分析这三种方法的优点和局限性。

[记忆大餐]
1.胡萝卜素是从胡萝卜中提取出的橘黄色物质，包括多种结构类似物，可分为α、β、γ三类（根据碳碳双键的数目）；β—胡萝卜素是其中最主要的组成成分，可以用来治疗因缺乏维生素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；是常用的食品色素；还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。

2.胡萝卜素化学性质稳定，不溶于水，能溶于有机溶剂——微溶于乙醇（水溶性有机溶剂）、易溶于石油醚（水不溶性有机溶剂），可以采用萃取法来提取。

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。

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、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中，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。

工业生产上，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，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。

3.采用萃取法提取胡萝卜素时要注意：①一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。

因此，萃取前，一定要将胡萝卜进行粉碎和干燥。

②干燥时要注意控制温度、时间——温度太高、干燥时间太长，会导致胡萝卜素分解。

③萃取过程应该避免明火加热，采用水浴加热。

这是因为有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸。

④在加热瓶口要安装回流冷凝装置（下进上出），防止加热时有机溶剂挥发。

4.鉴定胡萝卜素粗品的纸层析法的操作步骤可以概括为：量线取点、对照点样、干燥层析、对比观察。

①制备滤纸条：取18×30cm滤纸条，于距底端2cm处划基线，取A、B、C、D四个点。

②点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在AD和BC点样，吹干。

③层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1cm深石油醚的密封容器中层析。

④观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带。

纸层析过程中的注意事项：滤纸条预先干燥处理，目的是有利于层析液的扩散；点样时应该快速细致、样点圆而细小，目的是有利于形成规整的色素斑点，并且始终注意保持滤纸干燥；滤纸筒的竖直边缘不能接触，以防止层析液沿着缝隙快速扩散；由于石油醚易挥发，因而层析容器要密封。

如果提取到的胡萝卜素含杂质，则层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点样。

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。

A、B、C、D 4点中，属于标准样品的样点是A和D，提取样品的样点是B和C。

⑦是β—胡萝卜素，⑧是杂质。

5.水蒸气蒸馏、压榨法、有机溶剂萃取的异同比较
四、练习检测：
1．萃取胡萝卜素的过程中采用水浴加热的原因是()
A．水浴加热不易破坏胡萝卜素分子的结构
B．为了保持97～100 ℃的恒温
C．防止加热时有机溶剂挥发
D．有机溶剂遇明火易爆炸
2.胡萝卜素可以预防白内障、有助于保护眼睛晶体的纤维部分，还可以促进眼内感光色素的生成，加强视力的形成；还可以预防夜盲症，加强眼睛变色的功能。

请根据其提取过程及胡萝卜素的性质，回答下列问题。

(1)胡萝卜素是________色结晶。

从胡萝卜中提取胡萝卜素，常用________ 作为溶剂，原因是________________ 。

(2)从胡萝卜素中提取胡萝卜素常用的方法是________法。

用这种方法提取胡萝卜素的主要
步骤是：粉碎、________、________、过滤、浓缩。

(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________ 和________ 控制在一定范围，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

3．请回答有关胡萝卜素提取的内容：
(1)工业上可以用微生物的发酵来获得β－胡萝卜素。

①培养微生物的培养基中，营养物质主要有________________________________________。

②在石油醚、醋酸乙酯、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__________________。

(2)胡萝卜素提取的效率主要取决于________和________。

(3)可以用__________________法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定。

——★参考答案★——
1.[解析]萃取胡萝卜素的过程中采用水浴加热的原因是有机溶剂遇明火易爆炸，D正确。

[答案]D
2.[解析](1)胡萝卜素是橘黄色结晶，提取胡萝卜素常用脂溶性有机溶剂，因为胡萝卜素是脂溶性物质。

(2)胡萝卜素的提取方法是萃取，主要步骤是粉碎、干燥、萃取、过滤和浓缩。

(3)加热干燥时应严格控制温度和时间，因为温度过高时间过长会导致胡萝卜素的分解。

[答案](1)橘黄脂溶性有机溶剂胡萝卜素是脂溶性物质
(2)萃取干燥萃取
(3)温度时间温度过高时间过长会导致胡萝卜素的分解
3.[解析](1)①培养微生物的培养基中，营养物质主要有水、无机盐、碳源和氮源。

②最适宜用于萃取胡萝卜素的是石油醚。

(2)胡萝卜素提取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。

(3)胡萝卜素粗品进行鉴定用纸层析法。

[答案](1)①水、无机盐、碳源和氮源
②石油醚
(2)萃取剂的性质使用量
(3)纸层析。