胡萝卜素的提取高三生物一轮总复习名师伴学

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题二十五 《生物技术实践》专题5DNA和蛋白质技术、专题6植物有效成分的提取第4课胡萝卜素的提取【学案导航】-——明方向！【课程学习目标】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的操作方法。3。初步了解有机溶剂的相关知识.第一层级：预学区.不看不讲【知识体系梳理】一、基础知识1.胡萝卜素的功能:治疗因缺乏而引起的各种疾病，如夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等；还是常用的,广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂；具有使恢复正常细胞的作用。2。胡萝卜素的分类：根据的数目，将其划分为三类,其中，是最主要的组成成分。3。相关性质：胡萝卜素是色结晶,化学性质比较,不溶于，微溶于，易溶于等有机溶剂。胡萝卜素的化学元素为。胡萝卜素主要吸收光。4.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,二是从大面积养殖的中获得，三是利用微生物的生产。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,还需要对产物进一步的。二、提取胡萝卜素的实验过程提取胡萝卜素的实验流程有：胡萝卜→→→→→→胡萝卜素（一)干燥：1.干燥时注意控制温度.温度、干燥时间会导致胡萝卜素；2。干燥的速度和效果与、有关.可以使用烘干，也可以用吹干。（二）萃取:1。萃取剂的选择：有机溶剂分为两种，一类是（包括和)；二类是（包括、、、、等）.萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有沸点,能够充分胡萝卜素,并且不与.此外,还需考虑萃取、对人的、是否、有机溶剂是否能从产品中、会不会影响产品等问题。本实验中选择作为萃取剂。2。影响萃取的因素：萃取的效率主要取决于和，同时还受到原料颗粒的、、、萃取的和等条件的影响。因此，萃取前,要将胡萝卜进行和。萃取的最佳温度和时间可以通过实验来摸索。3.萃取装置：萃取过程中，采用加热，避免明火加热，因为。在加热瓶口安装回流冷凝装置的作用是为了防止加热时。（三）浓缩：萃取液的浓缩可直接使用装置。三、提取物的鉴定:l、方法：可通过进行鉴定。2、步骤：量做基线：在18cm×30cm滤纸下端距底边处做一基线，在基线上取A、B、C、D四点对照点样:A、D点点，B、C点点.干燥层析：吹干，放入中层析对比观察：对比观察样品中是否出现对应的层析带（即点与点的异同)注意：1、点样应该_______________，点样后会在基线上形成的圆点,注意保持滤纸。2、层析液不能太多，不能基线，否则,_______________________________。3、滤纸两边不能,以免因毛细管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、玻璃盖的作用是。【预习效果检测】1.下列有机溶剂中属于水溶性有机溶剂的是（）A。石油醚 B。四氯化碳 C.丙酮 D.乙醚2.为防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装（）A.蒸馏装置 B。冷凝回流装置 C。分液漏斗 D.压榨装置3.在下列有机溶剂中最好选择哪种作为萃取剂（）A。石油醚 B.醋酸乙酯 C.苯 D。四氯化碳4.纸层析时用到的层析液是（）A。乙醚 B。乙醇 C.丙酮 D。石油醚5。萃取的效率主要取决于（）A.原料颗粒的大小 B.萃取的温度C。萃取剂的性质和使用量 D。萃取的时间第二层级：导学区。不议不讲【重点难点探究】思考1：影响萃取的因素是哪些？思考2：三种提取方法的区别是什么？思考3：胡萝卜素有何营养价值?思考4：工业生产上提取胡萝卜素有哪些方法？思考5：萃取剂的选择原则是什么？思考6:乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？思考7:在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？第三层级:固学区。不练不讲【基础智能检测】1.下列哪项不属于β—胡萝卜素的作用（）A.治疗夜盲症 B.常用的食品添加剂C.防治佝偻病 D。使癌细胞恢复成正常细胞2.在萃取液浓缩之前要（)A.蒸馏 B.加热 C.层析 D。过滤3.下列哪种措施不能获得好的萃取效果（）A。原料颗粒小 B。萃取时间短 C。萃取时间长 D.萃取温度高4。提取胡萝卜素所用的方法是（）A.萃取法 B.压榨法 C。水中蒸馏 D.水上蒸馏5。下图是提取胡萝卜素的实验流程示意图，请回答下列问题:（1)图中A过程表示__________，此过程萃取剂的两个主要标准是____________________。(2）萃取加热时需要在瓶口安装__________装置，目的是____________________。（3）图中B过程表示__________，鉴定胡萝卜素粗品的方法是__________法。结果如下图，从图中分析可知，色带__________为β—胡卜素。(4）提取玫瑰精油和胡萝卜素时都需要加热，但是用萃取法提取胡萝卜素时，采用水浴加热法的原因是____________________。第四层级:思学区。不思不复【思维导图构建】【答案】【知识体系梳理】一、基础知识1、维生素A食品色素癌变细胞2、碳碳双键α、β、γβ－胡萝卜素3、橙黄稳定水乙醇石油醚C、H蓝紫4、植物岩藻发酵混合物分离二、提取胡萝卜素的实验过程粉碎干燥萃取过滤浓缩(一）1、过高太长分解2、破碎程度干燥方式烘箱热风（二）1、水溶性有机溶剂乙醇丙酮水不溶性有机溶剂石油醚乙酸乙酯乙醚笨四氯化碳高溶解水混溶效率毒性易燃完全除去质量石油醚2、萃取剂的性质使用量大小紧密程度含水量温度时间粉碎干燥设置对照3、水浴有机溶剂是易燃物，避免直接使用明火加热引起燃烧、爆炸有机溶剂挥发（三）浓缩蒸馏三、提取物的鉴定1、纸层析2、2厘米标准样品萃取样品溶剂石油醚样品色素标准色素注意：1、快速细致直径2毫米干燥2、超过胡萝卜素溶解在层析液中，鉴定失败3、接触4、防止层析液挥发【预习效果检测】1。C【解析】有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂。2.B【解析】为了防止加热时有机溶剂挥发,要在加热瓶口安装冷凝回流装置。3。A【解析】萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的溶点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶.4.D【解析】纸层析时用到的层析液是石油醚.【重点难点探究】思考1.主要取决于萃取剂的性质和用量，同时受到原料颗粒大小、紧密程度、含水量、萃取温度和时间等的影响.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的分解.思考2.提取方法实验原理方法步骤适用范围水蒸气蒸馏利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来1。水蒸气蒸馏2。分离油层3.除水过滤适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油1.石灰水浸泡、漂洗2。压榨、过滤、静置3。再次过滤适用于柑橘、柠檬等易焦煳原料的提取有机溶剂萃取使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂后就可获得芳香油1.粉碎、干燥2.萃取、过滤3.浓缩适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中思考3。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，如夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮病等。胡萝卜素还是常用的食品色素。最近还发现胡萝卜素具有使癌变细胞恢复为正常细胞的作用.思考4。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。思考5.（1)1、与原溶剂不互溶。（2）与被萃取的物质不反应。(3）被萃取的物质在萃取剂中的溶解度比原溶剂大。思考6.不可以。乙醇和丙酮都是水溶性萃取剂,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.应该选择水不溶性萃取剂，如：石油醚。思考7.乙醇和丙酮均是水溶性有机溶剂，萃取中能与水混溶而影响萃取效果，因此胡萝卜素可以溶于乙醇和丙酮，但乙醇和丙酮均不能用于胡萝卜素的萃取．石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，因此石油醚最适宜用来提取胡萝卜素。【基础智能检测】1．C【解析】β—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.还具有使癌细胞恢复成正常细胞的作用。2．D【解析】在萃取液浓缩之前还要过滤,除去萃取液中的不溶物。3．B【解析】一般地说，原料颗粒小，萃取的温度高、时间长,需要提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。4。A【解析】考查胡萝卜素提取的方法。不同的物质提取的方法不同.根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，选择萃取法。5.【答案】萃取具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素且不与水混溶回流冷凝装置防止加热时有机溶剂挥发浓缩纸层析法Ⅰ烧瓶里是有机溶剂，易燃易爆【典例指津】-—-授技法!热点题型一例1、阅读下列材料，完成相关问题。胡萝卜素通常是橘黄色结晶，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，它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α、β、γ三类，β—胡萝卜素是其中最主要的组成成分。Β—胡萝卜素具有非常重要的作用：①可作为优良的食用保健品。②可作为禽畜饲料添加剂。③作为营养和着色两用的食品添加剂等。因此胡萝卜素的提取及鉴定引起人们很大的兴趣。下图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图,请据图回答下列问题。(1）胡萝卜素粗品鉴定的方法名称是________.（2）图中b的名称是________。a的作用是____________。(3）e为________,对于e，实验时应注意____________________________.（4)f为________，常用________。（5)如果层析液没及e会导致________________________________。【答案】(1）纸层析法(2）色谱容器防止层析液挥发（3)样品原点点样应该快速细致，并保持滤纸干燥（4）溶剂石油醚（5）胡萝卜素溶解在层析液中,导致鉴定失败【提分秘籍】胡萝卜素提取的方法、原理及结果评价1．采用的方法纸层析法：纸层析是层析法的一种。层析法又称色谱法，是一种基于被分离物质的物理、化学及生物学特性的不同，使它们在某种基质中移动速度不同而进行分离的方法.2．层析原理Β—胡萝卜素与其他色素和杂质在层析液中的溶解度不同,在滤纸上随层析液扩散的速度不同。3．层析过程中的注意事项（1）点样的斑点直径不能太大，点样要快速、细致.（2）卷纸时注意滤纸的两边不能相互接触,以免溶剂沿滤纸两边移动加快,溶剂前沿不齐，影响结果。（如下图所示）（3）如用吹风机吹干,温度不宜过高，否则斑点会变黄。（4）纸层析过程不能让层析液淹没点样，否则实验失败。4．结果评价（1）是否出现对应的层析带。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）可以通过对颜色深浅的比较，初步确定提取的胡萝卜素的量,由于提取物中含有杂质，萃取样品的颜色可能比标准样品的颜色浅。（3）通过比较色素带的种类，分析可能含有的杂质种类.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。【举一反三】某同学在鉴定胡萝卜素时，所做的纸层析实验如下图所示，请指出其中的错误：（1）；（2）；（3)。【答案】（1）玻璃瓶未加盖密闭（2）层析液过多，没过了基线（3）滤纸两边接触热点题型二例2、下列有机溶剂中，不能作胡萝卜素萃取剂的是（)A。石油醚B.乙醚C.乙醇D。苯【答案】C【解析】乙醇为水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它作萃取剂。【提分秘籍】有机溶剂是一大类在生活和生产中广泛应用的有机化合物，相对分子质量不大，常温下呈液态。有机溶剂包括多类物质,如链烷烃、烯烃、醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烃、卤代烃、杂环化合物等,多数对人体有一定毒性。（1)有机溶剂的种类这类化合物种类繁多，许多化合物均具有上述性质，可被划入有机溶剂范畴。目前在工农业生产、医药和科研领域广泛应用的有近500种,其中最重要的约100余种，按其化学结构可大致分为十类:①芳香烃苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等.②脂肪烃戊烷、己烷、汽油及各种石油制品等。③脂环烃环戊烷、环己烷、环己烯、萘烷、松节油等。④卤代烃氯苯、二氯苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、二溴乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯等。⑤醇类甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、苯甲醇、氯乙醇、环己醇、糠醇等。⑥醚类甲醚、乙醚、异丙醚、二氯乙醚、1，2环氧丙烷、环氧氯丙烷、二氧六环、四氢呋喃等。⑦酯类甲酸酯、乙酸酯、磷酸三邻甲苯酯（TOCP）、草酸酯、碳酸酯、磷苯二酸酯等。⑧酮类丙酮、丁酮、戊酮、甲基正丙酮、甲基丁酮、双丙酮醇、丙酮基丙酮、三甲基环己烯酮、环己酮、甲基环己酮等.⑨二醇类乙二醇、丙二醇、二口恶烷、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等。⑩其他如二硫化碳、吡啶、乙腈、硝基丙烷、糠醛、二甲基甲酰胺等。(2）有机溶剂的用途有机溶剂多用作工业生产及化学实验的反应介质,其次为内燃机燃料、油漆原料及稀释剂、油墨稀释剂、清洁去污剂;其他尚有医药化工原料或添加剂原料、萃取剂、脱脂剂、脱蜡剂、防腐剂、杀虫剂、黏接剂、润滑剂、抗冻剂、冷却剂等.（3)有机溶剂的性质有机溶剂由于种类繁多，化学结构各异,故理化性质差异甚大，从卫生学角度着眼，可归纳出以下几点共性：①常温常压下呈液态，挥发性强，具有各自独特气味及一定刺激性；②大部分（除酯类、部分卤烃外）具易燃易爆性；③具优良脂溶性,可经过皮肤吸收。【举一反三】下列食用方法中，胡萝卜素的利用率最髙的是（）A．生吃胡萝卜B．牛肉丝炒胡萝卜片C．花生油炒胡萝卜丝D．清蒸胡萝卜片【答案】C【解析】胡萝卜素是脂溶性色素，易溶于有机溶剂中,故用花生油炒胡萝卜丝时容易被溶解吸收。【真题回眸】———知难易！1。(2013年高考山东卷）胡萝卜素是一种常用的食用色素，可分别从胡萝卜或产生胡萝卜素的微生物体中提取获得，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要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以分别为酵母菌R提供和。（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以防止温度过高；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。鉴定过程中需要用胡萝卜素标准品作为。【答案】（1)稀释涂布平板法灭菌(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2．（2013年高考海南卷）根据生物相关知识，回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题：（1）从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前将胡萝卜粉碎和，以提高萃取效率；水蒸气蒸馏法（填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取，原因是；鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用法，并以样品作为对照.（2）若要提高衣物上血渍的去除效果，可在洗衣粉中加入酶,因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的或;若要提高衣物上油渍的去除效果，洗衣粉中可添加酶；使用加酶洗衣粉时，水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是。【答案】（1）干燥（1分)不适合（1分）水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出（3分）纸层析（2分)标准的胡萝卜素(2分）(2）碱性蛋白（或蛋白）（1分）氨基酸（1分）小分子肽（1分)脂肪（1分)水温过低时酶活性较低,水温过高会使酶变性失活（2分）【解析】(1）提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素,水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出。提取色素常采用纸层析法，对照组采用标准的胡萝卜素。（2）血渍的主要成分是蛋白质，在蛋白酶的作用下分解成多肽或氨基酸。油渍的主要成分是脂肪，加入脂肪酶去除效果要好。酶的活性易受温度影响,高温易使其失活，低温是其活性过低，所以为了提高洗涤效果，最好采用适当温度。3。(2015年高考新课标全国卷二）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“α—胡萝卜素”、“β-胡萝卜素”或“γ—胡萝卜素”）,该胡萝卜素在人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”)将鲜活的盐藻干燥。(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。【答案】（1）β-胡萝卜素

维生素A

夜盲症

非挥发性（每空2分，共8分）(2)需要（2分）

（3）乙酸乙酯

（2分）

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（3分，其他答案合理也给分)【能力提升】--—长士气！1．下列关于胡萝卜素的说法不正确的是（）A．胡萝卜素有的存在于叶绿体囊状结构薄膜上B．胡萝卜素可划分为α、β、γ三类，β—胡萝卜素是其中最主要的组成成分C．胡萝卜素可用来预防癌症和心脑血管病等疾病D．β-胡萝卜素都存在于蔬菜中【答案】D【解析】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．层析后的色带点数不一样【答案】D【解析】由于粗产品中含有其他色素等杂质，各杂质扩散速度不同，会形成不同的色带点数。3．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．胡萝卜太大，不能放入烧杯中B．整个胡萝卜不能溶于有机溶剂C．脱水，使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度D．减少萃取的时间,从而提高效率【答案】C【解析】影响萃取的因素主要有萃取剂的性质和使用量，此外，原料颗粒的大小及含水量也能影响萃取效率。因此，先将胡萝卜粉碎，并干燥脱水,使之与萃取剂充分接触，提高溶解度，效果会更好。另外，萃取时间一般要长一些，效果也会好些.4．有同学研究萃取胡萝卜素的最佳温度，在设计实验时应注意(）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【答案】D5．提取胡萝卜素和提取玫瑰油时都需要加热，但两者使用的加热方法不同，其原因是（）A．前者需保持恒温，后者不需要恒温B．前者烧瓶里含有有机溶剂，易燃易爆，后者是水C．胡萝卜素不耐高温，玫瑰油耐高温D．前者容易蒸发，后者不容易蒸发【答案】B【解析】水蒸气蒸馏法提取玫瑰油使用的是水，可以直接加热；萃取法提取胡萝卜素使用的是有机溶剂，由于有机溶剂是易燃、易爆物质，因此要用水浴加热.故B正确。6．如果萃取的胡萝卜素样品层析后，层析带颜色比标准样品的浅，最有可能的原因是（）A．萃取的时间不够 B．选择的萃取剂不恰当C．提取物中含有杂质 D．浓缩过程操作不当【答案】C【解析】提取样品含有杂质，会使层析带颜色比标准样品浅。7．关于提取β胡萝卜素的实验流程,叙述不正确的是（）A．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B．为了提高萃取的效率,可以适当地提高温度，可采用酒精灯直接加热的方法C．萃取过程中在加热瓶口安装冷凝回流装置，是为了防止加热时有机溶剂的挥发D．浓缩的过程是为了把萃取剂与β胡萝卜素分开【答案】B【解析】提取β胡萝卜素时，不可用酒精灯直接加热，以避免引起有机溶剂的燃烧。8．胡萝卜素可以划分为α、β、γ三类，其划分的主要依据是（）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分C。根据其分子式中碳碳双键的数目D。根据分解后产生的维生素A的分子数【答案】C9．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。科学研究证明，胡萝卜素能防治或延缓癌症,是具有广泛免疫功能的药物和不可缺少的饮料添加剂。目前在国内外食品工业和其他诸多行业中，胡萝卜