選修一6.2胡蘿卜素的提取

1、課題目標(biāo)課題目標(biāo) 掌握胡蘿卜素的基礎(chǔ)知識(shí)和提取胡蘿卜素的基本掌握胡蘿卜素的基礎(chǔ)知識(shí)和提取胡蘿卜素的基本原理原理，初步學(xué)會(huì)胡蘿卜素的提取技術(shù)和紙層析的操初步學(xué)會(huì)胡蘿卜素的提取技術(shù)和紙層析的操作方法，了解有機(jī)溶劑的相關(guān)知識(shí)作方法，了解有機(jī)溶劑的相關(guān)知識(shí)。課題重點(diǎn)與難點(diǎn)課題重點(diǎn)與難點(diǎn) 胡蘿卜素胡蘿卜素的提取；紙層析的操作。的提取；紙層析的操作。基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)從胡蘿卜中提取出的橘黃色物質(zhì)包括多種結(jié)從胡蘿卜中提取出的橘黃色物質(zhì)包括多種結(jié)構(gòu)類似物，統(tǒng)稱為構(gòu)類似物，統(tǒng)稱為胡蘿卜素胡蘿卜素。胡蘿卜素胡蘿卜素胡蘿卜素胡蘿卜素胡蘿卜素（最主要的組成成分） 1、種類：(根據(jù)雙鍵的數(shù)目)一、胡蘿卜素胡蘿卜素含胡蘿卜

2、素含9個(gè)雙鍵個(gè)雙鍵 2、理化性質(zhì)：1 1、橘黃色結(jié)晶、橘黃色結(jié)晶2 2、化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定、化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定, ,不溶于水、微溶于酒精、不溶于水、微溶于酒精、 易溶于石油醚等有機(jī)溶劑易溶于石油醚等有機(jī)溶劑3 3、可氧化成兩分子維生素、可氧化成兩分子維生素A A維生素A3、應(yīng)用：醫(yī)藥用途醫(yī)藥用途：在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化成：在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化成維生素維生素A A，輔助治療，輔助治療V VA A 缺乏引起的疾病，如缺乏引起的疾病，如夜盲癥夜盲癥、干皮癥等、干皮癥等添加劑添加劑：廣泛用作食品、飲料、飼料的添加劑。：廣泛用作食品、飲料、飼料的添加劑。預(yù)防癌癥預(yù)防癌癥：使癌細(xì)胞恢復(fù)為正常細(xì)胞。：使癌細(xì)胞恢復(fù)為正常細(xì)胞。二、

3、胡蘿卜素的提?。ㄒ唬┕I(yè)方法：（一）工業(yè)方法：三孢布拉霉菌三孢布拉霉菌從從植物植物中提取中提取從從巖藻巖藻中提取中提取利用利用微生物的發(fā)酵微生物的發(fā)酵生產(chǎn)生產(chǎn)可在胡蘿卜中分離得到可在胡蘿卜中分離得到多種褐藻多種褐藻（真核）（真核）的俗稱的俗稱（二）實(shí)驗(yàn)室提取方法：（二）實(shí)驗(yàn)室提取方法： 萃取法思考：胡蘿卜素有防治癌癥的作用，能否快思考：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)？速大量生產(chǎn)胡蘿卜素？采用什么技術(shù)？水不溶性水不溶性有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑 乙醇、丙酮乙醇、丙酮 石油醚石油醚、乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳乙醚、苯、四氯化碳 水溶性水溶性有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑2、萃

4、取劑的選擇：（1 1）用做溶劑的有機(jī)物分為：）用做溶劑的有機(jī)物分為：1、提取原理：根據(jù)胡蘿卜素易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，可以考慮有機(jī)溶劑萃取的方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（2）萃取胡蘿卜素對(duì)有機(jī)溶劑的要求： 需要考慮萃取效率、對(duì)人是否有毒性、是否易燃需要考慮萃取效率、對(duì)人是否有毒性、是否易燃 有機(jī)溶劑能否從產(chǎn)品中完全除去、會(huì)不會(huì)影響產(chǎn)有機(jī)溶劑能否從產(chǎn)品中完全除去、會(huì)不會(huì)影響產(chǎn) 品質(zhì)量等。品質(zhì)量等。萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn)，萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn)， 能充分溶解胡蘿卜素，并且還要求不溶于水能充分溶解胡蘿卜素，并且還要求不溶于水。石油醚、石油醚、 乙酸乙酯、乙酸乙酯、 乙醚、

5、乙醚、 苯、苯、 四氯化碳四氯化碳 資料一：幾種水不溶性有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)：資料一：幾種水不溶性有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)： 90-120 77 35 80 76 90-120 77 35 80 76 （2）萃取胡蘿卜素對(duì)有機(jī)溶劑的要求： 需要考慮萃取效率、對(duì)人是否有毒性、是否易燃、需要考慮萃取效率、對(duì)人是否有毒性、是否易燃、 有機(jī)溶劑能否從產(chǎn)品中完全除去、會(huì)不會(huì)影響產(chǎn)有機(jī)溶劑能否從產(chǎn)品中完全除去、會(huì)不會(huì)影響產(chǎn) 品質(zhì)量等。品質(zhì)量等。結(jié)論：選擇水不溶性有機(jī)溶劑做萃取劑。 其中石油醚沸點(diǎn)高，不易揮發(fā)，最適宜做萃取劑萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn)，萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn)， 能充分溶解胡蘿

6、卜素，并且還要求不容于水。能充分溶解胡蘿卜素，并且還要求不容于水。3、影響萃取的因素：萃取劑的的性質(zhì)和使用量（主要因素）原料：顆粒的大小、含水量：顆粒的大小、含水量環(huán)境：萃取的溫度、時(shí)間等等結(jié)論：結(jié)論：原料原料顆粒小顆粒小、萃取、萃取溫度高溫度高、時(shí)間長時(shí)間長 需要提取的物質(zhì)就能充分溶解，萃取需要提取的物質(zhì)就能充分溶解，萃取 效果就好效果就好 萃取的萃取的最佳溫度最佳溫度和和時(shí)間時(shí)間可以通過設(shè)置可以通過設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)來探索來探索. .4 4、實(shí)驗(yàn)流程胡蘿卜胡蘿卜胡蘿卜素濃 縮過過 濾濾萃 取干干 燥燥粉粉 碎碎5 5、提取裝置的設(shè)計(jì)冷凝管的作用：冷凝管的作用：防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)防止加

7、熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)萃取目的：萃取目的：使胡蘿卜素充分溶解在有機(jī)溶劑中使胡蘿卜素充分溶解在有機(jī)溶劑中 為什么要水浴加熱？為什么要水浴加熱？直接使用明火加熱易引起有機(jī)溶劑直接使用明火加熱易引起有機(jī)溶劑 的燃燒、爆炸的燃燒、爆炸濃縮裝置濃縮裝置濃縮的目的：濃縮的目的：將石油醚和胡蘿卜素分開。將石油醚和胡蘿卜素分開。石油醚的沸點(diǎn)在石油醚的沸點(diǎn)在90-12090-120度之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于胡蘿卜素的沸點(diǎn)，加熱時(shí)度之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于胡蘿卜素的沸點(diǎn)，加熱時(shí)石油醚首先被蒸餾出去。石油醚首先被蒸餾出去。加熱萃取液，萃取液揮發(fā)，加熱萃取液，萃取液揮發(fā)，得到胡蘿卜素。得到胡蘿卜素。濃縮濃縮：6 6、提取過程回流冷凝裝置回流冷

8、凝裝置 萃取液萃取液過濾過濾 粗萃取液粗萃取液蒸餾提純蒸餾提純濃縮萃取液濃縮萃取液干燥粉碎的胡蘿卜干燥粉碎的胡蘿卜+有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑胡蘿卜素胡蘿卜素4 4、胡蘿卜素操作流程胡胡蘿蘿卜卜粉粉碎碎干干燥燥原料顆粒小，水分少，萃取效果好原料加工：原料加工：取取500g500g新鮮胡蘿卜，清洗，瀝干、粉碎、烘干。新鮮胡蘿卜，清洗，瀝干、粉碎、烘干。原料裝填：原料裝填：將胡蘿卜粉碎與將胡蘿卜粉碎與200mL200mL石油醚裝入蒸餾瓶。石油醚裝入蒸餾瓶。注意：烘干胡蘿卜時(shí)，要注意控制溫度若溫度過高、時(shí)間過長，胡蘿卜素可能會(huì)分解。 1 1、提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程胡蘿卜胡蘿卜胡蘿卜素濃 縮過過 濾濾萃 取干干

9、 燥燥粉粉 碎碎三、實(shí)驗(yàn)操作2 2、胡蘿卜素提取過程胡胡蘿蘿卜卜粉粉碎碎干干燥燥原料顆粒小，水分少，萃取效果好加熱萃?。杭訜彷腿。喊惭b萃取回流裝置，沸水浴加熱萃取安裝萃取回流裝置，沸水浴加熱萃取3030分鐘。分鐘。萃萃取取萃取劑石油醚冷凝管的作用：冷凝管的作用：防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)萃取目的：萃取目的：使胡蘿卜素充分溶解在有機(jī)溶劑中使胡蘿卜素充分溶解在有機(jī)溶劑中 為什么要水浴加熱？為什么要水浴加熱？直接使用明火加熱易引起有機(jī)溶劑的燃燒、爆直接使用明火加熱易引起有機(jī)溶劑的燃燒、爆炸炸萃取裝置2 2、胡蘿卜素提取過程胡胡蘿蘿卜卜粉粉碎碎干干燥燥萃萃取取過過濾濾濃濃縮縮胡胡蘿蘿

10、卜卜素素原料顆粒小，水分少，萃取效果好除去萃取液中的不溶物萃取劑石油醚鑒定：紙層析法濃縮的目的：濃縮的目的：將石油醚和胡蘿卜素分開。將石油醚和胡蘿卜素分開。石油醚的沸點(diǎn)在石油醚的沸點(diǎn)在90-12090-120度之間，度之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于胡蘿卜素的沸點(diǎn)，加熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于胡蘿卜素的沸點(diǎn)，加熱時(shí)石油醚首先被蒸餾出去。時(shí)石油醚首先被蒸餾出去。濃縮濃縮：過濾過濾： 除去萃取液中的不溶物除去萃取液中的不溶物加熱萃取液，萃取液揮發(fā)，加熱萃取液，萃取液揮發(fā)，得到胡蘿卜素。得到胡蘿卜素。濃縮裝置紙層析法胡蘿卜素的胡蘿卜素的鑒定鑒定胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉綠素葉綠素a a葉綠素葉綠素b b色素分離色素分離1 1、回顧必修

11、一：、回顧必修一：綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離原理：原理：、提取提?。荷啬苋芙庥冢荷啬苋芙庥赺有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑（無水乙醇）（無水乙醇）、分離分離： 色素在色素在_中的溶解度中的溶解度_， 擴(kuò)散速度擴(kuò)散速度_。層析液層析液不同不同不同不同溶解度高，擴(kuò)散溶解度高，擴(kuò)散_，溶解度低，擴(kuò)散溶解度低，擴(kuò)散_，快快慢慢注意：注意：SiO2 CaCO3 SiO2 CaCO3 ？-紙層析法胡蘿卜素的胡蘿卜素的鑒定鑒定2 2、鑒定過程、鑒定過程量做基線 對(duì)照點(diǎn)樣 干燥層析 對(duì)比觀察(1)步驟：基線2 cmA B C D標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品樣品標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣品樣品萃取萃取樣品樣品A A、D D標(biāo)準(zhǔn)樣品（胡

12、蘿卜素）標(biāo)準(zhǔn)樣品（胡蘿卜素）B B、C C提取樣品提取樣品注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1.1.濾紙條預(yù)先干燥處理；濾紙條預(yù)先干燥處理；2.2.點(diǎn)樣時(shí)快速細(xì)致、樣點(diǎn)圓點(diǎn)盡量細(xì)??；點(diǎn)樣時(shí)快速細(xì)致、樣點(diǎn)圓點(diǎn)盡量細(xì)小；3.3.濾紙筒的濾紙筒的豎直邊緣不能接觸豎直邊緣不能接觸；4.4.石油醚易揮發(fā)，注意層析容器要密封；石油醚易揮發(fā)，注意層析容器要密封；5.5.層稀液不能沒過基線；層稀液不能沒過基線；6.6.濾紙不能挨著燒杯壁。濾紙不能挨著燒杯壁。如果提取到的胡蘿卜素不純將出現(xiàn)怎樣結(jié)果？如果提取到的胡蘿卜素不純將出現(xiàn)怎樣結(jié)果？如果在濾紙上如果在濾紙上出現(xiàn)多個(gè)不同高度的色素點(diǎn)，出現(xiàn)多個(gè)不同高度的色素點(diǎn)， 則說明提取

13、到的胡蘿卜素則說明提取到的胡蘿卜素含雜質(zhì)。含雜質(zhì)。 由于提取物中含有雜質(zhì)由于提取物中含有雜質(zhì), ,萃取樣品的顏色可能萃取樣品的顏色可能 比標(biāo)準(zhǔn)樣品的顏色淺比標(biāo)準(zhǔn)樣品的顏色淺, ,所以也可以所以也可以通過顏色的通過顏色的 比較比較, ,初步初步確定提取的胡蘿卜素的量確定提取的胡蘿卜素的量. .如果萃取樣品中出現(xiàn)了如果萃取樣品中出現(xiàn)了和標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) 樣品一樣樣品一樣的層析帶的層析帶, ,說明提取胡說明提取胡 蘿卜素的蘿卜素的實(shí)驗(yàn)成功實(shí)驗(yàn)成功. .(2)結(jié)果：是否出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的色素帶胡蘿卜素胡蘿卜素-紙層析法胡蘿卜素的胡蘿卜素的鑒定鑒定1請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，回答下列問題：請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，回答下列問題：(1)天

14、然胡蘿卜素可醫(yī)治維生素天然胡蘿卜素可醫(yī)治維生素A缺乏癥，是因?yàn)槿狈ΠY，是因?yàn)開(2)以下為提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程：胡蘿卜以下為提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程：胡蘿卜粉碎粉碎干燥干燥A過濾過濾B胡蘿卜素，胡蘿卜素，A過程叫過程叫_，B過程叫過程叫_。(3)某同學(xué)在鑒定提取的胡蘿卜素時(shí)，所做的紙層析某同學(xué)在鑒定提取的胡蘿卜素時(shí)，所做的紙層析實(shí)驗(yàn)如圖所示，請(qǐng)指出其中的錯(cuò)誤：實(shí)驗(yàn)如圖所示，請(qǐng)指出其中的錯(cuò)誤：_胡蘿卜素可被氧化為維生素胡蘿卜素可被氧化為維生素A 萃取萃取 濃縮濃縮 容器未加蓋密封容器未加蓋密封 層析液沒過了基線層析液沒過了基線濾紙不能挨著燒杯壁濾紙不能挨著燒杯壁 練習(xí)練習(xí)2、如圖為提取胡蘿卜素的

15、裝置、如圖為提取胡蘿卜素的裝置示意圖，請(qǐng)回答有關(guān)問題：示意圖，請(qǐng)回答有關(guān)問題：(1)一般來說，要想萃取效果好，一般來說，要想萃取效果好，要保證要保證_。(2)萃取過程應(yīng)該避免明火加熱，萃取過程應(yīng)該避免明火加熱，采用采用_加熱，其原加熱，其原因是因是_(3)在加熱瓶口安裝回流冷凝裝在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置的目的是置的目的是_。原料顆粒小，萃取溫原料顆粒小，萃取溫度高，時(shí)間長度高，時(shí)間長水浴水浴 有機(jī)溶劑都是易燃物，有機(jī)溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱，直接使用明火加熱，容易引起燃燒、爆炸容易引起燃燒、爆炸 防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)1)1)胡蘿卜素是胡蘿卜素是 色的結(jié)晶。從胡

16、蘿卜中提取胡蘿色的結(jié)晶。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用卜素，常用 作為溶劑。作為溶劑。(2)(2)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是 法。用法。用這種方法提取胡蘿卜素的主要步驟是：這種方法提取胡蘿卜素的主要步驟是：粉碎、干燥粉碎、干燥、 、 、 。橘（橙）黃橘（橙）黃有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑萃取萃取萃取萃取過濾過濾濃縮濃縮高考鏈接 20082008生物生物選修選修1 1生物技術(shù)實(shí)踐生物技術(shù)實(shí)踐 根據(jù)從胡蘿卜中提取的胡蘿卜素的相關(guān)知識(shí)及胡蘿卜根據(jù)從胡蘿卜中提取的胡蘿卜素的相關(guān)知識(shí)及胡蘿卜素的性質(zhì)，回答下列問題。素的性質(zhì)，回答下列問題。(3)在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過程中，應(yīng)嚴(yán)格將在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過程中，應(yīng)嚴(yán)格將_ _和和_控制在一定范圍內(nèi)，原因是控制在一定范圍內(nèi)，原因是 . 4)提取的胡蘿卜素可通過提取的胡蘿卜素可通過 法進(jìn)行鑒定，在鑒法進(jìn)行鑒定，在鑒定過程中需要用定過程中需要用 對(duì)照。對(duì)照。(5)一般情況下，提取胡蘿卜素時(shí)，提取效率與原料顆一般情況下，提取胡蘿卜素時(shí)，提取效率與原料顆粒的含水量成粒的含水量成 比。比。溫度溫度時(shí)間時(shí)間溫度過高和時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解溫度過高和時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解紙層析紙層析標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)樣品反反 20082008生物生物選修選修1 1生物技術(shù)實(shí)踐生物技術(shù)實(shí)踐 根