高二生物植物有效成分的提取

高頻考點1.提取植物芳香油的三種基本方法——蒸餾、壓榨和萃取。2.針對原料的不同特點，接受適宜的提取方法。3.蒸餾、壓榨和萃取的原理。4.紙層析法的原理。實驗要求1.留意試驗操作中的技術問題。2.留意試驗的操作方法和原理。3.留意試驗本身的設計等。第四章植物有效成分的提取

1．植物芳香油的基本學問 (1)成分：組成較困難，主要包括萜類化合物及其衍生物。 (2)特點：具有很強的揮發(fā)性，易溶于有機溶劑。 (3)應用：玫瑰精油是制作高級香水的主要成分，能使人產(chǎn)生愉悅感；橘皮精油的主要成分是檸檬烯，具迷人的橘香味，是食品、化妝品和香水配料的優(yōu)質(zhì)原料。2．玫瑰精油的提取流程 水蒸氣蒸餾→水蒸氣蒸餾→油水混合物分別油層 除水玫瑰油3．玫瑰精油提取操作的關鍵 (1)安裝裝置依次：從左到右，自下而上； (2)溫度計位置：溫度計水銀球的上限與蒸餾瓶側管的下限處在同一水平線上；(3)冷凝管中的水流向：從下方進水，上方出水，與蒸氣流向相反；(4)加熱時防暴沸：墊石棉網(wǎng)，向液體中加入幾粒沸石或瓷片；(5)燒瓶內(nèi)液體量：燒瓶容積的1/3～2/3；(6)除水：加入無水Na2SO4后，放置時間可適當延長些；(7)溫度剛好間：為提高產(chǎn)品質(zhì)量，要嚴格限制蒸餾溫度，可適當延長蒸餾時間。4．橘皮精油的提取流程 石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→橘皮油5．橘皮精油提取操作的關鍵 (1)橘皮的處理：干燥后確定要用石灰水浸透，時間至少10h以上。 (2)壓榨液的處理：可以先用一般布袋過濾除去固體物和殘渣，然后離心進一步除去質(zhì)量較小的殘留固體物，再用分液漏斗或吸管將上層的橘皮油分別出來。植物芳香油提取方法的比較提取方法水蒸氣蒸餾壓榨法有機溶劑萃取實驗原理利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的芳香油攜帶出來通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油方法步驟①水蒸氣蒸餾②分離油層③除水過濾①石灰水浸泡、漂洗②壓榨、過濾、靜置③再次過濾①粉碎、干燥②萃取、過濾③濃縮適用范圍適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細小，能充分浸泡在有機溶液中優(yōu)點簡單易行，便于分離生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結構和功能出油率高，易分離局限性水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分水解等問題分離較為困難，出油率相對較低使用的有機溶劑處理不當會影響芳香油的質(zhì)量【深化拓展】1．水蒸氣蒸餾要適當延長蒸餾時間，溫度不能太高。2．用于萃取的有機溶劑必需事先精制，除去雜質(zhì)。3．壓榨時原料必須要浸透，這樣壓榨時不會滑脫，出油率高，不堵塞篩眼；運用石灰水充分浸泡原料，破壞細胞結構，分解果膠，防止橘皮壓榨時滑脫，提高出油率。1．提取方法的選擇及試驗流程 (1)依據(jù)胡蘿卜素易溶于有機溶劑的特點，實行有機溶劑萃取的方法較為切實可行。 (2)具體流程：胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素2．操作中的一些具體問題 (1)萃取劑的選擇 ①選擇萃取胡蘿卜素的有機溶劑的原則 a．萃取劑應當具有較高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶。 b．萃取效率要高。c．對人無毒性、不易燃、易與產(chǎn)品分別、不影響產(chǎn)品質(zhì)量。②有機溶劑的分類有機溶劑分為水溶性和水不溶性兩種。乙醇和丙酮能夠與水混溶，是水溶性有機溶劑；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能與水混溶，稱為水不溶性有機溶劑。③依據(jù)①中的原則選擇兩種有機溶劑進行萃取試驗，再從中選出萃取效果最好的有機溶劑。④乙醚沸點較低，不宜選??；苯和四氯化碳對人具有毒性。所以，一般選用石油醚或乙酸乙酯作為萃取劑。(2)影響萃取的因素①主要因素：萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和運用量。②次要因素：萃取的效率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。(3)胡蘿卜素提取裝置的設計①提取裝置(如圖所示)②提取的過程干燥粉碎的胡蘿卜＋有機溶劑萃取液粗提取液濃縮萃取液1．制作層析濾紙：在18cm×30cm濾紙下端距底邊2cm處做一條基線，在基線上取A、B、C、D四點。2．點樣：用最細的注射器針頭分別吸取0.1～0.4mL溶解在石油醚中的標準樣品和提取樣品，分別在A、D和B、C點上點樣。點樣應當快速細致，在基線上形成直徑為2mm左右的圓點。3．層析：等濾紙上的點樣液自然揮發(fā)干后，將濾紙卷成圓筒狀，置于裝有1cm深的石油醚的密封玻璃瓶中。等各種色素完全分開后，取出濾紙，讓石油醚自然揮發(fā)。4．視察：與標準樣品的胡蘿卜素層析帶相比較，視察提取效果。【深化拓展】用紙層析法鑒定時應留意的問題(1)選擇干凈的濾紙，為防止操作時污染濾紙，應盡量避開用手干脆接觸濾紙，可以戴手套進行操作。(2)點樣時留意樣斑不能太大，可用吹風機吹干；溫度不宜過高，否則斑點會變黃。(3)點好樣的濾紙卷成筒狀，卷紙時留意兩邊不能相互接觸，以免因毛細管現(xiàn)象而導致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快，溶劑前沿不齊，影響結果?！纠?】(2009·海南)請回答下列與試驗室提取芳香油有關的問題： (1)植物芳香油的提取可接受的方法有壓榨法、________和________。 (2)芳香油溶解性的特點是不溶于________，易溶于________，因此可用________作為提取劑來提取芳香油。(3)橘子果實含有芳香油，通常可用________作為材料提取芳香油，而且提取時往往選用簇新的材料，理由是________________________。(4)對材料壓榨后可得到糊狀液體，為除去其中的固體物獲得乳狀液可接受的方法是________。(5)得到的乳狀液加入氯化鈉并放置一段時間后，芳香油將分布于液體的________層，緣由是________。加入氯化鈉的作用是_______________________________________________。(6)從乳狀液中分別得到的芳香油中要加入無水硫酸鈉，此試劑的作用是________________________________________。嘗試自解：________思路點撥：本題考查試驗室提取芳香油的有關學問，(1)植物芳香油的提取可接受的方法有壓榨法、蒸餾法和萃取法。(2)芳香油溶解性的特點是不溶于水，易溶于有機溶劑，因此可用有機溶劑作為提取劑來提取芳香油。(3)一般接受簇新的橘子皮來提取橘皮精油，因為簇新的含芳香油多。(4)除去液體中的固體常用方法是過濾。(5)芳香油密度比水小，且不溶于水，會浮在液體的表面。加入氯化鈉會增加水層密度，使油和水分層。(6)無水硫酸鈉的作用是可以吸取芳香油中殘留的水分。答案：(1)蒸餾法萃取法(2)水有機溶劑有機溶劑(3)橘子皮芳香油含量較高(4)過濾(5)上油層的密度比水層小增加水層密度，使油和水分層(6)吸取芳香油中殘留的水分【例2】閱讀以下材料，回答相關問題： 從玫瑰花中提取出的玫瑰精油被稱為“液體黃金”，是世界香料工業(yè)不行取代的原料，多用于制造高級香水、化妝品等。提取出的玫瑰精油不含有任何添加劑或化學原料，是純自然的護膚品，具有極好的抗蒼老和止癢作用，能夠促進細胞的再生、防止肌膚老化、撫平肌膚細紋，還具有使人放松、愉悅心情的功效。玫瑰精油的化學性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機溶劑，揮發(fā)性較強。(1)依據(jù)材料中介紹的玫瑰精油的性質(zhì)，要提取玫瑰精油可以用水中蒸餾和________法提取，但一般接受水中蒸餾的方法，其緣由是該法具有________________________________________________________________________的優(yōu)點。(2)某同學在試驗中設計了如圖所示的裝置提取玫瑰精油，指出該裝置中的兩個錯誤，并予以改正。①錯誤1：_________________________________________；改正：__________________________________________。②錯誤2：______________________________________；改正：__________________________________________。(3)對用上述裝置接收到的乳濁液進行如下處理：玫瑰油與水的混合物分層油層無水玫瑰精油較純凈的玫瑰精油。試劑A是________，試劑C是________，裝置B是______________，試劑C的作用是__________________。(4)要在短期內(nèi)獲得大量的優(yōu)良玫瑰苗可接受植物組織培育技術，請回答下列問題：①要培育脫毒苗，應選用________________部分作為培育材料。②利用無性繁殖技術繁殖植物的優(yōu)點是_________________________________________。嘗試自解：________思路點撥：(1)應依據(jù)原料特點來選擇提取方法。玫瑰精油揮發(fā)性強，化學性質(zhì)穩(wěn)定，可以用蒸餾法提取，另外玫瑰精油不溶于水，易溶于有機溶劑，故對干玫瑰花還可以用有機溶劑萃取的方法。(2)蒸餾裝置中，溫度計測的是蒸氣溫度，應使其液泡與支管口下沿相平；冷凝管應進水口在下，出水口在上，與蒸氣流向相反。(3)為促進蒸餾得到的乳濁液分層，可加入NaCl溶液，而后用分液漏斗將其分開，得到的油層中還含有少量的水分，可以用無水Na2SO4吸取，然后過濾即可。(4)①對于無性繁殖的植物來說，其莖尖部分分裂旺盛，病毒來不及侵入，故以此部分作為培育材料，得到的植株無病毒。②組織培育本質(zhì)上是無性繁殖，故可以保持親本的優(yōu)良性狀，且在試驗室中操作，不受季節(jié)、氣候等的限制，可以實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。（2）