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课题2胡萝卜素的提取课标领航1．了解有关胡萝卜素的基础知识，并明确提取胡萝卜素的基本原理。2．学会提取胡萝卜素的技术和纸层析法的操作方法。【重点】提取胡萝卜素的基本原理和方法。【难点】提取胡萝卜素的操作技术。情境导引1831年，瓦坎罗德尔从胡萝卜中分离到,了胡萝卜素，但直到20世纪30年代，胡萝卜,素的化学结构才得以确定。植物中的胡萝卜,素经人体吸收后，可以在体内转变为有生理,活性的维生素A。胡萝卜素能够治疗因维生素A缺乏所引起的各种疾病。此外，胡萝卜素还能够有效清除体内的自由基，预防和修复细胞损伤，抑制DNA的氧化，预防癌症的发生。基础自主梳理一、胡萝卜素的基础知识1．种类：依据_____的数目可以划分为α、β、γ三类，其中β胡萝卜素是最主要的组成成分，一分子的β胡萝卜素被氧化成两分子的________。2．用途(1)治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。(2)广泛地用作添加剂。(3)使___________恢复成正常细胞。双键维生素A癌变细胞3．性质：胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较_____，不溶于___，微溶于乙醇，易溶于______等有机溶剂。4．提取途径：一是从___________，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。二、实验设计1．流程：胡萝卜→粉碎→干燥→_____→过滤→______→胡萝卜素。2．萃取剂的选择(1)种类：有机溶剂分为_______和水不溶性两种。稳定水石油醚植物中提取萃取浓缩水溶性(2)原则：萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有____________，能够充分溶解_________，并且不与水混溶。3．影响萃取的因素主要有______________和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的_______________等条件的影响。较高的沸点胡萝卜素萃取剂的性质温度和时间思考感悟1．乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？【提示】不能。因为乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂。三、操作提示1．在干燥时要注意控制温度，温度太高、_____________会导致胡萝卜素分解。2．胡萝卜干燥的速度和效果与__________、干燥方式有关。干燥时间太长破碎程度思考感悟2．萃取过程中应该避免明火加热，采用水浴加热的原因是什么？【提示】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。四、结果分析与评价1．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，点标准样品，B、C点，点提取样品↓干燥层析：吹干溶剂，放入________中层析↓对比观察：对比观察A、D点与B、C点的异同纸层析2cm石油醚核心要点突破提取胡萝卜素的实验设计分析1．萃取剂的选择(1)有机溶剂的种类：根据在水中溶解度的大小分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙酮能够与水混溶，是水溶性有机溶剂；石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶，称为水不溶性有机溶剂。(2)萃取剂的特点：萃取胡萝卜素的有机溶剂应该是胡萝卜素在其内溶解度较大，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。最佳萃取剂为石油醚。特别提醒(1)石油醚不是醚类化合物，而与汽油、煤油类似，是具有一定碳链长度的烷烃混合物。(2)选择萃取剂时还应考虑到萃取效率，对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全去除、会不会影响产品质量等问题。2．影响萃取的因素(1)主要因素：萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。(2)次要因素：萃取的效率受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。(3)注意事项①萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥。②一般来说，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。③萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来探索。④新鲜的胡萝卜含有大量的水分，在干燥时要注意控制温度，可以用烘箱烘干，也可以用热风吹干。根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题：(1)胡萝卜素是________色的结晶。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、干燥、________、________、________。例1(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，应严格将________和________控制在一定范围内，原因是________________________________________。(4)提取的胡萝卜素可通过________法进行鉴定，在鉴定过程中需要用________进行对照。(5)一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成________比。【解析】(1)胡萝卜素是橘黄色的结晶，属于脂类物质，其化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。(2)提取胡萝卜素最常用的方法是萃取法，即使胡萝卜素溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得胡萝卜素。操作的一般流程是：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。(3)高温会使胡萝卜素分解，所以在加热干燥过程中，应注意控制好温度和时间。(4)提取到的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定中应与标准样品进行对照。(5)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。因此，原料颗粒中含水量很少，否则会影响提取的效率。【答案】(1)橘黄亲脂性有机溶剂(或有机溶剂)胡萝卜素是脂类物质(2)萃取萃取过滤浓缩(3)温度时间温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解(4)纸层析标准样品(5)反【归纳总结】胡萝卜素的性质及提取时的注意事项(1)胡萝卜素可溶于乙醇、丙酮和石油醚等，但前两者是水溶性有机溶剂，能与水混溶而影响萃取效果，所以用石油醚提取。(2)萃取的效率取决于萃取剂和原料两方面的关系。(3)原料要进行胡萝卜颗粒的加热干燥的脱水处理。跟踪训练某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()A．萃取时间不用考虑是否相同B．使用不同萃取剂，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。本题考查实验设计的基本原则。本实验的目的是研究提取胡萝卜素的最佳温度，因此，温度就应该是本实验中的实验变量，也是惟一变量，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。分析胡萝卜素鉴定实验1．萃取过程的注意事项(1)萃取剂为挥发性强且易燃烧物质，萃取过程应避免明火加热，以防止引燃有机溶剂。(2)为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)萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。(4)浓缩前要进行过滤。2．用层析法鉴定时应注意的问题(1)选择干净的滤纸，为防止操作时滤纸的污染，应尽量避免用手直接接触滤纸，可以戴手套进行操作。(2)点样时应注意点样斑点不能太大(直径应小于0.5cm)，如果用吹风机吹干，温度不宜过高，否则斑点会变黄。(3)将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能互相接触，以免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快，影响结果。3．结果评价(1)确定提取胡萝卜素的最佳方案：有机溶剂和萃取时间都会影响实验效果，萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量两方面因素。(2)分析胡萝卜素的层析结果：若萃取样品中出现了与标准样品相同的层析带，则提取胡萝卜素的实验成功；若层析后的滤纸条上会出现多个不同高度的色素点样，则提取到的胡萝卜素含有杂质。特别提醒(1)层析时选择干燥的滤纸，有利于色素在滤纸上扩散，点样时斑点不能过大，应为直径2mm左右的圆点。(2)通过颜色比较初步确定提取液中胡萝卜素的含量，通过比较色素带的种类分析可能含有杂质的种类。下图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，请根据图示回答下列问题。(1)胡萝卜素粗品鉴定的方法名称是________________________________________________________________________。例2(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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【尝试解答】(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【解析】对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定采用的是纸层析法，因层析液易挥发，故应在色谱容器上方用玻璃盖严。在进行点样时，应注意点样要快速细致，并保持滤纸干燥。层析液不得没及滤纸基线，否则点样处的有机成分会溶于层析液中。【互动探究】(1)图中c表示什么？对c有哪些要求？(2)丙酮和四氯化碳可作为层析液吗？【提示】(1)滤纸；干净、干燥。(2)丙酮易与水混溶，不能作为层析液；四氯化碳的沸点比石油醚低，效果比石油醚差一些。【易误警示】(1)点样应该快速细致，点样后会在基线上形成细小的圆点，注意保持滤纸干燥。(2)时间不宜过长，因胡萝卜素随石油醚扩散移动速度很快。