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[学习目标]1.通过从胡萝卜中提取胡萝卜素，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.初步学会胡萝卜素提取技术和纸层析操作方法。3.初步了解有机溶剂的相关知识。知识点一胡萝卜素知识梳理1.概念从胡萝卜中提取出的橘黄色物质，包括多种结构类似物，统称为胡萝卜素。2．种类依据碳碳双键的数目可以划分为□01三类，其中□02是最主要的组成成分。一分子的β－胡萝卜素可被氧化成□03分子的□04。α、β、γβ－胡萝卜素两维生素A3．性质胡萝卜素是□01色结晶，化学性质比较□02，不溶于□03，微溶于□04，易溶于□05等有机溶剂。4．分布与β－胡萝卜素化学结构类似的胡萝卜素大约有100多种，它们大多存在于□01中。□02等蔬菜是提取天然β－胡萝卜素的原料。橘黄稳定水乙醇石油醚蔬菜胡萝卜5．用途(1)治疗因缺乏□01而引起的各种疾病。(2)常用的食品色素，广泛地用作□02、饮料、饲料的添加剂。(3)使□03恢复成正常细胞。维生素A食品癌变细胞6．提取途径(1)从□01中提取，如胡萝卜等蔬菜。(2)从大面积养殖的□02中获得。(3)利用微生物的□03生产。植物岩藻发酵1.炒胡萝卜时多加油，有何好处？提示：溶解在油中的胡萝卜素容易被人体吸收。提示2．胡萝卜素有防治癌症的作用，能否快速大量生产胡萝卜素，采用什么技术？提示：能。利用基因工程的方法将控制胡萝卜素合成的基因导入大肠杆菌即可大量生产胡萝卜素。提示典题分析题型一关于胡萝卜素种类、性质和用途的考查[例1]下列关于胡萝卜素的说法不正确的是()A．胡萝卜素存在于叶绿体类囊体薄膜上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．胡萝卜素可以用来预防肿瘤、癌症等D．β－胡萝卜素只存在于蔬菜中答案D答案解题分析叶绿体中的色素包括叶绿素、类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)，分布在叶绿体类囊体薄膜上，A正确；依据碳碳双键的数目可将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β－胡萝卜素是其中最主要的组成成分，B正确；天然胡萝卜素具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用，C正确；β－胡萝卜素不但存在于蔬菜(如胡萝卜)中，也存在于某些橙色、黄色的水果中，D错误。解析知识点二胡萝卜素的提取知识梳理1.胡萝卜素的提取原理和方法：根据胡萝卜素□01的特点，可用□02的方法。2．萃取剂的选择(1)有机溶剂的分类易溶于有机溶剂萃取(2)萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有的特点①具有较高的□04，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与□05混溶。②提取效率高、对人无毒性、不易燃、易于从产品中分离除去、不影响产品质量。③萃取胡萝卜素的有机溶剂最好选用□06。沸点水石油醚3．影响萃取的因素(1)主要因素：萃取剂的□01和□02。(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□03和□04等条件的影响。(3)一般来说，原料颗粒□05，萃取的温度□06，时间□07，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就□08。性质使用量温度时间小高长好4．提取胡萝卜素的装置(1)由铁架台、酒精灯、水浴锅、烧瓶、冷凝管等构成。安装顺序是由下而上，拆除时则相反。(2)使用该装置时要注意：①采用□01加热，避免明火，这是因为有机溶剂都是□02，直接使用明火加热容易引起□03、□04。②为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装□05。水浴易燃物燃烧爆炸回流冷凝装置5．实验操作1.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？提示：胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮，但乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂，萃取时能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。提示2．在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？提示：在石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中，乙醚沸点较低，不宜选取；苯和四氯化碳具有毒性；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。提示3．在对胡萝卜素萃取液进行浓缩时，可以完全的应用玫瑰精油水蒸气蒸馏装置吗？提示：不能。玫瑰精油蒸馏时，收集瓶用的是锥形瓶，收集的是玫瑰精油与水的混合物，胡萝卜素浓缩目的是蒸发掉有机溶剂，得到胡萝卜素，收集瓶如果用锥形瓶，有机溶剂易挥发到空气中，对实验者及环境有毒害作用，因此可使用烧瓶形成一个密闭的装置。提示4．胡萝卜素萃取剂用石油醚时，萃取过程用了水浴加热装置，但浓缩过程直接用明火加热，为什么？提示：水浴加热防止石油醚受热不均匀爆沸，浓缩只需要把溶剂蒸发干，因此温度高一点效率高。提示典题分析题型二胡萝卜素的提取[例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)萃取的效率主要取决于________________和________。(4)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____________________________________。解题分析(1)胡萝卜素是橘黄色结晶，提取胡萝卜素常用水不溶性有机溶剂，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)萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受原料颗粒的大小、紧密程度、含水量以及萃取的温度和时间等条件的影响。(4)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。解析答案(1)橘黄石油醚石油醚为有机溶剂，不与水互溶，而且具有较高的沸点，无毒(2)萃取干燥萃取(3)萃取剂的性质使用量(4)温度时间温度过高、时间过长会导致胡萝卜素的分解答案知识拓展影响萃取的因素及解决方法影响因素解决方法萃取剂的性质选择沸点高、水不溶性、无毒的有机溶剂萃取剂的使用量实验探究最适用量原料颗粒的大小、紧密程度将胡萝卜粉碎含水量将粉碎的胡萝卜干燥萃取温度适当提高萃取温度萃取时间适当延长萃取时间题型三萃取装置和水中蒸馏装置的比较[例3]比较提取玫瑰精油的水蒸气蒸馏装置和提取胡萝卜素的装置，如图所示。请回答有关问题：(1)从装置上看，A装置多了________、连接管、________；B装置增加了________。(2)A装置中提取物最后存在于________中，B装置提取物存在于________中。(3)两个装置的差别是由于提取的方法不同，归根到底是由于提取物的分子结构和理化性质不同。A装置中的提取物一般具有________，B装置中提取物在石油醚等有机溶剂中有较高的________。(4)B装置在加热瓶口安装冷凝回流装置的作用是______________________________________。解题分析(1)从图中比较可看出A装置多了温度计、连接管和接收瓶，B装置多了水浴锅。(2)A装置是蒸馏装置，提取物随水蒸气蒸发后由于冷凝管的冷凝作用最后进入接收瓶，而B装置是萃取装置，提取物最终溶解在烧瓶内的有机溶剂中。(3)A装置中的提取物必须具有挥发性才能随水蒸气进入接收瓶，B装置中的提取物只有在有机溶剂中有高溶解度才能被萃取出来。(4)冷凝回流装置的作用是防止加热时有机溶剂挥发。解析答案(1)温度计接收瓶(锥形瓶)水浴锅(2)接收瓶(锥形瓶)烧瓶(3)挥发性溶解度(4)防止加热时有机溶剂挥发答案技法提升蒸馏装置的两种用法(1)在蒸馏法中的应用：用于蒸馏过程，蒸馏后植物有效成分随水蒸气一起蒸馏，冷凝后存在于油水混合物中。(2)在萃取法中的应用：用于萃取液的浓缩，植物有效成分存在于蒸馏烧瓶中，冷凝后收集到的是有机溶剂。题型四三种提取植物有效成分方法的比较[例4]在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法的叙述错误的是()A．蒸馏法和萃取法都需要水浴加热B．压榨法适用于易焦糊易分解原料的提取，如柑橘、柠檬等C．萃取法适用范围较广，一般原料颗粒小、萃取温度适宜、时间长，萃取效果好D．三种方法中都有过滤操作过程答案A答案解题分析蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中直接加热，不需要水浴加热，萃取法需要水浴加热，防止明火加热引起燃烧、爆炸等，A错误；压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取，B正确；萃取法适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，萃取温度要适宜，时间长，需要提取的物质能充分溶解在有机溶剂中，C正确；三种方法中都有过滤操作过程，D正确。解析题后归纳知识点三胡萝卜素的鉴定知识梳理1.鉴定方法：□01法。2．鉴定原理：不同的色素在层析液中的□01不同，在滤纸上的□02也不同，通过与□03样品的层析带进行比较，初步确定提取样品中色素的种类和颜色。纸层析溶解度扩散速度标准β－胡萝卜素3．鉴定步骤4．结果分析(1)如果提取到的胡萝卜素含□01，则层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点。杂质(2)如果萃取样品中出现了和□02的层析带，说明提取胡萝卜素的实验成功。根据萃取样品的颜色深浅，可以初步确定提取的胡萝卜素的量。5．操作提示(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)点样时应快速细致，注意点样圆点不能太大(直径为2mm左右)，如果用吹风机吹干，温度不宜□01，否则圆点会□02，注意保持滤纸干燥。标准样品一样过高变黄(3)等滤纸上的点样液挥发干后，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)石油醚易挥发，注意层析容器要□03。(5)层析时间不宜太长，因为胡萝卜素随石油醚扩散速度□04。密封快胡萝卜素粗品的鉴定选用的是纸层析法，必修1教材光合作用中“绿叶中色素的提取和分离”实验用到的也是纸层析法，对两个实验进行比较？提示：两实验的方法、原理相同，但目的和点样方法不同。①在绿叶中色素的提取和分离实验中的应用：目的是分离绿叶中的色素，采用画滤液细线的方法点样，实验结果中不同的色素带代表不同的色素。②在胡萝卜素的提取实验中的应用：目的是鉴定萃取样品，采用对照点样的方法，将标准样品和萃取样品对照，判断萃取样品的纯度。提示典题分析题型五胡萝卜素鉴定结果的分析[例5]在用纸层析法鉴定所提取的色素时，下列叙述正确的是()A．在纸层析过程中，滤纸可放在普通烧杯中B．层析液所用的试剂为石油醚和丙酮的混合液C．有时萃取样品的颜色比标准样品的颜色浅D．如果萃取样品的层析带与标准样品不完全相同，说明提取胡萝卜素的实验失败答案C答案解题分析在用纸层析法鉴定所提取的色素时，待滤纸上的点样液自然挥发干后，把滤纸卷成圆筒状，置于装有1cm深的石油醚的密封玻璃瓶中，A、B错误；若提取物中含有杂质，胡萝卜素比较少，则萃取样品的颜色比标准样品的淡，C正确；如果萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带，就说明提取胡萝卜素的实验成功，D错误。解析题后归纳(1)本实验中所用烧杯不是普通烧杯，而是圆口烧杯，实验时烧杯上要盖上玻璃盖，目的是防止石油醚挥发。(2)本实验中胡萝卜素的提取液和层析液均是石油醚。(3)层析液不能没过滤纸基线。(4)每次点样后可用吹风机将溶剂吹干，再进行下次点样。(5)与标准样品相比，萃取样品中和标准样品一样的色素点为胡萝卜素，其他位置的可能是杂质或其他色素。课堂小结当堂检测——查漏补缺巩固提升1．β－胡萝卜素与α、γ胡萝卜素的最主要的区别是()A．层析后出现在滤纸上的位置B．在人和动物体内的功能和作用部分C．分子式中碳碳双键的数目D．在石油醚等有机溶剂中的溶解度解析胡萝卜素的分子式中含多个碳碳双键，根据双