2016-2017学年高中生物第4章植物有效成分的提取第1节植物色素的提取教案中图版选修

第一节植物色素的提取一、植物色素的种类1划分依据：溶解性的差异。2类别(1)水溶性色素特点：一般易溶于水或酒精，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。举例：甜菜红色素、花青素等。(2)脂溶性色素特点：一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有机溶剂。举例：叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、番茄红色素和辣椒红色素等。二、提取植物色素1方法：常用萃取法。2过程：用溶剂充分溶解植物材料中的色素后，滤去不溶残渣，经浓缩蒸馏掉溶剂，适度干燥便得到所需色素。3对溶剂的要求(1)该溶剂对色素成分的溶解度要大，对杂质的溶解度要小。(2)不能与色素成分起化学反应。(3)易与色素分离，使用安全。(4)一般情况下，水溶性色素用水作溶剂，脂溶性色素用有机溶剂作溶剂。三、胡萝卜素的提取1步骤胡萝卜粉碎、干燥萃取过滤浓缩干燥鉴定。2胡萝卜素粗品的鉴定用纸层析法鉴定所提取的色素。预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4一、胡萝卜素的提取1原理：根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可采取用有机溶剂萃取的方法来提取胡萝卜素。2操作流程胡萝卜粉碎干燥萃取过滤浓缩胡萝卜素3萃取剂的选择有机溶剂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，是水不溶性有机溶剂。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且不与水混溶。另外，还要考虑对人体是否有毒性等安全问题。因乙醚沸点较低，苯和四氯化碳对人有毒性，所以本实验选用石油醚或乙酸乙酯作为萃取剂。4影响萃取的因素主要因素：萃取剂的性质和使用量；次要因素：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、温度、萃取时间的长短等。总的来讲，溶解越充分，效果就越好。5提取胡萝卜素装置的设计提取装置：铁架台、酒精灯、水浴锅、烧瓶、冷凝管等。安装顺序仍是由下而上，拆除时相反。6操作流程取胡萝卜粉碎、烘干、研磨成粉加入四氯化碳(或醋酸乙酯)萃取20 min过滤浓缩得到胡萝卜素二、用层析法鉴定时应注意的问题及结果分析1注意事项(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0.5 cm)，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。2结果分析及评价(1)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。(2)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。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，可通过颜色的比较，初步确定提取的胡萝卜素的量。胡萝卜素的性质及提取方法图为胡萝卜素的提取装置示意图，回答有关问题：(1)提取胡萝卜素的实验流程是_萃取过滤浓缩。(2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这五种有机溶剂中，最适宜用于萃取胡萝卜素的是_，这是因为_。(3)一般来说，要想萃取效果好，要保证_。(4)萃取过程应该避免明火加热，采用_加热，其原因是_。(5)装置1的名称是_，其作用是_。(6)本实验将提取的胡萝卜素粗品通过_进行鉴定。鉴定时要对_样品和_样品进行点样。如果_说明提取胡萝卜素的实验成功。【审题导析】【精讲精析】(1)提取胡萝卜素的步骤是粉碎干燥萃取过滤浓缩。(2)萃取剂的选择要注意以下特点：较高的沸点、能够充分溶解萃取物等。(3)影响萃取的因素有多种，一般情况下，如果原料颗粒小且含水量少，萃取温度高，时间较长，提取的物质就能够充分溶解，萃取的效果就会好一些。(4)萃取剂容易挥发，如果直接用明火加热，容易引起爆炸，故宜用水浴加热。(5)装置中的冷凝管具有防止加热时有机溶剂挥发的作用。(6)可用纸层析法对胡萝卜素进行鉴定，要将标准样品和提取样品进行对比，如果两者的层析带一样，说明胡萝卜素提取成功。【答案】(1)粉碎干燥(2)石油醚石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发(3)原料颗粒小、萃取温度高，时间长(4)水浴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(5)冷凝管防止加热时有机溶剂的挥发(6)纸层析标准提取萃取样品中出现了和标准样品一样的层析带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、丙酮和四氯化碳等，但前两者是亲水性有机溶剂，能与水混溶而影响萃取效果，所以用四氯化碳提取。(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。(2015全国卷)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“胡萝卜素”、“胡萝卜素”或“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”)将新鲜的岩藻干燥。(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)胡萝卜素维生素A夜盲症非挥发性(2)需要(3)乙酸乙酯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1下列属于水溶性色素的是()甜菜红色素叶绿素花青素叶黄素胡萝卜素番茄红色素辣椒红色素ABC D【解析】根据植物色素的溶解性差异，可分为水溶性色素和脂溶性色素两大类。水溶性色素一般易溶于水或酒精，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂，如甜菜红色素、花青素等。脂溶性色素一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有机溶剂，常见有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、番茄红色素和辣椒红色素等。【答案】C2实验室在选用溶剂溶解色素时，对溶剂的要求是()A要求溶剂对色素成分的溶解度要大，对杂质的溶解度要大B要求溶剂对色素成分的溶解度要大，对杂质的溶解度要小C要求溶剂对色素成分的溶解度要小，对杂质的溶解度要小D要求溶剂对色素成分的溶解度要小，对杂质的溶解度要大【解析】实验室的溶剂要求溶剂对色素成分的溶解度要大，使色素充分溶解，对杂质的溶解度要小，杂质不溶解，易过滤、除去。【答案】B3辣椒红色素色泽鲜艳、具较强的着色能力，日渐成为人们餐桌上的食用色素，口味也好，深受人们喜爱，请参照胡萝卜素提取的过程来设计提取辣椒红色素的实验。(1)色素特性：辣椒红色素不溶于水，易溶于植物油和酒精，属_色素。(2)提取方法：萃取法。(3)步骤及分析辣椒粉碎、干燥_浓缩干燥辣椒红色素。萃取剂可为_。除辣椒自身因素外，操作中应控制好_和_，以免影响色素质量。【解析】辣椒红色素同胡萝卜素一样，为脂溶性色素，故可用有机溶剂萃取获得。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时也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。因此在萃取过程中应特别控制好温度和时间。【答案】(1)脂溶性(3)萃取过滤四氯化碳时间温度学业达标测评(十)一、选择题1关于胡萝卜素的论述，错误的是()A胡萝卜素可以治疗因缺乏维生素A而引起的疾病B胡萝卜素可用于食品色素C天然胡萝卜素还具有预防癌症的功能D胡萝卜素可以治疗人体色素缺乏症【解析】人和动物不能合成维生素A，只能由食物提供，一分子胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A，能够治疗因缺乏维生素A而引起的多种疾病，如夜盲症。胡萝卜素是常用的食品色素，如饮料的添加剂。此外，还可以预防癌症，提高人体的免疫力，但是不能治疗人体色素缺乏症。【答案】D2对胡萝卜素的提取过程的分析正确的是()A萃取前要烘干粉碎或不烘干切碎B在萃取过程中，在瓶口安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂的挥发C在浓缩前，没有必要进行过滤D将滤液用蒸馏装置进行蒸馏，要收集蒸发出去的液体，蒸发出去的是胡萝卜素，留下的是有机溶剂【解析】对胡萝卜素的提取，萃取前要烘干磨成干粉，在浓缩前过滤是为了除去杂质，瓶口安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂的挥发，蒸馏时，蒸发出去的是有机溶剂，留下的是胡萝卜素。【答案】B3对于胡萝卜的提取过程，叙述错误的是()A萃取时应避免明火加热B在加热瓶口加回流冷凝装置是为了防止有机溶剂挥发C萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置D浓缩前不要过滤，因为萃取液中无不溶物【解析】萃取时，色素基本上都溶解了，但是还有部分杂质不能溶解，因此需要过滤除去。【答案】D4对胡萝卜素的提取通常采用()A水B无机盐C有机溶剂 D无机溶剂【解析】胡萝卜素为脂溶性色素，应使用有机溶剂。【答案】C5作为萃取胡萝卜素的有机溶剂，哪一项不符合实验要求()A能充分溶解色素 B与水混溶C对人无毒 D易与产品分离【解析】胡萝卜素为脂溶性色素，不溶于水，应选择四氯化碳或乙酸乙酯等有机溶剂。【答案】B6在用纸层析法鉴定所提取的色素时，下列叙述中不正确的是()A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B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C萃取样品的颜色应该比标准样品的颜色深D用纸层析法鉴定所提取的色素时，可以参考“叶绿体色素的分离”实验【解析】在鉴定所获得的胡萝卜素粗品实验时，用标准样品作对照，同时进行纸层析。提取的胡萝卜素中还含有大量杂质，色素含量低，而标准样品中色素纯度高，因此在滤纸上出现的色素带中，萃取样品的颜色比标准样品的颜色浅。【答案】C7有人说生吃胡萝卜营养价值高，有人说熟吃胡萝卜营养价值高，并且在炒胡萝卜时要多放油，你认为哪种说法正确()A两种都正确B前一种正确，后一种错误C前一种错误，后一种正确D两种都错误【解析】胡萝卜中最主要的营养成分是胡萝卜素，因胡萝卜素易溶于有机溶剂，因此生食不易吸收，在炒制时多加一些油，有利于胡萝卜素的吸收。【答案】C8胡萝卜素的纸层析鉴定，正确的是()制备滤纸：取18 cm30 cm滤纸条，在滤纸下端距底边2 cm处做一基线，取A、B、C、D四个点。点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在A、D点和B、C点上点样，吹干。层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1 cm深石油醚的密封玻璃瓶中层析。观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带。注意滤纸条预先干燥处理；点样时快速细致、样点圆点尽量细小；滤纸筒的竖直边缘不能接触；石油醚易挥发，注意层析容器要密封。A全对 B四项对C三项对 D二项对【解析】胡萝卜素的纸层析鉴定过程为：制备滤纸点样层析观察。点样和层析过程最为关键，点样时要快速细致，圆点尽量小，点样后要吹干。层析过程滤纸筒的竖直边缘不能接触；为防止石油醚挥发，层析容器要密封处理。【答案】A二、非选择题9(2016聊城市重点高中高三检测)胡萝卜素是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合委员会认可的无毒、有营养的食品添加剂。 胡萝卜素还可以作为禽畜饲料添加剂，提高鸡的产蛋率，还可以提高牛的生殖能力。请结合该资料及胡萝卜素的提取实验，回答相关问题：(1)除题干叙述作用以外，胡萝卜素还可以治疗因缺乏_而引起的各种疾病，如夜盲症等。(2)胡萝卜素是_色的结晶，化学性质_，易溶于_。(3)在利用萃取法提取胡萝卜素的实验中，萃取剂的选择十分重要，应该选择具有_(填“较高”或“较低”)的沸点，并且_(填“与”或“不与”)水混溶的。萃取的效率主要取决于_和_。(4)下图为胡萝卜素的纸层析结果示意图，其中A、B、C、D四点中，属于萃取样品的是_。代表的物质是_。【解析】根据题意和图示分析可知：(1)夜盲症是由于缺乏维生素A引起的，胡萝卜素可以转化成维生素A，用于治疗缺乏维生素A引起的各种疾病。(2)胡萝卜素是橘黄色的结晶，化学性质稳定，易溶于有机溶剂。(3)利用萃取法提取胡萝卜素的实验中，萃取剂应该选择具有较高的沸点，并且不与水混溶的。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。(4)由图可知，A、D两点是标样，B、C两点是萃取样品。代表的物质是杂质分子。【答案】(1)维生素A(2)橘黄稳定有机溶剂(3)较高不与萃取剂的性质萃取剂的用量(4)B、C杂质分子9