生物选修1胡萝卜素的提取.ppt

课题课题2胡萝卜素的提取胡萝卜素的提取萃取的方法萃取的方法专题专题6 6植物有效成分的提取植物有效成分的提取2021/5/271学习目标：学习目标：1、了解胡萝卜素的基础知识和提、了解胡萝卜素的基础知识和提取取 胡萝卜素的基本原理。胡萝卜素的基本原理。2、了解有机溶剂的相关知识。、了解有机溶剂的相关知识。3、学会胡萝卜素的提取技术和纸、学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法。层析的操作方法。4、尝试提取胡萝卜素。、尝试提取胡萝卜素。2021/5/272自学引导自学引导 展示任务：展示任务：1.1.胡萝卜素的概念、分类方法、理化性质、胡萝卜素的概念、分类方法、理化性质、生活中的应用、提取方法。生活中的应用、提取方法。2.2.萃取剂的种类？萃取剂的选择标准？萃取剂的种类？萃取剂的选择标准？（分析并解决资料一中的两个问题）（分析并解决资料一中的两个问题）3.3.影响萃取的因素有哪些？如何提高萃取效率？影响萃取的因素有哪些？如何提高萃取效率？4.4.提取胡萝卜素的试验流程（操作步骤）？提取胡萝卜素的试验流程（操作步骤）？5.5.提取胡萝卜素过程中的注意事项？提取胡萝卜素过程中的注意事项？6.6.分析分析“叶绿体中色素的提取叶绿体中色素的提取”实验原理及过程？实验原理及过程？7.7.纸层析法的具体操作步骤？纸层析法的具体操作步骤？8.8.纸层析法中的注意事项？纸层析法中的注意事项？2021/5/273胡萝卜素胡萝卜素包含多个碳碳包含多个碳碳双键双键胡萝卜素胡萝卜素胡萝卜素胡萝卜素胡萝卜素胡萝卜素最主要的最主要的组成成分组成成分一一 基础知识基础知识 从胡萝卜中提取出来的从胡萝卜中提取出来的橘橘黄色物质黄色物质包括多种结构类似物，包括多种结构类似物，统称为胡萝卜素。统称为胡萝卜素。（一）分子结构（一）分子结构2021/5/274维生素维生素A氧氧化化2021/5/275（二）理化性质（二）理化性质1、橘黄色结晶；、橘黄色结晶；化学性质比较稳定化学性质比较稳定2、不溶于水、不溶于水、微溶于酒精微溶于酒精、易溶于易溶于石油醚石油醚等有机溶剂等有机溶剂3 3、可氧化成两分子维生素、可氧化成两分子维生素A A2021/5/276（三）应用（三）应用1.1.治疗缺乏维生素治疗缺乏维生素A A引起的疾病。引起的疾病。夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症2.2.作为食品色素、添加剂。作为食品色素、添加剂。3.3.使癌细胞恢复正常。使癌细胞恢复正常。胡萝卜素存在于胡萝卜，绿色蔬菜，胡萝卜素存在于胡萝卜，绿色蔬菜，橙色、黄色的水果，黄玉米、小米等。橙色、黄色的水果，黄玉米、小米等。2021/5/277天然天然胡萝卜素的提取胡萝卜素的提取工业方法：工业方法：植物中提取植物中提取岩藻（褐藻岩藻（褐藻)中提取中提取利用微生物的发酵生产利用微生物的发酵生产胡萝卜含量最丰富胡萝卜含量最丰富螺旋藻含量最丰富螺旋藻含量最丰富三孢布拉霉菌三孢布拉霉菌实验室提取方法：实验室提取方法：萃取法萃取法（四）提取方法（四）提取方法2021/5/278二二 实验设计实验设计1.萃取：萃取：利用化合物在两种互不相溶（或微利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶）的溶剂中溶解度或分配系数溶解度或分配系数的不同，使的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中（利用相似相溶原理）（利用相似相溶原理）。方式方式液液液萃取液萃取固固液萃取液萃取本实验用了固液有机萃取的方法。本实验用了固液有机萃取的方法。2021/5/2792 2、萃取剂：、萃取剂：水不溶性水不溶性萃取剂萃取剂 乙醇、丙酮乙醇、丙酮 石油醚石油醚、乙酸乙酯、乙醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳苯、四氯化碳 水溶性水溶性萃取剂萃取剂2021/5/2710萃取胡萝卜素的萃取胡萝卜素的有机溶剂要求：有机溶剂要求：1.1.较高的沸点、能充分溶解胡较高的沸点、能充分溶解胡萝卜素、不与水混溶。萝卜素、不与水混溶。2.2.考虑萃取效率、对人的毒性、考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、有机溶剂能否从产品是否易燃、有机溶剂能否从产品中完全除去、会不会影响产品质中完全除去、会不会影响产品质量等。量等。2021/5/27111.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？取吗？为什么？乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂，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的萃取时能与水混溶而影响萃取的效果。应选择使效果。应选择使用水不溶性有机用水不溶性有机溶剂溶剂。90-120 77 35 80 76 90-120 77 35 80 76 石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳 几种水不溶性有机溶剂的沸点：几种水不溶性有机溶剂的沸点：2021/5/27122.在石油在石油醚醚、醋酸乙、醋酸乙酯酯、乙、乙醚醚、苯和、苯和四四氯氯化碳化碳这这几几 种有机溶种有机溶剂剂中，哪种中，哪种最适宜用来提取胡最适宜用来提取胡萝萝卜素卜素？在在这这五种有机溶五种有机溶剂剂中，中，石油石油醚醚的沸的沸点最高点最高，在加，在加热热萃取萃取时时不易不易挥发挥发，所，所以以石油石油醚醚最适宜用作萃取最适宜用作萃取剂剂。90-120 77 35 80 76 90-120 77 35 80 76 石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳 几种水不溶性有机溶剂的沸点：几种水不溶性有机溶剂的沸点：2021/5/27133 3、影响萃取的因素：、影响萃取的因素：萃取剂：性质和使用量萃取剂：性质和使用量原料：颗粒的大小、紧密程度、含水量原料：颗粒的大小、紧密程度、含水量环境条件：萃取温度、时间等环境条件：萃取温度、时间等原料颗粒小、水分少、萃取温度高、时间长原料颗粒小、水分少、萃取温度高、时间长效果好效果好对胡萝卜进行粉碎、干对胡萝卜进行粉碎、干燥燥如何设计试验流程呢？如何设计试验流程呢？2021/5/27141.1.提取胡萝卜素的实验流程提取胡萝卜素的实验流程胡萝卜胡萝卜胡萝卜素胡萝卜素浓浓缩缩过过滤滤萃萃取取干干燥燥粉粉碎碎三、实验操作三、实验操作2021/5/2715方法：方法：有机溶剂萃取有机溶剂萃取1 1、流程：、流程：胡萝卜胡萝卜萃取萃取过滤过滤胡萝卜素胡萝卜素 粉碎粉碎 干燥干燥浓缩浓缩2021/5/27161 1、流程：、流程：粉碎粉碎：使原料与有机溶剂充分接触，使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度。增大溶解度。干燥：干燥：脱水脱水温度太高，干燥时间太长会温度太高，干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。导致胡萝卜素分解。2021/5/2717萃取萃取选择：选择：具有较高的沸点，能够充分溶解具有较高的沸点，能够充分溶解 胡萝卜素，并且不与水混溶。胡萝卜素，并且不与水混溶。、萃取剂的选择、萃取剂的选择水溶性水溶性的：乙醇、丙酮的：乙醇、丙酮水不溶水不溶性的：性的：石油醚石油醚、乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等乙醚、苯、四氯化碳等2021/5/27183 3、影响萃取的因素：、影响萃取的因素：萃取剂：性质和使用萃取剂：性质和使用（主要因素主要因素）原料：颗粒的大小、紧密程度含水量原料：颗粒的大小、紧密程度、含水量环境条件：萃取温度、时间等环境条件：萃取温度、时间等原料颗粒小、水分少、萃取温度高、原料颗粒小、水分少、萃取温度高、时间长时间长效果好效果好对胡萝卜进行粉碎、对胡萝卜进行粉碎、干燥干燥2021/5/2719萃取萃取、胡萝卜素提取、胡萝卜素提取 装置的设计装置的设计 加入原料和加入原料和 有机溶剂有机溶剂 安装回流冷安装回流冷 凝装置凝装置 加热萃取加热萃取2021/5/27201萃取萃取过过程的注意事程的注意事项项(1)由由于于有有机机溶溶剂剂易易燃燃，直直接接使使用用明明火火加加热热易易引引起起燃燃烧烧、爆爆炸炸，故故采采用用水水浴浴加加热热法法(2)为为防防止止加加热热时时有有机机溶溶剂剂挥挥发发，要要在在加加热热瓶口瓶口安装冷凝回流装置。安装冷凝回流装置。(3)萃萃取取液液的的浓浓缩缩可可直直接接使使用用蒸蒸馏馏装装置。置。(4)浓缩浓缩前要前要进进行行过滤过滤。2021/5/2721过滤：过滤：除去萃取液中的不溶物除去萃取液中的不溶物浓缩：浓缩：蒸发出有机溶剂蒸发出有机溶剂2021/5/27221萃取萃取过过程的注意事程的注意事项项(1)由由于于有有机机溶溶剂剂易易燃燃，直直接接使使用用明明火火加加热热易易引引起起燃燃烧烧、爆爆炸炸，故故采采用用水水浴浴加加热热法法(2)为为防防止止加加热热时时有有机机溶溶剂剂挥挥发发，要要在在加加热热瓶口瓶口安装冷凝回流装置。安装冷凝回流装置。(3)萃萃取取液液的的浓浓缩缩可可直直接接使使用用蒸蒸馏馏装装置。置。(4)浓缩浓缩前要前要进进行行过滤过滤。2021/5/2723小结小结：实验室操作过程实验室操作过程：萃取的步骤萃取的步骤制备好的制备好的 胡萝卜干胡萝卜干粉粉萃取剂萃取剂 石油醚石油醚圆底圆底烧瓶烧瓶放入放入置于置于水浴水浴装置装置上部固定冷凝管上部固定冷凝管加热一段时间加热一段时间移去酒精灯移去酒精灯冷却冷却过滤：得到圆底瓶的萃取液过滤：得到圆底瓶的萃取液蒸馏：挥发萃取剂，浓缩胡萝卜素提取液蒸馏：挥发萃取剂，浓缩胡萝卜素提取液防止加防止加热时热时 有机溶有机溶剂的挥剂的挥发发温度高，温度高，萃取的萃取的效率高效率高2021/5/2724注意事项：注意事项：（2）采用）采用水浴加热水浴加热原因：有机物都是易燃物，直接使用原因：有机物都是易燃物，直接使用明火加热容易明火加热容易引起燃烧、爆炸。引起燃烧、爆炸。（3）加热瓶口安装）加热瓶口安装回流冷凝回流冷凝装置装置目的：目的：防止加热时有机溶剂挥发防止加热时有机溶剂挥发。（1）干燥胡萝卜时，）干燥胡萝卜时，温度太高、时间太长温度太高、时间太长会使胡萝卜素分解。会使胡萝卜素分解。干燥速度效果与破碎程度、干燥方式干燥速度效果与破碎程度、干燥方式等有关。等有关。2021/5/2726如何鉴定？如何鉴定？果酒果酒果醋果醋血红蛋白血红蛋白胡萝卜素胡萝卜素酸性重铬酸钾酸性重铬酸钾品尝、鼻闻品尝、鼻闻SDS-PAGE（电泳）（电泳）2021/5/2727必修必修1 1：绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离一、实验原理：一、实验原理：1、提取：色素能溶解在、提取：色素能溶解在_无水乙醇无水乙醇2、分离：色素在、分离：色素在_中的溶解度中的溶解度_，扩散速度扩散速度_,达到分离达到分离层析液层析液不同不同溶解度高，扩散溶解度高，扩散_，溶解度低，扩散溶解度低，扩散_，快快慢慢不同不同二、实验方法步骤：二、实验方法步骤：试剂与原理试剂与原理提取色素提取色素制滤纸条制滤纸条划滤液细线划滤液细线分离色素分离色素SiO2无水乙醇无水乙醇CaCO3充分研磨充分研磨保护色素保护色素溶解色素溶解色素滤液（色素）细直线滤液（色素）细直线 色素扩散起点相同色素扩散起点相同层析液层析液不同色素扩散速度不同不同色素扩散速度不同关键：关键：滤液细线滤液细线不能触及不能触及层析液层析液 色素溶解于层析液色素溶解于层析液2021/5/27282021/5/2729四、胡萝卜素的纸层析鉴定：四、胡萝卜素的纸层析鉴定：2021/5/2730制备滤纸条制备滤纸条(量作基线量作基线)：取取1830cm滤纸条，于距底端滤纸条，于距底端2cm处划处划基线，取基线，取ABCD四个点。四个点。对照点样：对照点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在提取样品在AD和和BC点样，吹干。点样，吹干。四、胡萝卜素的纸层析鉴定：四、胡萝卜素的纸层析鉴定：2021/5/2731层析层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1cm深石油醚的密封容器中层析。深石油醚的密封容器中层析。对比观察对比观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带观察层析带。四、胡萝卜素的纸层析鉴定：四、胡萝卜素的纸层析鉴定：2021/5/2732注意事项：注意事项：1.滤纸条预先干燥处理；滤纸条预先干燥处理；2.点样时快速细致、样点圆点尽量细小点样时快速细致、样点圆点尽量细小3滤纸筒的竖直边缘不能接触；滤纸筒的竖直边缘不能接触；4.石油醚易挥发，注意层析容器要密封。石油醚易挥发，注意层析容器要密封。如果提取到的胡萝卜素含杂质，则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层析后在滤纸上出现多个不同高度的色素点样。的色素点样。如果提取到的胡萝卜素不纯如果提取到的胡萝卜素不纯将出现怎样结果？将出现怎样结果？2021/5/2733思考：思考：（1）为什么点样时需用最细的针头点样，并且点样斑点）为什么点样时需用最细的针头点样，并且点样斑点直径（直径（2mm左右）不能太大？左右）不能太大？保证层析的起点相同，不至于出现色素的重叠。保证层析的起点相同，不至于出现色素的重叠。（2）为什么点样后用吹风机吹干时，温度不能过高？）为什么点样后用吹风机吹干时，温度不能过高？防止色素被破坏，斑点变黄。防止色素被破坏，斑点变黄。（3）滤纸卷成筒状时，滤纸的两边不能接触，为什么？）滤纸卷成筒状时，滤纸的两边不能接触，为什么？避免因毛细管现象导致溶剂沿滤纸两边的移动避免因毛细管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。加快，溶剂前沿不齐，影响结果。（4）层析时样点能否触及层析液，为什么？）层析时样点能否触及层析液，为什么？不能，否则色素将溶解在层析液中。不能，否则色素将溶解在层析液中。（5）层析时加玻璃盖的目的？）层析时加玻璃盖的目的？防止层析液挥发防止层析液挥发。2021/5/2734提取方法提取方法实验原理实验原理方法步骤方法步骤适用范围适用范围水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏压榨法压榨法有机溶剂萃取有机溶剂萃取利用水蒸气将利用水蒸气将挥发性较强的挥发性较强的芳香油携带出芳香油携带出来来1.1.水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏2.2.分离油层分离油层3.3.除水过滤除水过滤适用于提取玫瑰适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥油、薄荷油等挥发性强的芳香油发性强的芳香油通过机械加压，通过机械加压，压榨出果皮中压榨出果皮中的芳香油的芳香油1.1.石灰水浸泡、漂洗石灰水浸泡、漂洗2.2.压榨、过滤、静置压榨、过滤、静置3.3.再次过滤再次过滤适用于柑橘、柠适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料檬等易焦糊原料的提取的提取使芳香油溶解使芳香油溶解在有机溶剂中，在有机溶剂中，蒸发溶剂后就蒸发溶剂后就可获得芳香油可获得芳香油1.1.粉碎、干燥粉碎、干燥2.2.萃取、过滤萃取、过滤3.3.浓缩浓缩适用范围广，要求适用范围广，要求原料的颗粒要尽可原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸能细小，能充分浸泡在有机溶液中泡在有机溶液中2021/5/2735方法方法名称名称优点优点局限性局限性水蒸气水蒸气蒸馏蒸馏压榨法压榨法有机溶有机溶剂萃取剂萃取简单易行简单易行便于分离便于分离水中蒸馏会导致某水中蒸馏会导致某些原料焦糊和有效些原料焦糊和有效成分水解等问题成分水解等问题生产成本低易生产成本低易保持原料原来保持原料原来的结构和功能的结构和功能分离较为困难，分离较为困难，出油率相对较低出油率相对较低出油率高，出油率高，易分离易分离使用的有机溶剂处使用的有机溶剂处理不当会影响芳香理不当会影响芳香油的质量油的质量2021/5/27361.下列有关胡下列有关胡萝萝卜素的叙述，卜素的叙述，错误错误的是：的是：A.胡胡萝萝卜素是一种化学性卜素是一种化学性质稳质稳定，溶于定，溶于 水，不溶于乙醇的物水，不溶于乙醇的物质质B.胡胡萝萝卜是提取天然卜是提取天然胡胡萝萝卜素的原卜素的原 料料C.微生物的微生物的发发酵生酵生产产是工是工业业提取提取胡胡 萝萝卜素的方法之一卜素的方法之一D.提取后，干燥提取后，干燥过过程中，程中，时间时间不能太不能太长长 ，温度不能太高，温度不能太高A2021/5/27372.对对胡胡萝萝卜素的提取卜素的提取顺顺序，正确的是：序，正确的是：（）A.胡胡萝萝卜卜粉碎粉碎萃取干燥萃取干燥浓缩浓缩过滤过滤胡胡萝萝卜素卜素B.胡胡萝萝卜卜粉碎粉碎过滤过滤干燥干燥萃取萃取浓缩浓缩胡胡萝萝卜素卜素C.胡胡萝萝卜卜粉碎粉碎过滤过滤萃取萃取干燥干燥浓缩浓缩胡胡萝萝卜素卜素D.胡胡萝萝卜卜粉碎粉碎干燥干燥萃取萃取过滤过滤浓缩浓缩胡胡萝萝卜素卜素D2021/5/27383.萃取的效率主要取决于：萃取的效率主要取决于：（）A.原料原料颗颗粒的大小粒的大小 B.原料的原料的紧紧密程度、含水量密程度、含水量C.萃取萃取剂剂的性的性质质和使用量和使用量 D.萃取的温度和萃取的温度和时间时间C2021/5/2739 4.下下图为图为提取胡提取胡萝萝卜素的装置示意卜素的装置示意图图，请请回答有关回答有关问题问题：(1).(1).胡胡萝萝卜素萃取的效率主要取决于卜素萃取的效率主要取决于 ，同，同时时还还受到受到 等等条件的影响。条件的影响。(2).(2).一般来一般来说说，要想萃取效果好，要保，要想萃取效果好，要保证证 。萃取萃取剂剂的性的性质质和用量和用量原料颗粒大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、时间原料颗粒大小、紧密程度、含水量、萃取的温度、时间 原料颗粒小原料颗粒小,萃取温度高萃取温度高,时间长时间长（需要提取的物质就能（需要提取的物质就能充分溶解，萃取效果就好）充分溶解，萃取效果就好）2021/5/2740(3).3).萃取萃取过过程程应该应该避免明火加避免明火加热热，采用，采用 加加热热，其原因是其原因是 (4).(4).在加在加热热瓶口安装冷凝回流装置的目的瓶口安装冷凝回流装置的目的是是 。水浴水浴 因为有机溶剂都是易燃物因为有机溶剂都是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧直接使用明火加热容易引起燃烧爆炸爆炸.为了防止加热时有机溶剂挥发为了防止加热时有机溶剂挥发 2021/5/2741