62 胡萝卜素的提取教案.docx

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62胡萝卜素的提取教案

6.2胡萝卜素的提取教案（人教版选修1）

●课标要求

　研究从生物材料中提取某些特定成分。

●课标解读

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．初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法。

3．初步了解有机溶剂的相关知识。

●教学地位

　本课题是上一课题的延续，主要介绍的萃取法获取植物有效成分的方法。

同时介绍了胡萝卜素的有关知识及纸层析法操作。

●教法指导

　本课题内容较简单，对于基础知识部分，学生可通过自学完成，教师应将重点放在影响萃取效率的因素及胡萝卜素粗品的鉴定上。

对于影响萃取效率的因素，学生阅读完教材之后，教师可将几种重要因素与萃取效率之间的关系绘制成曲线图，以加深学生印象。

对于胡萝卜素粗品的鉴定的教学，可以结合必修中绿叶中色素的分离实验，通过对比理解并学会纸层析法。

●新课导入建议

　课题背景介绍了胡萝卜素的基础知识，教师可通过查阅资料进一步介绍胡萝卜素在治疗癌症方面的功效，从而使学生认识到胡萝卜素的重要价值，进而引入本课题的学习。

●教学流程设计

学生课前预习：

阅读教材P77－79，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。

了解本课题的基础知识。

步骤1：

情景导课：

以【新课导入建议】引出课题。

通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。

步骤2：

通过【课堂互动探究】探究1，明确胡萝卜素的提取方法、萃取剂的选择及影响萃取效率的主要因素。

通过例1检测、巩固。

步骤3：

学生阅读教材结果分析与评价部分，结合必修内容，将绿叶中色素的分离与胡萝卜素粗品的鉴定进行比较，掌握纸层析法的操作。

课　标　解　读

重　点　难　点

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.初步学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法。

3.初步了解有机溶剂的相关知识。

1.胡萝卜素的提取，纸层析的操作。

（重点）

2.胡萝卜素的提取。

（难点）

胡萝卜素

1.种类

依据双键的数目可以划分为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－胡萝卜素在体内可被氧化成两分子的维生素A。

2．用途

（1）治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。

（2）广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂。

（3）使癌变细胞恢复成正常细胞。

3．性质

胡萝卜素是橘黄色结晶，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。

4．提取途径

一是从植物中提取，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。

胡萝卜素有防治癌症的作用，采用何种技术可快速大量生产胡萝卜素？

【提示】　发酵技术。

实验设计

1.流程

胡萝卜―→粉碎―→干燥―→萃取―→过滤―→浓缩―→胡萝卜素。

2．萃取剂的选择

（1）种类：

有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。

（2）原则：

萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。

3．影响萃取的因素

（1）主要取决于萃取剂的性质和使用量。

（2）原料颗粒的大小、紧密程度、含水量。

（3）萃取的温度和时间等。

4．胡萝卜素提取装置的设计

（1）萃取过程避免明火加热，应采用水浴加热，因为直接使用明火加热易引起燃烧、爆炸。

（2）在加热瓶口安装回流冷凝装置，以防止有机溶剂挥发。

5．操作提示

（1）在干燥时要注意控制温度，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。

（2）胡萝卜干燥的速度和效果与破碎程度、干燥方式有关。

结果分析与评价

1.方法

可通过纸层析法进行鉴定。

2．步骤

量做基线：

在18cm×30cm滤纸下端距底边2cm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：

吹干滤纸，放入色谱容器中层析

　↓

对比观察：

对比观察样品色素点与标准色素点的异同

1．乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取。

（×）

【提示】　乙醇和丙酮是水溶性有机溶剂。

2．萃取的效率主要取决于萃取时的温度和时间。

（×）

【提示】　萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。

3．新鲜的胡萝卜含水量高，干燥时可采用高温以节省时间。

（×）

【提示】　干燥时应控制温度，温度太高会导致胡萝卜素分解。

4．萃取胡萝卜素的萃取剂应该具有较低的沸点。

（×）

【提示】　萃取剂应该具有较高的沸点。

胡萝卜素的提取

【问题导思】　

①怎样选择萃取剂？

②影响萃取的主要因素是什么？

1．原理

根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点，可采取萃取的方法来提取胡萝卜素。

2．萃取剂的选择

（1）选取萃取胡萝卜素的有机溶剂的原则

①具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶。

②萃取效率高。

③对人无毒、不易燃、易与产品分离、不影响产品质量。

（2）有机溶剂的分类：

有机溶剂可以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。

3．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。

4．胡萝卜素提取装置的设计

（1）提取装置（如下图）

（2）提取过程：

干燥粉碎的胡萝卜＋有机溶剂

萃取液

粗萃取液

浓缩萃取液―→胡萝卜素。

1．萃取过程中应该避免明火加热，采用水浴加热，这是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、爆炸。

2．为了防止加热时有机溶剂挥发，还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。

　（2012·潍坊高二联考）对胡萝卜素的提取过程的分析正确的是（　　）

A．在把新鲜的胡萝卜切成米粒大小的颗粒置于烘箱中烘干时，温度越高、干燥越长，烘干效果越好

B．在萃取过程中，在瓶口安装冷凝回流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，要收集蒸发除去的液体，蒸发出去的是胡萝卜素，留下的是有机溶剂

【思维导图】

【精讲精析】　烘箱中烘干胡萝卜时，温度过高、干燥时间过长，都会导致胡萝卜素的分解；在浓缩前，要过滤圆底烧瓶中的萃取液，除去不溶物，然后蒸馏，蒸发掉有机溶剂，留下浓缩的胡萝卜素提取液。

【答案】　B

结果分析与评价

【问题导思】　

①进行点样时，为何要快速细致且圆点尽量缩小？

②提取胡萝卜素成功的标志是什么？

1．最佳萃取条件的确定

根据影响萃取的因素，如萃取剂的性质和用量、萃取的最佳温度和时间，确定最佳萃取条件。

2．胡萝卜素粗品的鉴定

（1）采用的方法：

纸层析法。

（2）注意事项

①层析时注意选择干净的滤纸，为了防止操作时对滤纸的污染，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。

③将点好样的滤纸卷成筒状，卷纸时注意滤纸两边不能相互接触，以免溶剂沿滤纸两边的移动加快，溶剂前沿不齐，影响效果。

3．成果评价

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；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，我们也可以通过颜色的比较，初步确定提取的胡萝卜素的量。

　下图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，请根据图完成下列问题。

（1）胡萝卜素粗品鉴定的方法的名称是______________。

（2）图中②的名称是________。

①的作用是________。

（3）⑤为________，对于⑤实验时应注意___________。

（4）⑥为________，常用____________________。

（5）如果层析液没及⑤会导致__________________。

【思维导图】　

【精讲精析】　胡萝卜素粗品的鉴定常用纸层析法，在该法中需注意：

①点样要快速细致，且需保持滤纸干燥；②玻璃盖可防止层析液挥发；③层析液不可没及样品原点，以免色素溶解于层析液中，使鉴定失败。

【答案】　

（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

本课知识小结

网络构建

结论语句

1．胡萝卜素是橘黄色结晶，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．石油醚的沸点较高，在加热萃取时不易挥发，是萃取效果最好的有机溶剂。

3．萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取温度和时间等条件的影响。

4．提取胡萝卜素的实验流程为：

胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。

5．用纸层析法鉴定胡萝卜素时，若萃取样品中出现了与标准样品相同的层析带，说明提取胡萝卜素的实验成功。

1．下列有关胡萝卜素的叙述，错误的是（　　）

A．胡萝卜素是一种化学性质稳定，溶于水，不溶于乙醇的物质

B．胡萝卜是提取天然β－胡萝卜素的原料

C．微生物的发酵生产是工业提取β－胡萝卜素的方法之一

D．提取中的干燥过程，时间不能太长，温度不能太高

【解析】　胡萝卜素的化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

【答案】　A

2．（2013·驻马店高二测试）下列有机溶剂中，不能作胡萝卜素萃取剂的是（　　）

A．石油醚　　　　　　B．乙醚

C．乙醇D．苯

【解析】　有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种。

水溶性的有机溶剂如乙醇和丙酮等，因能与水混溶而影响萃取效果，所以不用它们作萃取剂。

【答案】　C

3．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．胡萝卜素可用做食品色素

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】　胡萝卜素不能治疗人体色素缺乏症。

【答案】　D

4．研究发现烘焙和炮制方法决定咖啡的味道。

咖啡豆里所含的香精油在200摄氏度高温下就会蒸发掉。

烘焙过程中萃取的香精油越多，咖啡的味道就越苦，咖啡香味越浓。

在该技术的萃取过程中为了大量提高香精油的提取量，萃取前要（　　）

A．浸泡B．粉碎和干燥

C．浓缩D．过滤

【解析】　原料颗粒小能够提高萃取效果，所以萃取前需要将原料进行粉碎和干燥处理。

【答案】　B

5．萃取的效率主要取决于（　　）

A．原料颗粒的大小

B．原料的紧密程度、含水量

C．萃取剂的性质和使用量

D．萃取的温度和时间

【解析】　萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时也受原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件限制。

【答案】　C

6．在β－胡萝卜素的提取实验中，对作为萃取胡萝卜素的有机溶剂特点的叙述中，不符合实验要求的是（　　）

①能充分溶解色素　②与水混溶　③对人无毒　④易燃　⑤易与产品分离　⑥沸点低

A．②④⑥B．①③⑤

C．②④⑤D．②③④

【解析】　萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的沸点，能够充分溶解色素，并且不与水混溶。

此外还需要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全除去、会不会影响产品的质量等问题。

【答案】　A

7．回答下列有关胡萝卜素提取的问题。

（1）萃取剂可分为________和________两种，乙醇和丙酮属于________。

在提取β－胡萝卜素时，常采用的原料是________，因为其不仅________，而且_______________。

（2）萃取的效率主要取决于________________，同时也受________________________________________等条件的影响。

（3）萃取过程中，第一步需______________，以提高效率。

因为________________________，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。

通过加热处理，β－胡萝卜素溶解在萃取液中；再经________得到萃取液；经________后，可______得到纯净的β－胡萝卜素。

【解析】　本题主要考查了胡萝卜素的性质和提取方法。

胡萝卜素是一种橘黄色易溶于有机溶剂，不溶于水的晶体，因此采用有机溶剂萃取的方法进行提取。

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。

因为萃取剂都是易燃物，所以应避免明火加热，而采用水浴加热的方法。

【答案】　

（1）水溶性　水不溶性　水溶性　胡萝卜　廉价易得　β－胡萝卜素含量也较高

（2）萃取剂的性质和使用量　原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间

（3）将胡萝卜进行粉碎和干燥　有机溶剂都是易燃物　萃取　过滤　浓缩