2017 - 2018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

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

①特点：一般易溶于水或酒精，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。 ②举例：甜菜红色素、花青素等。 (2)脂溶性色素

①特点：一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有机溶剂。 ②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

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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。

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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。

图为胡萝卜素的提取装置示意图，回答有关问题：

胡萝卜素的性质及提取方法

(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。

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(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。

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“α-胡萝卜素”、“β-胡萝卜素”或“γ-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)β-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性 (2)需要

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(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( )

①甜菜红色素 ②叶绿素 ③花青素 ④叶黄素 ⑤胡萝卜素 ⑥番茄红色素 ⑦辣椒红色素

A．①③④⑤⑦ C．①③

B．①② D．①②④⑤⑥⑦

【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】 C

2．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】 B

3．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。 ①萃取剂可为________。

②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。

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【答案】 (1)脂溶性 (3)萃取 过滤 ①四氯化碳 ②时间 温度

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