复习与测试名师课堂实录

专题六植物有效成分的提取的复习

四川省富顺县永年中学校

常斌

一、教学背景分析：

本课题是对高中生物选修一《专题六植物有效成分提取》新课结束后的复习归纳提升。本课内容包含《植物芳香油提取》和《胡萝卜素的提取》两个课题，其中《植物芳香油的提取》是新增类容，在历年高考经常出现在理综第37题选作题中，分值为15分，难度不是很大，属于学生一定要拿到的分，因此对这部分内容进行归纳、融合、提升是很有必要的。

二、核心素养培养：

通过果通过对《植物有效成分提取》的内容可以培养学生科学思维和生命观念，解释生命现象。以及培养学生将所学知识用于生活实践的社会责任意识。

三、教学目标：

生命观念：对植物的有效成分提取应用与生产培养学生物质与能量观和结构与功能观。

科学思维：基于对实验装置的分析培养学生科学思维。

科学探究：通过对芳香油装置进行改进，方法创新培养学生科学探究能力。

社会责任：结合所学知识用于生活实践。

四、重点难点：

1、植物芳香油提取和胡萝卜素提取的流程

2、实验装置设计及提取过程中的注意事项

五、教学工具：

PPT 六、教学过程：

1、引入：

基础知识梳理

1．提取玫瑰精油的实验

(1)方法：水蒸气蒸馏法。

(2)实验流程

实验步骤

关键点

①

②

③

④

⑤

⑥

鲜玫瑰花＋清水

水蒸气蒸馏

油水混合物

分离油层

除水

玫瑰精油

二者质量比为1∶4 在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾；控制蒸馏的时间和速度

呈乳白色的乳浊液，加入NaCl使乳化液明显分层

用分液漏斗把油水分离

加入无水Na2SO4吸收水分，再过滤除去

出油率＝玫瑰精油质量/原料质量

2.提取橘皮精油的实验

(1)方法：一般采用压榨法。

(2)实验流程

实验步骤

关键点

石灰水的作用：破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨①

石灰水浸泡橘皮

时滑脱，提高出油率；为了能使橘皮均匀地浸泡，可将其粉碎

②

漂洗

目的是洗去石灰水，防止影响精油的质量，漂洗完后要沥干水分

分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至7～8，目的是使橘皮油易与水分离

加入明矾，使之沉淀并变澄清，然后用布袋过滤，除去固④

过滤、离心

体物和残渣。然后进行离心，除去质量较小的残留固体物，用分液漏斗或者吸管分离上层橘皮油

⑤

⑥

静置

再次过滤

分离的产品放在5～10℃的冰箱中，静置5～7 d，使杂质沉淀，吸取上层橘皮油

用滤纸过滤，取滤液，和上层橘皮油混合

③

压榨

3.胡萝卜素的提取和鉴定

(1)胡萝卜素性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

(2)提取方法：萃取法，石油醚最适宜作萃取剂。

(3)流程

实验流程

①

②

③

④

选取胡萝卜

粉碎

干燥

萃取

关键点

胡萝卜要新鲜，用清水洗净，沥干

粉碎要彻底并过筛，有利于材料中胡萝卜素的充分溶解

温度不能太高，否则会导致胡萝卜素分解

在一定范围内，温度要高、时间要长，保证萃取的效果

⑤

⑥

过滤

浓缩

除去固体残渣

使用蒸馏装置浓缩，获得胡萝卜素

(4)鉴定：纸层析法。

归纳提升

植物有效成分的提取的三种常用方法比较

提取方法

水蒸气蒸馏法

利用水蒸气将挥发实验原理

性较强的植物芳香油携带出来

①水蒸气蒸馏

方法步骤

②分离油层

③除水过滤

适用于提取玫瑰油、适用范围

薄荷油等挥发性强的芳香油

压榨法

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

①石灰水浸泡、漂洗

②压榨、过滤、静置

③再次过滤

萃取法

使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油

①粉碎、干燥

②萃取、过滤

③浓缩

适用范围广，要求原适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取

料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中

生产成本低，易保持原料原有的结构和功能

分离较为困难，出油率相对较低

出油率高，易分离

使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量

优点

简单易行，便于分离

水中蒸馏会导致原局限性

料焦糊和有效成分水解等问题

1．判断关于植物芳香油提取的叙述

(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据芳香油的用途选择提取的方法(×) (2)提炼玫瑰精油的玫瑰花应在花开的初期采收，因为此阶段的花含玫瑰精油最高(

×

) (3)用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取(

√

) (4)油水混合物中加入无水硫酸钠，有利于分离油层(

×

) (5)蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油(×) (6)原料易焦糊和有效成分易水解的植物芳香油的提取，不宜采用蒸馏法，宜采用压榨法(√) 2．判断关于胡萝卜素的提取与鉴定的叙述

(1)萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法(

√

) (2)由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取(

√

) (3)影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等(

√

)

(4)乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取(

×

) (5)萃取的效率主要取决于萃取的温度和时间(

×

) (6)新鲜的胡萝卜含水量高，干燥时可采用高温以节省时间(

×

) 讨论分析：

下图是提取植物有效成分的水蒸气蒸馏装置，据图分析：

(1)图中a、b哪一个是进水口，哪一个为出水口？加热时为何常向液体中加入几片碎石或瓷片？

提示

图中a为出水口，b为进水口，这与蒸气流方向相反；加热时向液体中加入几片碎石或瓷片的目的是防止液体暴沸。

(2)玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏法进行提取？

提示

因为玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，且不会导致原料焦糊和有效成分水解等，所以适合用水中蒸馏法进行提取。

(3)为何常采用水浴加热？在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是什么？

提示

采用水浴加热的原因：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。在烧瓶口安装冷凝回流装置的目的是防止加热时有机溶剂挥发。

特别注意：关于容易记混淆的温度和时间的问题

1、玫瑰精油的提取：

2、胡萝卜素的提取：

3、血红蛋白的提取：

例题

例1、请回答下列有关胡萝卜素提取的问题: (1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是萃取法。以下为提取胡萝卜素的实验流程:胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素。其中,A过程叫萃取

,B过程叫

浓缩

。

(2)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中,应严格将

温度和

时间

控制在一定范围内。

(3)图甲为提取胡萝卜素的装置示意图,请指出图中一处错误并改正:应避免明火加热,而采用水浴加热。

(4)图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。该鉴定方法的名称是纸层析法。实验过程中点样时应注意

快速细致并保持滤纸干燥

。

(5)在图乙的胡萝卜素的结果示意图中,A、B、C、D四点中,属于提取样品的样点是B和C。

例2．如图所示为某同学绘制的玫瑰精油提取装置。请回答下列问题：

(1)植物芳香油的组成成分主要是__________________及其衍生物。上图所示提取玫瑰精油的方法为________________，由于玫瑰精油具有____________________________等特性(至少答2点)，故而适宜用该方法提取。除图示方法外，植物芳香油的常用提取方法还有____________________________等。

(2)分离装置中常加入氯化钠，其目的是____________________________________。精油收集容器中常加入无水硫酸钠，其目的是________________。

(3)提取过程中，许多因素都会影响玫瑰精油的品质，例如__________________________，产品品质就比较差。

答案

(1)萜类化合物

水蒸气蒸馏法

化学性质稳定，易挥发，易溶于有机溶剂(不溶于水)

压榨法和萃取法

(2)增加盐的浓度，加速水油的分离

除去油层中的水分

(3)蒸馏温度太高、时间太短

解析

(1)提取植物精油的常用方法是蒸馏法、压榨法和萃取法，图示方法很明显为水蒸气蒸馏法。玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，是由于玫瑰精油具有化学性质稳定、易挥发、易溶于有机溶剂、不溶于水的特性。

(2)氯化钠溶于水后，可增大盐溶液的浓度，进而扩大油与水溶液的浓度差，可加速水油的分离。由于分离的精油会含有少量水分，故而加入无水硫酸钠以达到除水的目的。

练习：

1．某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是

(

)

A．在②步中使用水气蒸馏更简便易行

B．在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸

C．提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层

D．加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分

答案

A 解析

由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在②步中使用水中蒸馏更简便易行，A项错误；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸，B项正确；提取精油时，为了促进油水分层，要向油水混合物中加入NaCl，C项正确；分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤方法将其除去，D项正确。

命题点二

提取橘皮精油方法的分析

3．分离出的橘皮精油一般要放在5～10 ℃的冰箱中，静置5～7天，其主要目的是(

) A．低温保持橘皮精油的活性

B．低温降低橘皮精油的挥发性

C．去除水和蜡质等杂质

D．低温使橘皮精油凝固

答案

C 解析

用分液漏斗分离得到的橘皮精油还含有少量的水和果蜡，需要在5～10 ℃的冰箱中，静置5～7天，使杂质沉淀。

4．近几年我国柑橘大丰收，提取橘皮精油是提高其经济价值的重要途径。请分析回答提取过程的有关问题：

(1)提取橘皮精油，常采用______________法而不用水蒸气蒸馏法，原因是________________________________________________________________________ ________。

(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮________________________，并用石灰水浸泡，石灰水的作用是________________________________________________________。

(3)压榨过程中，为了使橘皮精油易与水分离，常加入

________________________________________________________________________。

(4)得到压榨液后，过滤除去固体物和残渣，然后________________________进一步除去质量较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来。此时，橘皮精油中含有少量的水和果蜡，需________________________使杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮精油，其余部分过滤，____________________________合并后成为最终的橘皮精油。

答案

(1)压榨

水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题

(2)干燥去水

破坏细胞

结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率

(3)相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4

(4)离心

在5～10 ℃下静置5～7天

滤液与吸出的上层橘油

解析

(1) 橘皮精油主要存在于橘皮中，由于橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏过程中会发生部分水解，同时水中蒸馏会导致原料焦糊问题，因此一般采用压榨法提取橘皮精油。(2)提取橘皮精油时，为了提高出油率，首先将橘皮干燥去水，然后用石灰水浸泡，石灰水的作用是：破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。

(3)压榨过程中常加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4

，并将pH调至7～8，其作用是促进橘皮精油与水的分离。(4)得到压榨液后，用布袋过滤除去固体物和残渣，对滤液进行离心进一步除去较小的残留固体物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来，然后在5～10 ℃下静置5～7天，使果蜡等杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分过滤，滤液与吸出的上层橘油合并后成为最终的橘皮精油。

9．(2015·全国Ⅱ，39)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

(3)乙酸乙酯

萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇属于水溶性有机溶剂(其他答案合理也可) 解析

(1)胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键，根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β­胡萝卜素是其中最主要的组成成分；一分子的β­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；缺乏维生素A会造成夜盲症(暂时性夜盲症可补充维生素A得以痊愈)，胡萝卜素为非挥发性物质。(2)提取胡萝卜素时新鲜的岩藻具有大量的水分，需要进行干燥，以提高萃取效率。(3)乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂，与水不互溶，能够溶解胡萝卜素；乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不宜选作萃取剂。