高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题2 胡萝卜素的提取教学设计

专题6  植物有效成分的提取

课题6.2  胡萝卜素的提取

一、【课题目标】

（一）知识与技能

1、了解有关胡萝卜素的基础知识

2、掌握提取胡萝卜素的基本原理

   （二）过程与方法

1、掌握萃取法提取胡萝卜素的技术

2、学会纸层析的操作方法

（三）情感、态度与价值观

    领悟科学探究的方法，形成严谨、创新以及勇于实践的科学态度

二、【课题重点】

胡萝卜素的提取，纸层析的操作

三、【课题难点】

  　胡萝卜素的提取

四、【教学方法】

    启发式教学

五、【教学工具】

    多媒体课件

六、【教学过程】

（一）引入新课

上一节课我们学习了提取植物芳香油的原理、方法和提取技术，这一节我们再来学习萃取法提取胡萝卜素的原理、方法和提取技术

（二）进行新课

1．基础知识

1．1胡萝卜素的性质：橘黄色晶体，化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等。

1．2胡萝卜素的来源：植物、岩藻、微生物发酵。

1．3方法：萃取法。

影响因素：萃取剂性质、用量；原料颗粒大小、紧密程度、含水量；温度、时间等。

选择控制：溶剂：石油醚

原料：颗粒小、干燥。

条件：温度较高，时间长。

2．实验设计

2．1实验流程：阅读教材图6－6。

溶剂：应选择使用水不溶性有机溶剂，如石油醚（为什么？）。

2．2实验步骤：

①原料加工：取500g新鲜胡萝卜，清水清洗，沥干、粉碎、烘干。

②原料装填：将胡萝卜粉与200mL石油醚装入蒸馏瓶。

③加热萃取：安装萃取回流装置，沸水浴加热萃取30min。

④过滤：将萃取物过滤，除去固体物，得到萃取液。

⑤浓缩：安装水蒸气蒸馏装置，加热萃取液，萃取剂挥发，得到胡萝卜素。

＊注意事项：

烘干胡萝卜时，温度过高、时间过长，胡萝卜素会分解。

2．3胡萝卜素的纸层析鉴定：

①制备滤纸条：取18×30cm滤纸条，于距底端2cm处划基线，取ABCD四个点。

②点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在AD和BC点样，吹干。

③层析：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。

④观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带。

＊注意事项：

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。

（三）课堂总结、点评

（四）实例探究

例1.对胡萝卜素的提取通常选用

A.水    B.无机盐    C.有机溶剂      D.无机溶剂

解析:由于胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,根据相似相溶原理,应该考虑有机溶剂,而不能选用水、无机盐及其他无机溶剂,故选C

答案：C

例2、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：乙醇是水溶性溶剂，萃取时能与水混溶而影响萃取的效果。

答案：B

☆综合应用

例3、在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？

答：在这五种有机溶剂中，石油醚的沸点最高，在加热萃取时不易挥发，所以石油醚最适宜用作萃取剂。

（五）巩固练习

1.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？

2.在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中，哪种最适宜用来提取胡萝卜素？

七、【课余作业】

1、当人体缺乏某种维生素时，胡萝卜素可在体内转化形成，这种维生素是：（    ）

A、维生素A      B、维生素B      C、维生素C        D、维生素D

2、对叶绿体中的色素进行分析时，胡萝卜素的吸收峰在： （    ）

A、红光        B、绿光          C、蓝紫光         D、橙光

3.下列方法可以提取胡萝卜素的是：                    （    ）

A.直接压榨法      B.水蒸气蒸馏法     C.乙醇萃取法     D.石油醚萃取法

4.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.提取后，干燥过程中，时间不能太长，温度不能太高

5.对胡萝卜素的提取顺序，正确的是：                  （    ）

A.胡萝卜→粉碎→萃取干燥→浓缩→过滤→胡萝卜素

B.胡萝卜→粉碎→过滤→干燥→萃取→浓缩→胡萝卜素

C.胡萝卜→粉碎→过滤→萃取→干燥→浓缩→胡萝卜素

D.胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素

6.对提取出的胡萝卜素进行纸层析鉴定，正确的是：    （    ）

A.每次点样后，可用注射器直接点样

B.点样过程中，应快速细致，形成直径大小相同的圆点

C.层析液所用的试剂为石油醚和丙酮的混合液

D.在纸层析过程中，滤纸可放在普通烧杯中

7.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

8.下列试剂最适宜提取提取胡萝卜素的是：            （    ）

A.石油醚   B.乙醚   C.四氯化碳    D.苯

9.对于胡萝卜素的提取过程，叙述错误的是:             （    ）

A.萃取过程中应该避免明火加热，采用水浴加热

B.为了防止加热时，有机溶剂的挥发，还需要在加热瓶口安装冷凝回流装置

C.萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置

D.在浓缩前，不需要过滤，因为萃取液中没有不溶物

10．胡萝卜素含有的化学元素有:                       （    ）

A.C、H、O     B. C、H      C. C、H、O、N      D.C、H、N

答案：1.A     2.C    3.D  4.A    5.D    6.B   7.C    8.A    9.D  10.B

八、【教学体会】

教师在引导学生了解胡萝卜素的化学结构和分类的基础上，要着重引导学生认识胡萝卜素在医药、食品加工等方面的广泛应用，以及胡萝卜素的提取在提高产品附加值方面所具有的重要经济意义，以激发学生的学习兴趣。值得注意的是，本课题只是对胡萝卜素进行粗提取，要获得某一特定的胡萝卜素，还需要进行进一步的分离。

九、【资料袋】

β-胡萝卜素的应用

1831年，瓦坎罗德尔（Wackenroder）从胡萝卜中分离到了胡萝卜素，但直到20世纪30年代，胡萝卜素的化学结构才得以确定。植物中的胡萝卜素经人体吸收后，可以在体内转变为有生理活性的维生素A。通常，我们把能在体内转变为维生素的物质称为维生素原，胡萝卜素就是维生素A原，其中起主要作用的是β-胡萝卜素。胡萝卜素能够治疗因维生素A缺乏所引起的各种疾病。此外，胡萝卜素还能够有效清除体内的自由基，预防和修复细胞损伤，抑制DNA的氧化，预防癌症的发生。

β-胡萝卜素还可以作为禽畜饲料添加剂，能提高鸡的产蛋率，还可以提高牛的生殖能力。β-胡萝卜素具有优良的着色性能，着色范围是黄色、橙红，着色能力强，色泽稳定均匀，能与K、Zn、Ca等元素并存而不变色，尤其适合添加在儿童食品中。因此，被广泛作为食品、饮料及饲料的添加剂使用。β-胡萝卜素本身是油溶性的，非常适合油性产品或蛋白质类产品的开发，如人造奶油、胶囊、鱼浆制品、素食产品、速食面、调理包，等等。因此，β-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。研究还表明，将抗氧化维生素涂抹在皮肤上，不仅能防止紫外线的伤害，还能促进对已被伤害皮肤的修复，使皮肤保持弹性，β-胡萝卜素因而也逐渐应用于化妆品等新兴市场。