胡萝卜素的提取(上课用)_共62页

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结合新型技术
如超临界流体萃取、分子蒸馏 等新型技术的应用可以显著提 高胡萝卜素的提取纯度和收率
。
THANKS
感谢观看
熟悉提取过程中的基本操作技 能
胡萝卜素简介
胡萝卜素是橘黄色结晶，分子式为C40H56 分子量为536.85，有较高的熔点
不溶于水，溶于有机溶剂
02
提取原理
提取胡萝卜素的原理
胡萝卜素是植物中重要的色素之一，具有多个不饱和双键， 对光、热、氧气等较为敏感，因此需要选择合适的提取方法 以保护其结构。
胡萝卜素的提取主要基于有机溶剂的溶解性差异，常用的溶 剂包括石油醚、乙醚、氯仿、正己烷等。
提取胡萝卜素的方法
提取胡萝卜素的方法有多种，包括浸提法、萃取 法、超临界流体萃取法等。
萃取法是利用不同物质在两种不混溶溶剂中的溶 解度差异，将胡萝卜素从一种溶剂转移到另一种 溶剂的过程。
浸提法是较为常用的方法之一，将新鲜胡萝卜或 胡萝卜干粉置于有机溶剂中浸泡、搅拌或超声波 辅助提取，然后过滤、浓缩、干燥得到胡萝卜素 。
2. 样品进样
将待测溶液用微量进样针准确进样 到色谱系统中。
3. 分离分析
通过色谱系统中的色谱柱将胡萝卜 素样品中的各组分进行分离，通过 检测器对各组分进行检测和分析。
4. 数据处理
记录色谱图和数据，运用相关软件 对数据进行处理和分析，得出结果 。
05
应用和展望
胡萝卜素的应用
天然色素
胡萝卜素是一种天然色素，可 用于食品、医药、化妆品等领
产业整合
随着胡萝卜素提取和应用行业的不 断发展，产业整合将不可避免，将 会有更多的企业加入到这个行业中 来。
提高胡萝卜素提取效率的方法
优化提取条件

实验室提取方法：
萃取法
萃取剂：
水溶性 萃取剂 ——乙醇、丙酮
水不溶性 萃取剂
——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：
石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳 90-120℃ 77℃ 35℃ 80℃ 76℃
影响萃取的因素： 萃取剂：性质和使用量 原料：颗粒的大小、紧密程度、含水量 环境：温度、时间等
•
29、人生就像一道漫长的阶梯，任何人也无法逆向而行，只能在急促而繁忙的进程中，偶尔转过头来，回望自己留下的蹒跚脚印。
•
30、时间，带不走真正的朋友；岁月，留不住虚幻的拥有。时光转换，体会到缘分善变；平淡无语，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在与不在，都会惦念；无心的情，无论你好与不好，只是漠然。走过一段路，总能有一次领悟；经历一些事，才能看清一些人。
适用范围
适用于提取玫瑰 油、薄荷油等挥 发性强的芳香油
适用于柑橘、柠 檬等易焦糊原料 的提取
适用范围广，要求 原料的颗粒要尽可 能细小，能充分浸 泡在有机溶液中
方法 名称 水蒸气 蒸馏
压榨法
有机溶 剂萃取
优点
简单易行 便于分离
生产成本低易 保持原料原来 的结构和功能
出油率高， 易分离
局限性
水中蒸馏会导致某 些原料焦糊和有效 成分水解等问题
选修一
专题6 植物有效成分的提取
课题2 胡萝卜素的提取
阜阳市 临泉二中 冯守平
课题2
胡萝卜素的提取
——萃取的方法
胡萝卜素
分子结构： 包含多个碳碳双键
α－胡萝卜素 β－胡萝卜素
γ－胡萝卜素
最主要的组成成分
理化性质： 1、橘黄色结晶；化学性质比较稳定 2、不溶于水、微溶于酒精、 易溶于石油醚等有机溶剂

添加剂（食品、饮料、饲料） ：食用色素
4.天然β－胡萝卜素的提取
实验室提取方法：
萃取法
二、萃取法 Ⅰ.萃取剂的选择
水溶性的：乙醇、丙酮
水不溶性的：石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、 四氯化碳等 选择：具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且 不与水混溶。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。
实验室操作过程：
萃取的步骤 制备好的
胡萝卜干粉
萃取剂 防止加热时
石油醚 有机溶剂的
放入
挥发
圆底烧瓶
上部固定冷凝管
置于
温度高，
水浴装置
萃取的效率 高
加热一段时间
Байду номын сангаас
移去酒精灯
冷却 过滤：得到圆底瓶的萃取液
实验室操作过程：浓缩 蒸馏：挥发萃取剂，浓缩胡萝卜素提取液
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。
Ⅱ.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、萃取的温度和时间等
一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长， 需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。
三、提取胡萝卜素的实验流程
胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→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。
实验室操作过程： 鉴定的步 骤

[典题通关] 右图为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图，请据图回答下列问题。
(1)胡萝卜素粗品鉴定的方法名称是________。 (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__________________________________。
[解析] 胡萝卜素粗品的鉴定常用纸层析法，在该法中，需注意： a.点样要快速、细致且需保持滤纸干燥；b.要保持层析容器中有层析 液的饱和蒸汽，以保证层析效果。
[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
(1)如果层析液没及⑤会导致什么样的结果？ (2)制作样品原点时，为什么要多次点样？
提示：(1)胡萝卜素溶解在层析液中，导致鉴定失败。 (2)增加原点处的胡萝卜素的含量，使得实验效果明显。
用纸层析法鉴定胡萝卜素时，滤纸两边不能互相接触，因为( ) A．不能出现层析带 B．层析带颜色浅 C．会由于毛细现象而使溶剂前沿不齐 D．阻碍色素上升
C [用纸层析法鉴定胡萝卜素时，滤纸两边不能互相接触，否
(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。
(4)石油醚易挥发，注意层析容器要密封。
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。 (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。 (3)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含量。

结果分析和评价 回忆：必修1绿叶中色素的提取和分离 方法： 纸层析法
原理： 不同色素在层析液中的溶 解度不同，溶解度越高， 扩散的速度越快。
胡萝卜素的鉴定 ----------纸层析法
1、方法： 纸层析法
2、原理： β胡萝卜素与其它色素杂质在层析液中的溶解 度不同，溶解度越高，扩散的速度越快。
3、目的： 鉴定提取的胡萝卜素是否含有杂质
萃取剂
植物芳香油提取三种方法的比较
比较项目
实验原理
方法步骤
适用范围
水蒸气 蒸馏法
萃取法
利用水蒸气将挥发 性较强的植物芳香 油携带出来
①水蒸汽蒸馏 ②分离油层 ③除水过滤
使芳香油溶解在有 ①粉碎、干燥
机溶剂中，蒸发后 ②萃取、过滤
得到芳香油
③浓缩
提取玫瑰油、薄 荷油等挥发性强 的芳香油
原料颗粒尽可能 细小，能充分浸 泡在有机溶剂中
2、流程
胡萝卜 粉 碎
干燥
萃取
过滤
胡萝卜素
浓缩
选材要求： 要新鲜，用清水洗净，沥干
粉碎 目的： 使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度。
要求： 粉碎要彻底并过筛，有利于材料中胡萝卜素的充分溶 解 ，故胡萝卜越小越好。
干燥 目 的 ： 脱水 水越多，萃取效果越差
注意事项： 要控制好温度和时间 1.温度太高，干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。 2.干燥的速度和效果与破碎程度、干燥方式有关。可使用烘箱烘 干，或吹风机吹干。 最终目的：含水量降到最低
西兰花：7210 微克 沙棘果：3840 微克 芒果：897 微克
二、胡萝卜素的提取 （一）工业方法：
从植物中提取 ——可在胡萝卜中分离得到 从岩藻中提取 ——多种褐藻（真核）的俗称 利用微生物的发酵生产 ——三孢布拉霉菌

3.用途:(1)一分子的 β 胡萝卜素被氧化成两分子的维生素 A,因此 可治疗因缺乏维生素 A 而引起的各种疾病,如夜盲、干皮症等。(2)广泛 地用作食品色素。(3)使癌细胞恢复成正常细胞。
4.获取途径: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。
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预习交流
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当堂检测
1.β 胡萝卜素不是维生素 A,但是可以治疗维生素 A 缺乏症,原因是 ( )。 A.β 胡萝卜素和维生素 A 具有完全相同的化学结构 B.β 胡萝卜素和维生素 A 具有完全相同的生物学功能 C.β 胡萝卜素和维生素 A 的化学式完全相同 D.一分子的 β 胡萝卜素在生物体内可以转化成两分子的维生素 A 解析:β 胡萝卜素和维生素 A 是两种不同的化学物质,化学结构和生物 学功能并不完全相同,化学式也不同。β 胡萝卜素之所以能治疗维生素 A 缺乏症是因为一分子的 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。 答案:D
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3.在石油醚、乙酸乙酯、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?
提示:在这五种有机溶剂中,乙醚沸点较低,不宜选取,苯和四氯化碳 有毒性,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,其次可选乙酸乙酯。
4.萃取的效率主要取决于萃取剂,但还受原料和萃取条件的影响, 分析怎样才能提高萃取效率。
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迁移与应用 1 作为萃取胡萝卜素的有机溶剂,哪一项不符合实验要求?( )
A.能充分溶解色素 B.与水混溶
C.对人无毒害作用
D.易与产品分离
解析:选择萃取剂的基本原则是:具有较高的沸点、能充分溶解色素、
不与水混溶、萃取效率高、对人无毒害作用、易与产品分离、不影响

结论：选择水不溶性有机溶剂做萃取剂。 其中
石油醚沸点高，不易挥发，最适宜做萃取剂
资料一：几种水不溶性有机溶剂的沸点：
石油醚、 90-120℃ 乙酸乙酯、 乙醚、 77℃ 35℃ 苯、 80℃ 四氯化碳 76℃
...
3、影响萃取的因素：
...
萃取剂的性质和使用量（主要因素） 原料：颗粒的大小、含水量 环境：萃取的温度、时间等
萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来探索.
结论：原料颗粒小、萃取温度高、时间长
需要提取的物质就能充分溶解，萃取 效果就好
1、实验流程
...
胡萝卜
粉 碎
干 燥
萃 取
胡萝卜素
浓 缩
过 滤
2、提取装置的设计 (1)萃取装置 萃取目的：
...
使胡萝卜素充分溶解在有机溶剂中。 为什么要水浴加热？
直接使用明火加热易引起有机溶剂 的燃烧、爆炸。
添加剂：广泛用作食品、饮料、饲料的添加剂。 预防癌症：使癌细胞恢复为正常细胞。
胡萝卜素应用如此广泛，那么我如何提取胡萝卜素呢？
二、胡萝卜素的提取
（一）工业方法：
...
从植物中提取——可在胡萝卜中分离得到
从岩藻中提取——多种褐藻（真核）的俗称
利用微生物的发酵生产 ——三孢布拉霉菌
胡萝卜素有防治癌症的作用，能否快速大量生产胡 萝卜素？采用什么技术？ （二）实验室提取方法： 萃取法
1．请根据所学知识，回答下列问题： . . . (1)天然胡萝卜素可医治维生素A缺乏症，是因为 ____________________________ 胡萝卜素可被氧化为维生素A (2)以下为提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎 萃取 ， →干燥→A→过滤→B→胡萝卜素，A过程叫________ 浓缩 。 B过程叫________ (3)某同学在鉴定提取的胡萝卜素时，所做的纸层析 实验如图所示，请指出其中的错误： 容器未加盖密封 ①_________________ 层析液没过了基线 ②_________________ 滤纸不能挨着烧杯壁 ③_________________

高中生物选修一（人教版）
胡萝卜素的提取
【合作探究一】
阅读教材P77【课题背景】和【基础知识】，思考下列问题。
1.胡萝卜素有哪些种类？ 划分依据是什么？ 最主要的是哪种？
2.胡萝卜素有哪些重要的作用？ 3.胡萝卜素有哪些理化性质？ 4.工业上，提取天然β-胡萝卜素途径有哪些？
1. 种 类
根据碳碳
［名师课堂教学］［人教版］《胡萝 卜素的 提取》 完美课 件1（完 整版PP T)
回
忆
必修1：绿叶中色素的提取和分离
方法： 纸层析
原理： 色素随层析液 扩散速度不同
［名师课堂教学］［人教版］《胡萝 卜素的 提取》 完美课 件1（完 整版PP T)
［名师课堂教学］［人教版］《胡萝 卜素的 提取》 完美课 件1（完 整版PP T)
蒸馏装置：
胡 萝 卜 素
蒸发出去的是 萃取剂还是胡 萝卜素？
萃取剂
［名师课堂教学］［人教版］《胡萝 卜素的 提取》 完美课 件1（完 整版PP T)
实验流程
胡萝卜
粉碎
胡萝卜素
教学］［人教版］《胡萝 卜素的 提取》 完美课 件1（完 整版PP T)
［名师课堂教学］［人教版］《胡萝 卜素的 提取》 完美课 件1（完 整版PP T) ［名师课堂教学］［人教版］《胡萝 卜素的 提取》 完美课 件1（完 整版PP T)
石油醚等有机溶剂 3. 可氧化成两分子维生素A
4. 天然β－胡萝卜素的提取
工业方法： 植物中提取 岩藻中获得 利用微生物的发酵生产
实验室提取方法：萃取法
【合作探究二】
阅读教材P78【资料一】和【资料二】，思考下列问题。
1.有机溶剂分哪两种？都包括哪些？ 2.提取胡萝卜素的有机溶剂应具有什么样的特点？ 3.乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？ 4.在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种

②不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等
有机溶剂
课题2 胡萝卜素的提取
一、基础知识
1、种类：含多个碳碳双键 2、性质
α－胡萝卜素 β－胡萝卜素 γ－胡萝卜素
3、作用
①治疗夜盲症、幼儿生长发育不良、干皮症等
②食品色素，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 Nhomakorabea课题2 胡萝卜素的提取
一、基础知识
（2）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。
（3）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 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？ 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？ 防止层析液挥发。
1、种类：含多个碳碳双键 2、性质
α－胡萝卜素 β－胡萝卜素 γ－胡萝卜素
3、作用
4、工业提取途径
①植物中提取——胡萝卜含量最丰富
②岩藻（褐藻)中提取 ——螺旋藻含量最丰富
③利用微生物的发酵生产
二、实验设计
1、方法：萃取法 2、流程
胡萝 粉 干 萃 过 浓 胡萝 卜 碎 燥 取 滤 缩 卜素
本课题所提供的方法只能提取 胡萝卜的混合物 ， 若要获得β-胡萝卜素，还需要进一步的 分离 。
粉 干 制备好的 碎 燥 胡萝卜干粉
萃取剂
石油醚
防止加热时
放入
有机溶剂的挥发
圆底烧瓶
上部固定冷凝管
置于
温度高，
萃 水浴装置
萃取的效率高
取
加热一段时间
移去酒精灯
过
冷却
浓 过滤滤：得到圆底瓶的萃取液

胡萝卜素的鉴定
方法： 纸层析
原理： 色素随层析液 扩散速度不同
18cmx30cm滤样品
基线
观察标准样品中位于展开剂前沿的胡萝卜素层析带,看萃 取样品中是否也出现对应的层析带,与标准样品有什么区 别,分析产生区别的原因.
小结
胡
胡萝卜素的用途
萝 卜
胡萝卜素的性质
(1)“可以直接用火烘烤”
8．某同学做了“β胡萝卜素的提取与鉴改定为”“实可验以，在下40列℃操的作烘
中存在失误，请在失误的部分画线并且改箱正中过烘来干。，也可以用热风
(1)提取β胡萝卜素时，先将胡萝卜进行吹粉干碎”、。干燥，为了提高
干燥的速度和效果，可以直接用火烘烤。 (2)“直接使用蒸馏装置
(2)通过萃取过程，β胡萝卜素与水等杂进质行分浓开缩，”溶改解为在“溶浓剂缩中之，
①_容__器__未_加__盖__密__封__
②_层__析_液__没__过__了__基_线_
③_滤__纸__两_边__接__触____
7、如图为提取胡萝卜素的装置 示意图，请回答有关问题：
(1)一般来说，要想萃取效果好， 要保证 原料颗粒小，萃取温 __________度_高__，__时__间__长_______。
后”。
(6)“胡萝卜素”改为
“标准样品中位于展开剂
前沿的胡萝卜素”。
9.[ 2008生物──选修1生物技术实践]
根据从胡萝卜中提取的胡萝卜素的相关知识及胡萝卜
素的性质，回答下列问题。 (1)胡萝卜素是 橘（橙）黄 色的结晶。从胡萝卜
中提取胡萝卜素，常用 亲脂性有机溶剂（或有机溶剂）作
为溶剂，原 因是 胡萝卜素是脂类物质
D
3．从胡萝卜中提取胡萝卜素时，首先将 原料进行粉碎、干燥，其目的是