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2024届高考生物一轮复习课件
(6)植物有效成分的提取
核心考点
植物芳香油的提取
胡萝卜素的提取
典例1
在玫瑰精油和橘皮精油提取过程中,正确的是( )
A.玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸馏、压榨和萃取的方法提取
B.分离出的玫瑰精油油层还会含有一定的水分,可加入无水Na2SO4吸水
C.新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等,为了提高出油率,需用NaCl水溶液浸泡
D.玫瑰精油和橘皮精油都有很强的挥发性,易溶于有机溶剂,其成分都是萜类化合物
答案:B
解析:橘皮精油提取时,由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解,使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题,故适宜用压榨法提取,A错误;提取玫瑰精油过程中,向油水混合物中加入NaCl以加速油水分层,分离的油层中还含有一定的水分,需加入无水Na2SO4将水除去,B正确;新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等,如果直接压榨,出油率低,为了提高出油率,需用石灰水溶液浸泡,C错误;大部分植物芳香油的主要成分是萜类化合物及其衍生物,但橘皮精油的主要成分是柠檬烯,D错误。
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植物芳香油的提取
一、植物芳香油
1.来源:十分广泛,如玫瑰花用于提取玫瑰油,樟树树干用于提取樟油。
2.特点:具有很强的挥发性。
3.成分:组成比较复杂,主要包括萜类化合物及其衍生物。
二、植物芳香油的提取方法
提取方法 提取原理 方法步骤 适用范围
水蒸气蒸馏法 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 ①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤 提取玫瑰油、薄荷油等
压榨法 通过机械加压,压榨出植物中的芳香油 ①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤 适用于柑橘、柠檬等易焦糊、有效成分易水解等原料的提取
萃取法 使提取物溶解在有机溶剂中,蒸发后得到提取物 ①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩 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剂中
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三、玫瑰精油的提取
1.性质: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。
2.提取方法:水蒸气蒸馏法。
3.实验流程
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4.蒸馏装置
蒸馏装置包括:铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶,以及连接进水口和出水口的橡皮管,如下图。,所有仪器必须事先干燥,保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分,其中左边的部分通过加热进行蒸馏,中间部分将蒸馏物冷凝,右边的部分用来接收。
①装置安装顺序:从左到右,自下而上(拆卸顺序相反)。
②温度计位置:温度计水银球的上限应与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平。
③冷凝管中水流方向:从下方进水,上方出水,与蒸气流向相反。
④加热时防暴沸:垫石棉网,向液体中加入几粒沸石或碎瓷片。
⑤烧瓶内液体量:占烧瓶容积的1/3~2/3。
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四、橘皮精油及提取
1.性质:无色透明,具有诱人的橘香味。
2.成分:主要为柠檬烯。
3.提取方法:一般采用压榨法。
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4.实验流程
①橘皮的处理:
②橘皮的压榨:
③压榨液的处理:
例题练习
1.下列对从橘皮中提取橘皮油的操作过程的叙述,错误的是( )
A.水蒸气蒸馏会导致橘皮焦糊和有效成分水解等问题,因此一般采用压榨法提取橘皮油
B.为了提高出油率,需要将橘皮干燥并去除水分
C.在设计压榨装置时,要考虑容器能够承受的压力范围,防止将容器压破,导致实验失败和发生安全事故
D.将压榨液直接倒入分液漏斗,静置5~7天,排去下层的沉淀物及水分,即可得到澄清的橘皮油
答案:D
解析:橘皮油有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解,使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题,故可用压榨法提取橘皮油,A正确。橘皮精油的提取实验中,为提高出油率,需要将橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡,B正确。在设计压榨装置时,要考虑容器能够承受的压力范围,防止将容器压破,C正确。得到橘皮压榨液后,先用普通布袋过滤除去固体物和残渣,然后离心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油分离出来。此时,橘皮油中含有少量的水和果蜡,需在5~10℃下静置5~7天,使杂质沉淀,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,成为最终的橘皮精油,D错误。
例题练习
2.用蒸馏法提取玫瑰油的有关叙述错误的是( )
A.常选择水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,是因为其化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏
B.蒸馏温度高,水和玫瑰油挥发得就容易,所以在高温下蒸馏效果好一些
C.乳浊液分离时,为了有利于水和油层分开,向乳化液中加入氯化钠,增加盐的浓度
D.水和油层分开后,应在初提取的玫瑰油中加入适量的无水硫酸钠吸去残留的水分
答案:B
解析:玫瑰精油化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏,故常选择水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,A正确;蒸馏温度太高、时间太短,玫瑰油的品质就比较差,如果要提高品质,就需要在较低温度下延长蒸馏时间,B错误;向乳浊液中加入氯化钠,增加盐的浓度,有利于水和油分层,C正确;水和油层分开后,应在初提取的玫瑰油中加入适量的无水硫酸钠吸去残留的水分,放置过夜,经过滤除去固体硫酸钠后,就可以得到玫瑰油,D正确。
典例2
如图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关说法不正确的是( )
A.A、B、C、D4点中,属于标准样品的样点是A和D,属于提取样品的样点是B和C
B.点样应该快速细致,圆点要小,每次点样时都要保持滤纸干燥
C.图中①和②代表的物质分别是其他色素和杂质、β-胡萝卜素
D.该层析的目的是鉴定提取的β-胡萝卜素粗品
典例2
答案:C
解析:A.在A、B、C、D4点中,属于标准样品的样点是A和D,提取样品的样点是B和C,A错误;B.点样的要求是点样应该快速细致,圆点要小,每次点样时滤纸都要干燥,B正确;C.在图中的层析谱中,①和②代表的物质分别是β-胡萝卜素、其他色素和杂质,C错误;D.该层析的目的是β-胡萝卜素粗品的鉴定,D错误。故选:B。
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胡萝卜素的提取
一、胡萝卜素的基础知识
1.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。
2.提取途径
(1)从植物中提取。
(2)从大面积养殖的岩藻中获得。
(3)利用微生物的发酵生产。
二、胡萝卜素的提取
1.提取方法:有机溶剂萃取法。
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2.提取原理:根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,可以考虑用有机溶剂萃取的方法,石油醚最适宜作萃取剂。
3.实验流程
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4.萃取剂的选择
(1)选择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萃取效率要高。
③对人无毒性,不易燃,易与产品分离,不影响产品质量。
(2)有机溶剂的分类
有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种:a.乙醇和丙酮能够与水混溶,是水溶性有机溶剂;b.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。
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5.影响萃取的因素
(1)主要因素:萃取剂的性质和使用量。
(2)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。
6.胡萝卜素的鉴定
(1)鉴定方法:纸层析法。
(2)鉴定原理:不同的色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速度也不同,通过与标准β胡萝卜素样品的层析带进行比较,初步确定提取样品中色素的种类和颜色。
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(3)鉴定步骤:
7.结果分析与评价
(1)胡萝卜素粗品的鉴定:收集接收器中的样品,观察样品的颜色,并闻气味,并通过纸层析进行鉴定。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,因此可以通过颜色的比较,初步确定提取的胡萝卜素的量。
(2)层析结果分析: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。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。
例题练习
1.下列关于胡萝卜素以及胡萝卜素提取过程的分析正确的是( )
A.胡萝卜素广泛分布于胡萝卜块根中,在叶绿体类囊体薄膜上也有分布
B.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、干燥时间越长,烘干效果越好
C.在萃取过程中,在瓶中安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂挥发,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,要收集蒸发出去的液体,蒸发出去的是胡萝卜素,留下的是有机溶剂
答案:A
解析:叶绿体类囊体薄膜上含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素,A正确;在把新鲜的胡萝卜置于烘箱中烘干时,温度过高、干燥时间过长,胡萝卜素会分解,B错误;在萃取过程中,在瓶中安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂挥发,在浓缩前,需要进行过滤除去萃取液中的不溶物,C错误;将滤液用蒸馏装置进行蒸馏,蒸发出去的是有机溶剂,留下的是胡萝卜素,D错误。
例题练习
2.如图为科研人员分别用六种不同的提取溶剂(编号为1~6)按相同的提取步骤提取类胡萝卜素得到的含量图,下列叙述错误的是( )
A.以有机溶剂为提取剂,是因为类胡萝卜素易溶于有机溶剂
B.相同的提取步骤是为了确保单一变量
C.实验课题为探究六种溶剂系统对枸杞中类胡萝卜素提取的影响
D.实验结论为不同溶剂对不同品种的类胡萝卜素的提取量影响不同
例题练习
答案:D
解析:类胡萝卜素易溶于有机溶剂,利用这一特点,需以有机溶剂作为提取剂,A正确;该实验的自变量为溶剂种类,其余均为无关变量,因此为了确保单一变量,提取步骤应保持一致,B正确;由题图可知,该实验课题为探究六种溶剂系统对枸杞中类胡萝卜素提取的影响,C正确;由于类胡萝卜素种类是无关变量,因此实验结论应为不同溶剂对相同品种的类胡萝卜素的提取量影响不同,D错误。
要点突破
一、植物芳香油的提取原理和方法的比较
提取方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 萃取法
实验原理 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油 使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂后就可获得芳香油
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、柠檬等原料易焦糊芳香油的提取 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剂中
方法步骤 水蒸气蒸馏→分离油层→除水过滤 石灰水浸泡、漂洗→压榨、过滤、静置→再次过滤 粉碎、干燥→萃取、过滤→浓缩
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 产率高,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 分离较为困难,出油率相对较低 使用有机溶剂处理不当会影响提取物的质量
要点突破
二、萃取胡萝卜素的注意事项
(1)萃取前,要将胡萝卜进行粉碎和干燥。新鲜的胡萝卜含有大量的水分,在干燥时要注意控制温度,若温度过高、干燥时间太长,会导致胡萝卜素分解。
(2)萃取过程应避免明火加热,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。
(3)为了防止加热时有机溶剂挥发,要在加热瓶口安装冷凝回流装置。
(4)一般来说,原料颗粒小,萃取的温度高,时间长,需要提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来探究。
要点突破
三、胡萝卜素纸层析时的注意事项
(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)点样时应注意点样应快速细致,样点不能太大(直径应小于0.5 cm),并保持滤纸干燥。点样后如果用吹风机吹干,温度不宜过高,否则样点会变黄。
(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。
易错辨析
橘皮精油提取中的注意事项
1.实验中要注意避免石灰水与皮肤接触。
2.为了能将柑橘皮均匀地浸泡在石灰水中,柑橘皮可以放入家用榨汁机中粉碎,但要注意安全。
3.可以将未经浸泡的样品作为对照,探究浸泡时间对出油率的影响。
4.压榨前要充分考虑容器能够承受的压力范围,防止容器破裂,导致实验失败和发生安全事故。
5.为了使橘皮油易与水分离,还要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。
6.静置处理要掌握好温度5~10 ℃和时间5~7 d。
谢谢观看(6)植物有效成分的提取
【考点梳理】
典例1
在玫瑰精油和橘皮精油提取过程中,正确的是( )
A.玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸馏、压榨和萃取的方法提取
B.分离出的玫瑰精油油层还会含有一定的水分,可加入无水Na2SO4吸水
C.新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等,为了提高出油率,需用NaCl水溶液浸泡
D.玫瑰精油和橘皮精油都有很强的挥发性,易溶于有机溶剂,其成分都是萜类化合物
答案:B
解析:橘皮精油提取时,由于橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解,使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题,故适宜用压榨法提取,A错误;提取玫瑰精油过程中,向油水混合物中加入NaCl以加速油水分层,分离的油层中还含有一定的水分,需加入无水Na2SO4将水除去,B正确;新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等,如果直接压榨,出油率低,为了提高出油率,需用石灰水溶液浸泡,C错误;大部分植物芳香油的主要成分是萜类化合物及其衍生物,但橘皮精油的主要成分是柠檬烯,D错误。
考点链接
植物芳香油的提取
一、植物芳香油
1.来源:十分广泛,如玫瑰花用于提取玫瑰油,樟树树干用于提取樟油。
2.特点:具有很强的挥发性。
3.成分:组成比较复杂,主要包括萜类化合物及其衍生物。
二、植物芳香油的提取方法
提取方法 提取原理 方法步骤 适用范围
水蒸气蒸馏法 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 ①水蒸气蒸馏 ②分离油层 ③除水过滤 提取玫瑰油、薄荷油等
压榨法 通过机械加压,压榨出植物中的芳香油 ①石灰水浸泡、漂洗 ②压榨、过滤、静置 ③再次过滤 适用于柑橘、柠檬等易焦糊、有效成分易水解等原料的提取
萃取法 使提取物溶解在有机溶剂中,蒸发后得到提取物 ①粉碎、干燥 ②萃取、过滤 ③浓缩 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剂中
三、玫瑰精油的提取
1.性质: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。
2.提取方法:水蒸气蒸馏法。
3.实验流程
4.蒸馏装置
蒸馏装置包括:铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶,以及连接进水口和出水口的橡皮管,如下图。,所有仪器必须事先干燥,保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分,其中左边的部分通过加热进行蒸馏,中间部分将蒸馏物冷凝,右边的部分用来接收。
①装置安装顺序:从左到右,自下而上(拆卸顺序相反)。
②温度计位置:温度计水银球的上限应与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平。
③冷凝管中水流方向:从下方进水,上方出水,与蒸气流向相反。
④加热时防暴沸:垫石棉网,向液体中加入几粒沸石或碎瓷片。
⑤烧瓶内液体量:占烧瓶容积的1/3~2/3。
四、橘皮精油及提取
1.性质:无色透明,具有诱人的橘香味。
2.成分:主要为柠檬烯。
3.提取方法:一般采用压榨法。
4.实验流程
①橘皮的处理:
②橘皮的压榨:
③压榨液的处理:
例题练习
1.下列对从橘皮中提取橘皮油的操作过程的叙述,错误的是( )
A.水蒸气蒸馏会导致橘皮焦糊和有效成分水解等问题,因此一般采用压榨法提取橘皮油
B.为了提高出油率,需要将橘皮干燥并去除水分
C.在设计压榨装置时,要考虑容器能够承受的压力范围,防止将容器压破,导致实验失败和发生安全事故
D.将压榨液直接倒入分液漏斗,静置5~7天,排去下层的沉淀物及水分,即可得到澄清的橘皮油
答案:D
解析:橘皮油有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解,使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题,故可用压榨法提取橘皮油,A正确。橘皮精油的提取实验中,为提高出油率,需要将橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡,B正确。在设计压榨装置时,要考虑容器能够承受的压力范围,防止将容器压破,C正确。得到橘皮压榨液后,先用普通布袋过滤除去固体物和残渣,然后离心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油分离出来。此时,橘皮油中含有少量的水和果蜡,需在5~10℃下静置5~7天,使杂质沉淀,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,成为最终的橘皮精油,D错误。
2.用蒸馏法提取玫瑰油的有关叙述错误的是( )
A.常选择水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,是因为其化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏
B.蒸馏温度高,水和玫瑰油挥发得就容易,所以在高温下蒸馏效果好一些
C.乳浊液分离时,为了有利于水和油层分开,向乳化液中加入氯化钠,增加盐的浓度
D.水和油层分开后,应在初提取的玫瑰油中加入适量的无水硫酸钠吸去残留的水分
答案:B
解析:玫瑰精油化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏,故常选择水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,A正确;蒸馏温度太高、时间太短,玫瑰油的品质就比较差,如果要提高品质,就需要在较低温度下延长蒸馏时间,B错误;向乳浊液中加入氯化钠,增加盐的浓度,有利于水和油分层,C正确;水和油层分开后,应在初提取的玫瑰油中加入适量的无水硫酸钠吸去残留的水分,放置过夜,经过滤除去固体硫酸钠后,就可以得到玫瑰油,D正确。
典例2
如图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关说法不正确的是( )
A.A、B、C、D4点中,属于标准样品的样点是A和D,属于提取样品的样点是B和C
B.点样应该快速细致,圆点要小,每次点样时都要保持滤纸干燥
C.图中①和②代表的物质分别是其他色素和杂质、β-胡萝卜素
D.该层析的目的是鉴定提取的β-胡萝卜素粗品
答案:C
解析:A.在A、B、C、D4点中,属于标准样品的样点是A和D,提取样品的样点是B和C,A错误;B.点样的要求是点样应该快速细致,圆点要小,每次点样时滤纸都要干燥,B正确;C.在图中的层析谱中,①和②代表的物质分别是β-胡萝卜素、其他色素和杂质,C错误;D.该层析的目的是β-胡萝卜素粗品的鉴定,D错误。故选:B。
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胡萝卜素的提取
一、胡萝卜素的基础知识
1.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。
2.提取途径
(1)从植物中提取。
(2)从大面积养殖的岩藻中获得。
(3)利用微生物的发酵生产。
二、胡萝卜素的提取
1.提取方法:有机溶剂萃取法。
2.提取原理:根据胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,可以考虑用有机溶剂萃取的方法,石油醚最适宜作萃取剂。
3.实验流程
4.萃取剂的选择
(1)选择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萃取效率要高。
③对人无毒性,不易燃,易与产品分离,不影响产品质量。
(2)有机溶剂的分类
有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种:a.乙醇和丙酮能够与水混溶,是水溶性有机溶剂;b.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。
5.影响萃取的因素
(1)主要因素:萃取剂的性质和使用量。
(2)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。
6.胡萝卜素的鉴定
(1)鉴定方法:纸层析法。
(2)鉴定原理:不同的色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速度也不同,通过与标准β胡萝卜素样品的层析带进行比较,初步确定提取样品中色素的种类和颜色。
(3)鉴定步骤:
7.结果分析与评价
(1)胡萝卜素粗品的鉴定:收集接收器中的样品,观察样品的颜色,并闻气味,并通过纸层析进行鉴定。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,因此可以通过颜色的比较,初步确定提取的胡萝卜素的量。
(2)层析结果分析: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。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。
例题练习
1.下列关于胡萝卜素以及胡萝卜素提取过程的分析正确的是( )
A.胡萝卜素广泛分布于胡萝卜块根中,在叶绿体类囊体薄膜上也有分布
B.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、干燥时间越长,烘干效果越好
C.在萃取过程中,在瓶中安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂挥发,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,要收集蒸发出去的液体,蒸发出去的是胡萝卜素,留下的是有机溶剂
答案:A
解析:叶绿体类囊体薄膜上含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素,A正确;在把新鲜的胡萝卜置于烘箱中烘干时,温度过高、干燥时间过长,胡萝卜素会分解,B错误;在萃取过程中,在瓶中安装回流冷凝装置是为了防止加热时有机溶剂挥发,在浓缩前,需要进行过滤除去萃取液中的不溶物,C错误;将滤液用蒸馏装置进行蒸馏,蒸发出去的是有机溶剂,留下的是胡萝卜素,D错误。
2.如图为科研人员分别用六种不同的提取溶剂(编号为1~6)按相同的提取步骤提取类胡萝卜素得到的含量图,下列叙述错误的是( )
A.以有机溶剂为提取剂,是因为类胡萝卜素易溶于有机溶剂
B.相同的提取步骤是为了确保单一变量
C.实验课题为探究六种溶剂系统对枸杞中类胡萝卜素提取的影响
D.实验结论为不同溶剂对不同品种的类胡萝卜素的提取量影响不同
答案:D
解析:类胡萝卜素易溶于有机溶剂,利用这一特点,需以有机溶剂作为提取剂,A正确;该实验的自变量为溶剂种类,其余均为无关变量,因此为了确保单一变量,提取步骤应保持一致,B正确;由题图可知,该实验课题为探究六种溶剂系统对枸杞中类胡萝卜素提取的影响,C正确;由于类胡萝卜素种类是无关变量,因此实验结论应为不同溶剂对相同品种的类胡萝卜素的提取量影响不同,D错误。
【要点突破】
一、植物芳香油的提取原理和方法的比较
提取方法 水蒸气蒸馏法 压榨法 萃取法
实验原理 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油 使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂后就可获得芳香油
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、柠檬等原料易焦糊芳香油的提取 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剂中
方法步骤 水蒸气蒸馏→分离油层→除水过滤 石灰水浸泡、漂洗→压榨、过滤、静置→再次过滤 粉碎、干燥→萃取、过滤→浓缩
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 产率高,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 分离较为困难,出油率相对较低 使用有机溶剂处理不当会影响提取物的质量
二、萃取胡萝卜素的注意事项
(1)萃取前,要将胡萝卜进行粉碎和干燥。新鲜的胡萝卜含有大量的水分,在干燥时要注意控制温度,若温度过高、干燥时间太长,会导致胡萝卜素分解。
(2)萃取过程应避免明火加热,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。
(3)为了防止加热时有机溶剂挥发,要在加热瓶口安装冷凝回流装置。
(4)一般来说,原料颗粒小,萃取的温度高,时间长,需要提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来探究。
三、胡萝卜素纸层析时的注意事项
(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)点样时应注意点样应快速细致,样点不能太大(直径应小于0.5 cm),并保持滤纸干燥。点样后如果用吹风机吹干,温度不宜过高,否则样点会变黄。
(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。
易错辨析
橘皮精油提取中的注意事项
1.实验中要注意避免石灰水与皮肤接触。
2.为了能将柑橘皮均匀地浸泡在石灰水中,柑橘皮可以放入家用榨汁机中粉碎,但要注意安全。
3.可以将未经浸泡的样品作为对照,探究浸泡时间对出油率的影响。
4.压榨前要充分考虑容器能够承受的压力范围,防止容器破裂,导致实验失败和发生安全事故。
5.为了使橘皮油易与水分离,还要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。
6.静置处理要掌握好温度5~10 ℃和时间5~7 d。
2(6)植物有效成分的提取
1.下列关于植物芳香油的说法,错误的是( )
A.植物芳香油通常挥发性强且易溶于有机溶剂
B.花、茎、叶、树皮和树干都可用于提取植物芳香油
C.根据植物原料的特点选择蒸馏、压榨、萃取等提取方法
D.植物芳香油组成较复杂,其主要成分是烯类化合物及其衍生物
2.下列对蒸馏法、萃取法、压榨法适用范围的叙述,正确的是( )
A.蒸馏法根据原料的位置分为水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏
B.压榨法适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分溶解在有机溶剂中
C.萃取法适用于提取柑橘、柠檬等易焦糊的原料中的芳香油
D.薄荷油、薰衣草油等芳香油主要通过压榨法获得
3.芳香油的提取方法主要分为三种:蒸馏法、萃取法和压榨法。以下关于提取方法的叙述中,错误的是( )
A.水蒸气蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
B.压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中的芳香油的提取
C.若植物有效成分易水解,应采用水上蒸馏的水蒸气蒸馏法
D.提取玫瑰精油和橘皮精油的实验流程中共有的操作是分液
4.提取玫瑰精油的实验流程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A. ①是水蒸气蒸馏,蒸馏的温度越高越好
B. ②是NaCl,向混合物中加入NaCl有利于油水分离
C. ③是无水Na2SO4,能吸收玫瑰精油中残留的水分
D. 操作④是过滤,目的是除去固体硫酸钠
5.下列有关玫瑰精油和橘皮精油提取过程的叙述,正确的是( )
A.盛花期的玫瑰花含油量最高,最适合提取玫瑰精油
B.玫瑰精油提取时蒸馏温度越高、时间越长,效果越好
C.橘皮精油不采用水中蒸馏,原因是不利于芳香油释放
D.用石灰水浸泡橘皮,目的是中和橘皮中的酸性物质
6.过滤是生物实验中经常用到的一种方法,下列相关叙述错误的是( )
A.血红蛋白样品处理时要用滤纸过滤,目的是除去脂溶性沉淀层
B.橘皮压榨液第一次用普通布袋过滤,目的是除去固体物和残渣
C.橘皮压榨液第二次用单层尼龙布过滤,目的是除去固体Na2SO4
D.胡萝卜素在萃取后要进行过滤,目的是除去萃取液中的不溶物
7.屠呦呦从黄花蒿(中医药方中称为“青蒿”)中提取青蒿素,荣膺2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是治疗疟疾的特效药,是脂类性物质,易溶于有机溶剂,几乎不溶于水。其抗疟疾作用机理主要是通过青蒿素活化产生自由基,自由基与疟原蛋白结合,从而对疟原虫的细胞结构及其功能造成破坏。下列相关叙述正确的是( )
A.青蒿素可以用无水乙醇、丙酮等物质进行提取
B.青蒿素在核糖体上合成,其合成受青蒿素基因直接控制
C.青蒿素可使疟原虫生物膜系统的基本支架及染色质遭到破坏
D.青蒿素以胞吞形式进入疟原虫细胞,需要消耗ATP
8.图1是玫瑰精油的提取装置图,图2为对提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定的结果示意图,下列叙述错误的是( )
图1 图2
A.图1中数字①②③分别代表温度计、出水口、进水口
B.图1的方法为蒸馏法,蒸馏时收集的液体不是纯的玫瑰精油
C.图2所示的鉴定方法中基线一般距底边3cm,B、C为标准样点
D.图2中甲代表的物质是β胡萝卜素,乙代表的物质是其他色素和杂质
9.如图1是茉莉油的提取流程图,如图2是从产生胡萝卜素的微生物中提取胡萝卜素的流程图。
请回答下列问题:
(1)图1中提取茉莉油的方法是_____此方法中影响精油提取量的主要因素有_____。从薄荷叶中提取薄荷油时也可采用此方法,理由是_____。
(2)图1中加入物质B的主要作用是_____,一般加入的物质C是_____。
(3)图2中筛选产胡萝卜素的酵母菌R时,可选用_____接种,酵母菌R的培养一般采用_____(填物理性质)培养基。浓缩之前要过滤,其目的是_____。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素,如图3是某同学对萃取的胡萝卜素样品所做的鉴定实验的结果,由此得出的结论是_____。
10.下列有关植物芳香油提取的原理和方法,正确的是( )
A.玫瑰精油的提取应该使用干玫瑰花进行水蒸气蒸馏
B.水蒸气蒸馏出来的是油水混合物,只需静置油水便可分层
C.橘皮在压榨前需用石灰水充分浸泡,这样可以提高出油率
D.橘皮压榨后的油水混合物过滤一次即可得到纯净的橘皮精油
11.下列对于用蒸馏法、萃取法、压榨法来提取芳香油的适用范围的叙述正确的是( )
A.蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
B.压榨法适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶剂中
C.萃取法适用于提取柑橘、柠檬等易焦糊原料中的芳香油
D.玫瑰油、薄荷油、薰衣草油等芳香油主要通过压榨法获得
12.如图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关的说法中,正确的是( )
A.图中属于标准样品的是B和C,萃取样品的是A和D
B.点样的要求是快速细致,圆点要大,点样时滤纸要干燥
C.该纸层析结果示意图表明萃取样品中含有胡萝卜素
D.用于层析的层析液是丙酮、石油醚、苯组成的混合液
13.将紫月季叶片色素提取液点样后,先后置于层析液和蒸馏水中进行双向纸层析,过程及结果如图所示。而用菠菜叶片进行同样实验,则观察不到色素a。下列分析错误的是( )
A.点样点不可触及蒸馏水和层析液
B.色素b、c、d、e难溶于蒸馏水
C.色素a最可能存在于液泡中
D.可用无水乙醇替代层析液
14.温度和时间是影响实验过程的重要因素,下列说法正确的是( )
A.制作泡菜过程中,发酵温度过高或时间过长易导致亚硝酸盐含量偏高
B.蒸馏法提取玫瑰精油过程中,蒸馏温度过高、时间过短,产品品质较差
C.萃取法提取植物有效成分过程中,一般来说,萃取温度高,时间长,萃取效果不好
D.用加酶洗衣粉洗涤衣物过程中,洗涤温度过低或时间过短易导致碱性蛋白酶失活
15.胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病,如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图。下列相关叙述正确的是( )
→→→→→→
A. 在目前的技术条件下,只能从植物中提取天然胡萝卜素
B. 图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素的提取
C. 图中A过程表示萃取,此过程用到的有机溶剂具有较高的沸点
D. 图中B过程表示浓缩,将滤液用蒸馏装置进行蒸馏,蒸发出去的是胡萝卜素
16.关于生物技术实践中的有关检验,不正确的是( )
A.可以利用玫瑰精油无色透明、有诱人的橘香味判断是否成功提取玫瑰精油
B.水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏的基本原理都相同,只是蒸馏过程中原料放置的位置不同
C.检验以尿素为唯一氮源的培养是否分离出了分解尿素的细菌,在培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变红,则说明分离成功
D.检验胡萝卜素纯度的方法是纸层析法,原理是不同的色素分子在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散的速度不同,若样品中有杂质,则会出现不同的色素带
17.人类对植物资源的开发和应用逐渐深入,回答下列与植物有效成分提取的相关知识。回答下列问题:
(1)被誉为“液体黄金”的玫瑰精油的提取流程:鲜玫瑰花+清水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→玫瑰油,该方法提取的原理是__________________________________________。玫瑰精油提取的流程中采用图______装置,分离油层和除水阶段使用的无机盐分别是____________。
(2)某同学认为提取玫瑰精油还可以采用萃取法,从玫瑰精油的性质考虑,该同学采用萃取法的依据为__________________,此外用于萃取的有机溶剂必须______________________________。
(3)某同学在设计提取胡萝卜素的实验流程时,发现实验室有石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯、乙醇和四氯化碳等有机溶剂,该同学选用石油醚来提取胡萝卜素的原因是______________________________,不选用乙醇的原因是______________________。
答案以及解析
1.答案:D
解析:A、植物芳香油挥发性强,易溶于有机溶剂,一般来说价格昂贵,A正确;B、提取植物芳香油的植物器官包括根、茎、叶、花、果实、种子、树干、树皮等,B正确;C、植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等,具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定,C正确;D、植物芳香油组成较复杂,主要成分包括菇类化合物及其衍生物,D错误。故选D。
2.答案:A
解析:根据蒸馏过程中原料放置的位置的标准,将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏;萃取法提取有效成分时,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶液中;柑橘、柠檬等易焦糊的原料往往适宜用压榨法提取;薄荷油、熏衣草油等芳香油主要通过蒸馏法获得,D错误。
3.答案:D
解析:D、凝胶色谱法分离蛋白质时,相对分子质量大的蛋白质不能进入凝胶内部故移动速度较快,先洗脱出来,但在电泳时移动速度慢,D正确。故选:D。
4.答案:A
解析:A、①是水蒸气蒸馏,蒸馏温度太高玫瑰精油的品质会比较差,A错误;
B、②是NaCl,向混合物中加入氯化钠是为了增大盐水的浓度,利于玫瑰油与水的分层,B正确;
C、③是无水Na2SO4,加入无水硫酸钠是为了吸收精油中残留的水分,C正确;
D、操作④是利用过滤的方法除去固体硫酸钠,D正确;
故选A。
5.答案:A
解析:A、盛花期的玫瑰花含油量最高,最适合提取玫瑰精油,A正确; B、蒸馏温度太高、时间太短,产品品质就比较差,如果要提高品质,需要延长蒸馏的时间,B错误; C、橘皮精油不采用水中蒸馏,原因是蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解,C错误; D、用石灰水浸泡橘皮,目的是防止橘皮压榨时滑脱,提高出油率,D错误。
故选:A。
6.答案:C
解析:A.血红蛋白样品处理时要用滤纸过滤,目的是除去脂溶性沉淀层,A正确;
B.橘皮压榨液第一次用普通布袋过滤除去固体物和残渣,然后离心进一步除去质量较小的残留固体物,B正确;
C.橘皮压榨液第二次用分液漏斗过滤,目的是除去固体Na2SO4,C错误;
D.胡萝卜素在萃取后要进行过滤,目的是除去萃取液中的不溶物,D正确。故选C。
7.答案:A
解析:青蒿素是脂类性物质,易溶于有机溶剂,几乎不溶于水,根据其性质,可以用无水乙醇、丙酮等物质进行提取;青蒿素是脂类性物质,在内质网上合成,基因通过控制合成的酶控制青蒿素的合成;青蒿素活化产生自由基,自由基与疟原蛋白结合,从而对疟原虫的细胞结构及其功能造成破坏,生物膜系统的基本支架是磷脂双分子层,青蒿素不会破坏疟原虫生物膜系统的基本支架;青蒿素是脂类性物质,通过自由扩散进入细胞,不需要消耗ATP;故选A。
8.答案:C
解析:A、图1装置是水中蒸馏提取植物有效成分的装置,①是温度计,用来测定馏分的温度,冷凝管的上端②是出水口,下端③是进水口,A正确;B、玫瑰精油的提取可使用图甲所示装置,这种方法叫水蒸气蒸馏法,此法锥形瓶中收集到的液体不是纯的玫瑰精油而是玫瑰油和水的混合物,B正确;C、图2所示的鉴定方法中基线位于滤纸下端距底边2cm;图中A、D是标准样品的样点,B、C是提取的粗品胡萝卜素样点,C错误;D、在图2的层析谱中,甲代表的物质是胡萝卜素,乙代表的物质是其它色素和杂质,D正确。故选C。
9.答案:(1)水蒸气蒸馏法;蒸馏的时间与温度;薄荷油与茉莉油的理化性质相似,也具有很强的挥发性
(2)使油水分层;无水Na2SO4
(3)平板划线法(或稀释涂布平板法);液体;除去萃取液中的不溶物
(4)萃取样品中不含β-胡萝卜素
解析:本题考查茉莉油的提取和胡萝卜素的提取的相关知识。
(1)图1中提取茉莉油的方法是水蒸气蒸馏法,影响水蒸气蒸馏法效果的主要因素是蒸馏的时间与温度。该方法主要用于提取挥发性较强、能随水蒸气蒸馏而不被破坏且难溶或不溶于水的物质。
从薄荷叶中提取薄荷油时也可采用此方法,因为薄荷油与茉莉油的理化性质相似,也具有很强的挥发性。
(2)物质B是NaCl,其主要作用是增加盐的浓度,促进油水分离。物质C是无水Na2SO4,可以吸收油层中少量的水分。
(3)筛选酵母菌R时可以用稀释涂布平板法或平板划线法接种。图2所示过程中,酵母菌R的培养是为了获得更多的酵母菌R,一般用液体培养基,增加酵母菌R的浓度,提高产量。浓缩之前要过滤的目的是除去萃取液中不溶物。
(4)由图3可知,萃取样品通过纸层析法分离后没有和标样相对应的色素点,说明萃取样品中不含β-胡萝卜素。
10.答案:C
解析:A、提取玫瑰精油时,选用新鲜的玫瑰花更佳,A错误;B、水蒸气蒸馏后收集到的产物是油水混合物(乳浊液),需加入一定量的氯化钠使其分层,B错误;C、采用压榨法提取橘皮精油时,为了提高出油率,压榨前需要将柑橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡,C正确;D、橘皮压榨后的油水混合物多次过滤才可得到纯净的橘皮精油,D错误。故选C。
11.答案:A
解析:A、蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油,这是因为水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物;冷却后,油水混合物又会重新分成油层和水层,除去水层便得到芳香油,A正确; B、压榨法一般使用于从柑橘、柠檬等易焦糊的原料中提取芳香油,B错误; C、萃取法一般适宜用于提取易溶于有机溶剂、化学性质稳定的芳香油,C错误; D、玫瑰油、薄荷油、薰衣草油等芳香油主要通过水蒸气蒸馏法获得,D错误。
故选:A。
12.答案:C
解析:A、鉴定胡萝卜素一般采用纸层析法,在A、 B、C、D4点中,属于标准样品的样点是A和D,提取样品的样点是B和C,A错误; B、点样的要求是点样应该快速细致,圆点要小,每次点样时滤纸都要干燥,B错误; C、纸层析法的原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着不同色素在滤纸条上扩散的速度不同,该层析的目的是β-胡萝卜素粗品的鉴定,在图中的层析谱中,①代表的物质分别是β-胡萝卜素,C正确; D、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,最适宜作胡萝卜素萃取剂的是石油醚,D错误。
故选:C。
13.答案:D
解析:A、点样点不可触及蒸馏水和层析液,防上样点中的色素被蒸馏水或层析液溶解,影响分离效果,A正确; B、由步骤三可知,色素b、c、d、e在蒸馏水中没有分离,说明以上色素不溶于蒸馏水,B正确; C、由步骤三可知,色素a在蒸馏水中被分离,说明色素a可能是液泡中的水溶性色素,C正确; D、由于4种色素在无水乙醇中的溶解度比层析液中的低,结果可能导致4种色素带之间的间距很小不容易观察,因此不能用无水乙醇替代层析液分裂色素,D错误。
故选:D。
14.答案:B
解析:A、整个发酵过程中,亚硝酸盐的含量表现为先增加后下降的趋势,A错误; B、蒸馏法提取玫瑰精油过程中,蒸馏温度过高、时间过短,产品品质较差,B正确; C、萃取法提取有效成分过程中,一般来说,萃取温度高,时间长,萃取效果好,C错误; D、用加酶洗衣粉洗涤衣物过程中,洗涤温度过低或时间过短都不会导致碱性蛋白酶失活, D错误。
故选:B。
15.答案:C
解析:A、天然胡萝卜素可以从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得,A错误;
B、干燥处理时温度不能太高,否则会导致胡萝卜素分解,B错误;
C、图中A过程表示萃取,萃取过程中加入可提高胡萝卜素的溶解度的有机溶剂,用到的有机溶剂应具有较高的沸点,C正确;
D、通过过滤除去萃取液中的不溶物,然后通过蒸馏浓缩获得胡萝卜素,蒸发出去的是有机溶剂,D错误。
故选C。
16.答案:A
解析:蒸馏法适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油;用于萃取的有机溶剂必须事先精制,目的是除去杂质;压榨液的粘稠度高,过滤时会堵塞筛眼;提取玫瑰精油和橘皮精油的实验流程中均有分液操作(提取玫瑰精油的实验流程中的分液操作是用分液漏斗将油层和水层分开,提取橘皮精油的实验流程中的分液操作是先将过滤后的压榨液静置,再用分液漏斗将上层的橘皮精油分离出来)。
17.答案:(1)利用水蒸气将玫瑰油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物又重新分出油层和水层;A;NaCl和无水Na2SO4
(2)玫瑰精油挥发性强,易溶于有机溶剂;事先精制,除去杂质
(3)石油醚具有较高的沸点且不与水混溶;乙醇能与水混溶
解析:(1)该方法采用的是水蒸气蒸馏法,该方法原理是玫瑰精油的化学性质稳定、难溶于水,易溶于有机溶剂,挥发性强,可以随水蒸气一起蒸馏出来;蒸馏设备应选用A装置,可以得到油水混合物;氯化钠溶于水后,可以增大盐溶液的浓度,进而扩大油与水溶液的浓度差,加快水油分离,加入无水硫酸钠可以达到除水的目的。
(2)玫瑰精油易溶于有机溶剂,因此可以采用萃取法:萃取用的有机溶剂不能溶于水,否则无法达到萃取效果。此外用于萃取的有机溶剂必须事先精制,除去杂质,否则会影响芳香油的质量。
(3)萃取胡萝卜素的萃取剂,应该具有沸点高,能充分溶解胡萝卜素,不与水混溶等特点;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石油醚:乙醇可以溶于水,为了不使有机溶剂与水混溶,不能选择乙醇。
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