2024-2025學(xué)年高中生物專題6植物有效成分的提取課題1植物芳香油的提取學(xué)案新人教版選修1

PAGE10-課題1植物芳香油的提取學(xué)問點(diǎn)一提取原理和基本方法1．植物芳香油簡(jiǎn)介(1)自然香料的來源：主要來源是動(dòng)物和植物，微生物中的真菌也可以產(chǎn)生芳香化合物。(2)特點(diǎn)：具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，易溶于有機(jī)溶劑。(3)組成：主要包括萜類化合物及其衍生物。2．提取方法：蒸餾、壓榨、萃取等。(1)水蒸氣蒸餾法(常用)①原理：利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會(huì)重新分出油層和水層。②分類：依據(jù)原料放置的位置，可分為水中蒸餾(對(duì)柑橘、檸檬等不適用)、水上蒸餾、水氣蒸餾。分類原料位置水中蒸餾原料放在蒸餾容器的水中，水要完全浸沒原料水上蒸餾容器中水的上方有篩板，原料放在篩板上，水量以沸騰時(shí)不浸濕原料為宜水氣蒸餾蒸餾容器下方有一排氣孔，連接外源水蒸氣，上方有篩板，上面放原料(2)壓榨法：主要為冷壓榨。①原理：通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油。②優(yōu)點(diǎn)：常溫下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，芳香油的質(zhì)量提高。(3)萃取法①概念：將粉碎、干燥的植物原料用有機(jī)溶劑浸泡，使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中。②原理：植物芳香油不僅揮發(fā)性強(qiáng)，而且易溶于有機(jī)溶劑，如石油醚、酒精、乙醚和戊烷等。③缺點(diǎn)：用于萃取的有機(jī)溶劑必需事先精制，除去雜質(zhì)，否則會(huì)影響芳香油的質(zhì)量。要依據(jù)植物原料的特點(diǎn)來確定具體采納哪種方法提取植物芳香油。如水中蒸餾對(duì)柑橘、檸檬等不適用，緣由是水中蒸餾會(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題，因此柑橘、檸檬芳香油的制備通常運(yùn)用壓榨法。【典題精練1】工業(yè)生產(chǎn)上提取植物芳香油常采納水蒸氣蒸餾法，下列說法正確的是()A．利用水蒸氣將揮發(fā)性強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又重新分出油層和水層B．植物芳香油的揮發(fā)性弱，不能隨水蒸氣蒸發(fā)，所以不能用蒸餾法提取C．植物芳香油性質(zhì)穩(wěn)定，易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑D．植物芳香油揮發(fā)性強(qiáng)，易溶于有機(jī)溶劑，一般來說價(jià)格便宜【答案】A【解析】依據(jù)植物有效成分提取的原理可知，A項(xiàng)正確；植物芳香油一般揮發(fā)性強(qiáng)，易溶于有機(jī)溶劑，能用水蒸氣蒸餾法提取，價(jià)格一般較貴，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。解題歸納三種提取植物芳香油方法的對(duì)比提取方法試驗(yàn)原理方法步驟適用范圍水蒸氣蒸餾法利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來①水蒸氣蒸餾；②分別油層；③除水、過濾適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油壓榨法通過機(jī)械加壓，壓榨出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗；②壓榨、過濾、靜置；③再次過濾適用于從柑橘、檸檬等易焦糊原料中提取植物芳香油萃取法使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中，蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油①粉碎、干燥；②萃取、過濾；③濃縮適用范圍廣，要求原料的顆粒盡可能細(xì)小，芳香油能充分溶解在有機(jī)溶劑中【典題精練2】植物芳香油是自然香料。下列有關(guān)說法不正確的是()A．植物芳香油是從植物不同器官中提取的B．植物芳香油易溶于有機(jī)溶劑，具有揮發(fā)性C．植物芳香油組成成分簡(jiǎn)潔，主要由苯組成D．用玫瑰提取的玫瑰油是植物芳香油的一種【答案】C【解析】植物芳香油組成成分困難，主要包括萜類化合物及其衍生物，而不是苯類化合物。從另一角度分析，芳香油氣味芳香，能使人神清氣爽，絕不行能由苯組成。學(xué)問點(diǎn)二提取植物芳香油的試驗(yàn)設(shè)計(jì)1．玫瑰精油的提取(1)用途：玫瑰精油是制作高級(jí)香水的主要成分，能使人產(chǎn)生愉悅感。(2)性質(zhì)：玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾。(3)方法：水蒸氣蒸餾(水中蒸餾)法(4)裝置：如下圖所示。①酒精燈(加熱)；②蒸餾燒瓶(加水和原料，還可加入幾片沸石或瓷片防暴沸)；③溫度計(jì)(檢測(cè)水蒸氣溫度，使其玻璃泡與支管口下沿相平)；④冷凝管(⑤為進(jìn)水口，⑥為出水口，即水流方向與水蒸氣流向相反)；⑦錐形瓶(收集乳白色的乳濁液，即玫瑰油與水的混合物)。(5)操作流程留意：①用于提煉玫瑰精油的玫瑰花要在花開的盛期采收，大約是每年的5月上、中旬。在此階段，花朵含玫瑰油量最高。②玫瑰精油的提取過程中，蒸餾溫度和時(shí)間等因素都會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)。例如，蒸餾溫度太高、時(shí)間太短，產(chǎn)品品質(zhì)就比較差。故蒸餾時(shí)要留意時(shí)間和溫度的限制。③蒸餾完畢，應(yīng)先撤出熱源，然后停止通水，最終拆卸蒸餾裝置，拆卸的依次與安裝時(shí)相反。④分別油層的方法：收集錐形瓶中的乳白色的乳濁液，向錐形瓶中加入質(zhì)量濃度為0.1g/mL的氯化鈉溶液，使乳化液分層，然后將其倒入分液漏斗中，用分液漏斗將油層和水層完全分開。打開頂塞，再將活塞緩緩旋開，放出下層的玫瑰精油，用接收瓶收集。2．橘皮精油的提取(1)主要成分：檸檬烯。(2)用途：是食品、化妝品和香水配料的優(yōu)質(zhì)原料。(3)性質(zhì)：橘皮精油無色透亮，具有迷人的橘香味。橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時(shí)會(huì)發(fā)生部分水解，運(yùn)用水中蒸餾法又會(huì)產(chǎn)生原料焦糊等問題。(4)方法：一般采納壓榨法。(5)操作流程①步驟處理前，需將橘皮干燥去水，并且將橘皮在石灰水中浸泡至少10h。石灰水浸泡的作用是能夠破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、分解果膠，防止橘皮壓榨時(shí)滑脫，提高出油率。②步驟是用流水漂洗橘皮，瀝干水分后壓榨。③步驟壓榨的要求：既要將原料壓緊，防止原料滑脫，又要將油分?jǐn)D壓出來?？稍趬赫ヒ褐屑尤朊鞯\，促使其沉淀變清。④步驟過濾是用一般布袋除去固體物和殘?jiān)缓箅x心進(jìn)一步除去質(zhì)量較小的殘留固體物，再用分液漏斗或吸管將上層的橘皮油分別出來。⑤步驟靜置的要求：將橘皮油在5～10℃條件下靜置5～7d，使雜質(zhì)(橘皮精油中含有的果蠟和水分)沉淀。⑥步驟的再次過濾用的材料是濾紙。⑦橘皮精油是濾液與吸出的上層橘油合并而成的，但仍含少量的水和其他雜質(zhì)。3．結(jié)果分析與評(píng)價(jià)(1)是否提取出了植物精油視察提取出的玫瑰精油或橘皮精油，從顏色、氣味等方面來評(píng)價(jià)所提取的精油的純度和質(zhì)量。從玫瑰花中提取的芳香油是淺黃色至黃色的液體，并帶有甜韻的玫瑰香；從橘皮中提取的橘皮精油無色透亮，具有迷人的橘香味。本課題只是對(duì)兩種精油進(jìn)行了初步的提取，其中仍舊含有大量的雜質(zhì)。(2)出油率的計(jì)算依據(jù)公式“出油率＝eq\f(芳香油質(zhì)量,原料質(zhì)量)”計(jì)算出油率。假如出油率高，說明試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理；假如出油率低，可以從試驗(yàn)方法的選擇、試驗(yàn)過程的操作等各方面分析緣由，改進(jìn)后再作嘗試。1．玫瑰精油提取操作的關(guān)鍵(1)蒸餾裝置：整套蒸餾裝置可分為左、中、右三部分，左邊的部分通過加熱進(jìn)行蒸餾，中部將蒸餾物冷卻，右邊的部分用來接收。安裝裝置依次是從左到右、自下而上。(2)溫度計(jì)位置：溫度計(jì)的玻璃泡應(yīng)與蒸餾燒瓶的支管口下沿保持水平。(3)冷凝管中水流向：從下方進(jìn)水，上方出水，與水蒸氣流向相反。(4)加熱時(shí)防暴沸：墊石棉網(wǎng)，向液體中加入幾片沸石或瓷片。(5)燒瓶?jī)?nèi)液體量：燒瓶容積的1/5～1/3。(6)除水：加入無水硫酸鈉后，放置時(shí)間可適當(dāng)長(zhǎng)些。(7)溫度剛好間：為提高產(chǎn)品質(zhì)量，要嚴(yán)格限制蒸餾溫度，可適當(dāng)延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。(8)干玫瑰花也可用萃取的方法提取玫瑰精油。2．硫酸鈉在玫瑰精油和橘皮精油的提取過程中的作用玫瑰精油和橘皮精油的提取過程中都要用到硫酸鈉。前者是由于分別的油層還含有肯定水分，可以加入一些無水硫酸鈉吸水，放置過夜，再過濾除去固體硫酸鈉就可以得到玫瑰精油了；后者是為了使橘皮油易于與水分別，要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的小蘇打和5%的硫酸鈉，并調(diào)整pH至7～8。【典題精練3】下列關(guān)于橘皮精油提取過程中應(yīng)留意的問題的說法錯(cuò)誤的是()A．橘皮在石灰水中浸泡時(shí)間為10小時(shí)以上B．橘皮要浸透，從而壓榨時(shí)不會(huì)滑脫C．壓榨液的黏稠度要高，從而提高出油率D．為了使橘皮油易于與水分別，可分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的小蘇打和5%的硫酸鈉，并調(diào)整pH為7～8【答案】C【解析】A、B項(xiàng)正確：橘皮在石灰水中浸泡時(shí)間為10小時(shí)以上并且橘皮要浸透，這樣能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，防止橘皮壓榨時(shí)滑脫，提高出油率。C項(xiàng)錯(cuò)誤：橘皮精油提取中，壓榨液的黏稠度不要太高，過濾時(shí)才不會(huì)堵塞篩眼。D項(xiàng)正確：為了使橘皮油易于與水分別，要分別加入相當(dāng)于橘皮質(zhì)量0.25%的小蘇打和5%的硫酸鈉，并調(diào)整pH為7～8。解題歸納(1)提取橘皮精油時(shí)，為了提高出油率，須要將柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡時(shí)間為10h以上。橘皮要浸透，這樣壓榨時(shí)不會(huì)滑脫，且出油率高，過濾時(shí)不會(huì)堵塞篩眼。(2)提取橘皮精油時(shí)需兩次過濾：第一次用一般的布袋過濾，其次次用濾紙過濾。(3)提取橘皮精油時(shí)，低溫處理要駕馭好溫度(5～10℃)和時(shí)間(5～7d)。(4)在柑橘類水果皮內(nèi)除含有芳香成格外還含有易發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)的菇烯和菇烯衍生物。為保證精油質(zhì)量，必需采納在室溫下進(jìn)行的壓榨法?！镜漕}精練4】有人設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)室蒸餾芳香油的方案：①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺(tái)上，在蒸餾燒瓶上塞好帶溫度計(jì)的橡皮塞；②連接好冷凝管，把冷凝管固定在鐵架臺(tái)上，將冷凝管進(jìn)水口的橡皮管的另一端與水龍頭相連，將和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中；③把酒精燈放在鐵架臺(tái)上，依據(jù)酒精燈高度確定鐵圈的高度，放好石棉網(wǎng)；④向蒸餾燒瓶中放入幾片碎瓷片，再用漏斗向燒瓶中加入原料，塞好帶溫度計(jì)的橡皮塞，并調(diào)整溫度計(jì)高度，把接收器連接在冷凝管的末端，并伸入接收裝置(如錐形瓶)中；⑤檢查裝置氣密性。(1)玫瑰精油高溫________分解，________溶于水，________溶于有機(jī)溶劑，所以可用________提取，再經(jīng)________過程即可得到玫瑰精油。(2)上述試驗(yàn)方案的正確操作依次是________→________→________→________→________。(3)冷凝管里水流的方向與水蒸氣流向________。(4)溫度計(jì)的玻璃泡應(yīng)放在________位置，以測(cè)量________________________________________________________________________。(5)在蒸餾燒瓶中放入幾片碎瓷片，目的是________________________________________________________________________。(6)通過蒸餾，得到的是________，若想得到純凈的玫瑰精油需________，首先________，目的是______________。(7)提取玫瑰精油的原理是________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)不易難易水蒸氣蒸餾法分液(2)③①②⑤④(3)相反(4)蒸餾燒瓶支管口下沿蒸餾出水蒸氣的溫度(5)防止暴沸(6)油水混合物進(jìn)行分液向乳濁液中加入氯化鈉增加水層密度，使乳濁液出現(xiàn)明顯分層(7)利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的玫瑰精油攜帶出來，蒸餾出的精油與水的混合物經(jīng)過分別后得到玫瑰精油【解析】玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，能隨水蒸氣一同蒸餾出來。本試驗(yàn)操作考查提取玫瑰精油的蒸餾裝置的連接。水流的作用是冷卻氣流，所以與水蒸氣流方向相反。溫度計(jì)測(cè)量的是氣體的溫度，因此要放在蒸餾燒瓶的支管口下沿。加入碎瓷片的目的是防止暴沸。一、選擇題1．下列關(guān)于從橘皮中提取橘皮油的操作過程的敘述，錯(cuò)誤的是(D)A．簇新橘皮干燥去水后用石灰水浸泡，是為了防止橘皮壓榨時(shí)滑脫，從而提高出油率B．壓榨之前，須要用流水漂洗橘皮并瀝干水分C．在設(shè)計(jì)壓榨方案時(shí)，要考慮容器能夠承受的壓力范圍，防止將容器壓破，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗和發(fā)生平安事故D．將壓榨液倒入分液漏斗，靜置5～7d，排去下層的沉淀物及水分，即可得到澄清的橘皮油解析：由于簇新橘皮中含有大量的果蠟、果膠和水分，壓榨時(shí)簡(jiǎn)潔滑脫，用石灰水浸泡是為了防止橘皮壓榨時(shí)滑脫，提高出油率，A正確。壓榨之前，須要用流水漂洗橘皮并瀝干水分，B正確。在設(shè)計(jì)壓榨方案時(shí)，要考慮容器能夠承受的壓力范圍，防止將容器壓破，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗和發(fā)生平安事故，C正確。得到橘皮壓榨液后，過濾除去固體物和殘?jiān)?，然后離心進(jìn)一步除去質(zhì)量較小的殘留固體物，再用分液漏斗或吸管將上層的橘皮油分別出來；此時(shí)的橘皮油還含有少量的水和果蠟，需在5～10℃下靜置5～7d，使雜質(zhì)沉淀，用吸管吸出上層澄清橘皮油，其余部分用濾紙過濾，濾液與吸出的上層橘皮油合并，成為最終的橘皮精油，D錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于植物芳香油提取技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是(A)A．蒸餾法和萃取法都須要水浴加熱B．壓榨法適用于易焦糊原料中精油的提取，如柑橘、檸檬等C．可以用萃取法提取干玫瑰花中的玫瑰精油D．蒸餾法適用于提取玫瑰精油、薄荷精油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油解析：蒸餾法適用于提取玫瑰精油、薄荷精油等揮發(fā)性強(qiáng)的芳香油，其操作過程不須要水浴加熱，萃取法須要水浴加熱，A錯(cuò)誤、D正確；壓榨法適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料中精油的提取，B正確；若試驗(yàn)材料為干玫瑰花，可以用萃取法提取玫瑰精油，C正確。3．下列關(guān)于橘皮精油提取的敘述，錯(cuò)誤的是(C)A．提取橘皮精油時(shí)用水中蒸餾法會(huì)產(chǎn)生原料焦糊的問題B．橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時(shí)會(huì)發(fā)生部分水解C．干脆對(duì)簇新橘皮進(jìn)行壓榨可以得到較多的橘皮精油D．可以用一般布袋過濾除去壓榨液中的固體物和殘?jiān)馕觯禾崛￠倨ぞ蜁r(shí)用水中蒸餾法會(huì)產(chǎn)生原料焦糊的問題，在進(jìn)行水蒸氣蒸餾時(shí)會(huì)發(fā)生有效成分水解，A、B正確；簇新的橘皮中含有大量的果蠟、果膠和水分，假如干脆壓榨，出油率較低，C錯(cuò)誤；橘皮精油制備過程中的第一次過濾用的是一般布袋，以除去壓榨液中的固體物和殘?jiān)?，D正確。4．提取橘皮精油的過程中，須要經(jīng)過前后兩次過濾，則橘皮精油為(D)A．經(jīng)過第一次過濾后的濾液B．經(jīng)過第一次過濾和其次次過濾后的濾液C．經(jīng)過其次次過濾后的濾液D．第一次過濾后經(jīng)過離心靜置處理的上清液和其次次過濾后的濾液解析：第一次過濾后經(jīng)過離心、靜置處理，吸出上層澄清橘皮油，其余部分通過濾紙過濾，濾液與吸出的上層橘皮油合并，成為最終的橘皮精油。5．下列關(guān)于植物芳香油的提取的說法，錯(cuò)誤的是(B)A．玫瑰精油難溶于水，能隨水蒸氣一同蒸餾，所以可用水蒸氣蒸餾法提取B．提取玫瑰精油時(shí)，水蒸氣蒸餾前需加入石灰水以破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠C．用壓榨法提取橘皮精油時(shí)，為了提高出油率，須要將橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡D．為了使橘皮油易于與水分別，可加入適量的NaHCO3和Na2SO4，并調(diào)整pH至7～8解析：橘皮中含有果蠟和果膠，干脆壓榨時(shí)簡(jiǎn)潔滑脫，為提高出油率，在壓榨前橘皮要在石灰水中浸泡，以破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，而玫瑰精油的提取過程中，利用高溫破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。6．蒸餾和壓榨是提取植物有效成分時(shí)常用的方法，其生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量受多種因素的影響。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(A)A．提取玫瑰精油時(shí)，提高蒸餾溫度，延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間可提高產(chǎn)品品質(zhì)B．提取玫瑰精油時(shí)，冷凝裝置可以使玫瑰精油剛好被收集C．提取橘皮精油時(shí)，對(duì)柑橘皮干燥去水并用石灰水浸泡可提高壓榨出油率D．提取橘皮精油時(shí)，用水中蒸餾法會(huì)使精油產(chǎn)量和品質(zhì)降低解析：水中蒸餾時(shí)溫度太高、時(shí)間太短，產(chǎn)品的品質(zhì)會(huì)較差，A錯(cuò)誤。提取玫瑰精油時(shí)，冷凝裝置可以使玫瑰精油剛好被收集，B正確。提取橘皮精油時(shí)，對(duì)柑橘皮干燥去水并用石灰水浸泡可提高壓榨出油率，C正確。提取橘皮精油時(shí)，用水中蒸餾法可使有效成分水解，而且會(huì)導(dǎo)致原料焦糊，D正確。二、非選擇題7．檸檬油是植物芳香油中的一種，它是一種廣譜性的殺蟲劑，它可殺死蚊子、蒼蠅、蟑螂和臭蟲等傳染疾病的害蟲以及危害糧食、蔬菜的常見害蟲，包括幼蟲、蛹等，被稱為一種綠色殺蟲劑。(1)檸檬油的揮發(fā)性強(qiáng)，易溶于有機(jī)溶劑，比重比較輕。(2)提取檸檬油常見的原料是檸檬花與檸檬果皮，幼嫩的花朵在蒸餾過程中，精油易被水蒸氣分子破壞。所以可采納萃取法。檸檬果皮精油的提取相宜采納壓榨法，此種方法是通過機(jī)械壓力將液相從固液兩相混合物中分別出來，必經(jīng)步驟為(如下圖)：①A是石灰水，目的是破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，防止壓榨時(shí)果皮滑脫，提高出油率。②B過程一般加入相當(dāng)于檸檬果皮質(zhì)量0.25%的小蘇打和5%的硫酸鈉，其目的是使精油易與水分別。③C過程為過濾，目的是除去固體物和殘?jiān)?。④試?yàn)過程中浸泡橘皮后，需用清水洗滌，其目的是除去石灰水。(3)采納檸檬油作為殺蟲劑，可以解決其他殺蟲劑給人類帶來的隱患，其突出的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)人、動(dòng)物、植物均無毒性、削減對(duì)環(huán)境的污染。(4)從生產(chǎn)綠色食品的要求動(dòng)身，寫出防治害蟲的三種方法：利用天敵進(jìn)行生物防治害蟲、運(yùn)用生物工程培育抗蟲品種作物、利用激素影響昆蟲的發(fā)育。解析：(1)檸檬油的提取與橘皮油的提取原理相同，操作也基本相同，我們可以結(jié)合課文中橘皮油的提取來分析本題。(2)在題干中提到，檸檬油是一種廣譜殺蟲劑，這一應(yīng)用屬于環(huán)保型殺蟲手段，可以削減農(nóng)藥的