专题6 植物有效成分的提取 基础知识
课题1 植物芳香油的提取
基础知识
天然香料的主要来源?其中哪个来源更广泛?真菌能产生芳香化合物吗? | 动物和植物。植物香料。能 |
植物芳香油基础知识
1 | 物理性质 | 很强的挥发性,易溶于有机溶剂。 |
2 | 化学本质 | 主要包括萜类化合物及其衍生物。 |
3 | 提取原理 | 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,油水混合物又重新分出油层和水层。 |
4 | 提取方法(依据——植物原料的特点) | 蒸馏法(最常用),见下表。缺点是会导致原料的部分有效成分水解 |
压榨法——柑橘和柠檬等。 | ||
萃取法——将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡,使芳香油溶解于有机溶剂后,只需蒸发出有机溶剂就可以获得纯净的芳香油。用于萃取的有机溶剂必须事先精制,除去杂质。不适于水蒸气蒸馏的原料可以考虑这个方法。 | ||
水蒸气蒸馏法(根据原料放置位置不同,是提取植物芳香油常用方法)
1 | 水中蒸馏法 | 原料直接放入蒸馏锅,锅内加水浸过料层,锅底进行加热。简便易行。但不适用的原料有柑橘和柠檬等——水中蒸馏会导致原料焦糊。 |
2 | 水上蒸馏法(隔水蒸馏) | 把原料置于蒸馏锅内的筛板上,筛板下盛放一定水量以满足蒸馏操作所需的足够的饱和蒸汽。应用较广,大面积种植的芳香植物为薄荷、香茅、桉树叶等都用该方法;也适用于粉碎后的干燥原料包括某些干花。 |
3 | 水气蒸馏法 | 由外来的锅炉蒸汽(具有一定压力,温度较高而含湿量又较低)直接进行蒸馏。可缩短蒸馏时间,高沸点的成分可蒸出,出油率高。又叫直接蒸汽蒸馏。 |
水蒸气蒸馏法需要将原料加热,不适用于化学性质不稳定组分的提取。只适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的药材成分的浸提。
玫瑰精油的提取(水蒸气蒸馏法) 蒸馏装置(课本图6-2):
实验流程(1)
1 | 采集玫瑰花 | 采集盛花期(5月上中旬) 的玫瑰花,清水清洗沥干。 |
2 | 装入蒸馏原料 | 取50g玫瑰花放入蒸馏瓶,添加200mL蒸馏水。即花与水的比例为1:4 |
3 | 安装蒸馏装置 | 所有仪器必须事先干燥,保证无水。 |
4 | 加热蒸馏 | |
5 | 拆卸蒸馏装置 | 蒸馏完毕后先撤出热源,停止通水,最后拆卸蒸馏装置(拆卸的顺序与安装时相反) |
6 | 分离油层 | 收集锥形瓶中的乳浊液,向锥形瓶中加入质量浓度为0.1 g/mL的NaCl,然后将其倒入分液漏斗中,用分液漏斗将油层和水完全分开。放出玫瑰精油,用接收瓶收集 |
7 | 除去水分 | 向接收瓶加入无水Na2S04,24h后过滤,得到玫瑰油。 |
注意事项 | 蒸馏时间不能过短,温度不能过高 | |
实验流程(2)
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
鲜玫瑰花+清水 | 水蒸气蒸馏 | 得到油水混合物 | 加NaCl,促使油水分离 | 加无水Na2SO4,除水 | 得到玫瑰油 |
两种药品的功能
1 | 氯化钠 | 促使油水混合物(乳浊液中油和水)的分离。 |
2 | 无水硫酸钠 | 吸收油层中的水分。 |
橘皮精油的提取(压榨法):
实验步骤
1 | 橘皮的处理 | 在实验前一天,将新鲜橘皮用清水清洗沥干。 |
2 | 石灰水浸泡 | 用pH大于12、质量分数为7%~8%石灰水浸泡橘皮10h以上。 |
3 | 清水漂洗 | 浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净,沥干。 |
4 | 粉碎和压榨 | 将橘皮粉碎,加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3(小苏打)和5%的Na2S04,并调节pH为7~8。用家用榨汁机或手动压榨机得到压榨液。 |
5 | 过滤压榨液 | 用普通布袋过滤压榨液,除去固体物和残渣,再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮油分离出来。 |
6 | 静置处理 | 将橘皮油在5~10℃冰箱中静置5~7d,使杂质沉淀,吸出上层澄清橘皮油。 |
7 | 再次过滤 | 将下层液体用滤纸过滤,滤液与上层橘皮油合并,得到橘皮精油。 |
提取橘皮精油的实验流程示意图:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
石灰水浸泡 | 漂洗 | 压榨 | 过滤 | 静置 | 再次过滤 | 得到橘皮油 |
提取出的精油的特点:从颜色、气味等方面来评价所提取的精油的纯度和质量。玫瑰精油为浅黄色至黄色的液体,并带有甜韵的玫瑰香;橘皮精油为无色透明的液体,具有诱人的橘香味
提取方法比较(1)
方法名称 | 优点 | 局限性 |
水蒸气蒸馏 | 简单易行,便于分离 | 水中蒸馏会导致某些原料焦糊和有效成分水解等问题 |
压榨法 | 生产成本低易保持原料原来的结构和功能 | 分离较为困难,出油率相对较低 |
有机溶剂萃取 | 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 |
提取方法比较(2)
方法 | 实验原理 | 方法步骤 | 适用范围 | |
1 | 水蒸气蒸馏 | 利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来 | 1.水蒸气蒸馏 2.分离油层 3.除水过滤 | 适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油 |
2 | 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 | 适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取 |
3 | 有机溶剂萃取 | 使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂后就可获得芳香油 | 1.粉碎、干燥 2.萃取、过滤 3.浓缩 | 适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶液中 |
课题2 胡萝卜素的提取
基础知识
1 | 性质 | 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 | 类型 | 从胡萝卜素中提取出来的橘黄色物质包括多种结构类似物,统称为胡萝卜素。可根据所含(碳碳双键)数目划分为(α、β、γ)三类。β-胡萝卜素是最主要的组成成分。 |
3 | 功能 | 1分子β-胡萝卜素能氧化成为两分子的Va。Va可。治愈夜盲症、幼儿发育不良、干皮症等。还可用于做食品添加剂,也可以使癌细胞恢复成正常细胞。 |
4 | 提取 | 从植物中提取、从大面积养殖的岩藻中获得、利用微生物的发酵生产。 |
萃取法提取胡萝卜素
1 | 提取原理 | 不溶于水,易溶于有机溶剂(所以家里炒胡萝卜时要加多点油)。 |
2 | 实验流程 | (胡萝卜)—粉碎—干燥—萃取—过滤—浓缩—(胡萝卜素) |
萃取剂类型(有机溶剂——用做溶剂的有机物)
1 | 水溶性 | 乙醇、丙酮 |
2 | 水不溶性 | 石油醚(沸点高)、乙酸乙酯、苯、四氯化碳、乙醚(沸点低)。 |
萃取胡萝卜素的有机溶剂的要求
1 | 主要要求 | 沸点高(石油醚最适宜——沸点最高),能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶。 |
2 | 其它要求 | 萃取效率、对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全除去、会不会影响产品质量等影响萃取的因素。 |
影响萃取(效率)的因素
1 | 主要 | 萃取剂的性质和使用量 |
2 | 其它 | 原料颗粒的大小(要小)、紧密程度、含水量、萃取的温度(要高)和时间(要长)等 |
萃取前,将胡萝卜进行粉碎和干燥
设计提取装置的注意事项
1 | 萃取过程避免明火加热,采取水浴加热 | 有机溶剂都是易燃物,容易引起燃烧、爆炸 |
2 | 在加热瓶口安装回流冷凝装置 | 防止加热时有机溶剂挥发 |
3 | 萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。浓缩前还要进行过滤,除去萃取液中的不溶物。 | |
干燥时注意事项
1 | 干燥时要注意控制温度,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。 |
鉴定胡萝卜素粗品的方法——纸层析法(量作基线、对照点样、干燥层析、 对比观察)
归纳——胡萝卜素的提取、浓缩、鉴定分别采用的方法是萃取、蒸馏、纸层析。
基础问答
专题6 植物有效成分的提取 基础知识问答
课题1 植物芳香油的提取
基础知识
1 | 天然香料的主要来源?哪个来源更广泛?真菌能产生芳香化合物吗? | 动物和植物。植物香料。能 |
2 | 植物芳香油的物理性质?化学本质? | 具有很强的挥发性。主要包括萜类化合物及其衍生物 |
3 | 提取植物芳香油的方法?依据? | 蒸馏、压榨、萃取。植物原料的特点 |
4 | 提取植物芳香油的常用方法? | 水蒸气蒸馏法(水中、水上、水气)蒸馏法。 |
5 | 提取植物芳香油常用方法的原理? | 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后油水混合物又重新分出油层和水层 |
6 | 水中蒸馏适于哪些原料?不适于哪些原料?为什么? | 适于某些鲜花、破碎果皮和不易粘结的原料。含酯类高的香料植物不能采用。酯类成分易水解 |
设计一个提取茉莉油的过程
1 | 提炼茉莉油的原料为_____,要在____期采收,原因是______。向蒸馏器中加入原料时,茉莉花与清水的质量比大约为_____ | 茉莉花。盛花。茉莉花油的含量较高。1:4 |
2 | 茉莉油的化学性质______、_____溶于水,易溶于________,能随水蒸气一同蒸馏。 | 稳定、难。有机溶剂。 |
3 | 故提取时可采用______和_____法,但常采用____ ,原因是此法______。 | 萃取法、水蒸气蒸馏。水蒸气蒸馏。设备简单,成本低,易操作。 |
1 | 在玫瑰精油提取中,收集锥形瓶中乳白色的乳浊液,向锥形瓶中加入 。 | 氯化钠 |
2 | 提取玫瑰油时要求不含有任何添加剂或化学原料,提取方法主要是____. | 水蒸气蒸馏法 |
判断
1 | 水蒸气蒸馏法需要将原料加热,不适用于化学性质不稳定组分的提取?只适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的药材成分的浸提? | 对。对 |
课题2 胡萝卜素的提取
1 | 提取胡萝卜素用的 法?在这之前,将胡萝卜进行 | 萃取。粉碎和干燥 | |
2 | 胡萝卜含有的胡萝卜素中最主要的是 (α-、β-、γ-)胡萝卜素,其在人体内可转变成两分子 ,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该病疾称为 ,胡萝卜素是 (挥发性、非挥发性)物质。 | β-。维生素A。 夜盲症。非挥发性 | |
3 | 工业上可以用微生物的发酵来获得β-胡萝卜素。培养基中的营养物质主要有 。为了使发酵菌种迅速繁殖,应用 培养基。发酵过程中应采用 技术来防止外来杂菌的入侵,保证发酵正常进行。 | 水、无机盐、碳源、氮源。液体。无菌 | |
4 | 从胡萝卜中提取胡萝卜素的干燥过程应控制好温度和 以防止胡萝卜素分解:萃取过程中宜采用 方式加热以防止温度过高;萃取液浓缩前需进行过滤,目的是 。 | 时间。水浴。滤去不溶物质 | |
5 | 用 法可对提取到的胡萝卜素进行鉴定?如果提取到的胡萝卜素含杂质,则层析后在滤纸上出现 | 纸层析法。多个不同高度的色素点样 | |
6 | 纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素,该过程需用胡萝卜素标准品作为 | (实验)对照 | |
7 | 某微生物产生的油脂不易挥发,可选用(萃取、水蒸气蒸馏)法从菌体中提取? | 萃取法 | |
8 | 现有乙醇、乙醚、乙酸乙酯,沸点依次为78、35、77,应该选择 作为胡萝卜素的萃取剂,理由是 。若要对提取样品进行鉴定,可将该样品与 样品的层析结果进行对比。 | 乙酸乙酯。它不溶于水,沸点较高且毒性较低。标准 | |
9 | 用养殖的岩藻作原料提取胡萝卜素时,要将新鲜的岩藻 干燥吗?要粉碎吗?要先浸泡吗?应选用 (乙醇、 乙酸乙酯)作为萃取剂,不选用另外一种的理由? | 要。要。要。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,影响萃取效果 |
10 | 在胡萝卜素的提取过程中,石油醚是理想的萃取剂,因为它具有 、 、 等优点。萃取过程采用水浴加热,不用明火加热的原因是 。 | 沸点高。充分溶解胡萝卜素。不与水混溶。有机溶剂易燃 |
11 | 若用胡萝卜的根尖细胞组织培养,则培养成的植株叶片的 颜色为 ,说明根尖细胞 。 | 绿色。具有全能性 |
12 | 在提取胡萝卜素的实验中______为最适宜的萃取剂。萃取 液的浓缩可直接使用_____ 法。将提取的胡萝卜素粗品通过_______法进行鉴定。影响萃取效率的主要因素有 _______。 | 石油醚。蒸馏 。纸层析。萃取剂的选择、原料颗粒的大小、紧密程度、萃取温度、时间 |
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