上午,第三节课是生物课,等到响第二次铃声,老师陈跃进拿着教案,慢腾腾地走进324班教室,走到讲台前,一边放教案一边说:“同学们好!”“老师好!”“今天,给同学们讲胡的提取,从胡中提出的橘黄色物质包括多种结构类似物,统称为胡(carotene)。胡的化学分子式中包含多个碳酸双健。根据双健的数目可以将划分为q,b,y,三类,b一是其中最主要的组成部分。一分子的b—胡在人或动物的小肠,肝脏等器官被氧化成两个的维生素a,因此,可以用来治疗因缺乏维生素a而引起的各种疾病,如夜盲症,幼儿生长发育不良,干皮症等。胡还是常用的食品色素,广泛地用作食品,饮料,饲料的添加剂,最近发现天然胡萝卜还具有使癌症变细胞恢复成正常细的作用。
2003年,国内市场上b—胡萝卜的价格不菲,人工合成的b—胡约为每千克1。1万元,天然b—胡萝卜的价格约为每千克1。8万元。国际上天然b—胡萝卜的价格更高。世界上b—胡的年需求量在1500t以上,年销售额约为3亿羡元。并以每年7~10的速度递增。在本课题中,我们将尝试从胡萝卜中提取胡。
先说基础知识,胡是橘黄色结晶,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。与b—胡化学结构类似的大约有100多种,它们大多存在于蔬菜中,胡等蔬菜是提取天然b—胡的原料。
工业生产上,提取天然b—胡的方法主要有三种,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。本课题所提供的方法只能提取胡的混合物,如果要获得b—胡,还必须对生产物进行一步分离。
现在我们来说实验设计:根据胡易溶于有机溶剂的特点,可以考虑有机溶剂萃取的方法。具体选择哪一种有机溶剂作萃取剂,实验中还需要考虑哪些因素,请你参考实验流程(图6—6)及胡萝卜。
现在按下面的资料,将进行设计,首先是萃取剂的选择,用做溶剂的有机物分为水溶性和水不溶性两种。乙醇和丙洞能够与水混溶,是水溶性有机溶剂:石油醚,乙酸乙酯,乙醚,苯,四氧化碳等不能与水混溶,称为水不溶性有机溶剂。萃取胡的有机溶剂应具有较高的沸点,能够充分溶解胡,并且不与水混合溶。此外,还需要考虑萃取效率,对人的毒性,是否易然,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问题。综合考虑以上因素,回答下面的问题。
一乙醇和丙洞能够用于胡的萃取吗?为什么?二在石油醚,醋酸乙酯,乙醚,苯和四氧化碳这几种有机溶剂中,哪些最适宜用来提取胡?如果不能确定,请先选出两种三种有机溶剂进行萃取实验,再从中选择出萃取效果最好的有机溶剂。
再说影响萃取的因素:萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,同时,还受到原材料颗粒的大小,紧密程度,含水量,萃取的温度和时间等条件的影响。一般来说,原材料颗粒小,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。因此,萃取前,要将胡萝卜进行粉碎和干燥。萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来摸索。需要注意的是,在探究一种因素对萃取效率的影响时,其它因素要保持不变。
现在是说胡萃取装置的设计,萃取过程应该避免明火加热,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。为了防止加热时有机溶剂挥发,还要在加热瓶口安装回流冷凝装置(图6—7)。萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置(参见本专题课题1)。在浓缩之前,还要进行过滤,除去萃取液中的不溶物。
操作提示:1,新鲜的胡萝卜含有大量的水分,在干燥时要注意控制温度,温度太高,干燥时间太长会导致胡分解。2,胡萝卜干燥的速度和效果与破碎程度,干燥方式有关。如果有条件,可以使用烘干,也可以用热风吹干。
结果分折与评价。1,将获得的实验数据进行整理,绘制图表,分析数据,确定最佳萃取条件,并进行验证。2,将提取的胡粗品通过纸层析进行签定,签定方法如下。在18c处做一基线,在基线上提取a,b,c,d四上点。用最细的注射器针头分别吸取0,1~0,4ml溶解在石油醚中的标准样品和提取样品,在a,d和b,c点上点样。点样应该快速细致,在基线上形成直径为2左右的园点,每次点样后,可用吹风机将溶剂吹干,注意保持滤纸干燥。等滤纸上的点样液自然挥发干后,将滤纸卷圆筒状,置于装有1cm深的石油醚的密封玻璃瓶中(图6—8),等各种色素完全分开后,取出滤纸,让石油油醚自然挥发后,观察标准样品中位于展开剂前沿的胡层析带(图6—9)。看看萃取样品中是否也出现了对应的层析带,与标准样品的区别有什么区别,并分析产生区别的原因。好了,今天就讲到这里,下课。”因为教室门外走廊里将响起下课铃声,于是,陈跃进就拿起教案,慢腾腾地往教室门外走出去。
可是同学们听到下课了,一时间,都开心自由起来,一边收拾课本一边往教室门外走出去方便。于是,走廊里,洗手间,将到处是男生跟女生的身影。
这时,李成跟佟玲从教室走出来,正好走在蒋茜的身后,被张慧看到了,于是张慧就高兴地喊: