2024-2025学年高中生物专题6植物有效成分的提取课题1植物芳香油的提取学案新人教版选修1

PAGE10-课题1植物芳香油的提取学问点一提取原理和基本方法1．植物芳香油简介(1)自然香料的来源：主要来源是动物和植物，微生物中的真菌也可以产生芳香化合物。(2)特点：具有较强的挥发性，易溶于有机溶剂。(3)组成：主要包括萜类化合物及其衍生物。2．提取方法：蒸馏、压榨、萃取等。(1)水蒸气蒸馏法(常用)①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，混合物又会重新分出油层和水层。②分类：依据原料放置的位置，可分为水中蒸馏(对柑橘、柠檬等不适用)、水上蒸馏、水气蒸馏。分类原料位置水中蒸馏原料放在蒸馏容器的水中，水要完全浸没原料水上蒸馏容器中水的上方有筛板，原料放在筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜水气蒸馏蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料(2)压榨法：主要为冷压榨。①原理：通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油。②优点：常温下不发生化学反应，芳香油的质量提高。(3)萃取法①概念：将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中。②原理：植物芳香油不仅挥发性强，而且易溶于有机溶剂，如石油醚、酒精、乙醚和戊烷等。③缺点：用于萃取的有机溶剂必需事先精制，除去杂质，否则会影响芳香油的质量。要依据植物原料的特点来确定具体采纳哪种方法提取植物芳香油。如水中蒸馏对柑橘、柠檬等不适用，缘由是水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题，因此柑橘、柠檬芳香油的制备通常运用压榨法。【典题精练1】工业生产上提取植物芳香油常采纳水蒸气蒸馏法，下列说法正确的是()A．利用水蒸气将挥发性强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又重新分出油层和水层B．植物芳香油的挥发性弱，不能随水蒸气蒸发，所以不能用蒸馏法提取C．植物芳香油性质稳定，易溶于水，难溶于有机溶剂D．植物芳香油挥发性强，易溶于有机溶剂，一般来说价格便宜【答案】A【解析】依据植物有效成分提取的原理可知，A项正确；植物芳香油一般挥发性强，易溶于有机溶剂，能用水蒸气蒸馏法提取，价格一般较贵，B、C、D项错误。解题归纳三种提取植物芳香油方法的对比提取方法试验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分别油层；③除水、过滤适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性较强的芳香油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再次过滤适用于从柑橘、柠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，要求原料的颗粒尽可能细小，芳香油能充分溶解在有机溶剂中【典题精练2】植物芳香油是自然香料。下列有关说法不正确的是()A．植物芳香油是从植物不同器官中提取的B．植物芳香油易溶于有机溶剂，具有挥发性C．植物芳香油组成成分简洁，主要由苯组成D．用玫瑰提取的玫瑰油是植物芳香油的一种【答案】C【解析】植物芳香油组成成分困难，主要包括萜类化合物及其衍生物，而不是苯类化合物。从另一角度分析，芳香油气味芳香，能使人神清气爽，绝不行能由苯组成。学问点二提取植物芳香油的试验设计1．玫瑰精油的提取(1)用途：玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，能使人产生愉悦感。(2)性质：玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏。(3)方法：水蒸气蒸馏(水中蒸馏)法(4)装置：如下图所示。①酒精灯(加热)；②蒸馏烧瓶(加水和原料，还可加入几片沸石或瓷片防暴沸)；③温度计(检测水蒸气温度，使其玻璃泡与支管口下沿相平)；④冷凝管(⑤为进水口，⑥为出水口，即水流方向与水蒸气流向相反)；⑦锥形瓶(收集乳白色的乳浊液，即玫瑰油与水的混合物)。(5)操作流程留意：①用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛期采收，大约是每年的5月上、中旬。在此阶段，花朵含玫瑰油量最高。②玫瑰精油的提取过程中，蒸馏温度和时间等因素都会影响产品的品质。例如，蒸馏温度太高、时间太短，产品品质就比较差。故蒸馏时要留意时间和温度的限制。③蒸馏完毕，应先撤出热源，然后停止通水，最终拆卸蒸馏装置，拆卸的依次与安装时相反。④分别油层的方法：收集锥形瓶中的乳白色的乳浊液，向锥形瓶中加入质量浓度为0.1g/mL的氯化钠溶液，使乳化液分层，然后将其倒入分液漏斗中，用分液漏斗将油层和水层完全分开。打开顶塞，再将活塞缓缓旋开，放出下层的玫瑰精油，用接收瓶收集。2．橘皮精油的提取(1)主要成分：柠檬烯。(2)用途：是食品、化妆品和香水配料的优质原料。(3)性质：橘皮精油无色透亮，具有迷人的橘香味。橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，运用水中蒸馏法又会产生原料焦糊等问题。(4)方法：一般采纳压榨法。(5)操作流程①步骤处理前，需将橘皮干燥去水，并且将橘皮在石灰水中浸泡至少10h。石灰水浸泡的作用是能够破坏细胞结构、分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。②步骤是用流水漂洗橘皮，沥干水分后压榨。③步骤压榨的要求：既要将原料压紧，防止原料滑脱，又要将油分挤压出来。可在压榨液中加入明矾，促使其沉淀变清。④步骤过滤是用一般布袋除去固体物和残渣，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别出来。⑤步骤静置的要求：将橘皮油在5～10℃条件下静置5～7d，使杂质(橘皮精油中含有的果蜡和水分)沉淀。⑥步骤的再次过滤用的材料是滤纸。⑦橘皮精油是滤液与吸出的上层橘油合并而成的，但仍含少量的水和其他杂质。3．结果分析与评价(1)是否提取出了植物精油视察提取出的玫瑰精油或橘皮精油，从颜色、气味等方面来评价所提取的精油的纯度和质量。从玫瑰花中提取的芳香油是浅黄色至黄色的液体，并带有甜韵的玫瑰香；从橘皮中提取的橘皮精油无色透亮，具有迷人的橘香味。本课题只是对两种精油进行了初步的提取，其中仍旧含有大量的杂质。(2)出油率的计算依据公式“出油率＝eq\f(芳香油质量,原料质量)”计算出油率。假如出油率高，说明试验方案设计合理；假如出油率低，可以从试验方法的选择、试验过程的操作等各方面分析缘由，改进后再作尝试。1．玫瑰精油提取操作的关键(1)蒸馏装置：整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，左边的部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷却，右边的部分用来接收。安装装置依次是从左到右、自下而上。(2)温度计位置：温度计的玻璃泡应与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平。(3)冷凝管中水流向：从下方进水，上方出水，与水蒸气流向相反。(4)加热时防暴沸：垫石棉网，向液体中加入几片沸石或瓷片。(5)烧瓶内液体量：烧瓶容积的1/5～1/3。(6)除水：加入无水硫酸钠后，放置时间可适当长些。(7)温度刚好间：为提高产品质量，要严格限制蒸馏温度，可适当延长蒸馏时间。(8)干玫瑰花也可用萃取的方法提取玫瑰精油。2．硫酸钠在玫瑰精油和橘皮精油的提取过程中的作用玫瑰精油和橘皮精油的提取过程中都要用到硫酸钠。前者是由于分别的油层还含有肯定水分，可以加入一些无水硫酸钠吸水，放置过夜，再过滤除去固体硫酸钠就可以得到玫瑰精油了；后者是为了使橘皮油易于与水分别，要分别加入相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调整pH至7～8。【典题精练3】下列关于橘皮精油提取过程中应留意的问题的说法错误的是()A．橘皮在石灰水中浸泡时间为10小时以上B．橘皮要浸透，从而压榨时不会滑脱C．压榨液的黏稠度要高，从而提高出油率D．为了使橘皮油易于与水分别，可分别加入相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调整pH为7～8【答案】C【解析】A、B项正确：橘皮在石灰水中浸泡时间为10小时以上并且橘皮要浸透，这样能破坏细胞结构，分解果胶，防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率。C项错误：橘皮精油提取中，压榨液的黏稠度不要太高，过滤时才不会堵塞筛眼。D项正确：为了使橘皮油易于与水分别，要分别加入相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调整pH为7～8。解题归纳(1)提取橘皮精油时，为了提高出油率，须要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡，浸泡时间为10h以上。橘皮要浸透，这样压榨时不会滑脱，且出油率高，过滤时不会堵塞筛眼。(2)提取橘皮精油时需两次过滤：第一次用一般的布袋过滤，其次次用滤纸过滤。(3)提取橘皮精油时，低温处理要驾驭好温度(5～10℃)和时间(5～7d)。(4)在柑橘类水果皮内除含有芳香成格外还含有易发生氧化、聚合等反应的菇烯和菇烯衍生物。为保证精油质量，必需采纳在室温下进行的压榨法。【典题精练4】有人设计了一套试验室蒸馏芳香油的方案：①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞；②连接好冷凝管，把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝管进水口的橡皮管的另一端与水龙头相连，将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中；③把酒精灯放在铁架台上，依据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网；④向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原料，塞好带温度计的橡皮塞，并调整温度计高度，把接收器连接在冷凝管的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶)中；⑤检查装置气密性。(1)玫瑰精油高温________分解，________溶于水，________溶于有机溶剂，所以可用________提取，再经________过程即可得到玫瑰精油。(2)上述试验方案的正确操作依次是________→________→________→________→________。(3)冷凝管里水流的方向与水蒸气流向________。(4)温度计的玻璃泡应放在________位置，以测量________________________________________________________________________。(5)在蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，目的是________________________________________________________________________。(6)通过蒸馏，得到的是________，若想得到纯净的玫瑰精油需________，首先________，目的是______________。(7)提取玫瑰精油的原理是________________________________________________________________________。【答案】(1)不易难易水蒸气蒸馏法分液(2)③①②⑤④(3)相反(4)蒸馏烧瓶支管口下沿蒸馏出水蒸气的温度(5)防止暴沸(6)油水混合物进行分液向乳浊液中加入氯化钠增加水层密度，使乳浊液出现明显分层(7)利用水蒸气将挥发性较强的玫瑰精油携带出来，蒸馏出的精油与水的混合物经过分别后得到玫瑰精油【解析】玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏出来。本试验操作考查提取玫瑰精油的蒸馏装置的连接。水流的作用是冷却气流，所以与水蒸气流方向相反。温度计测量的是气体的温度，因此要放在蒸馏烧瓶的支管口下沿。加入碎瓷片的目的是防止暴沸。一、选择题1．下列关于从橘皮中提取橘皮油的操作过程的叙述，错误的是(D)A．簇新橘皮干燥去水后用石灰水浸泡，是为了防止橘皮压榨时滑脱，从而提高出油率B．压榨之前，须要用流水漂洗橘皮并沥干水分C．在设计压榨方案时，要考虑容器能够承受的压力范围，防止将容器压破，导致试验失败和发生平安事故D．将压榨液倒入分液漏斗，静置5～7d，排去下层的沉淀物及水分，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蜡、果胶和水分，压榨时简洁滑脱，用石灰水浸泡是为了防止橘皮压榨时滑脱，提高出油率，A正确。压榨之前，须要用流水漂洗橘皮并沥干水分，B正确。在设计压榨方案时，要考虑容器能够承受的压力范围，防止将容器压破，导致试验失败和发生平安事故，C正确。得到橘皮压榨液后，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别出来；此时的橘皮油还含有少量的水和果蜡，需在5～10℃下静置5～7d，使杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分用滤纸过滤，滤液与吸出的上层橘皮油合并，成为最终的橘皮精油，D错误。2．下列关于植物芳香油提取技术的叙述，错误的是(A)A．蒸馏法和萃取法都须要水浴加热B．压榨法适用于易焦糊原料中精油的提取，如柑橘、柠檬等C．可以用萃取法提取干玫瑰花中的玫瑰精油D．蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷精油等挥发性强的芳香油解析：蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷精油等挥发性强的芳香油，其操作过程不须要水浴加热，萃取法须要水浴加热，A错误、D正确；压榨法适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中精油的提取，B正确；若试验材料为干玫瑰花，可以用萃取法提取玫瑰精油，C正确。3．下列关于橘皮精油提取的叙述，错误的是(C)A．提取橘皮精油时用水中蒸馏法会产生原料焦糊的问题B．橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解C．干脆对簇新橘皮进行压榨可以得到较多的橘皮精油D．可以用一般布袋过滤除去压榨液中的固体物和残渣解析：提取橘皮精油时用水中蒸馏法会产生原料焦糊的问题，在进行水蒸气蒸馏时会发生有效成分水解，A、B正确；簇新的橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水分，假如干脆压榨，出油率较低，C错误；橘皮精油制备过程中的第一次过滤用的是一般布袋，以除去压榨液中的固体物和残渣，D正确。4．提取橘皮精油的过程中，须要经过前后两次过滤，则橘皮精油为(D)A．经过第一次过滤后的滤液B．经过第一次过滤和其次次过滤后的滤液C．经过其次次过滤后的滤液D．第一次过滤后经过离心静置处理的上清液和其次次过滤后的滤液解析：第一次过滤后经过离心、静置处理，吸出上层澄清橘皮油，其余部分通过滤纸过滤，滤液与吸出的上层橘皮油合并，成为最终的橘皮精油。5．下列关于植物芳香油的提取的说法，错误的是(B)A．玫瑰精油难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏，所以可用水蒸气蒸馏法提取B．提取玫瑰精油时，水蒸气蒸馏前需加入石灰水以破坏细胞结构，分解果胶C．用压榨法提取橘皮精油时，为了提高出油率，须要将橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡D．为了使橘皮油易于与水分别，可加入适量的NaHCO3和Na2SO4，并调整pH至7～8解析：橘皮中含有果蜡和果胶，干脆压榨时简洁滑脱，为提高出油率，在压榨前橘皮要在石灰水中浸泡，以破坏细胞结构，分解果胶，而玫瑰精油的提取过程中，利用高温破坏细胞结构。6．蒸馏和压榨是提取植物有效成分时常用的方法，其生产产品的品质和质量受多种因素的影响。下列相关叙述错误的是(A)A．提取玫瑰精油时，提高蒸馏温度，延长蒸馏时间可提高产品品质B．提取玫瑰精油时，冷凝装置可以使玫瑰精油刚好被收集C．提取橘皮精油时，对柑橘皮干燥去水并用石灰水浸泡可提高压榨出油率D．提取橘皮精油时，用水中蒸馏法会使精油产量和品质降低解析：水中蒸馏时温度太高、时间太短，产品的品质会较差，A错误。提取玫瑰精油时，冷凝装置可以使玫瑰精油刚好被收集，B正确。提取橘皮精油时，对柑橘皮干燥去水并用石灰水浸泡可提高压榨出油率，C正确。提取橘皮精油时，用水中蒸馏法可使有效成分水解，而且会导致原料焦糊，D正确。二、非选择题7．柠檬油是植物芳香油中的一种，它是一种广谱性的杀虫剂，它可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫以及危害粮食、蔬菜的常见害虫，包括幼虫、蛹等，被称为一种绿色杀虫剂。(1)柠檬油的挥发性强，易溶于有机溶剂，比重比较轻。(2)提取柠檬油常见的原料是柠檬花与柠檬果皮，幼嫩的花朵在蒸馏过程中，精油易被水蒸气分子破坏。所以可采纳萃取法。柠檬果皮精油的提取相宜采纳压榨法，此种方法是通过机械压力将液相从固液两相混合物中分别出来，必经步骤为(如下图)：①A是石灰水，目的是破坏细胞结构，分解果胶，防止压榨时果皮滑脱，提高出油率。②B过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，其目的是使精油易与水分别。③C过程为过滤，目的是除去固体物和残渣。④试验过程中浸泡橘皮后，需用清水洗涤，其目的是除去石灰水。(3)采纳柠檬油作为杀虫剂，可以解决其他杀虫剂给人类带来的隐患，其突出的优点是对人、动物、植物均无毒性、削减对环境的污染。(4)从生产绿色食品的要求动身，写出防治害虫的三种方法：利用天敌进行生物防治害虫、运用生物工程培育抗虫品种作物、利用激素影响昆虫的发育。解析：(1)柠檬油的提取与橘皮油的提取原理相同，操作也基本相同，我们可以结合课文中橘皮油的提取来分析本题。(2)在题干中提到，柠檬油是一种广谱杀虫剂，这一应用属于环保型杀虫手段，可以削减农药的