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2019-2020年高中生物 6.1《植物芳香油的提取》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修1 教材內(nèi)容解讀 要點(diǎn)1　植物芳香油的來源 （1）植物芳香油的來源 天然香料的主要來源是動(dòng)物和植物。動(dòng)物香料主要來源于麝、靈貓、海貍和抹香鯨等。植物香料的來源更為廣泛，植物芳香油可以從大約50多個(gè)科的植物中提取。例如，玫瑰花用于提取玫瑰油，樟樹樹干用于提取樟油。 （2）植物芳香油的主要化學(xué)成分 提取出的植物芳香油的組成主要包括萜類化合物及其衍生物，具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。 要點(diǎn)2　植物芳香油的提取方法 提取植物芳香油的三種基本方法：蒸餾、壓榨和萃取。 （1）蒸餾法 ①水蒸氣蒸餾法的原理 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。是植物芳香提取的常用方法。 ②水蒸氣蒸餾法的類型 根據(jù)蒸餾過程中原料放置的位置，可以將水蒸氣蒸餾法劃分為水中蒸餾、水上蒸餾和水氣蒸餾。 ③水中蒸餾的方法對于有些原料不適用的原因 如柑橘和檸檬不適用水中蒸餾的方法，這是因?yàn)樗姓麴s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使用壓榨法。 （2）萃取法 ①萃取法是將粉碎、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)溶劑中的方法。 ②原理 植物芳香油易溶于有機(jī)溶劑，如石油醚、乙醚和戊烷等。芳香油溶解于有機(jī)溶劑后，只需蒸發(fā)出有機(jī)溶劑，就可以獲得純凈的植物芳香油。 ③不適于用水蒸氣蒸餾的原料，可以考慮使用萃取法。 要點(diǎn)3　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 鮮玫瑰花＋清水　　　　　油水混合物　　　　　分離油層　　　　　　　玫瑰油 水蒸氣蒸餾　　　　　　　加入氯化鈉　　　　　　加入無水硫酸鈉 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　除水、過濾 （1）提取玫瑰精油的實(shí)驗(yàn)流程 （2）提取橘皮精油的實(shí)驗(yàn)流程 石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→橘皮油 要點(diǎn)4　實(shí)驗(yàn)案例 案例一 玫瑰精油的提取 5月上、中旬是玫瑰的盛開期，最好是選用當(dāng)天采摘的鮮玫瑰花。將花瓣用清水沖洗，去掉上面的灰塵等雜質(zhì)，瀝干水分。由于玫瑰精油化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，從玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸餾法。本實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟如下。 1.稱取50 g玫瑰花瓣，放入500 mL的圓底燒瓶中，加入200 mL蒸餾水。按教科書圖6-2所示安裝蒸餾裝置。蒸餾裝置包括：鐵架臺(tái)兩個(gè)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾瓶、橡膠塞、蒸餾頭、溫度計(jì)、直型冷凝管、接液管、錐形瓶，以及連接進(jìn)水口和出水口的橡皮管。所有儀器必須事先干燥，保證無水。整套蒸餾裝置可分為左、中、右三部分，其中左邊的部分通過加熱進(jìn)行蒸餾，中部將蒸餾物冷凝，右邊的部分用來接收。安裝儀器一般都按照自下而上、從左到右的順序。拆卸儀器的順序與安裝時(shí)相反。具體安裝順序和方法如下。 （1）固定熱源──酒精燈。 （2）固定蒸餾瓶，使其離熱源的距離如教科書中圖6-2所示，并且保持蒸餾瓶軸心與鐵架臺(tái)的水平面垂直。 （3）安裝蒸餾頭，使蒸餾頭的橫截面與鐵架臺(tái)平行。 （4）連接冷凝管。保證上端出水口向上，通過橡皮管與水池相連；下端進(jìn)水口向下，通過橡皮管與水龍頭相連。 （5）連接接液管（或稱尾接管）。 （6）將接收瓶瓶口對準(zhǔn)尾接管的出口。常壓蒸餾一般用錐形瓶而不用燒杯作接受器，接收瓶應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前稱重，并做好記錄。 （7）將溫度計(jì)固定在蒸餾頭上，使溫度計(jì)水銀球的上限與蒸餾頭側(cè)管的下限處在同一水平線上。 2.蒸餾裝置安裝完畢后，可以在蒸餾瓶中加幾粒沸石，防止液體過度沸騰。打開水龍頭，緩緩?fù)ㄈ肜渌?，然后開始加熱。加熱時(shí)可以觀察到，蒸餾瓶中的液體逐漸沸騰，蒸氣逐漸上升，溫度計(jì)讀數(shù)也略有上升。當(dāng)蒸氣的頂端達(dá)到溫度計(jì)水銀球部位時(shí)，溫度計(jì)讀數(shù)急劇上升。在整個(gè)蒸餾過程中，應(yīng)保證溫度計(jì)的水銀球上常有因冷凝作用而形成的液滴?？刂普麴s的時(shí)間和速度，通常以每秒1～2滴為宜。蒸餾完畢，應(yīng)先撤出熱源，然后停止通水，最后拆卸蒸餾裝置，拆卸的順序與安裝時(shí)相反。 3.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0.1 g/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。向接收瓶中加入無水硫酸鈉，吸去油層中含有的水分，放置過夜。 為了更好地將油、水兩層液體分離，操作時(shí)應(yīng)注意正確使用分液漏斗。分液漏斗的使用方法如下。 （1）首先把活塞擦干，為活塞均勻涂上一層潤滑脂，注意切勿將潤滑脂涂得太厚或使?jié)櫥M(jìn)入活塞孔中，以免污染萃取液。 （2）塞好活塞后，把活塞旋轉(zhuǎn)幾圈，使?jié)櫥植季鶆?。并用水檢查分液漏斗的頂塞與活塞處是否滲漏，確認(rèn)不漏水后再使用。 （3）將分液漏斗放置在大小合適的、并已固定在鐵架臺(tái)上的鐵圈中，關(guān)好活塞。將待分離的液體從上部開口處倒入漏斗中，塞緊頂塞，注意頂塞不能涂潤滑脂。 （4）取下分液漏斗，用右手手掌頂住漏斗頂塞并握住漏斗頸，左手握住漏斗活塞處，大拇指壓緊活塞，將分液漏斗略傾斜，前后振蕩（開始振蕩時(shí)要慢）。 （5）振蕩后，使漏斗口仍保持原傾斜狀態(tài)，左手仍握在漏斗活塞處，下部管口指向無人處，用拇指和食指旋開活塞，使其釋放出漏斗內(nèi)的蒸氣或產(chǎn)生的氣體，以使內(nèi)外壓力平衡，這一步操作也稱做“放氣”。 （6）重復(fù)上述操作，直至分液漏斗中只放出很少的氣體時(shí)為止。再將分液漏斗劇烈振蕩2～3 min，然后將漏斗放回鐵圈中，待液體靜置分層。 案例二 橘皮精油的提取 課前準(zhǔn)備 在實(shí)驗(yàn)前一天，教師需要準(zhǔn)備新鮮的、沒有霉?fàn)€的橘皮，用量可根據(jù)實(shí)驗(yàn)人數(shù)來決定。用清水沖洗橘皮，去掉灰塵等雜質(zhì)，瀝干水分后，將橘皮攤放在干燥通風(fēng)處。將晾干的橘皮浸泡在pH大于12、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%～8%的石灰水中，時(shí)間為16～24 h，中間翻動(dòng)2～3次。浸泡好的橘皮呈黃色、無白芯、稍硬、脆而不斷、具有彈性。這樣的橘皮在壓榨時(shí)不易打滑，橘油的噴射力強(qiáng)；壓榨后的殘?jiān)暑w粒狀，殘?jiān)械暮康停こ矶炔惶?，過濾時(shí)比較順利，不易堵塞篩孔。 提取橘皮精油的具體步驟如下。 1.將浸泡后的橘皮，用流動(dòng)的水漂洗，洗凈后撈起、瀝干。切記一定要將橘皮徹底沖洗干凈。然后將橘皮粉碎至3 mm大小，放入家用榨汁機(jī)或手動(dòng)壓榨機(jī)中粉碎。粉碎時(shí)加入與橘皮同質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的小蘇打和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫酸鈉溶液，并調(diào)節(jié)pH為7～8。 2.在榨出的油水混合液中加入明礬，使之沉淀并變澄清，然后用布袋過濾，除去糊狀殘?jiān)?。再將得到的混合物，? 000 r/min～8 000 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速離心。在正常情況下，離心后獲得的香精油將是澄清透明的。 3.分離出的香精油往往帶有少量水分和蠟質(zhì)等雜質(zhì)，為了進(jìn)一步除去雜質(zhì)，可以將分離的產(chǎn)品放在5 ℃～10 ℃的冰箱中，靜置5～7 d，讓雜質(zhì)與水下沉。然后用吸管吸出上層澄清的油層，再通過墊有濾紙或石棉紙的漏斗進(jìn)行減壓抽濾，得到黃色油狀的橘皮精油。