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2017_2018学年高中生物专题6植物有效成分的提取第17课时胡萝卜素的提取同步备课教学案新人教版选修1

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                                           第   17 课时 胡萝卜素的提取

[学习导航] 1.通过教材         P77“课题背景”和“基础知识”,了解胡萝卜素的价值、工业提取

方法,掌握胡萝卜素的性质和作用。2.阅读教材                    P77“实验设计”,掌握胡萝卜素提取的方法

及实验装置。3.分析教材          P79“结果分析与评价”,掌握用纸层析法鉴定提取的胡萝卜素粗品。

[重难点击] 1.了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理。2.初步学会胡萝
卜素的提取技术和纸层析法的操作方法。
                          一、胡萝卜素的性质及萃取要求


1.胡萝卜素的基础知识
(1)胡萝卜素的性质:胡萝卜素是橘黄色结晶,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。
(2)种类划分:根据胡萝卜素的分子结构可以将胡萝卜素划分为三类,最主要的组成成分是
β-胡萝卜素。

(3)提取途径Error!
2.提取胡萝卜素的基本原理
(1)萃取剂的选择
①选择萃取胡萝卜素的有机溶剂的原则
a.具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶。
b.萃取效率要高。
c.对人无毒性,不易燃,易与产品分离,不影响产品质量。
②有机溶剂的分类
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有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种:a.乙醇和丙酮能够与水混溶,是水溶性有机溶剂;
b.石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等不能与水混溶,称为水不溶性有机溶剂。
(2)影响萃取的因素
①主要因素:萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量。
②次要因素:萃取的效率受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条
件的影响。


1.提取胡萝卜素能否用乙醇或丙酮作为萃取剂?为什么?
答案 不能。因为乙醇和丙酮属于水溶性有机溶剂,而胡萝卜素应该用水不溶性有机溶剂进
行提取,如石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳等。
2.为什么用于提取胡萝卜素的萃取剂要有较高的沸点?
答案 有机溶剂的沸点较高,可以充分溶解胡萝卜素。
3.影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外,还有哪些因素?
答案 原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。
4.萃取胡萝卜素时为什么要避免明火加热?
答案 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或爆炸。


1.下列关于胡萝卜素的说法,不正确的是(  )
A.胡萝卜素存在于叶绿体类囊体薄膜上
B.胡萝卜素可划分为        α、β、γ     三类,其中      β-胡萝卜素是最主要的组成成分
C.胡萝卜素可用来预防肿瘤、癌症和心脑血管疾病等
D.β-胡萝卜素只存在于蔬菜中
答案 D
解析 叶绿体中的色素包括叶绿素、类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素),分布在叶绿体类囊体
薄膜上。胡萝卜素分子中有大量的碳碳双键,根据双键数目不同,可将胡萝卜素划分为                                     α、
β、γ    三类,β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分,一分子的                        β-胡萝卜素可被氧化成
两分子的维生素       A,因此,胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素                    A 而引起的各种疾病。β-
胡萝卜素不但存在于蔬菜(如胡萝卜)中,也存在于某些橙色、黄色的水果中。
2.萃取剂是萃取过程中必不可少的,故萃取剂的选择也是至关重要的,一般不考虑(  )
A.萃取剂与萃取物的溶剂互不相溶
B.萃取物在萃取剂中的溶解度要大于在原溶液中的溶解度
C.萃取剂的沸点
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D.萃取剂可分为水溶性和水不溶性两种
答案 D
                            二、胡萝卜素的提取和鉴定 


1.提取方法:萃取法。
2.操作流程及注意事项
(1)操作流程:胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。
(2)注意事项
①避免明火加热,采用水浴加热,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。
②为防止加热时有机溶剂挥发,需在加热瓶口安装回流冷凝装置。
③萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。浓缩前要进行过滤,除去萃取液中的不溶物。
3.胡萝卜素粗品的鉴定
(1)方法:通过纸层析进行鉴定。
(2)步骤
做基线:在     18 cm×30 cm  滤纸下端距底边       2 cm 处做一基线,在基线上取          A、B、C、D   四点

  ↓
对照点样:A、D      点点上标准样品,B、C         点点上萃取样品

  ↓
干燥层析:吹干溶剂,放入石油醚中层析

  ↓
对比观察:对比观察标准样品与萃取样品对应层析带的异同


1.实验装置分析
如图为提取胡萝卜素的装置图,请据图回答下列问题:


(1)图中⑤是什么?有什么作用?
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答案 冷凝管。降温,防止加热时有机溶剂挥发。
(2)④烧瓶内加入的萃取剂一般是什么?原料在加入前,一般要进行怎样的处理?
答案 石油醚。原料要进行粉碎和干燥处理。
(3)该萃取过程采用的是水浴加热,其目的是什么?
答案 避免使用明火加热引起燃烧、爆炸。
2.实验过程分析
(1)萃取操作之前,为什么要将胡萝卜粉碎、干燥?
答案 萃取的效率与原料颗粒大小和含水量等有关,原料颗粒小、含水量低时萃取效果好。
(2)实验操作中浓缩的实质是什么?
答案 浓缩的实质是蒸发有机溶剂,提纯胡萝卜素。
3.胡萝卜素粗品的鉴定
(1)结合教材中的图示分析本图有哪些错误。


答案 ①玻璃瓶未加盖密封;②层析液过多,没过了基线;③滤纸两边接触,滤纸的两边不
能相互接触。
(2)层析结果怎样才能表明提取的胡萝卜素纯度高?
答案 若萃取样品中出现了与标准样品一样的层析带,则提取的胡萝卜素纯度高。


3.下列关于提取胡萝卜素的实验流程的叙述中,不正确的是(  )
A.萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶
B.萃取过程中在加热瓶口安装冷凝回流装置,是为了防止加热时有机溶剂的挥发
C.为了提高萃取的效率,可以适当地提高温度,可采用酒精灯直接加热的方法
D.浓缩的过程是为了把萃取剂与             β-胡萝卜素分开
答案 C
解析 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,以便在较高温度下保持液态,从而利
于胡萝卜素溶于有机溶剂,有机溶剂不与水混溶,防止原料中的水分进入萃取液,难以分离,
A 项正确;萃取过程中在加热瓶口安装冷凝回流装置,是为了防止加热时有机溶剂的挥发,
B 项正确;为了提高萃取的效率,可以适当地提高温度,但是由于有机溶剂易挥发且易燃易
爆,因此应避免明火加热,不能采用酒精灯直接加热的方法,C                          项不正确;浓缩的过程是为
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了把萃取剂与      β-胡萝卜素分开,D         项正确。
4.下列关于胡萝卜素鉴定实验的有关叙述中,正确的是(  )
A.每次点样应快速细致,形成直径相同的小圆点
B.点样后应立即将滤纸放入层析液中
C.层析液所用试剂为石油醚和酒精的混合液
D.层析过程中,滤纸放在普通烧杯中
答案 A
解析 每次点样应快速细致,形成直径为                  2 mm 左右的大小相同的小圆点,A           项正确。点样后
需等滤纸上的点样液挥发干后,再将滤纸放入层析液中层析,B                          项不正确。层析液所用试剂
为石油醚,C     项不正确。层析过程中,滤纸应放在密闭的玻璃瓶中,而不能放在普通烧杯中,
因为普通烧杯不能密封,层析液易挥发,D                  项不正确。
 方法链接     蒸馏装置的两种用法
(1)在蒸馏法中的应用:用于蒸馏过程,蒸馏后植物有效成分随水蒸气一起蒸馏,冷凝后存
在于油水混合物中。
(2)在萃取法中的应用:用于萃取液的浓缩,植物有效成分存在于蒸馏烧瓶中,冷凝后收集
到的是有机溶剂。


1.石油醚经常被用作植物有效成分提取时的萃取剂,其原因是(  )
A.具有较高的沸点、萃取效率高、毒性很小
B.具有较低的沸点、萃取效率高、毒性很小
C.具有较高的沸点、萃取效率一般、毒性较小
D.具有较低的沸点、萃取效率高、毒性较大
答案 A
2.下列有关胡萝卜素的叙述,错误的是(  )
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A.胡萝卜素的化学性质稳定,溶于水,不溶于乙醇
B.胡萝卜是提取天然        β-胡萝卜素的原料
C.微生物的发酵生产是工业提取             β-胡萝卜素的方法之一
D.提取后,干燥过程中,时间不能太长,温度不能太高
答案 A
解析 胡萝卜素为橘黄色结晶粉末,不溶于水,微溶于乙醇。胡萝卜素在弱碱性条件下比较
稳定,在酸中不稳定,在光照和含氧条件下也不稳定。
3.影响胡萝卜素提取的因素有(  )
①温度 ②胡萝卜的干燥程度 ③萃取剂的性质 ④萃取剂的使用量 ⑤胡萝卜粉碎块大小 
⑥加热时间

A.①②③④⑤⑥                      B.①③④⑥
C.①②④⑤⑥                       D.①②③⑤
答案 A
4.在胡萝卜素的提取过程中,对材料的处理正确的是(  )
A.要把买来的胡萝卜放置几天后,再做实验
B.在烘箱中烘干胡萝卜时,为了节省时间,要求温度越高越好
C.为了充分干燥胡萝卜,所以干燥时间越长越好
D.要把烘干好的胡萝卜用研钵研成胡萝卜干粉备用
答案 D
解析 新鲜的胡萝卜含有大量的水分,若放置时间太长,就容易变质。干燥时,若温度太高,
时间太长,则胡萝卜素容易分解。因此,需要适宜的温度和时间将胡萝卜烘干,然后用研钵
研成干粉备用。
5.根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质,回答下列问题:
(1)胡萝卜素是        色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素时,常用          作为溶剂,
原因是                    。
(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是                          法。用这种方法提取胡萝卜素的主要步
骤是:粉碎、干燥、      、        、        。
(3)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中,应严格将                         和          控制在一定范围内,原因
是                                                        。
(4)提取的胡萝卜素可通过        法进行鉴定,在鉴定过程中需要用          对照。
(5)一般情况下,提取胡萝卜素时,提取效率与原料颗粒的含水量成        比。
答案 (1)橘(橙)黄  亲脂性有机溶剂(或有机溶剂) 胡萝卜素是脂类物质(或胡萝卜素不
溶于水,易溶于有机溶剂) (2)萃取 萃取 过滤 浓缩
(3)温度 时间 温度过高或时间过长会导致胡萝卜素分解 (4)纸层析 标准样品 (5)反
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解析 (1)胡萝卜素的颜色是橘(橙)黄色,胡萝卜素是脂类物质,根据相似相溶原理,易溶
于亲脂性有机溶剂。(2)提取胡萝卜素常用萃取法,步骤:胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过
滤→浓缩→胡萝卜素。(3)胡萝卜颗粒在加热过程中,应严格将温度和时间控制在一定范围
内,防止胡萝卜素因温度过高和时间过长而导致分解。(4)提取到的胡萝卜素通过纸层析法
鉴定,该过程需要用标准样品作为对照。(5)一般情况下,提取胡萝卜素时,提取效率与原
料颗粒含水量成反比。

                                    课时作业

                                   [学考达标]
1.胡萝卜素可以分为        α、β、γ     三类,划分的依据是(  )
A.层析后出现在滤纸条上的位置
B.根据在人和动物体内的功能和作用部位
C.根据分子式中碳碳双键的数目
D.根据分解后产生的维生素           A 的分子数
答案 C
解析 胡萝卜素的分子式中含有多个碳碳双键,如                      β-胡萝卜素中含有         9 个双键。根据双键
的数目可以把胡萝卜素分为            α、β、γ     三类,其中     β-胡萝卜素是最主要的组成成分。
2.萃取前往往要将胡萝卜烘干,粉碎,并且原料颗粒越小越好,这样做的目的是(  )
A.让胡萝卜尽快溶解成胡萝卜素
B.让原料与萃取剂充分接触,提高萃取效率
C.让原料颗粒尽快溶于萃取剂中
D.节省萃取剂的使用量
答案 B
解析 这样做的目的是让原料形成尽量小的颗粒,以便原料颗粒能与萃取剂发生充分的接触,
保证萃取的彻底性,提高萃取的效率。
3.有同学想研究萃取胡萝卜素的最佳温度,在设计实验时应注意的是(  )
A.萃取时间不用考虑是否相同
B.使用不同的萃取剂,但量要相同
C.原料颗粒大小不同
D.除温度外,其他因素相同,以保证单一变量
答案 D
解析 本实验的目的是研究萃取胡萝卜素的最佳温度,因此,温度就应该是本实验中的实验
变量,也是唯一变量,为了排除其他因素对实验结果的干扰,应保证其余条件相同。
4.下列有关萃取的说法中,不正确的是(  )
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A.萃取后常需分液
B.分液不一定要有萃取
C.分液常用的仪器是分液漏斗
D.萃取所用的试剂一般为水
答案 D
解析 萃取所用的溶剂一般为有机溶剂。
5.为了增加胡萝卜素的萃取量,应该(  )
A.尽量使用含水量多的胡萝卜
B.尽量使用粉碎的胡萝卜颗粒
C.尽量使用水溶性强的有机溶剂
D.尽量在常温条件下萃取
答案 B
解析 胡萝卜素不溶于水,而溶于有机溶剂,因此萃取胡萝卜素时应选用水不溶性的有机溶
剂作为萃取剂,同时应降低原料的含水量。为了增加胡萝卜素的萃取量,应将胡萝卜粉碎后
再使用,以增加胡萝卜与萃取剂的接触面积;还应加热处理,以促进胡萝卜素快速地进入和
溶解于萃取剂。
6.对胡萝卜素的提取顺序,正确的是(  )
A.胡萝卜→粉碎→萃取→干燥→浓缩→过滤→胡萝卜素
B.胡萝卜→粉碎→过滤→干燥→萃取→浓缩→胡萝卜素
C.胡萝卜→粉碎→过滤→萃取→干燥→浓缩→胡萝卜素
D.胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素
答案 D
解析 胡萝卜粉碎,干燥后进行萃取,然后进行过滤,除去萃取液中的不溶物,最后用蒸馏
装置进行浓缩,就可以获得胡萝卜素。
                                   [高考提能]
7.对比观察下列      4 个纸层析鉴定提取的胡萝卜素粗品的层析装置,正确的是哪一个(  )


答案 D
解析 A    项中将点好样的滤纸卷成筒状时,滤纸两边相互接触,会导致溶剂沿滤纸两边的移
动加快,溶剂前沿不齐,影响结果;B                项除与   A 项有相同的错误外,还有的错误是层析液太
多,淹没了样点,会导致层析失败;C                项中将卷好的滤纸筒贴放在色谱容器内壁上,会发生
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与  A 项同样的现象。
8.提取胡萝卜素和提取玫瑰油时都需要加热,但用萃取法提取胡萝卜素时,采用的是水浴加
热法,而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰油时是直接加热。其原因是(  )
A.前者需要保持恒温,后者不需要恒温
B.前者容易蒸发,后者不容易蒸发
C.胡萝卜素不耐高温,玫瑰油耐高温
D.前者烧瓶里含有机溶剂,易燃易爆,后者瓶中是水
答案 D
解析 萃取法提取胡萝卜素利用的原理是胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,因为有机溶剂为
易燃物,应避免明火加热防止爆炸,所以需采用水浴加热的方法。水蒸气蒸馏法提取玫瑰油
利用水蒸气将挥发性强的玫瑰油携带出来,直接加热烧瓶中的热水,不易爆炸。
9.如图甲为胡萝卜素粗品鉴定装置示意图,图乙为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列相关
叙述中,错误的是(  )


A.甲图中    a 的作用是防止层析液挥发
B.在对甲图中的      e 进行点样时,应该快速细致并保持滤纸干燥
C.图乙中    A、B、C、D   四点中,属于标准样品样点的是             A 和 D
D.在图中的层析谱中,②代表的物质是胡萝卜素,①代表的物质是其他色素和杂质
答案 D
解析 甲图为纸层析的装置,乙图为层析的结果。甲图中的                         e 是样品原点,点样应该快速细
致并保持滤纸干燥。图乙中的             A 和 D 是标准样品中的样点,B         和  C 是提取样品的样点。在图
中的层析谱中,①代表的物质是胡萝卜素,②代表的物质是其他色素和杂质。
10.如图为科研人员分别用六种不同的提取溶剂(编号为                     1~6)按相同的提取步骤提取类胡萝
卜素的含量图,下列叙述错误的是(  )
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A.使用有机溶剂为提取剂,是因为类胡萝卜素易溶于有机溶剂
B.相同的提取步骤是为了确保单一变量
C.实验课题为探究六种溶剂系统对枸杞中类胡萝卜素提取的影响
D.实验结论为不同溶剂对不同品种的类胡萝卜素的提取量影响不同
答案 D
解析 从图中可看出,自变量为六种溶剂,因变量为类胡萝卜素含量,结论应为不同溶剂对
同一品种(枸杞)的类胡萝卜素的提取量影响不同。
11.结合所学知识及装置图,回答下列问题:


(1)萃取剂可分为                 和            两种,乙醇和丙酮属于                ,能否用于萃取
β-胡萝卜素?          。作为          β-胡萝卜素萃取剂应符合                         
                                                                   的特点。
(2)在提取   β-胡萝卜素时,常采用的原料是                         ,因为其不仅                  ,而且                                                                        
。
(3)萃取的效率主要取决于           ,同时也受到                等条件的影响。
(4)萃取过程中,第一步需                                             ,以提高效率。
因为                                ,所以应避免明火加热,而采用水浴加热的方法。通
过加热处理,β-胡萝卜素溶解在萃取液中,再经          得到萃取液,经过        后,
可用          装置直接进行浓缩。
答案 (1)水溶性 水不溶性 水溶性 不能 具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,
并且不与水混溶 (2)胡萝卜 廉价易得 β-胡萝卜素含量也较高
(3)萃取剂的性质和使用量 原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间 
(4)将胡萝卜进行粉碎和干燥 有机溶剂大都是易燃物 萃取 过滤 蒸馏
12.胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素               A 而引起的各种疾病;还是常用的食品色素;还具有
使癌变细胞恢复为正常细胞的作用。如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图,请回答下列相
关问题:

胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素
(1)除了可以从植物中提取天然胡萝卜素外,还可以从养殖的岩藻中获得或者利用    生产。
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(2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分,在胡萝卜素的提取过程中,要对新鲜的胡萝卜进行      
处理,但要注意控制           和时间,这是因为                              。
(3)图中   A 过程表示              ,此过程用到的有机溶剂应该具有较高的                           ,能够
充分        胡萝卜素,并且不与水混溶。
(4)图中   B 过程表示         ,浓缩之前进行过滤的目的是                       。
答案 (1)微生物的发酵
(2)干燥 温度 温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解
(3)萃取 沸点 溶解
(4)浓缩 除去萃取液中的不溶物
解析 (1)天然胡萝卜素除取自植物外,还可以从养殖的岩藻中获得或利用微生物的发酵生
产。(2)进行有机溶剂萃取时宜对原料进行干燥处理。(3)图中                       A 为萃取,该过程所用到的有
机溶剂应具有很高的沸点,能充分溶解胡萝卜素,且不与水混溶。(4)图中                              B 为浓缩,在浓
缩前宜进行过滤以除去萃取液中的不溶物。
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13.(2015·全国Ⅱ,39)回答与胡萝卜素有关的问题:
(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是          (填“α­胡萝卜素”、“β­胡萝卜素”
或“γ­胡萝卜素”),该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子                                         ,后者缺乏
会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为                             ,胡萝卜素是                    (填
“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时,        (填“需要”或“不需要”
)将新鲜的岩藻干燥。
(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的                                 作为胡萝卜素的萃取剂,不
选用另外一种的理由是                                                         
                                                                        。
答案 (1)β­胡萝卜素 维生素            A 夜盲症 非挥发性
(2)需要 (3)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(其他答案合理也可)
解析 (1)胡萝卜素中        β­胡萝卜素是最主要的组成成分;一分子的                   β­胡萝卜素在人或动物
的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素                    A;缺乏维生素      A 会造成夜盲症(暂时性夜盲症
可补充维生素      A 得以痊愈)。胡萝卜素为非挥发性物质。(2)提取胡萝卜素时,新鲜的岩藻具
有大量的水分需要进行干燥,以提高萃取效率。(3)乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂,能够
溶解胡萝卜素;乙醇是水溶性有机溶剂,因萃取过程中能与水混溶而影响萃取效果,所以不
宜选作萃取剂。
14.(2013·山东,34)胡萝卜素是一种常用的食用色素,可分别从胡萝卜或产生胡萝卜素的
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微生物体中提取获得,流程如下:


(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌           R 时,可选用                      或平板划线法接种。采用平板
划线法接种时需要先灼烧接种环,其目的是                                     。
(2)培养酵母菌     R 时,培养基中的蔗糖和硝酸盐可以分别为酵母菌                    R 提供     和     。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,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,其目的是                                                                  。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需要用胡萝卜素标准品作为                
。
答案 (1)稀释涂布平板法 杀灭接种环上的微生物
(2)碳源 氮源
(3)干燥时间 水浴 滤去萃取液中的不溶物
(4)(实验)对照
解析 (1)接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法,接种过程为了避免其他
杂菌的污染,要做无菌操作,所以接种前需对接种环灭菌操作。(2)蔗糖主要提供碳源,当
然也可以作为能源物质,硝酸盐含氮元素,可提供氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导
致胡萝卜素分解;由于萃取剂往往有挥发性,直接加热时挥发出来的有机溶剂遇明火易爆炸;
萃取后需将原料中的固体物滤去。(4)提取出来的胡萝卜素往往不是纯的,用标准样品主要
起一个对照的作用。
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