●教材原有实验简介
“植物芳香精油的提取”课题，对应课程标准中的具体内容标准是“研究从生物材料中提取某些特定成分”。在本专题的学习中，学生应当学会设计简易的实验装置，应当了解提取植物有效成分的基本原理和方法，并学习摸索提取有效成分的最佳条件。该课题实验涉及较多的化学仪器及比较复杂的实验操作，实际操作过程中，现象不够明显；实验材料成本高；实验装置安全性不够高；达到较好实验效果需要的操作步骤较复杂等，也存在课堂教学的有效组织问题。
●本实验改进之处
本实验利用三种方法（蒸馏法、压榨法、萃取法），尝试多种实验材料进行精油提取，以探究成本低、出油高的精油提取材料及方法。
●课前准备
1.材料
玫瑰花瓣、月季花瓣、薰衣草、橘皮、柚子皮、柠檬皮、胡萝卜、生姜、大蒜。
2.药品
明矾、石灰水。
3.用具
铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶、橡皮管。
4.设备
精油提取仪、榨汁机、 自制手动压榨装置。
●教学目标
1.知识技能
（1）设计简易的实验装置来提取植物芳香精油。
（2）了解提取植物芳香精油的基本原理。
2.过程方法
初步学会用水蒸气蒸馏法和压榨法提取植物芳香精油，创造性地解决问题，通过小组合作的方式，操作复杂生物实验。
3.情感目标
（1）通过小组合作实验，形成严谨、科学、求实的态度和精神。
（2）体验和感受生活中涉及的生物技术。
●课时建议
2课时
●教学过程
实验一：蒸馏法
一、材料比较
玫瑰花瓣、月季花瓣。
二、实验操作流程
最好是选用当天采摘的鲜玫瑰花。将花瓣用清水冲洗，去掉上面的灰尘等杂质，沥干水分。处理材料时，尽量将材料剪碎或碾碎，如将花瓣用剪刀剪碎，将干花用研钵磨碎，这样做便于水和水蒸气与材料充分接触，以利出油。
三、实验步骤
1.称取50g花瓣，放入500mL的圆底烧瓶中，加入200mL蒸馏水。按教科书图6-2所示安装蒸馏装置。蒸馏装置包括：铁架台两个、酒精灯、石棉网、蒸馏瓶、橡胶塞、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、锥形瓶，以及连接进水口和出水口的橡皮管。所有仪器必须事先干燥，保证无水。整套蒸馏装置可分为左、中、右三部分，其中左边的部分通过加热进行蒸馏，中部将蒸馏物冷凝，右边的部分用来接收。安装仪器一般都按照自下而上、从左到右的顺序。拆卸仪器的顺序与安装时相反。具体安装顺序和方法如下：
（此图片来自人民教育出版社高中生物教材选修1 《生物技术实践》P74）
（1）固定热源——酒精灯。
（2）固定蒸馏瓶，使其离热源的距离如教科书中图6-2所示，并且保持蒸馏瓶轴心与铁架台的水平面垂直。
（3）安装蒸馏头，使蒸馏头的横截面与铁架台平行。
（4）连接冷凝管。保证上端出水口向上，通过橡皮管与水池相连；下端进水口向下，通过橡皮管与水龙头相连。
（5）连接接液管（或称尾接管）。
（6）将接收瓶瓶口对准尾接管的出口。常压蒸馏一般用锥形瓶而不用烧杯做接收器，接收瓶应在实验前称重，并做好记录。
（7）将温度计固定在蒸馏头上，使温度计水银球的上限与蒸馏头侧管的下限处在同一水平线上。
2.蒸馏装置安装完毕后，可以在蒸馏瓶中加几粒沸石，防止液体过度沸腾。打开水龙头，缓缓通入冷水，然后开始加热。加热时可以观察到，蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾，蒸汽逐渐上升，温度计读数也略有上升。当蒸汽的顶端达到温度计水银球部位时，温度计读数急剧上升。在整个蒸馏过程中，应保证温度计的水银球上常有因冷凝作用而形成的液滴。控制蒸馏的时间和速度，通常以每秒1～2滴为宜。蒸馏完毕，应先撤出热源，然后停止通水，最后拆卸蒸馏装置，拆卸的顺序与安装时相反。
3.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0.1 g/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。向接收瓶中加入无水硫酸钠，吸去油层中含有的水分，放置过夜。
为了更好地将油、水两层液体分离，操作时应注意正确使用分液漏斗。分液漏斗的使用方法如下。
（1）首先把活塞擦干，为活塞均匀涂上一层润滑脂，注意切勿将润滑脂涂得太厚或使润滑脂进入活塞孔中，以免污染萃取液。
（2）塞好活塞后，把活塞旋转几圈，使润滑脂分布均匀。并用水检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏，确认不漏水后再使用。
（3）将分液漏斗放置在大小合适的、并已固定在铁架台上的铁圈中，关好活塞。将待分离的液体从上部开口处倒入漏斗中，塞紧顶塞，注意顶塞不能涂润滑脂。
（4）取下分液漏斗，用右手手掌顶住漏斗顶塞并握住漏斗颈，左手握住漏斗活塞处，大拇指压紧活塞，将分液漏斗略倾斜，前后振荡（开始振荡时要慢）。
（5）振荡后，使漏斗口仍保持原倾斜状态，左手仍握在漏斗活塞处，下部管口指向无人处，用拇指和食指旋开活塞，使其释放出漏斗内的蒸汽或产生的气体，以使内外压力平衡，这一步操作也称作“放气”。
（6）重复上述操作，直至分液漏斗中只放出很少的气体时为止。再将分液漏斗剧烈振荡2～3 min，然后将漏斗放回铁圈中，待液体静置分层。
实验二：压榨法
一、材料比较
橘子皮、柚子皮、柠檬皮。
二、课前准备
在实验前一天，教师需要准备新鲜的、没有霉烂的橘皮，用量可根据实验人数来决定。用清水冲洗橘皮，去掉灰尘等杂质，沥干水分后，将橘皮摊放在干燥通风处。将晾干的橘皮浸泡在pH大于12、质量分数为7%～8%的石灰水中，时间为16～24 h，中间翻动2～3次。浸泡好的橘皮呈黄色、无白芯、稍硬、脆而不断、具有弹性。这样的橘皮在压榨时不易打滑，橘油的喷射力强；压榨后的残渣呈颗粒状，残渣中的含水量低，黏稠度不太高，过滤时比较顺利，不易堵塞筛孔。
三、实验步骤
1.将浸泡后的橘皮，用流动的水漂洗，洗净后捞起、沥干。切记一定要将橘皮彻底冲洗干净。然后将橘皮粉碎至3 mm大小，放入家用榨汁机或手动压榨机中粉碎。粉碎时加入与橘皮同质量的质量分数为0.25%的小苏打和质量分数为5%的硫酸钠溶液，并调节pH为7～8。
2.在榨出的油水混合液中加入明矾，使之沉淀直至澄清，然后用布袋过滤，除去糊状残渣。再将得到的混合物，用6000r/min～8000r/min的转速进行高速离心。在正常情况下，离心后获得的香精油将是澄清透明的。
3.分离出的香精油往往带有少量水分和蜡质等杂质，为了进一步除去杂质，可以将分离的产品放在5℃～10℃的冰箱中，静置5～7d，让杂质与水下沉。然后用吸管吸出上层澄清的油层，再通过垫有滤纸或石棉纸的漏斗进行减压抽滤，得到黄色油状的橘皮精油。
实验三：萃取法
一、材料比较
胡萝卜、生姜、大蒜。
二、基础知识(www.zuozong.com)
1.胡萝卜素的性质
2.胡萝卜素的来源
植物、岩藻、微生物发酵。
3.方法
萃取法。
4.影响因素
萃取剂性质、用量；原料颗粒大小、紧密程度、含水量；温度、时间等。
5.选择控制
溶剂：石油醚。
原料：颗粒小、干燥。
条件：温度较高，时间长。
三、实验步骤
1.原料加工：取500g新鲜原料，清水清洗，沥干、粉碎、烘干。
2.原料装填：将粉碎后的材料与200mL石油醚装入蒸馏瓶。
3.加热萃取：安装萃取回流装置，沸水浴加热萃取30min。
4.过滤：将萃取物过滤，除去固体物，得到萃取液。5.浓缩：安装水蒸气蒸馏装置，加热萃取液，萃取剂挥发，得到固体物质。（注意事项：烘干时，温度过高、时间过长，胡萝卜素会分解。）
●板书设计
学生实验报告
植物芳香精油的提取
班级 __________ 姓名 __________ 实验日期__________
一、课题目标
本课题通过设计简易的实验装置来提取植物芳香精油，了解提取植物芳香精油的基本原理，研究从生物材料中提取特定成分的方法，初步学会某些植物芳香精油的提取技术。
二、知识要点
1.植物芳香精油的特性：
具有很强的 ___________________，易溶于 _______________，主要成分包括萜类化合物及其衍生物。
2.植物芳香精油的提取方法：蒸馏、压榨、萃取
（1）________________________是植物芳香精油提取的常用方法。
原理：___________________________________________________________，形成________________________，冷却后，混合物又重新分出 ______________和___________。
分类：根据蒸馏过程中 ______________的位置，可以将水蒸气蒸馏法划分为___________________、________________________和________________________。
局限性：水中蒸馏的方法对于有些原料不适用，如柑橘和柠檬。这是因为__________________________________________________________等问题。 因此，柑橘、柠檬芳香精油的制备通常使用______________________法。
（2）压榨法：主要适用于_____________。
（3）萃取法：
原理：芳香精油易溶于有机溶剂，_____________挥发后得到芳香精油。如 ___________、酒精、乙醚和戊烷等。
步骤：萃取法是将_____________________________________________________________________________的方法。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 __________________了。
不足：用于萃取的有机溶剂必须 ______________， _____________，否则会影响芳香精油的质量。
●学生评价方案
思考题
1. 实验中提取的植物精油是水溶性还是脂溶性的？
2. 如果要提高产品的质量，在蒸馏时间和蒸馏温度上应该注意什么？
3. 从乳状液中分离得到的芳香精油中要加入无水硫酸钠，此剂的作用是什么？
●实验成果展示
小资料
精油的历史可以追溯到1000年前。 中国是其中一个最早把芳香植物用于维持健康的国家。它们的用法包括通过燃烧来薰香， 以帮助建立调和性和平衡。
后来，埃及发明了简易的蒸馏机，蒸馏出雪松精油。雪松、丁香、 肉桂、 肉豆蔻和没药被埃及人用于尸体防腐。20世纪初人们打开这些坟墓后，还能发现这些药草的残迹。 而且依然有很微弱的香味。尽管埃及人会用原始的蒸馏机提炼出雪松，但其他油更像是浸泡油。埃及人把浸泡油和草药制剂用在心灵上、 医疗上、香薰和美容。埃及男人用香料用得跟女性一样多。 男性把固体的香料放在头上，让它融化，覆盖全身，从而令自己芳香。
希腊人丛埃及人那里学到很多知识。希波克拉底（被称为医学之父）尝试把香薰用在芳香与治疗方面。
罗马人在埃及人和希腊人的基础上，写下了记载500种植物的特性的书。同时，罗马人也研究蒸馏技术，但这时他们的焦点所在是花水而不是精油。
11世纪蒸馏技术改良使精油的生产与它们的作用更引人注目。
12世纪，德国一个女修道院院长（Hildegarde）蒸馏出薫衣草精油，并发现了其医疗效用。
13世纪，制药工业诞生，刺激了精油的大量生产。
14世纪，黑死病暴发，草药制剂用于对抗黑死病。 同时人们相信香料所蕴含的自然芳香物质能够对抗感染。
15世纪，人们蒸馏出更多精油：乳香、杜松、玫瑰、鼠尾草、迷迭香。大量描述草药及其特性的书籍出现。
16世纪，人们可以在药房买到精油，更多种类的精油被发现。
16、 17世纪，香水开始被看作一门艺术，开始分离成为独立的一个领域。
19世纪，香水工业发展。同时科学的发展令精油的主要成分能够被分离出来。
20世纪，分离出精油主要成分的知识被用于化学物和药物的合成。人们相信分离出主要有效成分并单独使用，能更有效更经济。这些发现促进了现代药学和合成香精，但实际上削弱了精油在医疗和芳香方面的用途。
20世纪初，法国化学家（医学博士）PH. Cattefosse（就是那个著名的烧伤手，然后把手放到薰衣草精油里面去的那个人） 由于他的经历，他相信精油作为一个整体可以发挥协同作用，比分离出单一的成分更为有效。
20世纪还有一些芳香治疗师， 包括Jean Valnet，Madam Marguerite Maury和Robert B.Tisserand.Jean Valnet（法国人） 因为在战争期间用精油治疗受伤的士兵而闻名。莫利夫人，生物化学家，把精油用在美容用途上。Robert B.Tisserand是把芳香疗法的知识和教育引入英语国家的人之一。他写的书（The Art Of Aromatherapy）是第一本英文的芳疗书籍。【精油的前世今生［J］.食品与药品，2006（8B）：58-58.】
参考文献
［1］生物技术实践［A］.普通高中课程标准实验教科书：生物选修1 ［M］.北京：人民教育出版社，2007.
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