Question

【題目】紫草在中醫(yī)中具有抗菌、抗病毒和治療水火燙傷等功效。紫草素中主要有效成分為紫草醌及其衍生物，沸點(diǎn)567℃左右，易溶于石油醚（沸點(diǎn)90～120℃）、植物油（沸點(diǎn)通常在200℃以上）、丙酮（沸點(diǎn)56℃）等，不溶于水。提取紫草素的方法有多種，下面介紹2種提取方法，分析并回答問(wèn)題：

（1）石油醚索氏提取法：采用索氏提取器（如圖所示）從固體物質(zhì)中萃取化合物的一種方法。利用溶劑回流和虹吸原理，使固體物質(zhì)每一次都能為純的溶劑所萃取，所以萃取效率高。

①紫草素主要存在于紫草的根部，萃取之前需要進(jìn)行干燥和粉碎，干燥處理的原因是____________；粉碎處理的目的是____________。

②萃取的效率主要取決于萃取劑的____________，萃取時(shí)若對(duì)燒瓶采用水浴加熱，則萃取劑選擇石油醚而不選擇植物油的理由是____________。

（2）纖維素酶解法：植物的有效成分往往包裹在細(xì)胞壁內(nèi)，用纖維素酶解細(xì)胞壁，進(jìn)而有利于提取。纖維素酶酶解細(xì)胞壁后，再用丙酮提取紫草素。最佳酶解條件：溫度為35℃、時(shí)間為12h、pH為5、酶濃度為1%。

①?gòu)耐寥乐泻Y選產(chǎn)纖維素酶的微生物，人們常用剛果紅染色法，后將該種微生物擴(kuò)大培養(yǎng)。從培養(yǎng)液里利用____________法可以至少分離出具有活性纖維素酶的____________種酶組分。

②為了確定酶的最適用量，在最適溫度和pH、一定底物量的條件下，可以通過(guò)____________實(shí)驗(yàn)后逐步縮小范圍并最終確定水解單位質(zhì)量纖維素的酶的最適用量。

③用丙酮提取了紫草素后，經(jīng)過(guò)過(guò)濾，除去不溶物，可直接使用____________裝置除去丙酮，獲得紫草素。

Answer 1

【答案】原料含水多會(huì)降低萃取效率 使原料與萃取劑充分接觸，提高萃取效率 性質(zhì)和使用量 石油醚在100℃左右能夠形成蒸汽而植物油不能 凝膠色譜法（色譜柱法）或電泳 3 預(yù) 蒸餾

【解析】

1、影響萃取的因素

萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時(shí)還受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等條件的影響。一般來(lái)說(shuō)，原料顆粒小，萃取溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，需要提取的物質(zhì)就能夠充分溶解，萃取效果就好。因此，萃取前，要將胡蘿卜進(jìn)行粉碎和干燥。2、纖維素酶能夠?qū)⒗w維素范圍葡萄糖。纖維素酶是一種復(fù)合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。纖維素分解菌可以用剛果紅染液進(jìn)行鑒別，能夠產(chǎn)生透明圈的菌落就是纖維素分解菌。

（1）①紫草素主要存在于紫草的根部，由于原料含水多會(huì)降低萃取效率，因此為了提高萃取的效率，在萃取之前通常需要進(jìn)行干燥處理，對(duì)原料進(jìn)行粉碎的目的是使原料與萃取劑充分接觸，從而使萃取物能夠充分溶解，進(jìn)而提高萃取效率。

②萃取的效率主要取決于萃取劑的性狀和使用量，萃取時(shí)若對(duì)燒瓶采用水浴加熱，則意味著燒瓶?jī)?nèi)溫度保持在100℃，若用植物油，無(wú)法形成蒸汽，進(jìn)而不能提高萃取效率，而石油醚在100℃左右能夠形成蒸汽，因此根據(jù)題中各溶劑的沸點(diǎn)可知，這里應(yīng)該選擇的萃取劑為石油醚而不選擇植物油。

（2）①分離蛋白質(zhì)的方法是凝膠色譜法和電泳法，纖維素酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此若要分離出具有活性纖維素酶可利用凝膠色譜法（色譜柱法）或電泳法進(jìn)行，纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為至少包括三種組分，即為C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，因此對(duì)纖維素酶分離時(shí)，至少可以分離出纖維素酶的3種組分。

②為了確定酶的最適用量，在對(duì)反應(yīng)條件不太清楚的情況下，首先將無(wú)關(guān)變量控制在相同且適宜的條件下，然后以酶量的變化為自變量，以反應(yīng)速率為因變量進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再進(jìn)一步縮小范圍并最終確定水解單位質(zhì)量纖維素的酶的最適用量。

③用丙酮提取了紫草素后，經(jīng)過(guò)過(guò)濾，除去不溶物，對(duì)獲得的濾液進(jìn)行處理，以便獲得紫草素，這里可直接使用蒸餾裝置除去丙酮，因?yàn)楸�酮的沸點(diǎn)很低，而紫草素的沸點(diǎn)很高，據(jù)此可用蒸餾法直接除去。