Question

【题目】紫草在中医中具有抗菌、抗病毒和治疗水火烫伤等功效。紫草素中主要有效成分为紫草醌及其衍生物，沸点567℃左右，易溶于石油醚（沸点90～120℃）、植物油（沸点通常在200℃以上）、丙酮（沸点56℃）等，不溶于水。提取紫草素的方法有多种，下面介绍2种提取方法，分析并回答问题：

（1）石油醚索氏提取法：采用索氏提取器（如图所示）从固体物质中萃取化合物的一种方法。利用溶剂回流和虹吸原理，使固体物质每一次都能为纯的溶剂所萃取，所以萃取效率高。

①紫草素主要存在于紫草的根部，萃取之前需要进行干燥和粉碎，干燥处理的原因是____________；粉碎处理的目的是____________。

②萃取的效率主要取决于萃取剂的____________，萃取时若对烧瓶采用水浴加热，则萃取剂选择石油醚而不选择植物油的理由是____________。

（2）纤维素酶解法：植物的有效成分往往包裹在细胞壁内，用纤维素酶解细胞壁，进而有利于提取。纤维素酶酶解细胞壁后，再用丙酮提取紫草素。最佳酶解条件：温度为35℃、时间为12h、pH为5、酶浓度为1%。

①从土壤中筛选产纤维素酶的微生物，人们常用刚果红染色法，后将该种微生物扩大培养。从培养液里利用____________法可以至少分离出具有活性纤维素酶的____________种酶组分。

②为了确定酶的最适用量，在最适温度和pH、一定底物量的条件下，可以通过____________实验后逐步缩小范围并最终确定水解单位质量纤维素的酶的最适用量。

③用丙酮提取了紫草素后，经过过滤，除去不溶物，可直接使用____________装置除去丙酮，获得紫草素。

Answer 1

【答案】原料含水多会降低萃取效率 使原料与萃取剂充分接触，提高萃取效率 性质和使用量 石油醚在100℃左右能够形成蒸汽而植物油不能 凝胶色谱法（色谱柱法）或电泳 3 预 蒸馏

【解析】

1、影响萃取的因素

萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还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。一般来说，原料颗粒小，萃取温度高，时间长，需要提取的物质就能够充分溶解，萃取效果就好。因此，萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥。2、纤维素酶能够将纤维素范围葡萄糖。纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。纤维素分解菌可以用刚果红染液进行鉴别，能够产生透明圈的菌落就是纤维素分解菌。

（1）①紫草素主要存在于紫草的根部，由于原料含水多会降低萃取效率，因此为了提高萃取的效率，在萃取之前通常需要进行干燥处理，对原料进行粉碎的目的是使原料与萃取剂充分接触，从而使萃取物能够充分溶解，进而提高萃取效率。

②萃取的效率主要取决于萃取剂的性状和使用量，萃取时若对烧瓶采用水浴加热，则意味着烧瓶内温度保持在100℃，若用植物油，无法形成蒸汽，进而不能提高萃取效率，而石油醚在100℃左右能够形成蒸汽，因此根据题中各溶剂的沸点可知，这里应该选择的萃取剂为石油醚而不选择植物油。

（2）①分离蛋白质的方法是凝胶色谱法和电泳法，纤维素酶的化学本质是蛋白质，因此若要分离出具有活性纤维素酶可利用凝胶色谱法（色谱柱法）或电泳法进行，纤维素酶是一种复合酶，一般认为至少包括三种组分，即为C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，因此对纤维素酶分离时，至少可以分离出纤维素酶的3种组分。

②为了确定酶的最适用量，在对反应条件不太清楚的情况下，首先将无关变量控制在相同且适宜的条件下，然后以酶量的变化为自变量，以反应速率为因变量进行预实验，根据预实验的实验结果，再进一步缩小范围并最终确定水解单位质量纤维素的酶的最适用量。

③用丙酮提取了紫草素后，经过过滤，除去不溶物，对获得的滤液进行处理，以便获得紫草素，这里可直接使用蒸馏装置除去丙酮，因为丙酮的沸点很低，而紫草素的沸点很高，据此可用蒸馏法直接除去。