茶葉中咖啡因的提取方法比較
發(fā)布時(shí)間:2019-08-31 來源: 幽默笑話 點(diǎn)擊:
【摘 要】 茶葉中富含咖啡因,咖啡因在醫(yī)藥上有重要的作用,我國是茶葉的生產(chǎn)大國,資源豐富,茶葉中咖啡因的提取方法很多,本文進(jìn)行多種提取方法的比較,目的是為了找出一種操作方法簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)保、產(chǎn)率相對(duì)較高的提取方法。
【關(guān)鍵詞】 茶葉 咖啡因 提取方法 比較
1 綜述
咖啡因又叫咖啡堿,1820年由林格(Runge)最初從咖啡豆中提取得到,其后在茶葉,冬青茶中亦有發(fā)現(xiàn)。我國于1950年從茶葉中提得,1958年采用合成法生成。具有能激活中樞神經(jīng)系統(tǒng),可用于制造長(zhǎng)效鎮(zhèn)痛藥物,可以抵抗困倦、傷風(fēng)感冒、哮喘和水腫之功效。它也是復(fù)方阿司匹林(A.P.C)等藥物的組分之一。茶葉中含有1%~5%的咖啡因,同時(shí)還含有單寧酸、色素、纖維素等物質(zhì)。
2 形狀與穩(wěn)定性
咖啡因是弱堿性化合物,化學(xué)名稱為1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤?Х纫蛞兹苡诼确,水及乙醇等。含結(jié)晶水的咖啡因?yàn)闊o色針狀晶體,在100℃時(shí)失去結(jié)晶水,并開始升華,120℃時(shí)顯著升華,178℃時(shí)迅速升華,純品熔點(diǎn)238℃,利用這一性質(zhì)可提取和純化咖啡因。
水提取-升華法用水直接煮沸提取,然后蒸去溶劑,得到粗的咖啡因,醇提取-升華法利用95%乙醇作為溶劑,在索氏提取器中連續(xù)抽提,粗咖啡因中還含有其它一些生物堿和雜質(zhì)(如單寧酸)等,可利用升華法進(jìn)一步提純;氯仿提取-萃取法選用水作為溶劑,加熱浸提,再用有機(jī)溶劑氯仿,從提取液中萃取出咖啡因。采用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)兩種茶葉末(10克)(綠茶、大樹茶),通過水提取-升華法、醇提取-升華法、氯仿提取-萃取法三種方法進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)而從中找到一種相對(duì)較好的省時(shí)、低成本、操作簡(jiǎn)單、安全、環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法。
3 實(shí)驗(yàn)部分
3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
索氏提取器、圓底燒瓶、電熱套、量筒、燒杯、蒸發(fā)皿、玻璃漏斗、蒸餾瓶、冷凝管、電爐、電子天平、玻璃棒、刮刀,溫度計(jì)等。
干茶葉(大樹茶、綠茶),水,酒精,氯仿,生石灰粉,大理石。
3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
3.2.1 方法一(水-提取升華法)
用電子天平稱取10 g市售茶葉末,用紗布包起,加入到盛有100 mL蒸餾水的250mL燒杯中,加熱煮沸30分鐘,把茶葉提出水面,冷卻至室溫,濾去茶渣,把茶葉水轉(zhuǎn)移至漏斗過濾,濾液轉(zhuǎn)至蒸發(fā)皿中加熱濃縮至12~15ml左右[1],再加3~4g生石灰(生石灰能中和咖啡因里的單寧酸等物質(zhì))。粉攪拌成糊狀,用干凈表面皿罩上蒸發(fā)皿,小火加熱至棕色煙霧產(chǎn)生停止加熱,冷卻后用小刀刮下咖啡因用電子天平稱量并記錄。
3.2.2 方法二(醇-提取升華法)
稱取10g茶葉末,放入索氏提取器的濾紙?zhí)淄仓校趫A底燒瓶中加入100mL95%乙醇,用水浴加熱,連續(xù)提取約2.0~2.5h到提取液為淺色后,停止加熱。稍冷,改成蒸餾裝置,回收提取液中的大部分乙醇。趁熱將瓶中的提取液倒入蒸發(fā)皿中,拌入3~4g生石灰,蒸發(fā)皿上蓋一張帶有密集小孔且孔刺向上的濾紙,再倒扣一個(gè)口徑比蒸發(fā)皿略小的玻璃漏斗。水浴加熱不斷攪拌蒸干。當(dāng)玻璃漏斗出現(xiàn)棕色煙霧時(shí),即表示升華完畢,停止加熱。冷卻后,取下漏斗,輕輕揭開濾紙,用刮刀將附著在濾紙上下兩面及漏斗內(nèi)壁的咖啡因刮下[3]稱重。
3.2.3 方法三(氯仿-提取萃取法)
用電子天平稱取稱取10g茶葉末用紗布包好后放入250ml燒杯中,加入150ml蒸餾水,在石棉網(wǎng)上煮沸30分鐘.注意不要讓溶液溢出,稍冷后(約50°C)[2],用濾紙過濾除去茶渣,將黑色提取液小心傾倒至另一燒杯中,冷至室溫后,轉(zhuǎn)入250ml的分液漏斗,加入50ml的氯仿?lián)u振片刻,靜置分層,此時(shí)在兩相界面處產(chǎn)生乳化層,將分液漏斗下層的有機(jī)相濾液,按上述方法發(fā)重復(fù)萃取,將濾液轉(zhuǎn)入50ml圓底燒瓶,加入幾粒大理石,在水浴中蒸餾回收氯仿,將圓底燒瓶中的濃縮液倒入燒杯中水浴加熱除去氯仿,直到蒸餾瓶?jī)?nèi)剩10~20ml黑綠色提取液為止。用上述升華方法提純咖啡因,所得產(chǎn)品用電子天平稱重并記錄。
4 結(jié)果及分析
4.1 結(jié)果記錄
每種方法做三次平行實(shí)驗(yàn),取平均值填入下表:
4.2 結(jié)果分析
從表而可知:
。1)水-提取升華法操作簡(jiǎn)單易行,對(duì)周圍環(huán)境無影響溶劑水的成本低,但產(chǎn)率較高。
(2)醇-提取升華法提取咖啡因雖然提取率較高,但回流時(shí)間長(zhǎng),溶劑使用量大,使用的索氏提取器價(jià)格較高,且連接的虹吸管易破碎,造成成本高。并且使用的溶劑乙醇易燃,對(duì)操作人員可能會(huì)造成一定的危險(xiǎn)。
。3)氯仿-提取萃取法產(chǎn)率低耗時(shí)長(zhǎng),成本高產(chǎn)率相對(duì)于其它兩種方法低,并且使用的萃取劑氯仿有毒,價(jià)高,又易揮發(fā),散布于空氣中,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,在操作過程中不可避免地對(duì)操作人員的身體健康帶來一定的危害[3]。
。4)綠茶不論用哪種方法提取均產(chǎn)率均略高于大樹茶,但市場(chǎng)價(jià)高于大樹茶。
結(jié)論:水-提取升華法,耗時(shí)在三種方法中較短,成本低,操作過程中無污染、產(chǎn)率高,是一種三種方法中的較為理想的從茶葉中提取咖啡因的方法,具有一定的實(shí)用性。另外雖然綠茶中的咖啡因含量但市場(chǎng)價(jià)高,我們提倡用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)價(jià)廉的大樹茶作為原料提取咖啡因較為可行。同時(shí)通過該實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)天然有機(jī)物的提取產(chǎn)生一定的興趣及感性認(rèn)識(shí),為今后專業(yè)實(shí)驗(yàn)打下一定的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]楊祖幸,湯潔等.從茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?yàn)方法及裝置的改進(jìn)[J].2008(27):3.
2008年3月第27卷第三期實(shí)[驗(yàn)室研究與探索].
[2]張生明,茶葉中提取咖啡因方法的研究[J].青海民族大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版),2010(5).
[3]普燕萍,陶廣書.從茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?yàn)方法比較[J].云南民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000,9(2):92~93.
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