茶葉中咖啡因和茶多酚提取方法的比較
發(fā)布時(shí)間:2019-08-31 來(lái)源: 感悟愛情 點(diǎn)擊:
中國(guó)是茶的故鄉(xiāng),制茶、飲茶已有幾千年歷史,名品薈萃。茶有健身、治疾之藥物療效,又富欣賞情趣,可陶冶情操。茶葉含有各種豐富的化學(xué)組分,在化工專業(yè)的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中,以咖啡因和茶多酚兩種組分為主。而筆者在教學(xué)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),很多同學(xué)對(duì)這兩種物質(zhì)的性質(zhì)以及制備方法容易混淆,在此筆者想通過(guò)下述內(nèi)容,來(lái)讓大家更加直觀的區(qū)別這兩種物質(zhì)及其制備方法。
一、茶葉中茶多酚的制取
。ㄒ唬┎瓒喾雍(jiǎn)介
茶多酚(Tea Polyphenols)是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱,化學(xué)式C17H19N3O包括黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等。主題為黃烷醇(兒茶素)類,兒茶素占60%~80%。 類物質(zhì)茶多酚又稱茶鞣或茶單寧,是形成茶葉色香味的主要成份之一,也是茶葉中有保健功能的主要成份之一。
。ǘ┰诓枞~中提取茶多酚的工藝介紹
傳統(tǒng)工藝:以水或乙醇為溶劑,采用水浴加熱至80℃ 保溫提取多次。合并提取液后用等體積的氯仿萃取,分出氯仿相后改用乙酸乙酯多次萃取,將乙酸乙酯大部回收后濃縮近干,冷凍干燥后用去離子水反復(fù)重結(jié)晶即得精品。但該法的缺點(diǎn)是操作費(fèi)時(shí)麻煩、溶劑消耗量大、毒性大、成本高、提取率低,在高溫下提取,茶多酚易氧化變質(zhì)等。
用微波輻射萃取茶多酚:提取溶劑為50%乙醇,功率320瓦,萃取時(shí)間18秒,液固比(mL/g)1:9,二級(jí)提取,此條件下的茶多酚的提取率為92.7%。與傳統(tǒng)的索氏提取相比,微波法提取的最大優(yōu)點(diǎn)是提取時(shí)間大大縮短,且提取率較高。
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實(shí)驗(yàn)原理:
利用茶多酚易溶于乙醇、乙酸乙酯,而不溶于氯仿的性質(zhì)來(lái)提取茶多酚。
實(shí)驗(yàn)器材與試劑:
器材:250ml的三口燒瓶,布袋,蒸發(fā)皿,分液漏斗,等。
試劑:茶葉,碳酸鈉,乙醇,氯仿,乙酸乙酯,蒸餾水,等。
實(shí)驗(yàn)步驟:
1、提。簩⒎鬯榈10 g茶葉中加入2g碳酸鈉并放入布袋內(nèi)放好,置于三口燒瓶?jī)?nèi),加乙醇50ml,加熱煮沸0.5h,傾出提取液至蒸發(fā)皿內(nèi),再用10ml乙醇洗滌茶葉包,洗滌液并入提取液。
2、分離純化:將裝有提取液的蒸發(fā)皿置于石棉網(wǎng)上加熱濃縮至提取液體積月約20ml,冷卻至室溫后將濃縮液移置分液漏斗,加入等量的氯仿萃取2次,水層用于制備茶多酚。將氯仿萃取后的水層用等量乙酸乙酯萃取2次,每次20min,合并乙酸乙酯萃取液,水浴減壓蒸餾回收乙酸乙酯,趁熱將殘液移入潔凈干燥好的蒸發(fā)皿,改用水蒸氣浴加熱濃縮至近干,冷卻至室溫后,放入冰箱內(nèi)冷凍干燥,將白色粉末茶多酚粗品,粗品用蒸餾水進(jìn)行重結(jié)晶,得茶多酚精品。干燥后稱量,計(jì)算產(chǎn)率。
3、注意事項(xiàng):從茶葉中提取茶多酚的是,在提取茶多酚前,先用前處理溶劑對(duì)茶葉原料進(jìn)行脫雜,即除去妨礙茶多酚被提取了出來(lái)的多種雜質(zhì),然后再提取,達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、降低成本的經(jīng)濟(jì)目的。該技術(shù)克服了先前沉淀法三廢污染嚴(yán)重、操作繁雜、溶劑法成本高、CO2超臨界萃取法設(shè)備投資大、技術(shù)操作難等缺陷。
二、茶葉中提取咖啡因
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咖啡因又稱咖啡堿、茶素?Х纫蚓哂写碳ば呐K、興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用,因此可用作中樞神經(jīng)興奮藥。它也是復(fù)方阿司匹林(APC)等藥物的組分之一?Х葔A為嘌呤的衍生物,化學(xué)名稱是1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤,其結(jié)構(gòu)式與茶堿,可可堿類似。
。ǘ┎枞~中提取咖啡因?qū)嶒?yàn)
實(shí)驗(yàn)原理:
茶葉中含有咖啡因,約占3.4,另外還含有11%~12%的丹寧酸(鞣酸),0.6%的色素、纖維素、蛋白質(zhì)等。為了提取茶葉中的咖啡因,可用適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ缫掖嫉龋┰谥咎崛∑髦羞B續(xù)萃取,然后蒸去溶劑,即得粗咖啡因。粗咖啡因中還含有其它一些生物堿和雜質(zhì)(如單寧酸)可利用升華法進(jìn)行提取。
實(shí)驗(yàn)器材:
茶葉、95%乙醇、生石灰250mL索氏提取器一套、蒸發(fā)皿、玻璃漏斗、蒸餾頭、接受管、250mL錐形瓶、球型冷凝管。
實(shí)驗(yàn)裝置及其用途:
1、索氏提取器:對(duì)茶提取葉中的咖啡因進(jìn)行
2、回流提取裝置:在無(wú)索氏提取器的情況下,可采用回流冷凝裝置。但一般回流冷凝裝置所用溶劑量較大,且提取效果較索氏提取器差。
3、升華裝置:用升華法可制得純度較高的產(chǎn)品,但此法損失較大。 在蒸發(fā)皿中加入已充分干燥的待升華物質(zhì),蒸發(fā)皿上蓋一張帶有密集小孔的濾紙,再倒扣一個(gè)口徑比蒸發(fā)皿略小的玻璃漏斗。為避免蒸氣逸出,在漏斗頸部塞一小團(tuán)棉花。
(三)茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?yàn)改進(jìn)方案
改進(jìn)的原理:
有一些論文上只用5克茶葉,得到的產(chǎn)物是毫無(wú)意義的0.1克,本次的實(shí)驗(yàn)加大了使用茶葉的量,有兩個(gè)目的,一是提高產(chǎn)率;二是要大量制備做以后實(shí)驗(yàn)用。這次本人用了50克茶葉理論上至少可以得到1克晶體。
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)具體方案:
1、將一張濾紙的一端封口,另一端先放入一小團(tuán)棉花,再裝入茶葉末,并在另一端也放入棉花,封口。
2、稱取50g茶葉末,將茶葉裝入濾紙?zhí)淄仓,把套筒小心地插入索氏提取器中,?50mL95%乙醇加入250mL平底燒瓶中,安裝好裝置。水浴加熱,連續(xù)提取2~2.5h后,提取液顏色較淡,待溶液剛剛虹吸流回?zé)繒r(shí),立即停止加熱。
3、安裝好蒸餾裝置,水浴上進(jìn)行蒸餾,蒸出大部分乙醇并回收乙醇。殘液倒入蒸發(fā)皿中,加入20g研細(xì)的生石灰粉,在玻棒不斷攪拌下蒸汽浴上將溶劑蒸干再在石棉網(wǎng)上用小火小心地將固體焙炒至干。
4、取一只合適的玻璃漏斗,罩在隔以刺有許多小孔的濾紙的蒸發(fā)皿上。用小火小心加熱升華在里面加一個(gè)溫度計(jì)控溫150~170,若漏斗上有水汽應(yīng)用濾紙擦干。當(dāng)濾紙上出現(xiàn)白色針狀物時(shí),可暫停加熱,稍冷后仔細(xì)收集濾紙正反面的咖啡因晶體。殘?jiān)?jīng)拌和后可用略大的火再次升華,控溫200~210,合并最終得到1克以上的晶體。
三、茶葉中提取茶多酚和咖啡因比較結(jié)論
通過(guò)本文對(duì)比發(fā)現(xiàn)、茶多酚和咖啡因在化學(xué)式、化學(xué)結(jié)構(gòu)、組成及用途方面有明顯不同。而且兩者在制取的過(guò)程中,所運(yùn)用到的提取原理、儀器 、試劑和方法都各不相同。希望大家都?jí)蛲ㄟ^(guò)本文更好的認(rèn)識(shí)這兩者物質(zhì)的不同和制取的區(qū)別,加以區(qū)分。
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