茶葉中咖啡因和茶多酚提取方法的比較

　　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(zhuān)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(lèi)物質(zhì)的總稱(chēng)，化學(xué)式C17H19N3O包括黃烷醇類(lèi)、花色苷類(lèi)、黃酮類(lèi)、黃酮醇類(lèi)和酚酸類(lèi)等。主題為黃烷醇（兒茶素）類(lèi)，兒茶素占60%～80%。 類(lèi)物質(zhì)茶多酚又稱(chēng)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�）在茶葉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。
　�。ㄈ�）中提取茶多酚實(shí)驗(yàn)方案
　　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(chēng)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
　�。ㄒ唬┛Х纫蚝�(jiǎn)介
　　咖啡因又稱(chēng)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(chēng)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(lèi)似。
　　（二）茶葉中提取咖啡因?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�（如乙醇等）在脂肪提取器中連續(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(chēng)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)�瓶時(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。
　　（作者單位：襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

相關(guān)熱詞搜索：咖啡因 提取 茶葉 茶多酚 方法