茶葉中咖啡因的提取方法比較

　　【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(guó)是茶葉的生產(chǎn)大國(guó)，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(guó)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。咖啡因易溶于氯仿，水及乙醇等。含結(jié)晶水的咖啡因?yàn)闊o(wú)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(guò)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(guò)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�，在圓底燒瓶中加入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(guò)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(wú)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(guò)程中不可避免地對(duì)操作人員的身體健康帶來(lái)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(guò)程中無(wú)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(guò)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)：
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　　[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）.
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