茶叶中有效成分的提取

实验二十实验二十 茶叶中有效成分的提取茶叶中有效成分的提取 一 实验目的一 实验目的 1 通过茶叶和咖啡中有效成分的提取了解固 液相分离方法 2 掌握吸滤 萃取 分液 升华等实验操作 二 实验原理二 实验原理 咖啡因 caffeinum 化学式为 C8H10N402 H20 1 3 7 三甲基 2 6 氧嘌呤 是具有绢 丝光泽的一种白色针状晶体 其结构式为 100 时晶体失去结晶水后开始升华 120 时升华显著 至 178 时升华很快 无结晶水 物的熔点为 235 能溶于水 2 乙醇 2 苯 1 氯仿 12 5 等 由于其在氯仿中溶解度较大 可通过萃取茶叶的水浸渍液提取咖啡因 根据其易升华 的性质 可用升华法进一步提纯咖啡因 茶多酚是由 30 种以上的酚类物质组成的混合物 其中儿茶素 又名儿茶酚 含量最高 在茶多酚总量中占 60 80 其结构式为 茶多酚在乙酸乙酯中溶解度较大 并且能与重金属作用产生沉淀 故可用沉淀 萃取 等方法来提取茶多酚 也可用此方法从细 粗咖啡中提纯咖啡因作为对照实验 三 实验用品三 实验用品 仪器和材料 烧杯 50 100 200mL 50rnL 量筒 150mL 分液漏斗 布氏漏斗 吸 滤瓶 酒精灯 点滴板 真空泵 或水流吸气泵 托盘天平 剪刀 铁架台 滤 纸 药品 饱和石灰水 5 氢氧化钠溶液 氨水 2mol L 1 硫酸 盐酸 氯仿 乙酸 乙酯 茶叶 当年新茶 隔年陈茶 咖啡 粗 细 氢氧化钙固体 氯酸钾固体 酸性 碘一碘化钾试剂 四 实验内容及操作四 实验内容及操作 1 方法 I 热水浸渍法 1 称取 5 0g 茶叶 剪碎 浸渍于盛有 200mL 蒸馏水的烧杯中 2 加热煮沸约半小时 3 过滤 4 用 30mL 氯仿分三次 15 8 7mL 萃取滤液 合并氯仿相 先用 5 氢氧化钠溶液 再用适量水洗涤 5 挥发掉有机溶剂 4 得粗咖啡因 6 用 30mL 乙酸乙酯分三次 15 8 7mL 萃取氯仿萃取过的水相 7 用适量水洗涤萃取液 8 挥发有机溶剂 即得茶多酚 2 方法 碱液浸渍法 1 称取茶叶 5 Og 用剪刀剪碎 2 将茶叶放人盛有 200mL 饱和石灰水的烧杯中 3 再向烧杯中投入 2 Og 氢氧化钙固体 4 煮沸 30min 后过滤 5 将过滤所得清液用 30mL 氯仿分三次萃取 15 8 7mL 6 合并有机相 先用 5 氢氧化钠溶液洗涤 再用适量水洗涤 7 将洗涤后的氯仿相挥发溶剂 41 可得粗咖啡因 8 将过滤所得固相用硫酸溶液 2mol L 1 100mL 转溶 搅拌 10min 以上 9 过滤 固相弃去 10 滤液用乙酸乙酯萃取 共 30mL 分三次 15 8 7mL 11 洗涤有机相 挥发溶剂 4 可得茶多酚 3 实验结果 实验所得数据填入下表 4 咖啡因的升华提纯和定性检验 1 升华提纯咖啡因 在底部留有咖啡因的烧杯中部平放一张定性滤纸 用酒精灯 或 煤气灯 隔着石棉网加热烧杯待其升华 冷却后取下滤纸 可观察到滤纸上附着白色针状 晶体 2 咖啡因定性检验原理 3 粗咖啡因的定性检验 取粗产品少许于干燥的点滴板上 喷上酸性碘一碘化钾试剂 可见到有棕色 红紫色和蓝紫色物质生成 棕色表示有咖啡因存在 红紫色表示有茶碱存 在 蓝紫色表示有可可碱存在 4 咖啡因的定性检验 取提纯后的咖啡因少许 加盐酸 1ml 溶解 加氯酸钾 0 1g 在 通风橱中加热蒸发 待于 冷却后滴加氨水数滴 溶液变为紫色 5 从咖啡中提取咖啡因 为比较茶叶和咖啡两种饮品中咖啡因的含量 我们还可以从咖啡中提取咖啡因 1 具体过程 称取 5 0g 咖啡放在装有 200mL 水的烧杯中 煮沸 20min 5 过滤 滤液用 30mL 氯仿分三次萃取 分别为 15 8 7mL 洗涤 挥发溶剂可得咖啡因 2 实验结果 将实验所得数据填入下表 五 实验注释 1 用研钵研细的茶叶会因其颗粒过小而影响 所以本实验改用剪刀剪碎 2 过滤效率可能不太理想 此时可及时更换滤纸或先离心再过滤 3 有时有机相乳化较为严重 这时可用饱和食盐水洗涤 并可延长静置时间 必要时 可离心 4 可水浴加热 温度不宜太高 以恰好使有机物沸腾为准 5 如咖啡较粗 煮沸时间可适当延长 6 粗咖啡的咖啡因产率没有细咖啡高 可能原因是粗咖啡的浸渍效果不如细咖啡的好 六 讨论与研究六 讨论与研究 1 茶叶中的天然物质 茶是我国的传统饮品 茶具有的种种功能都与茶叶中所含的天然物质有关 茶的鲜叶 中含有 75 80 的水分 干叶中含量为 20 25 干叶中包含许多种化合物 分为蛋白质 茶多酚 生物碱 氨基酸 碳水化合物 矿物质 维生素 色素 脂肪和芳香物质等 茶叶中的生物碱类 包括咖啡碱 茶碱 可可碱 腺嘌呤等 茶叶中咖啡碱含量最高 占 2 5 5 5 泡茶时有 80 的咖啡碱能溶于水中 是苦味成分之一 咖啡因是弱碱性化 合物 易溶于氯仿 水 热苯等 咖啡因具有提神醒脑 消除疲劳之功效 咖啡因是嘌呤 的衍生物 化学名称是 1 3 7 甲基 2 6 二氧嘌呤 其结构式与茶碱 可可碱类似 茶叶中的氨基酸具有独自的特点 包含一种在其他生物中没有的氨基酸 茶氨酸 氨基酸在茶叶中有二三十种 包括多种人体必需的氨基酸 在茶叶的氨基酸中 茶氨酸的 含量最高 占氨基酸总量的一半以上 具有甜味和鲜爽味 它和其他氨基酸通过种种途径 参与茶叶香 味的形成 从而影响茶叶的品质水平 茶叶中有约 30 种矿物质 主要成分是钾 约占矿物质总量的 50 磷约占 15 其 次是钙 镁 铁 锰 氯 铝 还有微量成分 如锌 铜 氟 钠 镍等 与其他植物 相比 茶叶中钾 氟 铝等含量很高 夏天流汗过多时喝茶可以补充矿物质及水分 故喝 茶解渴是有根据的 茶叶中含有十多种维生素 A Bi B2 B3 Bs B6 C D E K 其中 A D E K 属于脂溶性维生素 不溶于水 故难以从喝茶中摄取 不过可由茶叶制成的糕点中获 得 而其他维生素则为水溶性 可从饮茶过程中获得 一般人每天喝三到五杯的绿茶可获 得足够的维生素 C 在蔬菜水果不足的地方是相当重要的 茶叶中的脂肪类包括磷脂 硫脂 糖脂 甘油三酯等 都是人体必需的脂肪酸 是脑 磷脂 卵磷脂的主要组成部分 此外还有香气成分 成品茶中被确认的香气成分达 700 种 不同的茶类 其香气成分的种类和含量不同 茶一般可以分为红茶 绿茶 花茶 乌龙茶 紧压茶五种 其中绿茶的主要成分是维 生素以及具有药理作用的茶多酚 生物碱 脂多糖 黄酮 水分及灰分等 2 茶多酚 茶叶中健康功能最大 含量很高的成分是茶多酚 茶多酚是茶叶中 30 多种酚类化合物 的总称 是多酚类化合物复合体 茶多酚包括儿茶素 黄酮类 花青素和酚酸等四大类物 质 茶多酚的含量占茶叶嫩稍干总质量的 20 35 在茶多酚总量中 儿茶素约占 70 它是决定茶叶色 香 味的重要成分 黄酮类物质又称花黄素 是形成绿茶汤色的主要物质之一 含量占于物质总量的 1 20 花青素呈苦昧 如果花青素多 茶叶品质不好 造成红茶发酵困难 绿茶滋味苦涩 茶叶中酚酸含量较低 包括没食子酸 茶没食子素 绿原酸 咖啡酸等 茶多酚含有很多的多酚性羟基 易氧化成醌类而提供质子 H 具有很强的抗氧化性 茶多酚对活性氧自由基有很强的清除作用 其清除能力比维生素 E 和维生素 C 强得多 其 中儿茶素 EGCG 清除氧自由基的能力是维生素 C 的 67 倍 茶多酚复合体清除氧自由基的能 力是维生素 C 的 64 倍 茶多酚的主要功能有 抗脂质过氧化 预防衰老 降 三高 高 血压 高血糖 高血脂 有助于抑制心血管疾病 具有强心功能 有助于预防和抗癌 能 保护肾脏和肝脏 有助于预防和治疗辐射伤