从茶叶中脱去咖啡碱方法研究 论文正文

毕毕毕毕业业业业论论论论文文文文（设计设计设计设计）题题题题目目目目从茶叶中脱去咖啡碱方法研究指导老师指导老师指导老师指导老师专业班级专业班级专业班级专业班级生物技术及应用0701姓姓姓姓名名名名学学学学号号号号2010年年年年5月月月月30日日日日职业技术学院毕业论文（设计）I摘摘摘摘要要要要研究绿茶脱咖啡碱的新工艺，为企业提供绿色原料茶生产技术。用冰水浸提法的原理，在负压低温体系中，咖啡碱与茶多酚的溶解度不同，同时又由于咖啡碱和茶多酚与茶叶组织的结合力存在差异，致使二者能够达到一定的分离。通过研究在0下，真空度为01MPA的条件下，用冰水处理茶叶，能降低茶叶中的咖啡碱含量。同时通过调节冰水的PH值为3和不进行PH值调节的对比，处理时间的长短，选择更好的方法。研究结果显示，通过调节PH值为3冰水处理25H能使茶叶中的咖啡碱去除占其总量的68左右。关键词关键词关键词关键词茶多酚；咖啡碱；冰水；负压职业技术学院毕业论文（设计）II目目目目录录录录引言11材料与方法211试验原料212试剂213主要仪器22方法221试验流程2211干茶叶中茶多酚和咖啡碱检测液的制备2212冰水浸提法脱咖啡碱步骤2213冰水调PH值浸提脱咖啡碱步骤322检测方法3221咖啡碱标准曲线的制作3222茶多酚的检测3223咖啡碱的检测4224干茶叶中茶多酚和咖啡碱检测5225冰水浸提法脱咖啡碱法中茶多酚和咖啡碱检测5226冰水调PH值浸提脱咖啡碱中茶多酚和咖啡碱检测53结果与分析531咖啡碱标准曲线放程532干茶中茶多酚和咖啡碱的含量633冰水浸提法处理效果634冰水调PH浸提法处理效果74总结8参考文献9职业技术学院毕业论文（设计）1引言引言引言引言浙江是产茶大省，著名的有龙井茶，珠茶，乌龙茶等等。茶叶作为人们日常生活中最重要的食品、药品及保健品之一，多年来一直被广泛应用。近年来研究表明，茶叶中的有效成分茶多酚除具有降压、降血脂、抗突变、防治心血管疾病、抗菌消炎等功效外，还具有较强的抗癌防癌、抗脂质过氧化及抗衰老作用，从而能够预防多种疾病，延缓衰老。由于茶多酚或儿茶素1的药用功效及保健功能越来越受到人们的关注，从茶叶中提取茶多酚或儿茶素的工艺流程近年来发展很快，但得到的茶多酚或儿茶素产品中很难同时把咖啡碱去除，咖啡碱又称咖啡因CAFFEINE是茶叶最主要的嘌呤碱，约为茶叶干重的1259。咖啡碱作为种嘌呤碱，是腺苷受体的竞争抑制剂，可抑制苷转移，能兴奋中枢神经，松弛平滑肌，利尿和扩大冠状动脉等。尽管目前普遍认为适量咖啡碱对健康成年人一般无害。然而，过量服用咖啡碱，尤其是在短时间内服用，可能会导致某些人患咖啡碱病2，而一般茶提取物中咖啡碱的含量都远远高于鲜叶，将茶提取物作为功能成分在食品和药物上利用时，脱去咖啡碱是提高产品附加值的前提基础条件。为此，近年来一些茶叶生产国和消贵国纷纷着手研制低咖啡碱或脱咖啡碱茶叶。咖啡碱在产品中的含量大小对产品的应用影响很大，目前工业上为了从茶多酚或儿茶素产品中去除咖啡碱的方法3主要有如下几种用氯仿或二氯甲烷等氯化物从茶提取液中萃取去除咖啡碱，去除率较高，但由于氯化物有毒，致使产品作为药用或保健品原料受到影响。用酸液或弱碱液洗涤乙酸乙酯的萃取液来去除咖啡碱，该法酸液或弱碱液用量大，对产品的得率影响较大，使其工业应用受到限制，同时又由于有机溶剂的残留，致使茶多酚或儿茶素在药用或保健品原料的使用上受到一定禁锢。用金属盐离子4如CA2、AL3、ZN2等去络合茶多酚，再用酸转溶沉淀物，乙酸乙酯的萃取来去除咖啡碱，该与第2种方法相似，由于大量使用金属盐离子和有机溶剂，致使茶多酚或儿茶素在药用或保健品原料的使用上受到严重限制。用超临界CO2萃取法5萃取茶叶中的咖啡碱或茶多酚产品中的咖啡碱技术，操作复杂，设备投资大6，生产成本高，工业生产中很难推广。以上从茶叶中脱咖啡碱的方法，有毒有害且生产成本高，工业生产中很难推职业技术学院毕业论文（设计）2广。通过冰水浸提法对有机绿茶进行浸提，检测计算出其浸出物中茶多酚和咖啡碱的百分含量，能否达到从茶叶中脱去咖啡碱的要求。1材料材料材料材料11试验原料试验原料试验原料试验原料茶叶（龙井绿茶，购于杭州茶叶市场）12试剂试剂试剂试剂咖啡碱标准品（中国药品生物制品检验所）碱性乙酸铅，浓盐酸，浓硫酸，酒石酸亚铁，磷酸氢二钠，磷酸二氢钾等试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。13主要仪主要仪主要仪主要仪器器器器分析天平（SPS202F梅特勒托利多称重设备系统有限公司）分光光度计（752N上海精密科学仪器有限公司）旋转蒸发仪（RE52AA上海亚荣生化仪器厂）真空泵（SHBIII郑州长城科工贸有限公司）真空干燥箱（DZG6020上海森信实验仪器有限公司）2方法方法方法方法21试验流程试验流程试验流程试验流程211干茶叶成分检测液的制备干茶叶成分检测液的制备干茶叶成分检测液的制备干茶叶成分检测液的制备7取100G绿茶分别置于烧杯中，按固液比120，加入2L沸水,浸提05H，过滤，量取体积。滤渣中加入同滤液体积的沸水进行第二次浸取，浸提05H，过滤，得滤液。合并两次得到的滤液并测量体积，取100ML作为检测液。212冰水浸提法脱咖啡碱法冰水浸提法脱咖啡碱法冰水浸提法脱咖啡碱法冰水浸提法脱咖啡碱法将去离子水冻至0，得冰水混合物6L。职业技术学院毕业论文（设计）3将3份、每份100G绿茶分别置于烧杯中，按固液比120，加入2L冰水混合物于容器中，放于真空干燥箱，抽真空度至01MPA,分别浸提15H、20H、25H。到时间取出浸提装置，分别过滤，取滤液。取滤液按国标法对其进行茶多酚及咖啡碱的检测。所得滤渣即为脱咖啡碱后低咖啡碱茶叶。213冰水调冰水调冰水调冰水调PH值浸提脱咖啡碱法值浸提脱咖啡碱法值浸提脱咖啡碱法值浸提脱咖啡碱法用盐酸将去离子水的PH值调至30，置于冰柜冻至0，得冰水混合物6L。将3份、每份100G绿茶分别置于塑料烧杯中，按固液比120，加入2L冰水混合物于容器中，放于真空干燥箱，抽真空度至01MPA,分别浸提15H、20H、25H。到时间取出浸提装置，分别过滤，取滤液。取滤液按国标法对其进行茶多酚及咖啡碱的检测。所得滤渣即为脱咖啡碱后低咖啡碱茶叶。22检测方法检测方法检测方法检测方法221咖啡碱标准曲线咖啡碱标准曲线咖啡碱标准曲线咖啡碱标准曲线方程方程方程方程8001MOL/L盐酸取09ML盐酸,用水稀释1L,摇匀；咖啡碱标准液称取100MG咖啡碱标准品溶于100ML水中,作为母液,准确吸取5ML加水至100ML作为工作液1ML含咖啡碱005MG。分别吸取0、5、10、15、20、25、30ML咖啡碱工作液于一组100ML容量瓶中,各加入40ML盐酸溶液,用水稀释至刻度,混匀,用10MM石英比色皿，,在紫外分光光度仪上选择在波长274NM处,以试剂空白溶液作参比,测定吸光度A。将测得的吸光度与对应的咖啡碱浓度绘制标准曲线。求出咖啡碱标准曲线方程。222茶多酚的检测茶多酚的检测茶多酚的检测茶多酚的检测配制酒石酸亚铁溶液称取10000G硫酸亚铁和50000G酒石酸钾钠,用水溶解并定容至1L磷酸氢二钠称取233770G磷酸氢二钠,加水溶解后定容至1L磷酸二氢钾称取90780G磷酸二氢钾,加水溶解后定容至1LPH75的缓冲液取上磷酸氢二钠溶液85ML和磷酸二氢钾溶液15ML混合均匀。检测步骤准确吸取试液1ML,注入25ML的容量瓶中,加水4ML和酒石酸亚铁溶职业技术学院毕业论文（设计）4液5ML,充分混合,再加PH75的缓冲液至刻度,用10MM比色杯,在波长540NM处,茶多酚百分含量的计算100MMLL10029571A21）茶多酚（公式21式中L1试液的总量,MLL2测定时的用液量,MLM试样的质量,GA试样的吸光度M试样干物质含量百分率。223咖啡碱的检测咖啡碱的检测咖啡碱的检测咖啡碱的检测8试剂的配置碱性乙酸铅溶液称取50G碱性乙酸铅加水100ML,静置过夜；9MOL/L硫酸取硫酸250ML,用水稀释至1L,摇匀。检测步骤用移液管准确吸取试液20ML移入250ML容量瓶中,加入10ML001MOL/L盐酸和2ML碱性乙酸铅溶液,用水准确稀释至刻度,充分混匀,静置澄清过滤,准确吸取滤液50ML,注入100ML容量瓶中,加入9MOL/L硫酸溶液,加水稀释至刻度,混匀,静置澄清过滤。用10MM比色杯,在波长274NM处,以试剂空白溶液作参比,测定吸光度值A。咖啡碱含量的计算100MML1000C1）咖啡碱（公式22公式中C根据试样测得的吸光度值A,从咖啡碱标准曲线方程23计算出的咖啡碱含量,MG/ML。L1试液总量,ML；M试样用量,G；M试样干物质含量百分率。224干茶叶中茶多酚和咖啡碱检测干茶叶中茶多酚和咖啡碱检测干茶叶中茶多酚和咖啡碱检测干茶叶中茶多酚和咖啡碱检测检测液50ML211,按茶多酚检测方法步骤进行，得到吸光度值A，代入计算公式21，求出茶多酚含量。检测液50ML211，按咖啡碱检测方法步骤进行，得到吸光度值A，代入职业技术学院毕业论文（设计）5标准曲线方程31得C，在把C代入计算公式22，求出咖啡碱含量。225冰水浸提法脱咖啡碱法中茶多酚和咖啡碱检冰水浸提法脱咖啡碱法中茶多酚和咖啡碱检冰水浸提法脱咖啡碱法中茶多酚和咖啡碱检冰水浸提法脱咖啡碱法中茶多酚和咖啡碱检测测测测别取浸提15H、20H、25H的滤液50ML。按茶多酚检测方法步骤进行，得到吸光度值（A），分别代入计算公式21求出浸提15H、20H、25H的滤液中茶多酚含量。别取浸提15H、20H、25H的滤液50ML。按咖啡碱检测方法步骤进行，得到吸光度值（A），代入标准曲线方程23得C，C代入计算公式22求出咖啡碱的含量。226冰水调冰水调冰水调冰水调PH值浸提脱咖啡碱中茶多酚和咖啡碱检测值浸提脱咖啡碱中茶多酚和咖啡碱检测值浸提脱咖啡碱中茶多酚和咖啡碱检测值浸提脱咖啡碱中茶多酚和咖啡碱检测步骤和（224）相同分别计算出浸提15H、20H、25H的滤液中茶多酚和咖啡碱的含量。3结果与分析结果与分析结果与分析结果与分析31咖啡碱标准曲线方程咖啡碱标准曲线方程咖啡碱标准曲线方程咖啡碱标准曲线方程在咖啡碱标准曲线的制作中，分别测得吸光度值（A）0、0111、0198、0304、0401、0511,根据不同浓度测得吸光度值（A）绘制标准曲线求的咖啡碱标准曲线方程。方程为0020X04040Y31Y为吸光度值（A）；X为浓度C32干茶中茶多酚和咖啡碱的含量干茶中茶多酚和咖啡碱的含量干茶中茶多酚和咖啡碱的含量干茶中茶多酚和咖啡碱的含量通过对绿茶直接提取后滤液的检测结果，并对茶多酚和咖啡碱含量进行比较。绘制表31表31干茶中茶多酚和咖啡碱的比较茶多酚（G）咖啡碱（G）茶多酚与咖啡碱比100G干绿茶2124345616茶叶中茶多酚含量一般是1525，咖啡碱的含量一般是1249。由表2可以看出干茶中茶多酚为含量为2124和咖啡碱的含量为345，在正常范围内。职业技术学院毕业论文（设计）633冰水浸提法处理效果冰水浸提法处理效果冰水浸提法处理效果冰水浸提法处理效果通过对冰水浸提法处理后的滤液中的茶多酚及咖啡碱的检测，得出结果，再进行茶多酚与咖啡碱的比较，如得表32表32水浸提法中茶多酚和咖啡碱的比较茶多酚（G）咖啡碱（G）茶多酚与咖啡碱比浸提时间15H20H25H15H20H25H15H20H25H低温真空冰水浸滤液347417454166189202209221245脱咖啡碱的茶叶17771707167017915614399310941169由表32据可以看出，用冰水进行浸泡时，处理的时间越长，茶多酚和咖啡碱溶出的越多。通过茶多酚与咖啡碱比值的比较，比值随着浸泡时间的延长而变大，说明茶多酚含量变化量比咖啡碱含量变化量小。用冰水进行浸泡时，处理的时间越长，更有利于脱咖啡碱。将干茶叶中得到的数据与冰水浸提法中得到的数据相结合来得表33表33干茶和冰水浸提法中茶多酚和咖啡碱的比较茶多酚（G）咖啡碱（G）茶多酚与咖啡碱比浸提时间15H20H25H15H20H25H15H20H25H100G干绿茶212421242124345345345616616616低温真空冰水浸滤液347417454166189202209221245脱咖啡碱的茶叶17771707167017915614399310941169通过表33的数据显示，冰水处理后脱咖啡碱的茶叶中茶多酚和咖啡碱的比例比未处理前的比例提高将近2倍，其咖啡碱含量去除效率达到50左右。冰水浸提法能脱去咖啡碱。34冰水调冰水调冰水调冰水调PH值浸提法效果值浸提法效果值浸提法效果值浸提法效果通过对冰水调PH值浸提法处理后的滤液中茶多酚及咖啡碱的检测，结果如表34职业技术学院毕业论文（设计）7表34冰水调PH值浸提法中茶多酚和咖啡碱的比较茶多酚（G）咖啡碱（G）茶多酚与咖啡碱比时间15H20H25H15H20H25H15H20H25H低温真空冰水浸滤液332402434201221236165182184脱咖啡碱的茶叶179217221690144124109124413891550通过对表34数据进行分析比较冰水调PH值浸提法能够脱咖啡碱，而且随着浸提时间延长，咖啡碱脱去的也越多。在浸提25H时咖啡碱能脱去65左右。将干茶叶中得到的数据与冰水调PH值浸提法中得到的数据相结合来得表35表35干茶和冰水调PH值浸提法茶多酚和咖啡碱的比较茶多酚（G）咖啡碱（G）茶多酚与咖啡碱比浸提时间15H20H25H15H20H25H15H20H25H100G干绿茶212421242124345345345616616616低温真空冰水浸滤液332402434201221236165182184脱咖啡碱的茶叶179217221690144124109124413891550从表33和表35的对比中可以看出低温真空冰水浸滤液中咖啡碱含量在增加，说明冰水条PH浸法法能从茶叶中脱去咖啡碱。在PH值为30时，能够脱去的大量咖啡碱，从而能够进一步有效的进行分离。冰水调PH值浸提法中在浸提时间为25H时，咖啡碱能脱去68左右，而冰水浸提法，咖啡碱能脱去50左右，进一步说明冰水调PH值浸提法脱咖啡碱的效果要冰水浸提法好。4总结总结总结总结通过冰水浸提脱去咖啡碱的方法，（将去离子水冻至0，得冰水混合物，按固液比120，每100G绿茶加入2L冰水混合物于容器中，然后置于真空干燥箱，抽真空度至01MPA，浸提），可以有效的脱去50左右的咖啡碱。职业技术学院毕业论文（设计）8通过从冰水调PH值浸提提脱去咖啡碱的方法，（将PH值为3的去离子水冻至0，得冰水混合物，按固液比120，每100G绿茶加入2L冰水混合物于容器中，然后置于真空干燥箱，抽真空度至01MPA，浸提），可以有效的脱去60左右的咖啡碱，最多时可以脱去68的咖啡碱。两种方法都能从茶叶中脱去咖啡碱，随着浸提时间的延长脱咖啡碱的效果会越来越明显。在冰水和负压的情况下，在冰水中咖啡碱与茶多酚的溶解度不同，咖啡碱和茶多酚能有效的分离，再在改变冰水的PH值为3时，使得咖啡碱基本上是以盐的形式存在，在冰水中的溶解度加大，而茶多酚在此时主要以分子状态存在，在冰水中的溶