茶叶中咖啡因的微波提取工艺.doc

实验 茶叶中咖啡因的微波提取工艺 一、实验目的 1.明确微波提取法提取原理； 2.学会用微波提取法提取茶叶中的咖啡因； 3.使用分光光度计，建立标准曲线，检测茶叶中咖啡因的含量。 二、实验原理 咖啡因是杂环化合物嘌呤的衍生物，它的化学名称为：1,3,7－三甲基－2,6－二氧嘌呤，其结构式如下： 含结晶水的咖啡因系无色针状结晶，味苦，能溶于水、乙醇、氯仿等。在100℃时即失去结晶水，并开始升华，120℃时升华相当显著，至178℃时升华很快。无水咖啡因的熔点为234.5℃。 从茶叶中提取咖啡因传统的方法有乙醇回流法和碳酸钠溶液煮沸法。但前者需在Soxhlet萃取器中回流约2.5h 以上, 周期较长、醇耗、能耗较大, 不利于工业化生产。后者虽只需煮沸20m in, 但煮沸后呈泥胶状, 过滤和萃取均很难, 致使收率很低。 微波是频率介于300 MHz和300 GHz之间的电磁波。微波提取的原理是微射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部，由于溶剂及细胞液吸收微波能，细胞内部温度升高，压力增大，当压力超过细胞壁的承受能力时，细胞壁破裂，位于细胞内部的有效成分从细胞中释放出来，传递转移到溶剂周围被溶剂溶解。微波具有穿透力强、选择性高、加热效率高等特点.微波作用于植物细胞壁，其热效应促使细胞壁破裂和细胞膜中的酶失去活性，细胞中多糖容易突破细胞壁和细胞膜而被提取出来，大大加快了反应提取速度、反应时间以分、秒计，有效地提高了多糖得率。微波提取法是强化固液提取过程颇具发展潜力的一项新型辅助提取技术。 三、仪器与试剂 仪器：微波萃取仪；紫外-可见分光光度计；50 mL容量瓶）；100 mL 容量瓶；1 mL 、2 mL 吸量管；布式漏斗；滤纸；抽滤瓶等。 试剂：无水乙醇；0.5 mg/mL咖啡因标准溶液等。 四、实验步骤： （一）、制作标准曲线 　 从无水乙醇为溶剂的咖啡因储备液( c = 500. 0μg/ mL) 中移取0. 50 ，1. 00 ，1. 50 ，2. 00 ，2. 50 ，3. 00 ，3. 50 mL于7 个50 mL 容量瓶中用乙醇定容，得到浓度为5. 00 ，10. 00 ，15. 00 ，20. 00 ，25. 00 ，30. 00 ，35. 00μg/ mL 的系列标准溶液。 在紫外分光光度计上测其处的吸光度A ，得标准曲线。 （二）、咖啡因的提取 1.提取工艺流程 原料→粉碎→加入溶剂→微波处理→过滤→离心→粗提液→测定吸光度值 2．提取工艺条件优化 (1)．单因素实验 I．微波功率的筛选 微波功率的筛选称取5 g茶叶, 加入80 mL 50 %乙醇, 配制5 份相同混合液, 将混合液放置于微波提取仪中, 设定温度为90 ℃的条件, 改变功率 300 W、400 W、500 W 微波10 min, 测定不同微波功率下提取液的吸光度值A. II．微波时间的筛选 称取5 g 茶叶, 加入80mL50 %乙醇, 配制5 份相同混合液， 将混合液放置于微波提取仪中, 在设定温度为90 ℃，微波功率为500 W的条件下，微波加热不同的时间(13 min、14 min、15 min) ，测定不同微波时间条件下提取液的吸光度A. III．微波温度的筛选 称取5 g茶叶， 加入80 mL 50 %乙醇， 配制6 份相同混合液， 将混合液放置于微波提取仪中， 设定微波时间为14 min，功率为500 W， 改变微波设定温度（160 ℃、180 ℃、200 ℃) 测定不同微波温度下提取液的吸光度值A。 IV. 料液比的选择 称取3 份5 g 茶叶, 分别按料液比1∶7，1∶8，1∶9加入50 %乙醇, 设定微波时间为14 min, 功率为500W, 微波温度为180 ℃的条件下进行微波处理，测定不同料液比下提取液的吸光度值A. (2). 正交试验 序号 时间/min 功率/w 温度 /oC 料液比 吸光度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 112 12 14 14 14 16 16 16 300 400 500 400 500 300 500 300 400 160 180 200 180 200 160 200 160 180 1:7 1:8 1:9 1:9 1:7 1:8 1:8 1:9 1:7 （三）、提取率的比较与结论 、注意事项： 1.微波萃取仪的正确操作。 2.分光光度计的工作原理及操作注意事项。 、问题与讨论： 1.本实验中，影响提取率的因素有哪些？根据自己所了解的知识思考各因素是如何影响提取率的。 2.咖啡因有哪些生理作用？ 备注：由于影响提取率的因素较多，同学们可以合作完成。 ******* 知识链接： 茶叶是人类最佳的天然保健饮料,茶叶中含有机化合物450多种、无机矿物质15种以