茶多酚的提取實驗設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)茶多酚的提取實驗設(shè)計（單因素設(shè)計）一、實驗目的和要求掌握超聲波萃取和微波萃取的一般方法，應用茶多酚含量測定實驗的方法測定不同方法提取液茶多酚含量，選取各因素最優(yōu)化的提取工藝，為正交實驗打下基礎(chǔ)。二、實驗原理超聲波提取技術(shù) 超聲波是指頻率為20千赫50兆赫左右的電磁波，它是一種機械波，需要能量載體介質(zhì)來進行傳播。超聲波在傳遞過程中存在著的正負壓強交變周期，在正相位時，對介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓，增加介質(zhì)原來的密度；負相位時，介質(zhì)分子稀疏、離散，介質(zhì)密度減小。也就是說，超聲波并不能

2、使樣品內(nèi)的分子產(chǎn)生極化，而是在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用，導致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長和爆破壓縮，從而使固體樣品分散，增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積，提高目標物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。在工業(yè)應用方面，利用超聲波進行清洗、干燥、殺菌、霧化及無損檢測等，是一種非常成熟且有廣泛應用的技術(shù)。 超聲波萃取的原理 超聲波萃取中藥材的優(yōu)越性，是基于超聲波的特殊物理性質(zhì)。主要是主要通過壓電換能器產(chǎn)生的快速機械振動波來減少目標萃取物與樣品基體之間的作用力從而實現(xiàn)固-液萃取分離。（1）加速介質(zhì)質(zhì)點運動。（2）空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應”，“空化效應”不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓力達到上千個

3、大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強大沖擊波作用在中藥材上，使其中藥材成分物質(zhì)被“轟擊”逸出，并使得藥材基體被不斷剝蝕，其中不屬于植物結(jié)構(gòu)的藥效成分不斷被分離出來。加速植物有效成份的浸出提取。（3）超聲波的振動勻化（Sonication）使樣品介質(zhì)內(nèi)各點受到的作用一致，使整個樣品萃取更均勻。 .超聲波萃取的特點 適用于中藥材有效成份的萃取，是中藥制藥徹底改變傳統(tǒng)的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工藝。與水煮、醇沉工藝相比，超聲波萃取具有如下突出特點： （1）無需高溫。在4050水溫F超聲波強化萃取，無水煮高溫，不破壞中藥材中某些具有熱不穩(wěn)定，易水解或氧化特性的藥效成份。（2）常壓萃取，安全性

4、好，操作簡單易行，維護保養(yǎng)方便。（3）萃取效率高。超聲波強化萃取2040分鐘即可獲最佳提取率（4）具有廣譜性。適用性廣，絕大多數(shù)的中藥材各類成份均可超聲萃取。（5）超聲波萃取對溶劑和目標萃取物的性質(zhì)（如極性）關(guān)系不大。（6）減少能耗。由于超聲萃取無需加熱或加熱溫度低，萃取時間短，因此大大降低能耗。（7）藥材原料處理量大，成倍或數(shù)倍提高，且雜質(zhì)少，有效成分易于分離、凈化。（8）萃取工藝成本低，綜合經(jīng)濟效益顯著。微波萃取機理微波萃取的機理可從兩方面考慮，一方面微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質(zhì)，到達物料的內(nèi)部維管束和腺胞系統(tǒng)。由于吸收微波能，細胞內(nèi)部溫度迅速上升，使其細胞內(nèi)部壓力超過細胞壁膨脹承

5、受能力，細胞破裂。細胞內(nèi)有效成分自由流出，在較低的溫度條件下萃取介質(zhì)捕獲并溶解。通過進一步過濾和分離，便獲得萃取物料。另一方面，微波所產(chǎn)生的電磁場加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴散速率，用水作溶劑時，在微波場下，水分子高速轉(zhuǎn)動成為激發(fā)態(tài)，這是一種高能量不穩(wěn)定狀態(tài)，或者水分子汽化，加強萃取組分的驅(qū)動力；或者水分子本身釋放能量回到基態(tài)，所釋放的能量傳遞給其他物質(zhì)分子，加速其熱運動，縮短萃取組分的分子由物料內(nèi)部擴散到萃取溶劑界面的時間，從而使萃取速率提高數(shù)倍，同時還降低了萃取溫度，最大限度保證萃取的質(zhì)量。微波萃取優(yōu)點傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導、熱輻射等方式由外向里進行，而微波萃取是通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳

6、導兩種方式里外同時加熱。傳統(tǒng)熱萃取和傳統(tǒng)熱萃取相比，微波萃取具有以下特點： 、質(zhì)量高，可有效地保護食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分； 、產(chǎn)量大； 、對萃取物具有高選擇性； 、省時，可節(jié)省5090的時間； 、溶劑用量少（可較常規(guī)方法少5090）； 、低耗能。 微波輻射技術(shù)在食品萃取工業(yè)和化學工業(yè)上的應用研究雖然起步只有短短幾年的時間，但已有的研究成果和應用成果已足以顯示其以下優(yōu)越性： 、反應或萃取快； 、產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量好； 、后處理方便； 、安全； 、無污染，屬于綠色工程； f 、生產(chǎn)線組成簡單，節(jié)省投資； 微波萃取技術(shù)是食品和中藥有效成分提取的一項新技術(shù)。本實驗利用超聲波清洗機和微波萃

7、取茶多酚，設(shè)計單因素實驗，通過溶劑萃取所得的萃取液中茶多酚含量的測定，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析，選擇一組優(yōu)化的提取方法，為進一步實驗做好準備。三、實驗器材與試劑器材超聲波清洗機 2臺 微波爐 1臺粉碎機 1臺托盤天平 3臺離心機（50ml離心管）1臺離心管（50ml，具蓋）9個/組 超聲波細胞粉碎機 1臺吸水紙 3卷置物籃 2個小燒杯（100ml）9個/組 量筒7個/組漏斗（濾紙） 3個/組 25ml容量瓶 9個/組吸量管0.2ml 1個/組 5ml 2個/組 具塞試管20ml 19個/組 15*150試管 19個/組滴管 2個/組 分光光度計（比色皿5付）（二）試劑茶葉150g；酒石酸亞鐵溶液6

8、00ml；緩沖液1800ml；蒸餾水450ml提取液：30%80%乙醇；10%60%丙酮各組自配。每種濃度約150ml，（70%乙醇，40丙酮約500ml）（注：各種試劑多備30%左右）四、操作方法材料準備取一定量的茶葉，用粉碎機粉碎，備用。（二）超聲波和微波萃取單因素實驗1.稱取1g粉碎后的茶葉（每組先稱取1g/份*18），于50ml離心管，加入適量溶劑，稱重放入超聲波清洗機或微波爐，按下表具體操作，每個處理重復3次。2.過濾收集上清液，（每組得濾液2到3ml即可）。以酒石酸亞鐵分光光度法測定上清液中茶多酚含量，按下式技術(shù)茶多酚的提取收率，結(jié)果記錄于試驗表中。茶多酚提取收率=（提取液中茶多酚

9、含量*加入溶劑體積）/茶葉總質(zhì)量*100%數(shù)據(jù)分析，判斷最優(yōu)化條件及各因素的影響。找出相對優(yōu)化的條件。單因素實驗數(shù)據(jù)表格序列號123456123平均實驗設(shè)計方案：四人一組，一到五組超聲波提取，六組不同機器處理。（每梯度重復三次，三梯度9管同時進行。）一組料液比 1：20；提取時間10*2min；0%和30%70%乙醇六個梯度。二組料液比 1：20；提取時間10*2min；0%和20%60%丙酮六個梯度。三組70%乙醇 料液比1：20 提取時間10*2min 20*2min 30*2min（注：第四組提取液為40%丙酮，其余和第三組相同）三四組，20min提取的，放置一小時后，再次測定茶多酚含量

10、（與前處理同），檢驗放置時間對茶多酚的影響 。五組70%乙醇 料液比1：10 提取時間10*2min 1：20 1：30 40%丙酮 料液比1：10 提取時間10*2min 1：20 1：30六組超聲波清洗機；超聲波細胞粉碎機分別按如下處理：水 料液比1:20 50%乙醇 時間 3min 40%丙酮 微波提取 ：（用100ml三角燒瓶處理,此步提取我做。）料液比 1:20 水 50%乙醇 時間3min 40%丙酮 （注：第6組實驗數(shù)據(jù)記錄和處理有些難度。） 各組長提前20min到實驗室，先稱好18份茶葉和配一組空白液作為對照，離心管貼寫上組別。建議四人分工，一人負責配提取液和過濾，一人負責定容

11、，一人測定，一人打雜。（ 提取液濃度，高濃度等體積稀釋，或兩相鄰濃度等體積混合即可。）各組測定后數(shù)據(jù)給老師，各大組數(shù)據(jù)共享。一 實驗目的1.1 學習生物堿的提取方法；1.2 了解咖啡因的性質(zhì)；1.3 學習脂肪提取器的作用和使用方法。二 實驗要求重點掌握茶葉中咖啡因的提取和純化。三 實驗原理茶葉中含有咖啡因，約占15%，另外還含有1112%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?shù)娜軇ㄈ缫掖嫉龋┰谥咎崛∑髦羞B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）等，可利用升華法進一步提純。實驗裝置如下： 1 .提管 2

12、. 通氣管 3. 虹吸管 4. 小燒瓶 5. 冷凝管 四 實驗儀器和試劑試 劑：茶葉 95%乙醇 生石灰儀 器：索氏提取器50 mL ），燒杯，干燥器，脫脂濾紙，鑷子，分析天平，烘箱，恒溫水浴，脫脂棉。 五 實驗內(nèi)容和步驟5.1 粗提： a、儀器安裝：索氏提取器（ 50 mL ），燒杯，干燥器，脫脂濾紙，鑷子，分析天平，烘箱，恒溫水浴，脫脂棉。 b、連續(xù)萃取：稱取10g茶葉，研細，用濾紙包好，放入脂肪提取器的套筒中，用75mL95%乙醇水浴加熱連續(xù)萃取23h。 c、蒸餾濃縮：待剛好發(fā)生虹吸后，把裝置改為蒸餾裝置，蒸出大部分乙醇。 d、加堿中和：趁熱將殘余物傾入蒸發(fā)皿中，拌入34g生石灰，使成糊

13、狀。蒸氣浴加熱，不斷攪拌下蒸干。 e、焙炒除水：將蒸發(fā)皿放在石棉網(wǎng)上，壓碎塊狀物，小火焙炒，除盡水分。5.2 純化： a、儀器安裝：安裝升華裝置。用濾紙罩在蒸發(fā)皿上，并在濾紙上扎一些小孔，再罩上口徑合適的玻璃漏斗。 b、初次升華：220砂浴升華。刮下咖啡因。 C、再次升華：殘渣經(jīng)拌和后升高砂浴溫度升華。合并咖啡因。 5.3 檢驗：稱重后測定熔點。純凈咖啡因熔點為234.5。六 實驗注意事項1、 脂肪提取器是利用溶劑回流和虹吸原理，使固體物質(zhì)連續(xù)不斷地為純?nèi)軇┧腿〉膬x器。溶劑沸騰時，其蒸氣通過側(cè)管上升，被冷凝管冷凝成液體，滴入套筒中，浸潤固體物質(zhì)，使之溶于溶劑中，當套筒內(nèi)溶劑液面超過虹吸管的最高處時，即發(fā)生虹吸，流入燒瓶中。通過反復的回流和虹吸，從而將固體物質(zhì)富集在燒瓶中。脂肪提取器為配套儀器，其任一部件損壞將會導致整套儀器的報廢，特別是虹吸管極易折斷，所以在安裝儀器和實驗過程中須特別小心。2、用濾紙包茶葉末時要嚴實，防止茶葉末漏出堵塞虹吸管；濾紙包大小要合適，既能緊貼套管內(nèi)壁，又能方便取放，且其高度不能超