茶多酚的提取實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（單因素設(shè)計(jì)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳莆粘暡ㄝ腿『臀⒉ㄝ腿〉囊话惴椒?，?yīng)用茶多酚含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)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(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)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(jī)械波，需要能量載體介質(zhì)來進(jìn)行傳播。超聲波在傳遞過程中存在著的正負(fù)壓強(qiáng)交變周期，在正相位時(shí)，對(duì)介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓，增加介質(zhì)原來的密度；負(fù)相位時(shí)，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(dǎo)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(biāo)物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。在工業(yè)應(yīng)用方面，利用超聲波進(jìn)行清洗、干燥、殺菌、霧化及無損檢測(cè)等，是一種非常成熟且有廣泛應(yīng)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(jī)械振動(dòng)波來減少目標(biāo)萃取物與樣品基體之間的作用力從而實(shí)現(xiàn)固-液萃取分離。（1）加速介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。（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(yīng)”，“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓力達(dá)到上千個(gè)

3、大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強(qiáng)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(dòng)勻化（Sonication）使樣品介質(zhì)內(nèi)各點(diǎn)受到的作用一致，使整個(gè)樣品萃取更均勻。 .超聲波萃取的特點(diǎn) 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(diǎn)： （1）無需高溫。在4050水溫F超聲波強(qiáng)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(jiǎn)單易行，維護(hù)保養(yǎng)方便。（3）萃取效率高。超聲波強(qiáng)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(duì)溶劑和目標(biāo)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(shí)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(jì)效益顯著。微波萃取機(jī)理微波萃取的機(jī)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(dá)物料的內(nèi)部維管束和腺胞系統(tǒng)。由于吸收微波能，細(xì)胞內(nèi)部溫度迅速上升，使其細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁膨脹承

5、受能力，細(xì)胞破裂。細(xì)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(jìn)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(chǎng)加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴(kuò)散速率，用水作溶劑時(shí)，在微波場(chǎng)下，水分子高速轉(zhuǎn)動(dòng)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(qiáng)萃取組分的驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，縮短萃取組分的分子由物料內(nèi)部擴(kuò)散到萃取溶劑界面的時(shí)間，從而使萃取速率提高數(shù)倍，同時(shí)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(diǎn)傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導(dǎo)、熱輻射等方式由外向里進(jìn)行，而微波萃取是通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳

6、導(dǎo)兩種方式里外同時(shí)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(diǎn)： 、質(zhì)量高，可有效地保護(hù)食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分； 、產(chǎn)量大； 、對(duì)萃取物具有高選擇性； 、省時(shí)，可節(jié)省5090的時(shí)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(xué)工業(yè)上的應(yīng)用研究雖然起步只有短短幾年的時(shí)間，但已有的研究成果和應(yīng)用成果已足以顯示其以下優(yōu)越性： 、反應(yīng)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(jiǎn)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(xiàng)新技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)利用超聲波清洗機(jī)和微波萃

7、取茶多酚，設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)，通過溶劑萃取所得的萃取液中茶多酚含量的測(cè)定，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選擇一組優(yōu)化的提取方法，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。三、實(shí)驗(yàn)器材與試劑器材超聲波清洗機(jī) 2臺(tái) 微波爐 1臺(tái)粉碎機(jī) 1臺(tái)托盤天平 3臺(tái)離心機(jī)（50ml離心管）1臺(tái)離心管（50ml，具蓋）9個(gè)/組 超聲波細(xì)胞粉碎機(jī) 1臺(tái)吸水紙 3卷置物籃 2個(gè)小燒杯（100ml）9個(gè)/組 量筒7個(gè)/組漏斗（濾紙） 3個(gè)/組 25ml容量瓶 9個(gè)/組吸量管0.2ml 1個(gè)/組 5ml 2個(gè)/組 具塞試管20ml 19個(gè)/組 15*150試管 19個(gè)/組滴管 2個(gè)/組 分光光度計(jì)（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(zhǔn)備取一定量的茶葉，用粉碎機(jī)粉碎，備用。（二）超聲波和微波萃取單因素實(shí)驗(yàn)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(jī)或微波爐，按下表具體操作，每個(gè)處理重復(fù)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(cè)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(yàn)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(duì)優(yōu)化的條件。單因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格序列號(hào)123456123平均實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：四人一組，一到五組超聲波提取，六組不同機(jī)器處理。（每梯度重復(fù)三次，三梯度9管同時(shí)進(jìn)行。）一組料液比 1：20；提取時(shí)間10*2min；0%和30%70%乙醇六個(gè)梯度。二組料液比 1：20；提取時(shí)間10*2min；0%和20%60%丙酮六個(gè)梯度。三組70%乙醇 料液比1：20 提取時(shí)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(shí)后，再次測(cè)定茶多酚含量

10、（與前處理同），檢驗(yàn)放置時(shí)間對(duì)茶多酚的影響 。五組70%乙醇 料液比1：10 提取時(shí)間10*2min 1：20 1：30 40%丙酮 料液比1：10 提取時(shí)間10*2min 1：20 1：30六組超聲波清洗機(jī)；超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)分別按如下處理：水 料液比1:20 50%乙醇 時(shí)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(shí)間3min 40%丙酮 （注：第6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理有些難度。） 各組長提前20min到實(shí)驗(yàn)室，先稱好18份茶葉和配一組空白液作為對(duì)照，離心管貼寫上組別。建議四人分工，一人負(fù)責(zé)配提取液和過濾，一人負(fù)責(zé)定容

11、，一人測(cè)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(cè)定后數(shù)據(jù)給老師，各大組數(shù)據(jù)共享。一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 學(xué)習(xí)生物堿的提取方法；1.2 了解咖啡因的性質(zhì)；1.3 學(xué)習(xí)脂肪提取器的作用和使用方法。二 實(shí)驗(yàn)要求重點(diǎn)掌握茶葉中咖啡因的提取和純化。三 實(shí)驗(yàn)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(dāng)?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(jìn)一步提純。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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?。悍Q取10g茶葉，研細(xì)，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?jiān)?jīng)拌和后升高砂浴溫度升華。合并咖啡因。 5.3 檢驗(yàn)：稱重后測(cè)定熔點(diǎn)。純凈咖啡因熔點(diǎn)為234.5。六 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)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(shí)，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(dāng)套筒內(nèi)溶劑液面超過虹吸管的最高處時(shí)，即發(fā)生虹吸，流入燒瓶中。通過反復(fù)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(huì)導(dǎo)致整套儀器的報(bào)廢，特別是虹吸管極易折斷，所以在安裝儀器和實(shí)驗(yàn)過程中須特別小心。2、用濾紙包茶葉末時(shí)要嚴(yán)實(shí)，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