從茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?yàn)的改進(jìn)

黃國華 林小明

摘要：“從茶葉中提取咖啡因”實(shí)驗(yàn)是高校有機(jī)化學(xué)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中對原裝置及方法進(jìn)行了改進(jìn)，用恒壓滴液漏斗代替索氏提取器做抽提，用電熱套代替酒精燈加熱升華，增設(shè)了多種茶葉平行提取對比，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，并豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：茶葉；提取咖啡因；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

茶葉中含有多種生物堿，主要以咖啡因?yàn)橹?，含量約占1%~5%。此外還含有丹寧酸、色素、蛋白質(zhì)等?？Х纫蚴青堰实难苌?，對人體具有一定程度的藥理功能。

從茶葉中提取咖啡因，在高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)里是一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)了由天然產(chǎn)物提取生物堿的方法。從茶葉中提取咖啡因的方法有很多種，但在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教材里，較多采用的是乙醇提取一升華法和水提取一萃取一升華法。依照這些方法，在實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，我們常遇到一些問題，如實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長，有時(shí)實(shí)驗(yàn)不能完成，藥品毒性大等。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，我們嘗試了一些裝置和方法的改進(jìn)，如用恒壓滴液漏斗代替索氏提取器做抽提，用電熱套代替酒精燈做升華，用多種茶葉平行提取等，效果良好。

一、實(shí)驗(yàn)裝置和方法的改進(jìn)

1.用恒壓滴液漏斗替代索氏提取器

教材方法：稱取10克茶葉末放入150ml索氏提取器的濾紙筒中，在圓底燒瓶中加入80~100ml濃度為95%乙醇，水浴加熱回流提取，直到提取液顏色較淺為止（約2-3h），待冷凝液剛虹吸下去時(shí)即可停止加熱。

依教材方法組織教學(xué)，我們常遇到這些問題：一是索氏提取器的虹吸管容易折斷或堵塞，因此實(shí)驗(yàn)被迫停止或換別的方法，實(shí)驗(yàn)成功率低；二是提取時(shí)間過長。

我們用恒壓滴液漏斗代替索氏提取器進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn)，方法為：稱取10克茶葉，壓碎，在恒壓滴液漏斗活塞口上方輕塞少許疏松的棉花（防茶末漏下），然后小心裝入茶葉末，在圓底燒瓶中加入約90ml濃度為95%乙醇，用電熱套加熱回流提取，當(dāng)溶劑在提取器內(nèi)達(dá)到一定高度后，調(diào)節(jié)恒壓滴液漏斗活塞，使冷凝液的滴入速度與放液速度基本一致，直到流下的提取液顏色較淺時(shí)停止。所需時(shí)間約為60-80分鐘。

2.電熱套代替酒精燈做升華實(shí)驗(yàn)

教材方法：在裝濃縮提取液的蒸發(fā)皿中，加入4克CaO粉末攪成漿狀，在蒸汽浴上蒸干，然后移至石棉網(wǎng)上用酒精燈小心加熱，焙炒片刻，除去水分，接著安裝好升華裝置，用酒精燈隔著石棉網(wǎng)小心加熱，適當(dāng)控制溫度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有棕色煙霧時(shí)，升華完畢。

教學(xué)中我們改進(jìn)為：用蒸汽浴蒸干后，用電熱套代替酒精燈加熱焙炒和升華（可在電熱套內(nèi)置一個(gè)小三角鐵絲圈墊高蒸發(fā)皿），控溫更自如，加熱效率較高。兩次升華合并的產(chǎn)品達(dá)到0.10~0.16克（10克茶葉）。

3.多種茶葉平行提取咖啡因?qū)Ρ?/p>

用三種茶葉為原料，每種茶葉平行做三組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)用茶葉為市售散裝茶，10克茶葉，90ml濃度為95%乙醇為提取液。從上表看，在60-80分鐘的提取時(shí)間內(nèi)，不同茶葉的咖啡因提取量稍有差別，烏龍茶的產(chǎn)量較高，而對不同的提取時(shí)間，時(shí)長為80分鐘時(shí)產(chǎn)量稍高。

二、結(jié)果討論

用恒壓滴液漏斗代替索氏提取器做抽提，能得到同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但卻避免了儀器損毀或堵塞的情況，并且提取時(shí)間縮短了半個(gè)小時(shí)以上；用電熱套代替酒精燈做升華實(shí)驗(yàn)，控溫自如，加熱效率高，升華實(shí)驗(yàn)時(shí)間也縮短、咖啡因提取產(chǎn)量不受影響；用多種茶葉提取咖啡因?qū)Ρ龋谙嗤膶?shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)步驟的情況下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)涵更豐富，學(xué)生反映好、興趣高，實(shí)驗(yàn)效果更好。

綜上所述，從茶葉中提取咖啡因的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)以上改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)裝置更為安全保障，成功率高，實(shí)驗(yàn)時(shí)間縮短了半個(gè)小時(shí)以上，實(shí)驗(yàn)及操作效率更高，效果很好。

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（作者單位 海口師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院）