茶多酚提取实验.docx
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茶多酚提取实验
蚌埠学院
生物与食品工程系
综合实验
实验名称:
茶多酚的提取工艺试验
一、实验目的及要求:
1.了解茶多酚的性质和用途。
2.了解植物天然产物的常规提取及精制方法。
3.通过本实验的具体操作,掌握并熟悉茶多酚的提取与精制的方法及其操作原理和步骤。
4.掌握提取精制过程中茶多酚的分析检测方法。
二、实验原理:
茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,含量约占茶叶干重量的20%-30%。
茶多酚可以消除超氧阴离子和过氧化氢自由基,同时具有抑菌、杀菌,有效降低大肠对胆固醇的吸收,增强机体免疫能力等功能。
目前,茶多酚被广泛的用作食品、饮料、药品和化妆品的天然添加成分。
(离子沉淀法)茶多酚易溶于热水,与一些金属离子形成络合物,并在一定pH值下溶解度很低。
形成的金属离子络合物溶于酸溶液后,茶多酚再次转变成游离状态,再用对茶多酚有更好选择性的溶剂进行萃取、浓缩和干燥,即可得到茶多酚的纯品。
三、实验仪器:
电动搅拌器、离心机、pH试纸、真空干燥箱、抽虑瓶、旋转蒸发仪、真空泵、天平、紫外分光光度计、容量瓶、烧杯、量筒等。
四、实验试剂及材料:
氯化钠、碳酸氢钠、柠檬酸、硫酸铝、盐酸、亚硫酸氢钠、乙酸乙酯、维生素C(抗坏血酸)、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、硫酸、绿茶等
五、实验内容及步骤:
1.浸提
1.1 预处理:
粉碎干茶叶;粉碎的目的是与液体的接触面增大,使提取率增高;
1.2 提取:
准确称取经过预处理的干茶叶末10.00g,按照单因素实验的料液比、浸提温度、浸提时间分别搅拌浸提。
过滤(用抽滤的方法)得到茶多酚提取液。
用附一的方法测提取液中的茶多酚含量。
单因素实验步骤:
(1)将称取得10.00g茶叶末置于500ml烧杯中,加入200mL蒸馏水,在85℃下,分别提取0.5h、0.75h、1.0h、1.25h、1.5h,测提取液的吸光度,绘制曲线图,找出最佳提取时间。
(2)称取得10.00g茶叶末置于500ml烧杯中,加入200mL蒸馏水,在所测得的最佳提取时间下,分别在75℃、80℃、85℃、90℃、95℃下浸提,测提取液的吸光度,绘制曲线,找出最佳提取温度。
(3)在上述的最佳提取温度,最佳提取时间下,分别用1:
10、1:
15、1:
20、1:
25、1:
30的料液比浸提,绘制提取液的吸光度曲线,找出最佳料液比。
单因素:
料液比(g/L):
1:
10 1:
15 1:
20 1:
25 1:
30
浸提温度(℃):
75 80 85 90 95
浸提时间(h):
0.5 0.75 1.0 1.25 1.5
取单因素实验的每个因素的最佳范围内的值,做三因素三水平的正交实验。
实验结果记录在附五的实验记录表格中。
通过对正交实验进行极差分析后选出最优组合,进行下一步实验。
2.盐析
加氯化钠于茶叶浸提液中,质量分数为2-6%,静置0.5-1.5h后过滤(可用抽滤或者离心的方式)。
3.沉淀
在上述滤液中加入茶叶重量2%~5%的NaHSO3,然后加入茶叶重量20%的硫酸铝饱和水溶液,加热至70℃~80℃,用15%NaHCO3溶液在快速搅拌下调节pH至5~6,此时有大量沉淀析出,沉淀自然沉降一段时间后过滤,最后用等体积70℃热水洗涤沉淀三次。
4.酸溶
将沉淀在快速搅拌下放入到一定料酸比体积下的pH=2.5~4.5的硫酸水溶液中溶解沉淀,控制酸转溶液的pH、酸溶时间,少量胶状沉淀经抽提去除。
用附一的方法测酸转溶液中茶多酚的含量
单因素实验步骤:
(1)将上一步骤所得的沉淀放入有40mL、pH=3.0的硫酸水溶的烧杯中,溶解,分别溶解40min、45min、50min、55min、60min,离心除去沉淀,测酸转溶液的吸光度,绘制曲线,找出最佳酸转时间。
(2)取上一步骤所得的沉淀放入有40mL硫酸水溶液的烧杯中,控制硫酸的pH为2.5、3.0、3.、4.0、4.5,在
(1)的最佳酸转时间下,溶解,离心去除沉淀,测酸转溶液的吸光度,绘制曲线,找出最佳酸转浓度。
(3)取沉淀置于有20mL、30mL、40mL、50mL、60mL硫酸水溶液的烧杯中,在上述的最佳酸转浓度、最佳酸转时间下,溶解,离心去除沉淀,测酸转溶液的吸光度,绘制曲线,找出最佳酸浓度。
单因素:
酸浓度(pH):
2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
料酸比(g/mL):
1:
2 1:
3 1:
4 1:
5 1:
6
酸转时间(min):
40 45 50 55 60
三因素(酸浓度;料酸比;酸转时间)
取单因素实验的每个因素的最佳范围内的值,做三因素三水平的正交实验。
实验结果记录在附六的实验记录表格中。
通过对正交实验进行极差分析后选出最优组合,进行下一步实验。
5.萃取
加入茶叶重量2%-5%的NaHSO3至酸转溶液中,然后用体积0.3-1.5倍的乙酸乙酯萃取1-5次,每次萃取时间2-10min,合并萃取液。
测萃余相体积,并取样分析计算萃余相中茶多酚的总量,计算茶多酚的萃取率。
6.洗涤
加入茶叶重量1-3%的维生素C至萃取液体积0.4倍的水中,用柠檬酸调节水溶液的pH=2.5-3.0,等分成2份对乙酸乙酯萃取液洗涤两次。
7.蒸发浓缩
将洗涤后的乙酸乙酯相在50~70℃下真空蒸发回收乙酸乙酯,待浓缩成膏状物时,加入膏状物2倍体积的无水乙醇洗涤挂在壁上的物料,继续浓缩成稠的膏状物。
计算其中茶多酚的含量。
六、实验注意事项:
1.茶多酚易氧化,分离过程中注意避免高温,过酸或过碱并尽量缩短提取时间。
2.沉淀完全后应尽快抽提滤出沉淀,酸溶过程一定要充分,控制好溶液pH。
七、思考题:
通过对本工艺的实验结果进行分析,讨论分析哪些因素影响茶多
酚产品的产率?
怎样影响的?
应如何控制?
附一:
提取过程中茶多酚的分析测定方法(定量)
准确吸取待测溶液1ml,将其稀释1~25倍(稀释成15倍),再从稀释液中准确吸取1ml,注入25ml的容量瓶中,加水4ml和酒石酸亚铁溶液5ml,充分混合,再加pH=7.5的磷酸盐缓冲溶液至刻度,用1cm比色杯,在波长540nm处,以试剂空白液作参比,测定吸光度。
计算公式:
茶多酚(g/ml)=1.957AX/500
A:
吸光度 X:
稀释倍数。
1)酒石酸亚铁溶液
1g硫酸亚铁和5g酒石酸钾钠用水溶解并定容至至1L,放置过夜后使用。
2)pH=7.5的磷酸二氢钾缓冲液
A液:
称取磷酸氢二纳23.877g,溶解并定容至至1L;
B液:
称取经110度烘干2h的磷酸二氢钾9.078g,加水溶解并定容至至1L
A液85ml和B液15ml混匀即可。
附二:
计算项目:
1)浸提液中茶多酚的总量及茶多酚的浸提率计算
浸提液中茶多酚的总量(g)=浸提液中茶多酚的含量(g/ml)×浸提液体积(ml)
茶多酚的浸提率=[浸提液中茶多酚的总量(g)/原料茶叶末中茶多酚的总量(g)]×100%
2)经过盐析、沉淀及酸溶后茶多酚的总量和回收率计算
酸转溶液中茶多酚的总量(g)=酸转溶液中茶多酚的含量(g/ml)×酸转溶液的体积(ml)
酸转溶液中茶多酚的回收率=[酸转溶液中茶多酚的总量(g)/浸提液中茶多酚的总量(g)]×100%
3)萃余相中茶多酚的总量和茶多酚的萃取率计算
萃余相中茶多酚的总量(g)=萃余相中茶多酚的含量(g/ml)×萃余相溶液的体积(ml)
茶多酚的萃取率=100%×[酸转溶液中茶多酚的总量(g)-萃余相中茶多酚的总量(g)]/酸转溶液中茶多酚的总量(g)
4)茶多酚的最终得率计算
100%×[酸转溶液中茶多酚的总量(g)-萃余相中茶多酚的总量(g)]/原料茶叶的重量
附四:
浸提单因素实验记录表格:
料液比(g/mL)
1:
10
1:
15
1:
20
1:
25
1:
30
吸光度
浸提液体积(mL)
浸提温度(℃)
70
80
85
90
95
吸光度
浸提液体积(mL)
浸提时间(h)
0.5
0.75
1.0
1.25
1.5
吸光度
浸提液体积(mL)
酸转单因素实验记录表
酸浓度(pH)
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
吸光度
酸转溶液体积(mL)
料酸比(g/L)
1:
2
1:
3
1:
4
1:
5
1:
6
吸光度
酸转溶液体积(mL)
酸转时间(min)
40
45
50
55
60
吸光度
酸转溶液体积(mL)
附五:
浸提正交试验记录表格:
实验号
1
2
3
4
吸光度
A540
料液比
浸提温度
浸提时间
空列
实验1
1
1
1
实验2
1
2
2
实验3
1
3
3
实验4
2
1
2
实验5
2
2
3
实验6
2
3
1
实验7
3
1
3
实验8
3
2
1
实验9
3
3
2
K1
K2
K3
R
附六:
酸溶正交试验记录表格:
实验号
1
2
3
4
吸光度
A540
酸浓度
料酸比
酸转时间
空列
实验1
1
1
1
实验2
1
2
2
实验3
1
3
3
实验4
2
1
2
实验5
2
2
3
实验6
2
3
1
实验7
3
1
3
实验8
3
2
1
实验9
3
3
2
K1
K2
K3
R
料液比g/ml
1:
10
1:
15
1:
20
1:
25
1:
30
吸光度
0.189
0.172
0.162
0.103
0.106
茶多酚含量(g)
0.222
0.303
0.38
0.302
0.373
浸提温度℃
50
60
70
80
90
吸光度
0.084
0.092
0.124
0.251
0.185
浸提时间min
20
30
40
50
60
吸光度
0.098
0.118
0.181
0.185
0.184
酸浓度mol/L
2
3
4
5
6
吸光度
0.13
0.141
0.147
0.137
0.122
料酸比g/mL
1:
10
1:
15
1:
20
1:
25
1:
30
吸光度
0.186
0.206
0.107
0.121
0.116
茶多酚含量(g)
0.0546
0.0819
0.063
0.089
0.102
酸转时间min
5
10
15
20
25
吸光度
0.098
0.138
0.154
0.11
0.123
实验号
A
B
C
D
茶多酚含量
酸浓度
料酸比
酸转时间
空列
(g)
实验1
1
1
1
0.00657552
实验2
1
2
2
0.00146775
实验3
1
3
3
0.0070452
实验4
2
1
2
0.00504906
实验5
2
2
3
0.0017613
实验6
2
3
1
0.0105678
实验7
3
1
3
0.0017613
实验8
3
2
1
0.007485525
实验9
3
3
2
0.00598842
K1
0.005
0.004
0.008
K2
0.006
0.004
0.004
K3
0.005
0.008
0.004
R
0.001
0.004
0.004