黃國華 林小明
摘要:“從茶葉中提取咖啡因”實驗是高校有機化學的一個重要實驗。在教學中對原裝置及方法進行了改進,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,縮短了實驗時間,并豐富了實驗教學的內(nèi)涵。
關(guān)鍵詞:茶葉;提取咖啡因;實驗改進
茶葉中含有多種生物堿,主要以咖啡因為主,含量約占1%~5%。此外還含有丹寧酸、色素、蛋白質(zhì)等??Х纫蚴青堰实难苌铮瑢θ梭w具有一定程度的藥理功能。
從茶葉中提取咖啡因,在高校有機化學實驗里是一個重要的實驗,通過這個實驗,學生學習了由天然產(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)實驗教材里,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,在實施實驗教學時,我們常遇到一些問題,如實驗耗時較長,有時實驗不能完成,藥品毒性大等。在多年的教學實踐中,我們嘗試了一些裝置和方法的改進,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、實驗裝置和方法的改進
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即可停止加熱。
依教材方法組織教學,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,因此實驗被迫停止或換別的方法,實驗成功率低;二是提取時間過長。
我們用恒壓滴液漏斗代替索氏提取器進行提取實驗,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,當溶劑在提取器內(nèi)達到一定高度后,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停止。所需時間約為60-80分鐘。
2.電熱套代替酒精燈做升華實驗
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,適當控制溫度,當發(fā)現(xiàn)有棕色煙霧時,升華完畢。
教學中我們改進為: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驗,實驗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,而對不同的提取時間,時長為80分鐘時產(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,能得到同樣的實驗結(jié)果,但卻避免了儀器損毀或堵塞的情況,并且提取時間縮短了半個小時以上;用電熱套代替酒精燈做升華實驗,控溫自如,加熱效率高,升華實驗時間也縮短、咖啡因提取產(chǎn)量不受影響;用多種茶葉提取咖啡因?qū)Ρ?,在相同的實驗時間和實驗步驟的情況下,實驗教學內(nèi)涵更豐富,學生反映好、興趣高,實驗效果更好。
綜上所述,從茶葉中提取咖啡因的實驗,經(jīng)以上改進后,實驗裝置更為安全保障,成功率高,實驗時間縮短了半個小時以上,實驗及操作效率更高,效果很好。
參考文獻:
[1]曾昭瓊.有機化學實驗.高等教育出版社,2000.
[2]徐家寧,張鎖秦,張寒琦.基礎(chǔ)化學實驗(中冊):有機化學實驗[M].高等教育出版社,2006.
[3]農(nóng)容豐,許元明,韋良,等.茶葉中提取咖啡因方法的改進[J].南寧師范高等??茖W校學報,2006.
(作者單位 ??趲煼洞髮W化學化工學院)