绿茶中咖啡碱的提取及其影响兴奋性研究

王 琳 阳 科

长沙医学院基础医学院 湖南 长沙 410219

绿茶是中国主要茶类之一,是指采摘茶树新叶或芽,未经发酵、经杀青、烘干等典型工艺制作而成的产品。现代科学大量研究证实,茶叶确实含有与人体健康密切相关的生化成份,对人们日常生活有诸多益处。绿茶不仅具有提神清心、解毒醒酒等药理作用,还对现代疾病,如心脑血管病、癌症等疾病,有一定的药理功效。

咖啡碱,化学名称1,3,7－三甲基黄嘌呤,化学式C8H10N4O2,相对分子量为194.2,属于黄嘌呤生物碱化合物,无味,白色针状或粉状固体,微溶于水,可溶于乙酸乙酯、酒精等,其熔点为237℃,沸点 (升华)为178℃。咖啡碱纯品熔点235－236℃,含结晶水的咖啡碱为无色针状晶体,在100℃时失去结晶水,并开始升华,120℃时显著升华,178℃时迅速升华。临床上常用于用于治疗神经衰弱和昏迷复苏。但是大量使用或者长期服用,会引发阵发性惊厥和骨骼震颤,严重时会损害肝、胃、肾等重要内脏器官,以及诱发呼吸道炎症等疾病,甚至还有可能导致下一代的肢体畸形、智能低下。

1 实验

1.1 原料与仪器 绿茶、95%乙醇、10%盐酸、碘－碘化钾试剂、30%过氧化氢、5%鞣酸、浓氨水、生石灰、小鼠索氏提取器、铁架台、升降台、万用夹、橡皮管、圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、直型冷凝管、接液管、三角烧瓶、胶头滴管、抽滤装置、蒸发皿、玻璃漏斗、烧杯、电热套、球形冷凝管、灌胃器、橡胶手套

1.2 实验步骤

1.2.1 提取绿茶中的咖啡碱 称取适量的干茶叶,装入滤纸筒内,轻轻压实,在滤纸筒上口塞入一团脱脂棉,置于索氏提取器的抽提筒中,在圆底烧瓶内加入60ml－80ml 95%乙醇。加热乙醇至其沸腾,连续抽提1小时,待冷凝液刚刚虹吸下去时,立即停止加热。然后将装置改装成蒸馏装置,可加热回收大部分乙醇。然后将残留液倾入蒸发皿中,蒸发近干。按比例加入4g生石灰粉,搅拌均匀,用电热套加热(100－120V),蒸发至干,除去全部水分。冷却后,擦去沾在边上的粉末,以免升华时会污染产物。

将刺有许多小孔的圆形滤纸片盖在蒸发皿上,并取一只大小合适的玻璃漏斗罩于其上,漏斗颈部疏松的塞一团棉花,用电热套小心加热蒸发皿,慢慢升高温度,使咖啡碱升华。咖啡碱通过滤纸孔,会遇到漏斗内壁凝为固体,附着于漏斗内壁和滤纸上。当纸上出现白色针状晶体时,暂停加热。再冷至100℃左右后,揭开漏斗和滤纸,仔细用小刀把附着于滤纸及漏斗壁上的咖啡碱刮入表面皿中。将蒸发皿内的残渣加以搅拌,重新放好滤纸和漏斗,用较高的温度再加热升华一次。

检测咖啡碱：在表面皿剩余的咖啡碱中加入30%过氧化氢8－10滴,置于水浴上蒸干,记录残渣颜色。再加一滴浓氨水于残渣上,观察并记录颜色有何变化。若颜色变成玫瑰色则提取成功。

1.2.2 用绿茶提取物灌胃小鼠 将准备好的茶叶取出,按下表成比例加入到100ml的开水(100℃)中,并搅拌均匀浸泡,静置冷却备用。

编号 1 2 3 4 5茶叶量(g) 5 7 9 11 13浓度(g/ml) 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13

取出小鼠,用右手轻提鼠尾,将其放置在鼠笼盖上,小鼠遇到可抓住的物体会向前爬行。此时可将鼠尾向后轻拉,并迅速用左手拇指、示指抓住其项背皮肤和两只耳朵,然后将小鼠躯干翻转置于左手大鱼际处,最后用无名指及小指夹住其尾巴即可。

右手持灌胃器,从小鼠口角处插入口腔,以注射针管压其上颚徐徐插入食管,停靠在稍有抵抗处,即可注入药液,每次注射量为0.5ml。

3 正交实验

绿茶中咖啡碱的提取

2 讨论与结果

2.1 提取温度的影响 在咖啡碱的提取过程中,在升华的过程中需要严格控制加热温度,若温度太高,会使被烘物碳化,把一些副产物带出来,使产品不纯；若温度太低,则升华速度慢。因此,需用温度计实时监测温度。

2.2 小鼠个体差异 在实验的过程中,选取小鼠是随机进行选取,因此个体与个体之间仍是存在差别。并且,将各组小鼠分别放到不同笼子后,个别小鼠的活动性或许会影响到整个笼子中小鼠的活动性,或将影响整组的结果。

2.3 咖啡碱在绿茶中含量的测定结果 通过对绿茶中咖啡碱的提取得出此次绿茶中咖啡碱的含量为3.74%。

2.4 小鼠摄入绿茶提取物之后行为变化结果 由实验现象及实验图表可知,在灌胃小鼠后小鼠的活动频率逐步上升,可知绿茶有提高兴奋性的效果。

3 结论

在本次实验中,采用了萃取,蒸馏,常压升华等方法来提取咖啡碱,并测定了咖啡碱的含量。本次实验中绿茶中咖啡碱的含量为,与所查阅的文献对比,绿茶中的咖啡碱含量较红茶,乌龙茶低,较普洱茶,麦茶低。且在小鼠实验中,随着绿茶浓度的增高,小鼠活动时间加长,并呈现上升趋势,由此观之绿茶具有提高兴奋性的作用,可起到提神醒脑的效果。通过整个实验可知,绿茶中咖啡碱的含量不算很高,只要保持适当的量,既不会影响饮用效果也能起到提高兴奋性的效果,相对于其他茶类更加适合人们日常饮用,或作为咖啡的替代物。