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：1.1 浸提预处理：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；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500m烧杯中，加入200m蒸馏水，在85C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500m烧杯中，加入200m蒸馏水，在所测得的最佳提取时间下，分别在75C、80C、85C、90C、95C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):1:101:151:201:251:30浸提温度(C):7580859095浸提时间(h):0.50.751.01.251.5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)。沉淀在上述滤液中加入茶叶重量2%5%的NaHSOs,然后加入茶叶重量20%的硫酸铝饱和水溶液，加热至70C80C,用15%NaHCO3溶液在快速搅拌下调节pH至56,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70C热水洗涤沉淀三次。3. 酸溶将沉淀在快速搅拌下放入到一定料酸比体积下的pH=2.54.5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40mLpH=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。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20mL30mL40mL50mL60mL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）:2.53.03.54.04.5料酸比（g/mL）:1:21:31:41:51:6酸转时间（min）：4045505560三因素（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。4. 萃取加入茶叶重量2%5%的NaHSO至酸转溶液中，然后用体积0.3-1.5倍的乙酸乙酯萃取15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。5. 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。6. 蒸发浓缩将洗涤后的乙酸乙酯相在5070C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125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/500A：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1LA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）二浸提液中茶多酚的含量（g/ml）x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）x100%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）二酸转溶液中茶多酚的含量（g/ml）x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）x100%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）二萃余相中茶多酚的含量（g/ml）x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%x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）1:101:151:201:251:30吸光度浸提液体积（ml）浸提温度（C）7080859095吸光度浸提液体积（mL）浸提时间（h）0.50.751.01.251.5吸光度浸提液体积（mL）酸转单因素实验记录表酸浓度（pH）2.53.03.54.04.5吸光度酸转溶液体积（mL料酸比（g/L）1:21:31:41:51:6吸光度酸转溶液体积（mL酸转时间（min）4045505560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1234吸光度A540料液比浸提温度浸提时间空列实验1111实验2122实验3133实验4212实验5223实验6231实验7313实验8321实验9332K1K2K3R附六:酸溶正交试验记录表格:实验号1234吸光度A540酸浓度料酸比酸转时间空列实验1111实验2122实验3133实验4212实验5223实验6231实验7313实验8321实验9332K1K2K3R料液比g/ml1:101:151:201:251:30吸光度0.1890.1720.162:0.1030.106茶多酚含量(g)0.2220.3030.380.3020.373料液比对浸提的影响料液比(g/L)浸提温度C5060708090吸光度0.0840.0920.1240.2510.185浸提时间min2030405060吸光度0.0980.1180.1810.1850.184酸浓度mol/L23456吸光度0.130.1410.1470.137P0.122料酸比g/mL1:101:151:201:251:30吸光度0.1860.2060.1070.1210.116茶多酚含量（g）0.05460.08190.0630.0890.102料酸比对酸溶的影响料酸比訝mL酸转时间min510152025吸光度0.0980.1380.1540.110.123实验号A酸浓度B料酸比C酸转时间D空列茶多酚含量(g)实验11110.00657552实验21220.00146775实验31330.0070452实验42120.00504906实验52230.0017613实验62310.0105678实验73130.0017613实验83210.007485525实验93320.00598842Ki0.0050.0040.008K20.0060.0040.004K30.0050.0080.004R0.0010.0040.004