茶多酚的提取实验设计讲课教案

茶多酚的提取实验设

计

1茶多酚的提取实验设计（单因素设计）

一、实验目的和要求

掌握超声波萃取和微波萃取的一般方法，应用茶多酚含量测定实验的方法测定不同方法提取液茶多酚含量，选取各因素最优化的提取工艺，为正交实验打下基础。

二、实验原理

1.超声波提取技术

2.超声波是指频率为20千赫～50兆赫左右的电磁波，它是一种机械波，需要

能量载体—介质—来进行传播。超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期，在正相位时，对介质分子产生挤压，增加介质原来的密度；负相位时，介质分子稀疏、离散，介质密度减小。也就是说，超声波并不能使样品内的分子产生极化，而是在溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率。在工业应用方面，利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及无损检测等，是一种非常成熟且有广泛应用的技术。

3.超声波萃取的原理

4.超声波萃取中药材的优越性，是基于超声波的特殊物理性质。主要是主要通

过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液萃取分离。（1）加速介质质点运动。（2）空化作用。超声波在液体介质中传播产生特殊的“空化效应”，“空化效应”不断产生无数内部压力达到上千个大气压的微气穴并不断“爆破”产生微观上的强大冲击波作用在中药材上，使其中药材成分物质被“轰击”逸出，并使得药材基体被不断剥蚀，其中不属于植物结构的药效成分不断被分离出来。加速植物有效成份的浸出提取。（3）超声波的振动匀化（Sonication）使样品介质内各点受到的作用一致，使整个样品萃取更均匀。

5..超声波萃取的特点

6.适用于中药材有效成份的萃取，是中药制药彻底改变传统的水煮醇沉萃取方

法的新方法、新工艺。与水煮、醇沉工艺相比，超声波萃取具有如下突出特点：

7.（1）无需高温。在40℃－50℃水温F超声波强化萃取，无水煮高温，不破

坏中药材中某些具有热不稳定，易水解或氧化特性的药效成份。（2）常压萃取，安全性好，操作简单易行，维护保养方便。（3）萃取效率高。超

声波强化萃取20～40分钟即可获最佳提取率（4）具有广谱性。适用性广，绝大多数的中药材各类成份均可超声萃取。（5）超声波萃取对溶剂和目标萃取物的性质（如极性）关系不大。（6）减少能耗。由于超声萃取无需加热或加热温度低，萃取时间短，因此大大降低能耗。（7）药材原料处理量大，成倍或数倍提高，且杂质少，有效成分易于分离、净

化。（8）萃取工艺成本低，综合经济效益显著。

微波萃取机理

微波萃取的机理可从两方面考虑，一方面微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质，到达物料的内部维管束和腺胞系统。由于吸收微波能，细胞内部温度迅速上升，使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力，细胞破裂。细胞内有效成分自由流出，在较低的温度条件下萃取介质捕获并溶解。通过进一步过滤和分离，便获得萃取物料。另一方面，微波所产生的电磁场加速被萃取部分成分向萃取溶剂界面扩散速率，用水作溶剂时，在微波场下，水分子高速转动成为激发态，这是一种高能量不稳定状态，或者水分子汽化，加强萃取组分的驱动力；或者水分子本身释放能量回到基态，所释放的能量传递给其他物质分子，加速其热运动，缩短萃取组分的分子由物料内部扩散到萃取溶剂界面的时间，从而使萃取速率提高数倍，同时还降低了萃取温度，最大限度保证萃取的质量。

微波萃取优点

传统热萃取是以热传导、热辐射等方式由外向里进行，而微波萃取是通过偶极子旋转和离子传导两种方式里外同时加热。传统热萃取和传统热萃取相比，微波萃取具有以下特点：ａ、质量高，可有效地保护食品、药品以及其他化工物料中的功能成分；ｂ、产量大；ｃ、对萃取物具有高选择

性；ｄ、省时，可节省50％～90％的时间；ｅ、溶剂用量少（可较常规方法少50％～90％）；ｆ、低耗能。微波辐射技术在食品萃取工业和化学工业上的应用研究虽然起步只有短短几年的时间，但已有的研究成果和应用成果已足以显示其以下优越性：ａ、反应或萃取快；ｂ、产率高，产品质量好；ｃ、后处理方便；ｄ、安全；ｅ、无污染，属于绿色工程； f 、生产线组成简单，节省投资；微波萃取技术是食品和中药有效成分提取的一项新技术。

本实验利用超声波清洗机和微波萃取茶多酚，设计单因素实验，通过溶剂萃取所得的萃取液中茶多酚含量的测定，并对实验数据进行分析，选择一组优化的提取方法，为进一步实验做好准备。

三、实验器材与试剂

（一）器材

超声波清洗机 2台微波炉 1台

粉碎机 1台托盘天平 3台

离心机（50ml离心管）1台

离心管（50ml，具盖）9个/组超声波细胞粉碎机 1台

吸水纸 3卷置物篮 2个

小烧杯（100ml）9个/组量筒7个/组

漏斗（滤纸） 3个/组 25ml容量瓶 9个/组

吸量管0.2ml 1个/组 5ml 2个/组

具塞试管20ml 19个/组 15*150试管 19个/组

滴管 2个/组分光光度计（比色皿5付）

（二）试剂

茶叶150g；酒石酸亚铁溶液600ml；缓冲液1800ml；蒸馏水450ml

提取液：30%~80%乙醇；10%~60%丙酮各组自配。每种浓度约150ml，（70%乙醇，40丙酮约500ml）

（注：各种试剂多备30%左右）

四、操作方法

（一）材料准备

取一定量的茶叶，用粉碎机粉碎，备用。

（二）超声波和微波萃取单因素实验

1.称取1g粉碎后的茶叶（每组先称取1g/份*18），于50ml离心管，加入适量溶剂，称重放入超声波清洗机或微波炉，按下表具体操作，每个处理重复3次。

2.过滤收集上清液，（每组得滤液2到3ml即可）。

8.以酒石酸亚铁分光光度法测定上清液中茶多酚含量，按下式技术茶多酚的提

取收率，结果记录于试验表中。

茶多酚提取收率=（提取液中茶多酚含量*加入溶剂体积）/茶叶总质量*100% 9.数据分析，判断最优化条件及各因素的影响。找出相对优化的条件。

单因素实验数据表格

实验设计方案：

四人一组，一到五组超声波提取，六组不同机器处理。（每梯度重复三次，三梯度9管同时进行。）

一组