綠茶中咖啡堿的提取及其影響興奮性研究

王 琳 陽 科

長沙醫學院基礎醫學院 湖南 長沙 410219

綠茶是中國主要茶類之一,是指采摘茶樹新葉或芽,未經發酵、經殺青、烘干等典型工藝制作而成的產品。現代科學大量研究證實,茶葉確實含有與人體健康密切相關的生化成份,對人們日常生活有諸多益處。綠茶不僅具有提神清心、解毒醒酒等藥理作用,還對現代疾病,如心腦血管病、癌癥等疾病,有一定的藥理功效。

咖啡堿,化學名稱1,3,7－三甲基黃嘌呤,化學式C8H10N4O2,相對分子量為194.2,屬于黃嘌呤生物堿化合物,無味,白色針狀或粉狀固體,微溶于水,可溶于乙酸乙酯、酒精等,其熔點為237℃,沸點 (升華)為178℃。咖啡堿純品熔點235－236℃,含結晶水的咖啡堿為無色針狀晶體,在100℃時失去結晶水,并開始升華,120℃時顯著升華,178℃時迅速升華。臨床上常用于用于治療神經衰弱和昏迷復蘇。但是大量使用或者長期服用,會引發陣發性驚厥和骨骼震顫,嚴重時會損害肝、胃、腎等重要內臟器官,以及誘發呼吸道炎癥等疾病,甚至還有可能導致下一代的肢體畸形、智能低下。

1 實驗

1.1 原料與儀器 綠茶、95%乙醇、10%鹽酸、碘－碘化鉀試劑、30%過氧化氫、5%鞣酸、濃氨水、生石灰、小鼠索氏提取器、鐵架臺、升降臺、萬用夾、橡皮管、圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、直型冷凝管、接液管、三角燒瓶、膠頭滴管、抽濾裝置、蒸發皿、玻璃漏斗、燒杯、電熱套、球形冷凝管、灌胃器、橡膠手套

1.2 實驗步驟

1.2.1 提取綠茶中的咖啡堿 稱取適量的干茶葉,裝入濾紙筒內,輕輕壓實,在濾紙筒上口塞入一團脫脂棉,置于索氏提取器的抽提筒中,在圓底燒瓶內加入60ml－80ml 95%乙醇。加熱乙醇至其沸騰,連續抽提1小時,待冷凝液剛剛虹吸下去時,立即停止加熱。然后將裝置改裝成蒸餾裝置,可加熱回收大部分乙醇。然后將殘留液傾入蒸發皿中,蒸發近干。按比例加入4g生石灰粉,攪拌均勻,用電熱套加熱(100－120V),蒸發至干,除去全部水分。冷卻后,擦去沾在邊上的粉末,以免升華時會污染產物。

將刺有許多小孔的圓形濾紙片蓋在蒸發皿上,并取一只大小合適的玻璃漏斗罩于其上,漏斗頸部疏松的塞一團棉花,用電熱套小心加熱蒸發皿,慢慢升高溫度,使咖啡堿升華。咖啡堿通過濾紙孔,會遇到漏斗內壁凝為固體,附著于漏斗內壁和濾紙上。當紙上出現白色針狀晶體時,暫停加熱。再冷至100℃左右后,揭開漏斗和濾紙,仔細用小刀把附著于濾紙及漏斗壁上的咖啡堿刮入表面皿中。將蒸發皿內的殘渣加以攪拌,重新放好濾紙和漏斗,用較高的溫度再加熱升華一次。

檢測咖啡堿：在表面皿剩余的咖啡堿中加入30%過氧化氫8－10滴,置于水浴上蒸干,記錄殘渣顏色。再加一滴濃氨水于殘渣上,觀察并記錄顏色有何變化。若顏色變成玫瑰色則提取成功。

1.2.2 用綠茶提取物灌胃小鼠 將準備好的茶葉取出,按下表成比例加入到100ml的開水(100℃)中,并攪拌均勻浸泡,靜置冷卻備用。

編號 1 2 3 4 5茶葉量(g) 5 7 9 11 13濃度(g/ml) 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13

取出小鼠,用右手輕提鼠尾,將其放置在鼠籠蓋上,小鼠遇到可抓住的物體會向前爬行。此時可將鼠尾向后輕拉,并迅速用左手拇指、示指抓住其項背皮膚和兩只耳朵,然后將小鼠軀干翻轉置于左手大魚際處,最后用無名指及小指夾住其尾巴即可。

右手持灌胃器,從小鼠口角處插入口腔,以注射針管壓其上顎徐徐插入食管,停靠在稍有抵抗處,即可注入藥液,每次注射量為0.5ml。

3 正交實驗

綠茶中咖啡堿的提取

2 討論與結果

2.1 提取溫度的影響 在咖啡堿的提取過程中,在升華的過程中需要嚴格控制加熱溫度,若溫度太高,會使被烘物碳化,把一些副產物帶出來,使產品不純；若溫度太低,則升華速度慢。因此,需用溫度計實時監測溫度。

2.2 小鼠個體差異 在實驗的過程中,選取小鼠是隨機進行選取,因此個體與個體之間仍是存在差別。并且,將各組小鼠分別放到不同籠子后,個別小鼠的活動性或許會影響到整個籠子中小鼠的活動性,或將影響整組的結果。

2.3 咖啡堿在綠茶中含量的測定結果 通過對綠茶中咖啡堿的提取得出此次綠茶中咖啡堿的含量為3.74%。

2.4 小鼠攝入綠茶提取物之后行為變化結果 由實驗現象及實驗圖表可知,在灌胃小鼠后小鼠的活動頻率逐步上升,可知綠茶有提高興奮性的效果。

3 結論

在本次實驗中,采用了萃取,蒸餾,常壓升華等方法來提取咖啡堿,并測定了咖啡堿的含量。本次實驗中綠茶中咖啡堿的含量為,與所查閱的文獻對比,綠茶中的咖啡堿含量較紅茶,烏龍茶低,較普洱茶,麥茶低。且在小鼠實驗中,隨著綠茶濃度的增高,小鼠活動時間加長,并呈現上升趨勢,由此觀之綠茶具有提高興奮性的作用,可起到提神醒腦的效果。通過整個實驗可知,綠茶中咖啡堿的含量不算很高,只要保持適當的量,既不會影響飲用效果也能起到提高興奮性的效果,相對于其他茶類更加適合人們日常飲用,或作為咖啡的替代物。