紫外可见分光光度计(UV)

主题:【第六届原创】浸泡条件对绿茶茶汤主要成分影响研究

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fanchuangang
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    浸泡条件对绿茶茶汤主要成分影响研究



    摘要:针对绿茶水变质现象,采用正交实验法对影响绿茶水变质实验因素进行了研究,优化得出了最佳的泡茶条件,并对绿茶茶汤主要成分的影响因素进行了研究,通过测定不同条件下的茶多酚与咖啡因的含量研究茶水变质现象。

第一章概述

1.1绿茶简介

    绿茶具有叶片厚实、香气浓且不散、耐冲泡、茶汤黄绿而明亮、栗香浓郁、回味甘醇绵长等独特品质。绿茶既是一种健康的天然有机饮品,又具有很好的保健功效。经科学分析和实验证明,茶中含有多种营养和药效成分、其中氨基酸、维生素矿物质、多酚类化合物和生物碱的含量较高,具有清心明目,杀菌消炎降血脂、降胆固醇,减少心血管疾病等功效

1.2茶叶中成分分析

    茶叶中主要含有茶多酚、咖啡因等物质,其中茶多酚占茶叶干重的22%30%,是多种酚类衍生物的总称,是茶叶中主要的显现色泽和滋味的物质。由于它们具有酚的性质,含有多羟基,所以它们具有显著的药理作用,如能防止动脉硬化、降血糖与血脂;能与人体中的伤寒、霍乱等病源菌蛋白质结合并使之沉淀,从而抑制细菌的生长,使多种细菌活性丧失;还能使人体中的脱水吗啡、尼古丁等有毒物质和钴、银、铅等对人体有严重危害的重金属产生沉淀,消除或减弱重金属离子的危害性。目前,用于茶多酚含量的测定方法主要有酒石酸亚铁比色法和高锰酸钾滴定法等。茶叶中含有较多的咖啡碱,咖啡碱亦称咖啡因。咖啡因约占茶叶干重的2%~5%,具有利尿、强心、解毒作用,也具有兴奋神经中枢、舒张血管,预防高血压、心肌梗塞、促进血液循环等生理和药理作用[7]。因为在各类植物中含量比较少,加之提取较困难,所以它是医用咖啡因的重要来源,是一种紧销的医药原料[9-11]。此外茶叶中还含有其他一些微量的物质,例如:碳水化合物、多种维生素、果胶、芳香族化合物、烟碱、蛋白质、和多种人体必需的元素如、铁、钙等[

1.3实验概述

    浸泡条件对茶叶中咖啡因和茶多酚浸提率影响显著,近年来,不少学者探讨了冲泡水温、时间等因素对绿茶的影响,但水质(如纯净水,蒸馏水)对泡茶品质影响的研究较少。因此,本研究综合四个因素(时间,温度,水质,泡茶次数)对泡茶条件进行了全面分析,即结合不同浸泡条件将茶水中这两种物质的含量进行测定而得到最佳的泡茶条件,在实验所得出的最佳条件下,改变水中离子钙、铜、钠、铁、铝、锌、氟、次氯酸根、硫酸根、硝酸根)含量泡茶,探讨不同离子对绿茶茶汤中主要成分的影响来研究茶水变质的现象。

第二章实验部分



2.1仪器与试剂

2.1.1仪器

    KDM型可调控温电热套(山东甄城华鲁电热仪器有限公司)、可调万用电炉(龙口市电炉制造厂)、电热恒温水浴锅(北京泰克仪器有限公司)、752紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);电炉(龙口市电炉制造厂);AL-104型电子天平(Metter-ToLedo Group);石英比色皿;直型冷凝管;橡胶管;洗瓶;500mL圆底烧瓶;锥形瓶;玻璃漏斗;玻璃棒;滤纸;小试管;胶头滴管;50mL量筒;烧杯;铁架台(带铁夹铁圈);试管夹;25.0mL50.0mL100.0mL250.0mL1000.0mL容量瓶;1.00mL5.00mL10.00mL25.00mL移液管;温度计。



2.1.2试剂药品

    绿茶、娃哈哈矿泉水、 城区自来水、实验室蒸馏水、露荷大桶水、氧化钙、95%乙醇、棉花、盐酸、98%浓硫酸、碱性乙酸铅、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、实验室蒸馏水(二次蒸馏),氯化钙,氯化铜,氯化钠,氯化铁,氯化铝,氯化锌,次氯酸钠,硝酸。

2.2咖啡因的提取

2.2.1回流提取

    用天平秤取3-5g茶叶研磨,研细后用滤纸包好,放入索式提取器套筒中,加入40-50mL95%乙醇,水浴加热,回流提取约120min,直至索式提取器内提取液颜色变为深绿色。

2.2.2蒸馏浓缩

    完成最后一次虹吸后,把装置改为蒸馏装置,蒸出大部分乙醇(圆底烧瓶内留下大约10mL浸提液)待用。

2.2.3脱水去酸

    趁热将粗提取液倾入蒸发皿,拌入1-4g生石灰(加入石灰量控制为混合后呈稀泥状为最佳),用电炉加热搅拌蒸干至硬泥状,立即停止加热。

2.2.4升华收集

    将 有均匀小孔的滤纸放于蒸发皿上,罩上塞有少量棉花的玻璃漏斗,加热升华(控制温度大约在178℃),当滤纸上有大量白色针状晶体出现时立即停止加热。冷却至室温,用小刀把附于滤纸上的咖啡因轻轻刮于表面皿中,置入广口瓶中保存备用。

2.2.5咖啡因的纯化

    将前几次收集的咖啡因约1g,重复升华收集(此时最好用透明的玻璃蒸发皿,以便观察其中咖啡因是否融化升华)进行纯化。最后将纯化后的咖啡因置于干燥的广口瓶内,密封保存以备后期使用。



2.3不同条件下茶水制取

    第一步,粗测确定实验时的浸泡温度范围,即直接用紫外分光光度计进行粗测,粗测透光度A如表1所示:



分析表1可知:咖啡因最佳的浸提温度大约在90,茶多酚90后透光率变化不大。因此可将精测温度定在90左右,即取温度为85889194下进行浸泡。

第二步,采用正交法每次准确称取2.0g茶叶放入锥形瓶中,倒入100.0mL不同标号的水,加热制取茶水。(茶水放置30min冷却后方进行含量检测)如表2所示:



共浸出16组茶水(当实验检测完毕后,分别在茶多酚与咖啡因最佳的浸提条件下进行检测以验证)。



2.4咖啡因的检测

2.4.1溶剂的配制

    碱性乙酸铅溶液:准确称取50.0g碱性乙酸铅,加蒸馏水定容至100.0mL(隔水适当加热才可完全溶解),静置过夜。

0.01mol/L盐酸溶液:量取0.90mL盐酸,用水稀释至1.0L,摇匀待用。

9mol/L硫酸溶液:量取硫酸250mL,用水稀释至1.0L,摇匀待用。

咖啡因标准溶液:称取100.0mg咖啡因(纯度不低于99%)溶于100.0mL水中,作为标准液,用移液管准确吸取5.00mL加水定容至100.0mL作为标准液(1mL含咖啡因0.05mg)。

2.4.2标准曲线的绘制

    波长的确定:用母液测得波段点以波长为横坐标,母液在对应波长下的吸光度为纵坐标绘制曲线图,如图1所示。

    从图中可以看出,最佳吸收的波长为244nm



    分别准确移取取0.00mL5.00mL10.00mL15.00mL20.00mL25.00mL30.00mL咖啡因标准溶液于不同100.0mL容量瓶中,各加入4.0mL盐酸溶液,用水稀释至刻度摇匀,用石英比色皿,在紫外分光光度仪上选择波长244nm处,以空白溶液作参比,测定吸光度A。以咖啡因浓度C为横坐标以吸光度A为纵坐标绘制标准曲线,如图2所示。





2.4.3含量测定

    用移液管准确吸取试液20.00mL250.0mL容量瓶中,加入2mL碱性乙酸铅溶液和10mL盐酸,用水准确稀释至刻度,充分摇匀,静置澄清后快速过滤,用移液管准确移取滤液50.00mL100.0mL容量瓶中,加入0.20mL硫酸溶液,加水稀释至刻度,充分摇匀,静置过滤[18]。用石英比色皿,在波长244nm处,以试剂空白溶液作参比,测定吸光度A



2.5茶多酚的检测

2.5.1试液和样品的准备

    试液:溶液A:称取5.0g酒石酸钾钠(准确至0.0001g),1g(准确至0.0001g)硫酸亚铁,用水溶解并定容至1.0L。溶液B:称取磷酸二氢钾9.08g,加水溶解后定容至1.0L。称取23.9g十二水磷酸氢二钠,加水溶解后定容至1.0L[19-20]。取上述定容后的磷酸氢二钠85.00mL和磷酸二氢钾15.00mL混合均匀。

    样品液:用10.00mL移液管精确量取10.00mL待测茶水至250.0mL容量瓶中,加入蒸馏水稀释定容至250.0mL,充分震荡摇匀。

    标准液:10.00mL溶液A+10.00mL溶液B用蒸馏水定容至100.0mL

    样液:10.00mL待测样品+10mL溶液A+10.00mL溶液B用蒸馏水定容至100.0mL



2.5.2分光光度计的调节

    测量之前打开分光光度计确认波长在540nm处,预热15-30min



2.5.3含量测定

    样品检测:将标准液装好后推入光路中,按“OA/100%”键,屏幕显示“0.000”A后,将样液装好推入光路中,测定吸光值(A)。

第三章  最佳浸泡条件的数据与讨论



3.1正交试验数据及处理

经正交试验检测获得两种物质含量数据如表3所示:

按照下面方法处理数据,统计后结果如表4所示:

咖啡因含量(mg/mL=A+0.1125/11.10

茶多酚含量(mg/mL=A*1.957*2000

    根据以上咖啡因与茶多酚含量的数据分析可知最佳时间皆为13min。对温度来说,从图表中可明显看出91℃94℃时对咖啡因影响比较大即占总变化率的:(K3-K4/(K3-K1)=43.39% 而对茶多酚占总变化率的:(K4-K3)/(K4-K1)=13.34% 因此实验温度应优先考虑咖啡因含量的变化,所以最佳温度应取91℃。对水质来说,考虑到实验过程中自来水的变化较大,且除去自来水这种情况后两物质含量最高时都为蒸馏水,因此水质取用蒸馏水。在91℃,蒸馏水,13min的条件下,不同浸泡次数时所得茶多酚与咖啡因的含量如表所示:

从表中可得出浸泡次数越多两者含量都成下降趋势,因此含量最高时浸泡次数为:1次。



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温度高,茶多酚含量更高?


应该是浸出效果好一些
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原文由 nphfm2009(nphfm2009) 发表:
这篇原创写的不错,有实际意义


谢谢夸奖
秋月芙蓉
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不知楼主这篇文章向什么刊物投稿了?能否被修改后录用?

粗略看了一下,主题立意不错,内容与很多人的日常生活习惯紧密相关,有实际意义,实验工作量也蛮大的。但不好意思,写作和实验数据的问题太多了,我想恐怕杂志编辑或评审看了是通不过的,得好好下工夫修改才行。
tutm
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不是要为难楼主,我想楼主可能是初次写作吧,有些问题可能还缺少整体考虑导致的。我看到的主要问题有:

1. 表1粗测的条件是什么?要说明一下。

2. 正交试验设计的各因素水平取值没有逐个说明依据,也没有各水质的参数,这样的正交试验是没明显意义的。

3. 图1曲线是用什么为参比测得的?为什么有这么大的负值?应该是参比液选择有点问题吧?图2也是同样的问题。

4. 表3中茶多酚含量都在每毫升600mg以上,粗略估计也就是浓度都在60%以上,这个浸出物浓度数据可能吗?也许是你单位弄错了。后面几个表中也有同类问题。

5. 表4,表5中的时间、温度和水质数字代表什么?应该都标注清楚。

6. 像是结论的最后一句话“含量最高时,浸泡次数为1次”,这句话应该是常识吧?估计不做这些实验,普通人也能得出这一结论的。结论要写出你通过实验才能获得的综合性和专有性的结果或建议,不要写常识性的或别人已有的,如果非要写这类文字,那也要以对比的方法来写,或从量化的角度写。

以上意见和建议可能并不成熟,仅供你参考;也许你们专业的人士会有更深入和全面的看法。
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2013/10/7 13:00:48 Last edit by tutm
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请问“大桶水”具体为何水呢?


就是平时喝的大桶纯净水
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不知楼主这篇文章向什么刊物投稿了?能否被修改后录用?

粗略看了一下,主题立意不错,内容与很多人的日常生活习惯紧密相关,有实际意义,实验工作量也蛮大的。但不好意思,写作和实验数据的问题太多了,我想恐怕杂志编辑或评审看了是通不过的,得好好下工夫修改才行。


还没有投稿,这只是文章的一部分,还有很多其他方面的问题研究,没向上面传
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不是要为难楼主,我想楼主可能是初次写作吧,有些问题可能还缺少整体考虑导致的。我看到的主要问题有:

1. 表1粗测的条件是什么?要说明一下。

2. 正交试验设计的各因素水平取值没有逐个说明依据,也没有各水质的参数,这样的正交试验是没明显意义的。

3. 图1曲线是用什么为参比测得的?为什么有这么大的负值?应该是参比液选择有点问题吧?图2也是同样的问题。

4. 表3中茶多酚含量都在每毫升600mg以上,粗略估计也就是浓度都在60%以上,这个浸出物浓度数据可能吗?也许是你单位弄错了。后面几个表中也有同类问题。

5. 表4,表5中的时间、温度和水质数字代表什么?应该都标注清楚。

6. 像是结论的最后一句话“含量最高时,浸泡次数为1次”,这句话应该是常识吧?估计不做这些实验,普通人也能得出这一结论的。结论要写出你通过实验才能获得的综合性和专有性的结果或建议,不要写常识性的或别人已有的,如果非要写这类文字,那也要以对比的方法来写,或从量化的角度写。

以上意见和建议可能并不成熟,仅供你参考;也许你们专业的人士会有更深入和全面的看法。


谢谢把文章看的这么仔细,提出了很多问题,需要说明的的一点是,限于篇幅的限制,在论坛上传的只是文章的一部分,中间的很多过程没有加上,最后把结论写上了,所以会出现这么多问题
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