生物堿是存在于生物體(主要為植物體)中的一類含氮的堿性有機(jī)化合物,大多數(shù)有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu),有顯著的生物活性,是中草藥的有效成分之一。如黃連中的小蘗堿(黃連素)、麻黃中的麻黃堿、蘿芙術(shù)中的利血平、喜樹(shù)中的喜樹(shù)堿、長(zhǎng)春花中的長(zhǎng)春新堿等。
植物中的生物堿常以鹽(能溶解于水或醇)的狀態(tài)或以游離堿(能溶于有機(jī)溶劑)的狀態(tài)存在。各種生物堿的結(jié)構(gòu)不同,性質(zhì)各異,提取分離方法也不盡相同,常用的有冷浸、滲漉、超聲波、微波、索氏提取、熱回流提取等。
為了使提取更完全,也常常對(duì)上述方法進(jìn)行組合如冷沒(méi)-滲漉,冷沒(méi)-超聲波,冷沒(méi)-索氏提取,冷浸-熱回流提取,因冷浸、冷浸-超聲波提取操作簡(jiǎn)便,故使用較多,必要時(shí),應(yīng)對(duì)上述方法作比較,以優(yōu)選出最佳提取方法。
茶葉中含有多種生物堿??Х葔A又名咖啡因(Caffeine) ,化學(xué)名稱是1,3,7-三甲基- 2,6-二氧嘌吟,是茶葉中主要的生物堿,約含1~5%,此外還含有少量茶堿、可可堿、茶多酚、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、色素和纖維素等成分。
咖啡因弱堿性,具有刺激心臟、興奮大腦神經(jīng)和利尿作用,可作為中樞神經(jīng)興奮藥,它也是復(fù)方阿司匹林等藥物的組分之一” 。
在茶葉的主要成分中,超過(guò)95%的部分是有機(jī)物,剩下的無(wú)機(jī)物部分不到5%。茶葉中含有大量的微量元素,比如我們平時(shí)所說(shuō)的磷、鉀、硫、鎂、錳、氟等微量元素。
新鮮的茶葉中,80%的含量都是水分,曬干后水分含量比較低。茶葉中含有大量的葉蛋白,但是僅僅少部分葉蛋白能夠溶于茶湯中(總量不超過(guò)5%),還有二十多種氨基酸(總量不超過(guò)5%)。另外,茶葉中也含有少量的脂肪。
茶葉含有許多種酚類化合物,其中含量最高、保健功效最大的就是茶多酚,茶多酚是茶葉中的精華活性成分,而茶氨酸僅存于茶葉中。
茶葉中還含有部分生物堿,如咖啡因、茶堿、可可堿、黃嘌呤、腺嘌呤等,這些生物堿在沖泡時(shí)可以溶解在水中。茶葉的苦味就是來(lái)源于咖啡因(其咖啡因的含量比咖啡豆更高)。茶葉中還含有香氣成分,不同的茶品香氣是不一樣的。
茶葉的化學(xué)成分有500種之多,其中有機(jī)化合物達(dá)450種以上,無(wú)機(jī)化合物約有30種。茶葉中的化學(xué)成分歸納起來(lái)可分為水分和干物質(zhì)兩大部分。
茶葉化學(xué)成份的分類:
表一:
水份: | 75~78 |
干物質(zhì): | 占鮮葉重22%~25% |
無(wú)機(jī)化合物水溶性部分: | 2~4 |
水不溶部分: | 1.5~3.0 |
蛋白質(zhì): | 20~30 |
氨基酸: | 1~4 |
生物堿: | 3~5 |
茶多酚: | 20~35 |
糖類: | 20~25 |
有機(jī)酸: | 3左右 |
類脂類: | 8左右 |
色素: | 1左右 |
芳香物質(zhì): | 0.005~0.03 |
維生素: | 0.6~1.0 |
利用適當(dāng)?shù)娜軇ㄈ缏确隆⒁掖?、苯等)在脂肪提取器中連續(xù)萃取,然后蒸出溶劑,即得粗咖啡因。粗咖啡因中還含有一些生物堿和雜質(zhì),利用升華法可進(jìn)一步純化。
咖啡因是弱堿性化合物,易溶于氯仿(12.5%)、水(2%)、乙醇(2%)及熱苯(5%)等溶劑中,微溶于乙醚。含結(jié)晶水的咖啡因?yàn)榘咨槧罱Y(jié)晶,味苦。在100℃時(shí)失去結(jié)晶水開(kāi)始升華,120℃時(shí)升華相當(dāng)顯著,178℃以上升華加快,無(wú)水咖啡因的熔點(diǎn)為238℃。
生物堿是存在于自然界(主要為植物,但有的也存在于動(dòng)物)中的一類含氮的堿性有機(jī)化合物,有似堿的性質(zhì),所以過(guò)去又稱為贗堿。大多數(shù)有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu),氮素多包含在環(huán)內(nèi),有顯著的生物活性,是中草藥中重要的有效成分之一。具有光學(xué)活性。
有些不含堿性而來(lái)源于植物的含氮有機(jī)化合物,有明顯的生物活性,故仍包括在生物堿的范圍內(nèi)。而有些來(lái)源于天然的含氮有機(jī)化合物,如某些維生素、氨基酸、肽類,習(xí)慣上又不屬于“生物堿"。
1888年在茶葉中檢出,白色粉狀結(jié)晶,無(wú)臭,味苦,熔點(diǎn)272-274℃, 易溶于熱水,微溶于冷水、乙醇、氯仿,難溶于苯,在茶葉中的含量是0.002%左右。
茶葉生物堿是茶樹(shù)體內(nèi)一類含氮雜環(huán)分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。 在茶樹(shù)體中,主要是嘌呤類生物堿,其次也有少量嘧啶類生物堿。
茶葉中已發(fā)現(xiàn)的嘌呤堿有:咖啡堿、可可堿、茶葉堿、腺嘌呤、烏便嘌呤、黃嘌呤、次黃嘌呤、擬黃嘌呤等。
嘧啶堿中有:胞核嘧啶、尿嘧啶、5-甲基胞核嘧啶、胸腺嘧啶等,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)均以嘌呤環(huán)為基本骨架。
茶葉生物堿中,最重要的是咖啡堿、可可堿、茶葉堿??Х葔A一般占干物量的2-4%,可可堿約含0.05%,茶葉堿約含0.002%。
從茶堿母液中提取茶堿的方法,包括以下步驟:
(1)茶堿的提取:將茶堿母液過(guò)濾后加入氯鹽溶液。
(2)茶堿的富集:將上述溶液用對(duì)羥基苯甲醛吸附樹(shù)脂柱層析吸附,吸附后洗脫,收集洗脫液,再減壓濃縮得浸膏。
(3)純化:將浸膏通過(guò)氧化鋁柱層析,然后洗脫,收集洗脫液,再減壓濃縮,濃縮液經(jīng)冷藏、析晶、過(guò)濾干燥,得到茶堿類化合物。本發(fā)明通過(guò)酸性氯鹽溶液浸提、對(duì)羥基苯甲醛吸附樹(shù)脂富集、氧化鋁柱層析,結(jié)晶四個(gè)步驟即可獲得大量高品質(zhì)的茶堿類化合物。四個(gè)步驟的條件溫和,要求低,制備周期短;工藝流程簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,對(duì)操作人員技術(shù)水平要求低,適合工業(yè)化推廣。
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