Тема Проблема Цель Как влияет на организм человека кофеин, его плюсы и минусы.

Тема: Методы выделения кофеина из образцов чая и кофе.
Проблема :В каком количестве находится кофеин в чае и кофе. Где кофеина больше.
Как влияет на организм человека кофеин, его плюсы и минусы.
Цель :Рассмотреть способы выделения кофеина из отдельных образцов чая и кофе
разными методиками и плюс по литературным источникам ответить на проблему,
поставленную в работе.
Гипотеза :Возможно, ли разными методиками выделить из растительных объектах
кофеин, который будет схож по цвету, пространственной форме, функциям.
Актуальность : В связи с важностью кофеина, как биологически активного вещества,
большой интерес вызывает изучение способов выделения этого соединения из
растительных компонентов. В моей работе было представлены методы выделения
кофеина из растительных объектов, и они были сравнены.
Объект :Кофеин в чае и кофе.
Метод :При выполнении работы применялись следующие методы исследований:
1) анализ литературного материала;
2) экстракция;
3) концентрирование и выпаривание;
4) кристаллизация;
5) бумажная хроматография;
По данной теме в науке известно, что кофеин главное химическое соединение,
обеспечивающее качество кофе. Кофеин в чистом виде впервые получен в 1828 году
Пеллетье и Каванту . Кофеин (1,3,7-триметилксантин) – алкалоид. Кофеин находится в
нескольких бобово содержащих растениях.
В промышленности кофеин получают тремя способами: выделением из жареных
кофейных зерен; экстракцией из чайной пыли; экстракцией из орехов колы. В основе
промышленного выделения кофеина из растительного сырья лежит метод экстракции,
который я и использовала в своей работе. Экстракция (от лат. extraho — извлекаю) —
метод извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего
растворителя. Для достижения полноты извлечения кофеина из сухих продуктов в
лабораториях широко применяется непрерывная экстракция по Сокслету. Для этого
используется прибор Сокслета, в котором происходит многократная экстракция
кофеина кипящим этиловым спиртом, постоянно циркулирующим по системе из
раствора кофеина в сухое вещество. Спиртовую вытяжку охладили и прилили к
суспензии 40 г MgO в 100 мл воды для удаления из смеси дубильных веществ и, часто
помешивая, выпариваем в фарфоровой чашке на водяной бане досуха.
Порошкообразный осадок кипятили с водой: сначала с порцией в 120 мл, затем еще три
раза с порциями по 60 мл каждая. Осадок каждый раз отфильтровывали от горячей
смеси. К соединенным водным вытяжкам прибавляли 10 мл 5%-й серной кислоты,
смесь упаривали на водяной бане до объема 100 мл. Из водного раствора кофеин
извлекали многократной экстракцией хлороформом . К светло-желтому
хлороформенному раствору прибавляли для обесцвечивания несколько мл 2%-го
раствора NaOH, промывали смесь водой. Отделяли органическую фракцию на
делительной воронке, хлороформ упаривали на водяной бане. Остающийся сырой
кофеин кристаллизовался из небольшого количества этилового спирта ,в виде белых
игл. Это первый опыт, которым мы пользовалась в своей работе.
Второй опыт, которым мы пользовалась в работе это возгонка из твердого
сырья, но при попытке выделить кофеин таким способом выход продукта крайне мал. В
небольших количествах выделялись кристаллы серого цвета, что говорит о том, что при
таком способе выделяется недостаточно чистый кофеин. Опыт проходил так : 25 г
исследуемого чая или кофе помещали в ступку, прибавляли 40 г оксида магния и
растирали до порошкообразного состояния. Порошок помещали в фарфоровый тигель,
накрывали часовым стеклом и нагревали на песчаной бане. Через некоторое время на
часовом стекле начинают выделяться кристаллы кофеина.
Биологическая роль кофеина в организме человека не только положительная,
но отчасти и отрицательная, потому что потребление кофеина может привести к ряду
заболеваний, например: сердечная аритмия, гиперхолестеринемия, а так же
Употребление кофе способствует повышению относительного содержания холестерина
и триглицеридов в крови. На сегодня существует огромное количество ученых все еще
продолжающих дискуссию о свойствах кофеина и его влиянии на организм человека.
Невозможно однозначно сказать о влиянии кофеина на человека. Однако
большее количество фактов говорит о вреде кофе. В связи с этим мы хотим
рекомендовать людям, которые вносят в свой ежедневный рацион такое вещество как
кофеин задуматься о своем здоровье.
Значение : Из практического значения результатов работы следует, что выделение
кофеина с помощью аппарата Сокслета и выделения кофеина базовой методикой
различны. При совмещение двух методик выделения кофеина из образцов чая и кофе
выход кофеина в несколько раз лучше . При опытах было практически доказано, что в
чае находится кофеина больше чем в кофе. Научное значение отработка методик
выделения кофеина из образцов чая и кофе, и анализ литературного материала,
посвященного химическим свойствам кофеина, его нахождению в различных
компонентах и способам выделения кофеина, а так же анализ эффективности методик
выделения кофеина из сортов чая и кофе.
Идентификацию и установление чистоты полученного продукта проводили
методами тонкослойной и бумажной хроматографии со свидетелем. В качестве элюента
использовали систему бутанол: аммиак: вода 50:1:8. Для проявления пластины ее
обрабатывали водным раствором флуоресцеина с аммиаком и проявляли при
ультрафиолетовом облучении. Кофеин проявлялся желто-зелеными пятнами.
Коэффициент хроматографической подвижности Rf = 0,8.
Выход продукта извлечения при использовании кофе составил 40 мг (1,6 г на 100 г.
кофе).
Выход продукта извлечения при использовании чая составил 68 мг (2,7 г на 100 г. чая).
Выход продукта при совмещение двух методов из кофе составил 51мг ( 2.4г на 100 г.
кофе)
Выход продукта при совмещение двух методов из чая составил 79 мг ( 3.1г. на 100
г.чая)
Выводы: Были рассмотрены способы выделения кофеина из образцов чая и кофе
разными методиками. Показано, что применение метода экстракции из твердого сырья
для выделения кофеина является более рациональным, нежели применение возгонки
кофеина. А при совмещении этих методов выход продукта количественно лучше.
Перспективы проекта : Усложнить работу новыми экспериментальными и
литературными знаниями. Продолжить работать над темой « Методы выделения
кофеина из образцов чая и кофе».
Список литературы:
1.
Аверина А.В., Снегирева А.Я. Лабораторный практикум по органической
химии.- М.: Высшая школа, 1983 г.
2.
Беликов В.Г. Учебное пособие по фармацевтической химии / М.: Медицина,
1979. стр. 398.
3.
Ваганова С.В. Сборник лабораторных работ по органической химии.- УХТК,
2007 г.
4.
Рыженко Н. «Глоток красоты»
5.
Харкевич Д. А. Фармакология. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1987. –
560 с., ил
6.
Раков Э.Г. «Чашку кофе пожалуйста»
7.
В. Н. Гончарова. В. В. Романекова. Товароведение пищевых продуктов. М.,
''Кофе'',1980г.
8.
Бехар, Говард; Голдстайн, Джанет «Дело не в кофе».