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咖啡因的提取3篇

2020-08-17 17:10:24

  咖啡因的提取第一篇:



  一种易变山羊草的咖啡因提取物及其提取方法与应用

  第一、技术领域

  本发明属于生物工程领域,特别涉及一种易变山羊草的咖啡因提取物及其 提取方法与应用。

  第二、背景技术

  咖啡因(Caffeine,咖啡碱)为黄嘌呤生物碱,常见有水咖啡因和无水咖啡因 两种。咖啡因是中枢神经系统的兴奋药。咖啡因主要存在于特定种类的植物中, 是一种生物碱。由于可以麻痹入侵植物的昆虫,所以起到了杀虫剂的作用,保 护植物免受病虫害。起初在世界上人们主要从咖啡豆中获得咖啡因,其含量根 据咖啡豆的种类不同以及制作工艺不同而有所不同。后来人们发现茶中也含有 咖啡因,并且茶中所含的咖啡因量通常取决于制茶的强度。因此绿茶、红茶、 普洱茶中的咖啡因含量是不同的。现在人们主要就是从咖啡豆、茶叶、以及可 可中获得咖啡因。

  目前咖啡因天然合成的原料主要来自茶叶,因为咖啡因在茶叶中的含量最 高,达2%~5%,并且茶叶在世界范围种植广泛,资源丰富。茶叶中,咖啡因主 要存在的部位为叶、种子和果实,茶花也有一定量得咖啡因存在,并且咖啡因 在幼嫩部位较为丰富,而在衰老部位中几乎不存在。咖啡因在禾本科植物中的 研究鲜见报道,在植物应答逆境胁迫时候的表达中起到的作用更是少有涉及, 易变山羊草(2n=4x=28,UUSvSv,Ae.variabilissyn.Triticumperegrinum(HackInJ.Fraser)Marie&Hackel)是禾本科小麦的近缘物种,与小麦进行远源杂交时可产 生可育后代,是小麦育种改良的重要资源。但由于易变山羊草的基因组背景尚 未阐明,所以相关代谢研究及其抗性机理方面的研究鲜见报道。

  禾谷孢囊线虫(H.avenae)对小麦、大麦、黑麦、燕麦及多种禾本科牧草 具有严重危害性,是世界上广泛存在的病原线虫,尤其对小麦的生产构成严重 的威胁。我国自1987年在湖北天门县发现该病害以来,迄今已在华北、西北、 华中以及华东等13个省区市发现有分布,且有逐渐蔓延之势。目前的主要采用 化学农药防治为主。虽然化学农药防控线虫是有效的方法之一,但是它对环境 和农产品造成的污染使得该方法缺陷凸显。因此,寻找安全而又行之有效的生 物源的线虫防治途径非常必要。

  目前国内研究尚未在禾本科植物对病原线虫的抗性中有咖啡因代谢的相关 的报道,随着近年来转录组测序技术的发展,利用转录组技术结合比较基因组 技术来研究植物抗性的报道呈逐年增长之势。本研究证明了利用转录组技术结 合植物代谢物提取及HPLC技术可以高通量的获得对差异表达基因及相关基因 所属的代谢途径及产物进行研究。

  第三、发明内容

  为克服现有技术中存在的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种易 变山羊草的咖啡因提取物的提取方法。

  本发明的另一目的在于提供上述提取方法获得的易变山羊草的咖啡因提取物。

  本发明的再一目的在于提供上述易变山羊草的咖啡因提取物的应用。

  本发明的目的通过下述技术方案实现:一种易变山羊草的咖啡因提取物的提 取方法,具体步骤如下:

  取易变山羊草根部清洗后切成片,在80℃烘箱中烘干6小时彻底去除水分, 然后用粉碎机粉碎,过60目筛后,把10克粉碎的易变山羊草根部样放入50毫升 的萃取釜中,采用无水乙醇作为夹带剂,在CO2提取仪中30MPa,60℃萃取2h, 其中CO2流量控制在1.5LPM,获得易变山羊草的咖啡因提取物。

  所述的CO2提取仪优选为采用SpeedSFE-2超临界CO2提取仪(Applied SeparationsAllentownInc,PA,USA)。

  一种易变山羊草的咖啡因提取物由上述的提取方法获得。

  上述易变山羊草的咖啡因提取物用于制备禾谷孢囊线虫和南方根结线虫的 抗虫剂。其中易变山羊草源的咖啡因提取物中咖啡因在>0.1%浓度下对禾谷孢囊线 虫和南方根结线虫都有毒害作用;>0.5%浓度下对感病植物抗性。

  本发明利用对禾谷孢囊线虫(H.avenae)和根结线虫(Meloidogynenaasi) 具有双抗作用的材料易变山羊草的根部进行了深度的转录组测序。通过对测序 结果相关基因的代谢途径进行分析。首次在易变山羊中发现咖啡因代谢途径。 进一步进行数据验证和样品提取及HPLC的分析后发现,使用咖啡因>0.1%浓度 的易变山羊草的咖啡因提取物对禾谷孢囊线虫和南方根结线虫都有毒害作用。

  本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:

  本发明提供了一种简便易行的的易变山羊草的咖啡因提取物的提取方法,在 提取时采用CO2为超流体临界流体萃取法中的有机溶剂:CO2无毒,不易燃易爆、 价廉、有较低的临界压力和温度、易于安全地从混合物中分离出来。超临界CO2萃取法与传统提取方法相比,最大的优点是可以在近常温的条件下提取分离,几 乎保留产品中全部有效成分,产品纯度高,操作简单,节能。上述方法获得易变 山羊草的咖啡因提取物可用于制备禾谷孢囊线虫和南方根结线虫的防治。其中易 变山羊草源的咖啡因提取物中咖啡因在>0.1%浓度下对禾谷孢囊线虫和南方根结 线虫都有毒害作用;>0.5%浓度下对感病植物抗性。用于禾谷孢囊线虫和南方根结 线虫的防治时所用的易变山羊草的咖啡因提取物的用量少,且不会对环境造成化 学污染。

  第四、附图说明

  图1为差异表达基因的代谢途径筛选。

  图2为转录组数据中涉及到咖啡因代谢图(涉及基因已用红框标明EC: 1.17.32.3Aldehydeoxidase醛脱氢酶)。

  图3为转录组数据中咖啡因代谢相关Unigene的定量验证。

  图4为HPLC检测咖啡因标准品及接虫诱导后根部提取物,其中:A咖啡 因标准品,B易变山羊草根部提取物,C标准品和提取物的比较。

  图5为根结线虫趋化性分析(chemotaxisassay)的鉴定示意图,其中:a. 根结线虫趋化性分析(chemotaxisassay)(Tajimaetal(2001)J.Biosci.Bioeng.) 的示意图(采用1cm2PDA为介质置于皮氏培养皿(PetriDish)上面A.为对照 培养基部分;B.为加入了咖啡因的培养基部分;两个小时候后在培养皿的中心部 位(D区域)加入了约两百条根结线虫二龄幼虫(J2s),并在暗室中培养4小时 (25℃),A,B和C区域的线虫数在倒置显微镜下(OlympusCKX41)进行统计, 不包含介质的培培养皿作为对照。本实验包含了七次重复组(replicates)和一个 重复实验(repeated))b.为根结线虫皮氏培养皿生长排斥率的鉴定的统计结果图 (P<0.05)。

  图6为0.1%的咖啡因对孢囊线虫的处理结果图,其中:A为对照组,B为0.1% 的咖啡因处理组。

  图7为不同浓度咖啡因处理下禾谷孢囊线虫和根结线虫的孵化率和死亡率, 其中:A.根结线虫的孵化率(处理浓度为0(CK)0.1%,0.3%,1%,处理时间 为3,7,14天)B.禾谷孢囊线虫的孵化率(处理浓度为0(CK)0.1%,0.3%,1% 处理时间为3,7,14天)C.根结线虫二龄虫的死亡率(处理浓度为0(CK)0.1%, 0.3%,1%,处理时间为24,48,72小时)D禾谷孢囊线虫二龄虫的死亡率(处理 浓度为0(CK)0.1%,0.3%,1%,处理时间为24,48,72小时)

  图8为咖啡因处理后感病易变山羊草(2号)的禾谷孢囊线虫土生长鉴定, 其中:A.0.5%的咖啡因处理后的禾谷孢囊线虫接虫鉴定B.三个实验分组中禾谷 孢囊线虫数鉴定(P<0.05)C.不同浓度处理后感病品种根部孢囊数鉴定,D.不同 处理时间后抗性基因表达结果图。

  图9为咖啡因处理后感病烟草的南方根结线虫土的鉴定,其中:A感病烟 草的南方根结线虫接虫鉴定,B不同浓度处理后感病品种根部根结数鉴定 (P<0.05),C不同处理时间后抗性基因表达结果图。

  第五、具体实施方式

  下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式 不限于此。

  实施例1

  一、实验材料和试剂

  1.测序植物材料:选用具有CCN抗性和RKN抗性的易变山羊草(MQ Yuetal(1990)Agronomie,6,451-456)作为转录组测序材料,以测定它在接种 CCN处理和不接种CCN两种情况下根部所有基因的表达情况。首先将材料的 种子进行表面灭菌处理(在3%浓度的次氯酸钠和0.01%的Tween20混合液中 浸泡5min后再用灭菌水浸泡3次,再将种子均匀铺陈在持续湿润的滤纸上置 于5cm直径的培养皿中,在20℃左右的室温和16h/8h的光照周期环境下发 苗。十天后将幼苗均分为两组:一组用于接种CCN的J2幼虫(H.avenae)(每 株接种1000条),另一组不接虫而作为第一组的对照,同时将接种CCN的时 间点定义为0h/dpi(hoursordayspostinoculation,hpiordpi)。30个小时后(30 hpi),将所有植株转到无线虫和无菌的环境下以避免未侵入根部的CCN持续侵 染,从而使得合胞体(syncytia)的发育同步化,同时确保周围环境为20℃左右 的室温和16h/8h的光照周期以促使植株继续生长发育。

  2.供试线虫

  禾谷孢囊线虫:山东肥城群体(H.avenae,致病型pathotypeHa43)由山东 农业大学刘峰教授提供。用采集受害的小麦根和根际土壤,取200ml土壤于塑 料盆中捻碎,用强水流冲洗,搅动,沉淀片刻,将水溶液过20和80目的网筛, 重复以上步骤3次,再用小水流轻轻清洗80目筛残余物,用滤纸过滤,解剖镜 下挑取健康可用的孢囊。

  南方根结线虫:取接种根结线虫约50天的番茄,将根周围土清洗干净,解 剖镜下挑取根系上的卵块,洗漆后置于衬有滤纸的双层网筛中,加入灭菌水于 25℃的温箱中孵化培养。收集新鲜孵化的二龄幼虫,以5000条/株的接种量接种 至番茄感病品种的根际土壤中。接种后的番茄苗分成两组,一组在接种两天后 洗净番茄根,在解剖镜下挑取侵入根组织的二龄幼虫,获得寄生早期二龄幼虫; 另一组在接种12天后洗净番茄根,于解剖镜下挑取侵入根组织的虫体己经明显 膨大的幼虫,即寄生期幼虫。

  二、转录组数据分析及数据验证:

  1.转录组测序:等量混合接种禾谷孢囊线虫和不接虫两种处理在接虫后30 小时、3天和9天的根部RNA进行IlluminaHiSeqTM2000测序平台4G深 度的转录组从头测序,运用两个组装程序对测序数据进行拼接。通过Trinity method获得了118,064条独立基因(unigene),其平均长度为500bp、N50为 599bp、平均测序深度为33.25倍。进一步对这些独立基因进行了注解。

  2.差异表达基因的聚类分析:我们用Pathway-based分析方法在转录组水平 (Transcriptomebackground)分析了DEG可能参与的代谢途径和信号转移途 径。基于pathway的主要公共数据库,应用超几何检验,找出与整个转录组相 比较后差异表达基因中显著性富集的pathway。在这里设定N为所有基因中具 有pathway注释的基因数目;n为N中差异表达基因的数目;M为所有基因 中注释为某特定pathway的基因数目;m为注释为某特定pathway的差异表达 基因数目。Qvalue≤0.05的pathway定义为在差异表达基因中显著富集的 pathway。通过pathway显著性富集能我们发现在接虫条件下特异性表达的咖啡 因代谢(图1)。

  3.基于转录组中的咖啡因代谢(图2)候选Unigene基因(Aldehydeoxidase) 片段和抗性相关基因,从NCBI下载对应基因的全长,基于基因的保守区,利用 Premier5.0设计引物:

  Aldehydeoxidase:

  Unigene100201_AS,

  GCTATTACTTTACTACGGAGCGACCTTGTG

  Unigene100201_S,

  CGGCATTTGTTTCGTGTTCTTCGTTTAT;

  Unigene100216_AS,

  CGGCATTCCATTCAGCAATGTGCGTGTC

  Unigene100216_S,

  GCCTTCCCACCAAAGCCTCCTCCAACCC;

  Unigene110602_AS,

  GCAGTGAACTGAAGCTGCAAGGAGCAAA

  Unigene110602_S,

  CACCAAGACCAACTACCGAACCACAAGA;

  Unigene11935_AS,

  TTGGGATGAACTGAAGGCATCTTGTAAT;

  Unigene11935_S,

  ATGAGGCGGCAACTTGGGCTATCTTTGT;

  Unigene12233_AS

  GGTAGCTGCGTAGAGGAGTAGACGGTGA;

  Unigene12233_S

  TTCTGACAATAGAGGATGCCATCCAACA;

  Unigene12312_AS

  GGGATGGTGTCAACCGTAGGGATCTTGTA;

  Unigene12312_S

  ATGGAGCCGCCGTCAGCGAGGTGGAAAT;

  抗性相关基因:

  R基因

  Unigene17651_AS

  CATCTGAGCTTCTTATGAACCCTTCTGC

  Unigne17651_S

  GACGGGACCTCTGTGGTGGAGCTACAAT

  PAL

  Unigene55623_AS

  CCTGTCCGCCGTCTTCTGCGAGGTGATG

  Unigene55623_S

  TGTCCTGCTTGGGCTTGAGCTGCGTGTC

  NPR1

  Unigene111463_AS

  ACCAATATGGCAAGAATGGGCCAGGGAG

  Unigene111463_S

  AAGGCGTTCAGCGAGGACAAGGAGGAGT

  b.PCR扩增

  PCR扩增体系

  PCR扩增程序如下:

  RT-qPCR定量结果(图3)

  三.易变山羊草根部咖啡因的鉴定

  1.易变山羊草根部咖啡因样品提取

  易变山羊草根部样在80℃烘箱中烘干6个小时彻底驱除水分,然后用粉碎 机粉碎,经样品筛过筛,获得3种粒径的根部样(分别为0.2-0.6mm、0.6-1.2mm、 1.2-2.0mm)。咖啡因标准品购于Sigma公司(Sigma-Aldrich,St.Louis,USA),其 他所用试剂无特殊说明均为色谱纯。实验所用超纯水均为UVD7401EASYPure 小型超纯水系统。

  采用SpeedSFE-2超临界CO2提取仪(AppliedSeparationsAllentownInc, PA,USA)。萃取仪附带两个泵,一个是冷循环泵(SDC-6,宁波新芝生物有限公司), 另一个是夹带剂泵(K-501,Knauer.Ltd,Berlin,Germany)用于在线添加夹带剂。把 10克粉碎的易变山羊草根部样放入50毫升的萃取釜中,采用无水乙醇作为夹带 剂,压力温度和时间设定为30MPa,60℃和2h,二氧化碳流量控制在1.5LPM。

  2.HPLC检测

  a.样品前处理:将易变山羊草根部洗净后切成片,烘干后粉碎,过60目筛, 用浓度为85%的乙醇按料液比为1∶20的比例在索氏提取器中提取,过滤,以 6000r/min转速离心10min后减压浓缩得提取物浸膏,置于烘箱中烘干备用。称 取适量烘干后提取物,加200.0g/L的亚铁氰化钾溶液2.0mL和200.0g/L的碱式 乙酸铅溶液2.0mL除去易变山羊草根部中的蛋白质,过滤,滤液超声脱气后备 用。配制浓度为4mg/mL的样液,然后用0.45m滤膜过滤,作为待测样液。

  b.色谱柱:ACQUITYUPLCBEH-C18柱(2.1×100mm,1.7μm)柱温:50℃流速:0.4mL/min进样量:1μL/5μL(标准品1μL/样品5μL)流动相:水(A):甲醇(B),采用梯度洗脱。洗脱方式如表1所示。

  表1.色谱条件

  c.咖啡因标准液的配制精密称取咖啡因标准品5mg,用甲醇∶水=70∶30 的混合溶液溶解并定容于10mL容量瓶中,分别移取0.5,1.0,1.5,2,2.5mL的标 准液分别定容于10mL容量瓶中,超声波脱气10min后再通过0.45m水系膜过 滤,进样量为10L,以咖啡因质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制标准 曲线。

  HPLC检测咖啡因标准品及接虫诱导后根部提取物的结果如图4所示。

  3.咖啡因对线虫生长抑制

  如图5、图6和图7所示,将易变山羊草根部提取的咖啡因在以>0.1%的浓 度分别加入根结线虫(Mi)培养基和孢囊线虫(CCN)溶液中24h,通过解剖显微 镜镜检分别统计活线虫和死亡线虫的数目来计算线虫存活率,每个实验设置两 个样本,样本之间的统计比较采用统计学软件SPSS20中的Mann–WhitneyU-test 方法,显著差异值为(P<0.05)。

  4.咖啡因对感病植物抗性的提高作用

  利用感病易变山羊草植株(易变山羊草2号,禾谷孢囊线虫感病)和烟草 (大金宝,南方根结线虫感病),在三叶期时开始种植,接虫后的12h,30h,3d, 30d,90d分别喷施浓度为0.1%,0.2%0.5%和1%的咖啡因溶液。对根部的孢囊线 虫数和根结线虫数分别进行统计,并利用RT-qPCR方法对抗性相关基因进行检 测。每个实验设置两个样本,样本之间的统计比较采用统计学软件SPSS20中 的Mann–WhitneyU-test方法,显著差异值为(P<0.05)。其结果图分别见图8 和图9,经咖啡因溶液处理后的易变山羊草(2号)的禾谷孢囊线虫土生长与对 照组相比具有显著生长优势,同时咖啡因处理后感病烟草的南方根结线虫土生 长与对照组相比具有显著生长优势。表明本发明获得易变山羊草源的咖啡因提 取物对禾谷孢囊线虫和南方根结线虫有抑制作用及提高植物抗性作用。

  以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于 此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围 之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
 

  咖啡因的提取第二篇:

  一种绿茶咖啡因提取装置

  一、技术领域

  本实用新型涉及一种提取设备,特别涉及一种绿茶咖啡因提取装置。

  二、背景技术

  绿茶(Green Tea),是中国的主要茶类之一,是指采取茶树的新叶或芽,未经发酵,经杀青、整形、烘干等工艺而制作的饮品。其制成品的色泽和冲泡后的茶汤较多的保存了鲜茶叶的绿色格调。常饮绿茶能防癌,降脂和减肥,对吸烟者也可减轻其受到的尼古丁伤害。

  绿茶是未经发酵制成的茶,保留了鲜叶的天然物质,含有的茶多酚、儿茶素、叶绿素、氨基酸、维生素等营养成分也较多。绿茶中的这些天然营养成份对防衰老、防癌、抗癌、杀菌、消炎等具有特殊效果,是其他茶类所不及的。绿茶是以适宜茶树新梢为原料,经杀青、揉捻、干燥等典型工艺过程制成的茶叶。其干茶色泽和冲泡后的茶汤、叶底以绿色为主调,故名绿茶。绿茶是将采摘来的鲜叶先经高温杀青,杀灭了各种氧化酶,保持了茶叶绿色,然后经揉捻、干燥而制成,清汤绿叶是绿茶品质的共同特点在以往绿茶提取物生产工艺中主要是用有机溶剂浸提,超声波振荡提取,大孔吸附树脂吸附分离等方法。使用有机溶剂提取、树脂分离等工序来提取茶多酚,不仅工艺流程复杂繁琐,存有安全隐患还涉及到溶剂残留问题。超声波振荡提取的提取率低,有效成分提取不完全且超声波设备用于大生产还不成熟,设备投入非常昂贵不利于大规模工业化生产。而采用大孔吸附树脂吸附分离方法需要分多次过柱分离,收集到的滤液量大,溶剂回收消耗的能耗大,工业化生产中树脂活化处理比较繁琐。为此,我们提出一种绿茶咖啡因提取装置。

  三、实用新型内容

  本实用新型的主要目的在于提供一种绿茶咖啡因提取装置,通过将绿茶原料挑选去杂、水洗、干燥、粉碎后通过进料口进入提取罐,在提取罐中进行回流提取,提取液经过蝶形高速离心机进行离心处理,得到的溶液通过一号膜浓缩机组进行浓缩,浓缩后液体通过柱层析设备进行吸附、冲洗、洗脱,洗脱得到的溶液经过二号膜浓缩机组,浓缩液经过喷雾干燥塔进行喷雾干燥,通过震动筛进行过筛,V型混合机进行混合,在成品收集室进行包装,可以有效解决背景技术中的问题。

  为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案为:

  一种绿茶咖啡因提取装置,包括提取罐、柱层析设备、喷雾干燥塔和V型混合机,所述提取罐和板框通过导管相连,所述板框一侧设有膜过滤机组,所述膜过滤机组一侧设有一号膜浓缩机组以及设置在一号膜浓缩机组一侧的柱层析设备,所述柱层析设备一侧连接二号膜浓缩机组,所述二号膜浓缩机组底部设有喷雾干燥塔,所述喷雾干燥塔底部固定连接导管,所述导管一侧固定连接粉碎机,所述粉碎机一侧设有震动筛,所述震动筛一侧设有V型混合机。

  进一步地,所述提取罐顶部固定连接进料口。

  进一步地,所述V型混合机底部设有成品收集室。

  与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:利用了大孔吸附树脂技术、膜分离技术、膜浓缩等技术,极大地提高绿茶中有效成分的产率,且操作简单、稳定性好,具有快速,高效,安全,环保,高提取率等优势,很适合大规模工业化生产。

  第四、附图说明

  图1为本实用新型的整体结构示意图。

  图中:1、进料口;2、提取罐;3、板框;4、膜过滤机组;5、一号膜浓缩机组;6、柱层析设备;7、二号膜浓缩机组;8、喷雾干燥塔;9、粉碎机;10、震动筛;11、V型混合机;12、成品收集室;13、导管。

  第五、具体实施方式

  为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本实用新型。

  如图1所示,一种绿茶咖啡因提取装置,包括提取罐2、柱层析设备6、喷雾干燥塔8和V型混合机11,所述提取罐2和板框3通过导管13相连,所述板框3一侧设有膜过滤机组4,所述膜过滤机组4一侧设有一号膜浓缩机组5以及设置在一号膜浓缩机组5一侧的柱层析设备6,所述柱层析设备6一侧连接二号膜浓缩机组7,所述二号膜浓缩机组7底部设有喷雾干燥塔8,所述喷雾干燥塔8底部固定连接导管13,所述导管13一侧固定连接粉碎机9,所述粉碎机9一侧设有震动筛10,所述震动筛10一侧设有V型混合机11。

  本实用新型装置,通过将绿茶原料挑选去杂,水洗,干燥,粉碎后通过进料口1进入提取罐2,在提取罐2中进行回流提取,提取液经过蝶形高速离心机进行离心处理,得到的溶液通过一号膜浓缩机组5进行浓缩,以减少液量,浓缩后液体通过柱层析设备6进行吸附、冲洗、洗脱,洗脱得到的溶液经过二号膜浓缩机组7,浓缩液经过喷雾干燥塔8进行喷雾干燥,通过震动筛10进行过筛,V型混合机11进行混合,在成品收集室12进行包装得到最终产品。

  其中,所述提取罐2顶部固定连接进料口1,通过进料口1将原料送入。

  其中,所述V型混合机11底部设有成品收集室12,通过成品收集室12对产品进行收集包装。

  以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
 

  咖啡因的提取第三篇:

  一种茶叶咖啡因提取器用虹吸过滤装置

  第一、技术领域

  本实用新型涉及提取装置技术领域,具体为一种茶叶咖啡因提取器用虹吸过滤装置。

  第二、背景技术

  咖啡因属于杂环化合物嘌呤的衍生物。测定表明,茶叶中含咖啡因约1%~5%,还含有单宁酸,色素、纤维素、蛋白质等。含结晶水的咖啡因为白色针状结晶粉末。能溶于水、乙醇、丙酮、氯仿等,微溶于石油醚。在100℃时失去结晶水,开始升华,178℃以上升华加快。无水咖啡因的熔点为234.5℃。咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿作用,因此可用作中枢神经兴奋剂。

  现有的利用茶叶提取咖啡因的主要原理是利用类似于索氏提取器的装置,经过加热蒸发、冷凝、虹吸过滤等步骤进行反复的提取工作,在实际的提取工作过程中,由于冷凝速度慢和冷凝后滴水速度慢导致虹吸效率低,同时在实际的提取过程中容易发生污渍堵塞提取管的现象,都会导致提取工作质量差。

  第三、实用新型内容

  本实用新型的目的在于提供一种茶叶咖啡因提取器用虹吸过滤装置,具备冷凝速度快,虹吸效率高和不易堵塞的优点,解决了现有的提取装置内存在冷凝速度慢、虹吸效率低和容易堵塞的问题。

  为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种茶叶咖啡因提取器用虹吸过滤装置,包括水浴加热罐、提取瓶、提取管和冷凝器,所述水浴加热罐固定放置在电磁加热面板上端面,所述水浴加热罐内部设置有提取瓶,所述提取瓶顶部与提取管底部螺旋密封连接,所述提取瓶和冷凝器之间设置有蒸汽管,且蒸汽管与提取瓶和冷凝器均相通,所述冷凝器顶部延伸出有进水管,冷凝器底部延伸出有出水管,所述冷凝器内部设置有盘管,所述提取管固定在冷凝器底部,且提取管和冷凝器相通,所述提取管和取瓶之间设置有虹吸管进行连通,提取管内部设置有过滤膜,提取管和虹吸管连接处设置有滤网膜。

  优选的,所述蒸汽管共设置有两根,且蒸汽管关于提取瓶竖直中心线对称分布。优选的,所述蒸汽管上安装有气体阀门。优选的,所述盘管呈S型,且盘管为铜制金属材料制成。优选的,所述盘管两端分别与进水管和出水管连通。与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:

  1、本实用新型在咖啡因的提取方面,设置了提取瓶、蒸汽管、虹吸管、提取管和冷凝器的组合,整体利用了索氏提取器的工作原理,能够达到有效进行提取咖啡因的工作,同时,通过设置两根蒸汽管能够快速的将蒸汽进行传输到冷凝器中,进一步的通过设置S型的铜制金属盘管进行冷凝工作,相较于传统的冷凝方式而言,冷凝速度更快,结合起来,本实用新型上的蒸汽运输更快,冷凝更快,能够有效的提高滴水的速度,有利于提高虹吸的工作效率。

  2、本实用新型通过在提取管内设置过滤膜,以及在过滤管和虹吸管连接处设置滤网膜,能够有效的对再次进入提取器内的液体进行过滤,不会造成提取管和虹吸管之间的堵塞。

  第四、附图说明

  图1为本实用新型的整体示意图;

  图2为本实用新型的提取管内部结构图;

  图3为本实用新型的冷凝器内部结构图。

  图中:1-电磁加热面板;2-水浴加热罐;3-提取瓶;4-蒸汽管;5-虹吸管;6-气体阀门;7-提取管;8-冷凝器;9-出水管;10-进水管;11-滤网膜;12-过滤膜;13-盘管。

  第五、具体实施方式

  下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  请参阅图1至3,本实用新型提供的一种实施例:一种茶叶咖啡因提取器用虹吸过滤装置,包括水浴加热罐2、提取瓶3、提取管7和冷凝器8,水浴加热罐2固定放置在电磁加热面板1上端面,水浴加热罐2内部设置有提取瓶3,电磁加热面板1可以为水浴加热罐2内部的提取瓶3进行加热工作,使得提取瓶3内部的溶液沸腾蒸发,提取瓶3顶部与提取管7底部螺旋密封连接,提取瓶3和冷凝器8之间设置有蒸汽管4,且蒸汽管4与提取瓶3和冷凝器8均相通,蒸汽管4共设置有两根,且蒸汽管4关于提取瓶3竖直中心线对称分布,蒸汽管4上安装有气体阀门6,蒸汽管4用于将沸腾产生的蒸汽运输到冷凝器8中进行冷凝,冷凝器8顶部延伸出有进水管10,冷凝器8底部延伸出有出水管9,冷凝器8内部设置有盘管13,盘管13呈S型,且盘管13为铜制金属材料制成,盘管13两端分别与进水管10和出水管9连通,盘管13、进水管10和出水管9构成了一个水冷循环系统,盘管13用于和蒸汽进行接触进而发生热交换从而进行冷凝的工作,提取管7固定在冷凝器8底部,且提取管7和冷凝器8相通,提取管7和取瓶3之间设置有虹吸管5进行连通,提取管7内部设置有过滤膜12,提取管7和虹吸管5连接处设置有滤网膜11,冷凝后的蒸汽变成水滴滴入提取管7中,通过与提取剂混合从而在提取管7中被提取,水滴长时间的积累,虹吸管5进行虹吸将提取管7内的溶液再次吸入提取瓶3中,循环工作直至提取工作结束,在虹吸过程中滤网膜11和过滤膜12起到过滤作用,避免在提取管7和虹吸管5中发生堵塞。

  工作原理:本实用新型工作中,通过提取瓶3盛放提取原液,通过电磁加热面板1的对提取瓶3内的溶液进行加热,加热后的溶液沸腾产生蒸汽,打开气体阀门6,蒸汽通过蒸汽管4进入冷凝器8中进行冷凝工作,在冷凝过程中,通过出水管9、出水管10和盘管13构成了冷凝水循环系统,利用蒸汽和盘管13接触产生热交换,继而将蒸汽冷凝成水滴,水滴进入提取管7中,并在提取管7中被提取,长时间的水滴积累,提取管7内的液面高度达到一定程度后,虹吸管5进行虹吸,通过虹吸作用,提取管7内的溶液被吸入提取瓶3中,再次进行沸腾蒸发、冷凝、提取和虹吸的循环工作,水滴在提取管7中时以及在进行虹吸时,通过过滤膜12可以对提取管7内的液体进行过滤杂质的工作,通过滤网膜11可以对进入虹吸管5的液体进行过滤,避免造成虹吸管5堵塞。

  对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

《咖啡因的提取3篇.doc》
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