background image

1 | 

S t r o n a

 

 

Materiały dydaktyczne Katedry Biochemii i Neurobiologii WIMiC AGH 

Przygotowano dla kursu: Biochemia, rok akademicki 2011-2012 

Izolacja kofeiny z różnych produktów spożywczych. 

Cele ćwiczenia: 

1.  Nabycie umiejętności prowadzenia prostych analiz laboratoryjnych stosowanych w 

biochemii, chemii organicznej, biotechnologii oraz procesach produkcyjnych. 

2.  Zapoznanie się z technikami szacowania wydajności oczyszczania wybranego składnika z 

różnych surowców. 

3.  Nabycie umiejętności bieżącego przetwarzania danych płynących z eksperymentów oraz 

pracy we wzajemnie komunikujących się, niewielkich zespołach.  

4.  Szacowanie wydajności procesów chemicznych zachodzących podczas oczyszczania 

substancji. 

Przebieg ćwiczenia: 

Ćwiczenie wykonywane jest w trzech grupach. Przed każdą z grup stoją odmienne zadania. Właściwa 
współpraca i organizacja pracy zarówno w grupach, jak i interakcje pomiędzy grupami są gwarancją 
prawidłowo wykonanych założeń ćwiczenia. 

Warunki wykonania ćwiczenia: 

Każda osoba wykonująca ćwiczenie MUSI posiadać okulary ochronne, dwie pary rękawiczek 
nitrylowych lub lateksowych oraz fartuch. Brak wymienionych skutkują brakiem możliwości 
przystąpienia do ćwiczenia. 

Zakres materiału do samodzielnego przygotowania: 

1.  Kofeina: własności alkaloidu, występowanie, działanie na organizm człowieka, 

rozpuszczalność, metody ekstrakcji z surowców naturalnych 

2.  Zagadnienia związane z ekstrakcją typu ciecz-ciecz (warunki, współczynnik podziału, prawo 

podziału Nernsta) 

3.  Spektrofotometria: wykonywanie krzywej wzorcowej, wybór analitycznej długości fali, 

absorbancja kofeiny 

4.  Techniki zagęszczania próbki (szczególnie liofilizacja – co to za proces, do czego służy?) 
5.  Własności dichlorometanu. 

 

 

background image

2 | 

S t r o n a

 

 

Materiały dydaktyczne Katedry Biochemii i Neurobiologii WIMiC AGH 

Przygotowano dla kursu: Biochemia, rok akademicki 2011-2012 

GRUPA 1 

Podstawowe zadania: 

1.  Wykonanie krzywej wzorcowej stężeń kofeiny w dichlorometanie. 
2.  Oszacowanie stężeń próbek dostarczonych na podstawie wykreślonej krzywej wzorcowej. 

Przebieg ćwiczenia dla grupy 1 

Przygotowanie krzywej wzorcowej: 

1.  Rozpuścić otrzymaną naważkę czystej chemicznie kofeiny w dichlorometanie w ten sposób, 

by końcowe stężenie wzorca wynosiło 0,1 mg/ml (100 ug/ml) 

2.  Wykonać pięć rozcieńczeń otrzymanego roztworu w dichlorometanie w ten sposób, by 

finalnie uzyskać stężenia z tabeli poniżej. Objętość każdego z roztworów wzorcowych 
powinna wynosić 1 ml (rozcieńczanie prowadzić w probówkach typu eppendorf 1,5 lub 2,0 ml 
pamiętając o wysokiej lotności dichlorometanu). 

3.  Zmierzyć absorbancję każdego z roztworów wzorcowych przy pomocy spektrofotometru i 

kiuwety kwarcowej przy analitycznej długości fali 255 nm. 

4.  Wykreślić (w przybliżeniu) zależność stężenia kofeiny od absorbancji przy 255 nm. 

Tabela 1 – dane niezbędne dla przygotowania krzywej wzorcowej stężenia kofeiny. 

Stężenie  

(ug/ml) 

Objętość r-ru 0,1 

mg/ml (100 ug/ml) 

Objętość 

rozpuszczalnika 

Absorbancja dla 255 nm 

10 

 

 

 

25 

 

 

 

50 

 

 

 

75 

 

 

 

100 

 

 

 

 

Krzywa wzorcowa 

λ 

Wykres zależności stężenia kofeiny od absorbancji 

2,0 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,6 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ug/ml 

10 

15 

20 

25 

30 

35 

40 

45 

50 

55 

60 

65 

70 

75 

80 

85 

90 

95 

100 

 

 

background image

3 | 

S t r o n a

 

 

Materiały dydaktyczne Katedry Biochemii i Neurobiologii WIMiC AGH 

Przygotowano dla kursu: Biochemia, rok akademicki 2011-2012 

GRUPA 2 

Podstawowe zadania: 

1.  Ekstrakcja kofeiny z dostarczonej kawy 
2.  Określenie zawartości kofeiny w kawie na podstawie krzywej wzorcowej przygotowanej przez 

grupę 1 z uwzględnieniem wydajności procesu ekstrakcji obliczonego przez grupę 3 

Przebieg ćwiczenia dla grupy 2 

1.  Odważyć 5 gramów zmielonej kawy. 
2.  Naważkę zalać gorącą wodą w objętości około 50 ml. 
3.  Mieszaninę mieszać delikatnie przez około 5 minut. 
4.  Wychłodzić mieszaninę do temperatury pokojowej. 
5.  Przesączyć przez lejek Büchnera z filtrem nitrocelulozowym posługując się pompką wodną. 
6.  Wykonać ekstrakcję do dichlorometanu (UWAGA – temperatura wrzenia dichlorometanu to 

około 40°C, pamiętać o dokładnym wychłodzeniu roztworu wodnego!) 

a.  Roztwór wodny przelać do rozdzielacza 
b.  Dodać 2 ml dichlorometanu i delikatnie wytrząsać, okresowo odprowadzając gaz 
c.  Odstawić na statyw i odczekać do rozdzielenia faz 
d.  Fazę organiczną przelać do probówki polietylenowej 10 ml (biały korek), po czym 

powtórzyć kroki 6a.-6c. 

e.  Jeśli do probówki dostała się pewna ilość fazy wodnej zwirować i zebrać pipetą 
f.  Faza organiczna prawdopodobnie będzie mętna. Przepipetować kilkukrotnie po czym 

zwirować w ten sposób, by otrzymać klarowny roztwór dichlorometanu. 

7.  Pobrać niewielką objętość otrzymanego roztworu, rozcieńczyć 200x i oznaczyć absorbancję 

roztworu (z pomocą grupy 1) 

8.  Odnieść otrzymaną absorbancję do krzywej wzorcowej wykreślonej przez grupę 1 i 

oszacować finalne stężenie kofeiny w całej objętości dichlorometanu uwzględniając 
rozcieńczenie. 

9.  Obliczyć stężenie kofeiny w otrzymanej próbce kawy uwzględniając wydajność ekstrakcji 

oszacowaną przez grupę 3 

 

 

 

 

background image

4 | 

S t r o n a

 

 

Materiały dydaktyczne Katedry Biochemii i Neurobiologii WIMiC AGH 

Przygotowano dla kursu: Biochemia, rok akademicki 2011-2012 

GRUPA 3 

Podstawowe zadania: 

1.  Ekstrakcja kofeiny z „napoju energetycznego” (N-Gine, Tiger, Red Bull, inny) 
2.  Określenie zawartości kofeiny w napoju i porównanie uzyskanej wartości z podaną na 

etykiecie w celu oszacowania wydajności reakcji. 

Przebieg ćwiczenia dla grupy 3 

1.  Odmierzyć około 40 ml napoju do probówki typu Falcon (V=50 ml) i odgazować (wytrząsanie 

a potem zastosowanie homogenizatora ultradźwiękowego, parametry homogenizacji: moc 
100%, przerwy około 20% czasu homogenizacji, czas 5 minut). 

2.  Wychłodzić roztwór do temperatury pokojowej (homogenizator ultradźwiękowy nagrzewa 

roztwory homogenizowane). 

3.  Wykonać ekstrakcję do dichlorometanu (UWAGA – temperatura wrzenia dichlorometanu to 

około 40°C, pamiętać o wychłodzeniu roztworu wodnego!) 

a.  Napój przelać do rozdzielacza 
b.  Dodać 2 ml dichlorometanu i delikatnie wytrząsać okresowo odprowadzając gaz 
c.  Odstawić na statyw i odczekać do rozdzielenia faz 
d.  Fazę organiczną przelać do probówki polietylenowej 5 ml (czerwony korek), po czym 

powtórzyć kroki 3a.-3c. 

e.  Jeśli do probówki dostała się faza wodna – usunąć pipetą. 

4.  Pobrać niewielką objętość otrzymanego roztworu, rozcieńczyć 100x i oznaczyć absorbancję 

roztworu z pomocą grupy 1 

5.  Odnieść otrzymaną absorbancję do krzywej wzorcowej wykreślonej przez grupę 1 i 

oszacować finalne stężenie kofeiny w całej objętości dichlorometanu uwzględniając 
rozcieńczenie. 

6.  Obliczyć stężenie kofeiny w 100 ml napoju i porównać otrzymaną wartość z danymi na 

etykiecie. 

7.  Wykonać obliczenie wydajności reakcji. Wynik przekazać grupie 2.