Laboratorium z chemii żywności

Ekstrakcja kofeiny

Data wykonania ćwiczenia: 29 X 2009

Wstęp teoretyczny:

kofeina

Kofeina - alkaloid purynowy występujący w kawie, herbacie, w mniejszym stopniu w kakao. Jest to białe, krystaliczne ciało stałe o gorzkim smaku, bezwonne. Stosowana jest m.in. w środkach przeciwbólowych, napojach energetycznych oraz jako dodatek do napojów gazowanych typu Coca-cola. Kofeina wyizolowana z herbaty bywa nazywana teiną, ale jest to w rzeczywistości ta sama substancja. Choć zawartość kofeiny w suszu herbacianym jest większa niż w ziarnach kawy, to do napoju przechodzi jej mniej z powodu mniej intensywnego parzenia.

Światowe spożycie kofeiny kształtuje się na poziomie ok. 120 tys. ton rocznie, co czyni ją najpopularniejszą substancją psychoaktywną na świecie.

Kofeina stymuluje działanie ośrodkowego układu nerwowego oraz przyspiesza metabolizm i jako taka jest używana zarówno w celach konsumpcyjnych oraz leczniczych. Zmniejsza uczucie zmęczenia fizycznego i przywraca sprawność umysłu w warunkach słabości lub sennego nastroju. Trzeba jednak pamiętać, że przyjmowanie kofeiny nie eliminuje potrzeby snu, a tylko tymczasowo redukuje odczuwanie zmęczenia.

Kofeinę i inne pochodne metyloksantyny stosuje się do leczenia bezdechu u noworodków oraz regulacji rytmu serca.

Pierwsze efekty działania kofeiny zaczynają być odczuwane po 45 minutach od spożycia, gdyż w takim czasie jest wchłaniania do krwi z żołądka i jelita cienkiego. Okres półtrwania u dorosłego człowieka wynosi ok. 5 godzin. Różne czynniki, jak wiek, stan wątroby, przyjmowane leki, środki antykoncepcyjne lub ciąża, mogą zwiększyć ten czas nawet do 10 godzin.

Przyjmowana w ilości 100-300 mg dziennie kofeina może mieć pozytywny wpływ na ludzki organizm. Zwiększa wydzielanie soku żołądkowego, przyspiesza przemianę materii, pobudza korę mózgową, wpływa korzystnie na pracę nerek. Jednak warto wiedzieć, że upośledza pamięć długotrwałą, a w zbyt dużych dawkach może wywoływać uczucie niepokoju i lęku.

Przedawkowanie wywołuje silne pobudzenie psychoruchowe, nudności, wymioty i osłabienie, a także przyspieszenie i niemiarowość rytmu serca.

Dawka śmiertelna wynosi ok. 150-200 mg na kilogram masy ciała, co odpowiada 80-100 filiżankom kawy. Generalnie za dawkę śmiertelną uważa się 10g kofeiny.

Przebieg ćwiczenia:

10 g (5 torebek) herbaty czarnej Sun Field Assam zalałam 100 ml wrzącej wody mieszałam przez 5 min, aby kofeina przeszła do roztworu. Następnie odcisnęłam torebki a uzyskany roztwór oziębiłam pod bieżącą wodą do temperatury pokojowej.

Esencję herbacianą przelałam do rozdzielacza i prowadziłam ekstrakcję chlorkiem metylenu w trzech porcjach po 20 ml. Kofeina przechodzi do dolnej warstwy w rozdzielaczu.

Pozostałość po ekstrakcji usunęłam, a ekstrakt ponownie wprowadziłam do umytego rozdzielacza i przemyłam dwukrotnie 20 ml 6 M NaOH i raz 20 ml zimnej wody w celu odbarwienia roztworu.

Przemyty ekstrakt wprowadziłam do erlenmayerki i dodałam MgSO­₄ jako środka suszącego. Po ok. 15 minutach odsączyłam środek suszący a przesącz w zważonej kolbie okrągłodennej umieściłam na wyparce w celu odparowania rozpuszczalnika.

masa pustej kolby: 78,5488 g

masa kolby z kofeiną: 78,6044 g

zatem masa kofeiny: 78,6044 g - 78,5488 g = 0,0556 g

przeliczenie na 100 g herbaty:

0,0556 g w 10 g

0,556 g w 100 g

Zawartość kofeiny w herbacie czarnej Sun Field Assam wynosi 0,556 g /100g herbaty.

---