استخراج کافئین چای - جلسه چهارم
مقدار کم تا متوسط کافئین (به عبارتی 20 تا 200 میلیگرم) می تواند در انسان یک حالت ذهنی ایجاد نماید که عموما فرح بخش شناخته می شود.
نویسنده : شایان فروزنده دل
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
تاریخ : يکشنبه 1396/10/24 ساعت 10:21
عنوان:
جداسازی کافیین
اهداف جلسه:
· تعیین میزان کافئین در چای
وسایل مورد نیاز:
· دسترسی به اینترنت
· لایه کلروفرم حاوی کافئین
· شیشه ساعت
· ترازوی دیجیتالی
· ارلن
· قیف دکانتور
مقدمه:
مقدار کم تا متوسط کافئین (به عبارتی 20 تا 200 میلیگرم) می‌تواند در انسان یک حالت ذهنی ایجاد نماید که عموما فرحبخش شناخته می شود. این مقدار از کافئین موجب کاهش میزان احساس خواب‌آلودگی یا خستگی می‌گردد. مصرف یک فنجان قهوه 100 تا 150 میلیگرم کافئین و یک فنجان چای حدود 30 تا 50 میلیگرم کافئین دارد. کافئین در مقادیر کم می تواند به عنوان یک تقویتکننده مثبت عمل کند. یعنی حدود 100 میلیگرم کافئین می‌تواند در انسان حالت سرخوشی کمی ایجاد کند. در حالی که مصرف حدود 300 میلی گرم آن نه تنها به عنوان تقویت کننده مثبت عمل نمیکند بلکه می تواند موجب افزایش اضطراب و ناراحتی خفیف شود.
معمولاً وقتی کافئین مصرفی بالای 250 میلیگرم باشد و علائمی مانند عصبانیت، بی قراری، قرمزی صورت و اختلال معده و روده نیز وجود داشته باشد دلیل بر مسمومیت است.
البته کافئین نیمه عمر نسبتا کوتاهی دارد(حدود 3 تا 6 ساعت)، بنابراین مسمومیت با آن به سرعت رفع می‌گردد و عواقب مهمی به جا نخواهد گذاشت. افرادی که نشانه‌های اضطراب، بینظمی قلبی، التهاب مری و بی خوابی دارند و هم چنین خانم هایی که بیماری به نام فیبرکیستیک پستان دارند باید مصرف کافئین را کاهش داده یا قطع کنند.
کافئین از فعالیت آنزیم فسفو دی استراز ممانعت نموده و بدین وسیله از نابودی مولکول های پیام رسان ثانویه (CAMP) جلوگیری می‌نماید و بدین واسطه CAMP قادر خواهد شد تا برای مدت زمان طولانی تری سلول‌های عصبی را به فعالیت تحریک نماید. این عملکرد CAMP در تحریک سلول‌های عصبی به نوبه‌ی خود موجب بهبود و نیز افزایش فعالیت های مغزی می‌گردد.
مکانیزم دیگر عملکرد کافئین به واسطه نقش آن در مهار گیرنده‌های مربوط به آدنوزین در مغز می‌باشد. آدنوزین مولکولی است که در مغز تولید می شود و هنگامی که سطح آن به حد مورد نیاز افزایش یافت، به گیرنده‌های آدنوزین مغز متصل می‌گردد. اتصال مولکول‌های آدنوزین به گیرنده‌های آن موجب ایجاد احساس خستگی و خواب آلودگی در فرد می‌گردد. اتصال مولکول‌های آدنوزین به این گیرنده‌ها هم چنین می‌تواند موجب گشاد شدن رگهای خونی موجود در مغز و بدین واسطه افزایش اکسیژن‌رسانی به سلول‌های مغزی در هنگام خواب گردد. هر چه تعداد مولکول‌های آدنوزین بیشتری به گیرنده‌های مربوط به آدنوزین موجود در مغز متصل گردند، احساس خستگی و خواب‌آلودگی بیشتری نیز در فرد ایجاد خواهد شد.
ساختار مولکول کافیین همانند ساختار مولکول آدنوزین می‌باشد. به واسطه شباهت ساختاری به مولکول آدنوزین، مولکول کافیین نیز قادر می‌باشد به گیرنده‌های مربوط به آدنوزین موجود در مغز متصل گردد. به واسطه‌ی اتصال به گیرنده‌های آدنوزین، کافئین قادر می‌باشد جایگاه اتصال مولکول آدنوزین به این گیرنده‌ها را مهار نموده، و در نتیجه از اتصال آدنوزین به این گیرنده‌ها ممانعت به عمل آورد. به واسطه نقش خود در ممانعت از اتصال مولکول های آدنوزین به گیرنده‌های آدنوزین، کافئین قادر می‌باشد به کاهش میزان خستگی و نیز خواب‌آلودگی در افراد کمک نماید. کافئین هم چنین رگ های خونی موجود در مغز را منقبض نموده و بدین واسطه به بهبود سردرد‌های عروقی کمک می‌نماید. Caffeine
از دیگر تأثیرات کافئین بر روی بدن انسان می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
افزایش ترشح هورمون آدرنالین توسط غدد فوق کلیوی، افزایش سرعت ضربان قلب، گشاد شدن مردمک چشم‌ها، کاهش خون‌رسانی به اندام‌های گوارشی و در نتیجه متوقف شدن عملکردهای گوارشی از جمله هضم و جذب غذا، افزایش خون‌رسانی به ماهیچه‌ها و در مجموع افزایش فعالیت‌های سیستم سیمپاتیک بدن. کافئین در دستگاه عصبی مرکزی، تنفس و نیز گردش خون را تحریک می‌نماید. کافئین هم چنین ادرار آور نیز می‌باشد. استفاده از کافئین، گردش خون و همچنین سرعت اکسید شدن اسیدهای چرب را افزایش می‌دهد. به همین دلیل نیز ورزشکاران برای تسریع متابولیسم اسیدهای چرب بدن خود از کافئین استفاده می‌نمایند.
ترکیب کافئین و آسپیرین برای بهبود سر‌درد بسیار مفید می‌باشد. در صورت استفاده‌ی بیش از حد، کافئین می‌تواند موجب کاهش تراکم استخوان‌ها گردد. مصرف کافئین به زنان حامله توصیه نمی‌شود. کافئین هم چنین میزان تجزیه دوپامین را کاهش داده و بدین واسطه موجب افزایش سطح دوپامین در مغز می‌گردد. دوپامین یک پیام رسان عصبی بوده و به ایجاد هماهنگی و تعادل در افکار، احساسات و نیز عملکردهای ماهیچه‌ای بدن کمک می‌نماید. کمبود دوپامین در بدن، ممکن است موجب ایجاد عدم تعادل در حرکت گردد که این یکی از نشانه‌های بیماری پارکینسون می‌باشد.
روش کار
1. لایه کلروفرم حاوی کافئین که در بالای قیف دکانتور است را جدا کنید.
2. سپس محلول را در معرض هوای محیط قرار دهید تا کلروفرم تبخیر شود.
3. ماده باقی مانده همان کافئین است.
4. کافئین را داخل یک شیشه ساعت توزین شده بریزید.
5. کافئین و شیشه ساعت را با هم وزن کنید.
6. دو جرم محاسبه شده را از هم کنید.
7. جرم به دست آمده از کافئین را با جرم چای اولیه مقایسه کنید.
سوالات
1. چای استفاده شده در آزمایش چند درصد کافئین دارد؟
2. کافئین به دست آمده چه رنگی است؟
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
- تهیه: مینا رزقی و شایان فروزنده دل
- تنظیم: زینب شاه مرادی
جداسازی کافیین
اهداف جلسه:
· تعیین میزان کافئین در چای
وسایل مورد نیاز:
· دسترسی به اینترنت
· لایه کلروفرم حاوی کافئین
· شیشه ساعت
· ترازوی دیجیتالی
· ارلن
· قیف دکانتور
مقدمه:
مقدار کم تا متوسط کافئین (به عبارتی 20 تا 200 میلیگرم) می‌تواند در انسان یک حالت ذهنی ایجاد نماید که عموما فرحبخش شناخته می شود. این مقدار از کافئین موجب کاهش میزان احساس خواب‌آلودگی یا خستگی می‌گردد. مصرف یک فنجان قهوه 100 تا 150 میلیگرم کافئین و یک فنجان چای حدود 30 تا 50 میلیگرم کافئین دارد. کافئین در مقادیر کم می تواند به عنوان یک تقویتکننده مثبت عمل کند. یعنی حدود 100 میلیگرم کافئین می‌تواند در انسان حالت سرخوشی کمی ایجاد کند. در حالی که مصرف حدود 300 میلی گرم آن نه تنها به عنوان تقویت کننده مثبت عمل نمیکند بلکه می تواند موجب افزایش اضطراب و ناراحتی خفیف شود.
معمولاً وقتی کافئین مصرفی بالای 250 میلیگرم باشد و علائمی مانند عصبانیت، بی قراری، قرمزی صورت و اختلال معده و روده نیز وجود داشته باشد دلیل بر مسمومیت است.
البته کافئین نیمه عمر نسبتا کوتاهی دارد(حدود 3 تا 6 ساعت)، بنابراین مسمومیت با آن به سرعت رفع می‌گردد و عواقب مهمی به جا نخواهد گذاشت. افرادی که نشانه‌های اضطراب، بینظمی قلبی، التهاب مری و بی خوابی دارند و هم چنین خانم هایی که بیماری به نام فیبرکیستیک پستان دارند باید مصرف کافئین را کاهش داده یا قطع کنند.
کافئین از فعالیت آنزیم فسفو دی استراز ممانعت نموده و بدین وسیله از نابودی مولکول های پیام رسان ثانویه (CAMP) جلوگیری می‌نماید و بدین واسطه CAMP قادر خواهد شد تا برای مدت زمان طولانی تری سلول‌های عصبی را به فعالیت تحریک نماید. این عملکرد CAMP در تحریک سلول‌های عصبی به نوبه‌ی خود موجب بهبود و نیز افزایش فعالیت های مغزی می‌گردد.
مکانیزم دیگر عملکرد کافئین به واسطه نقش آن در مهار گیرنده‌های مربوط به آدنوزین در مغز می‌باشد. آدنوزین مولکولی است که در مغز تولید می شود و هنگامی که سطح آن به حد مورد نیاز افزایش یافت، به گیرنده‌های آدنوزین مغز متصل می‌گردد. اتصال مولکول‌های آدنوزین به گیرنده‌های آن موجب ایجاد احساس خستگی و خواب آلودگی در فرد می‌گردد. اتصال مولکول‌های آدنوزین به این گیرنده‌ها هم چنین می‌تواند موجب گشاد شدن رگهای خونی موجود در مغز و بدین واسطه افزایش اکسیژن‌رسانی به سلول‌های مغزی در هنگام خواب گردد. هر چه تعداد مولکول‌های آدنوزین بیشتری به گیرنده‌های مربوط به آدنوزین موجود در مغز متصل گردند، احساس خستگی و خواب‌آلودگی بیشتری نیز در فرد ایجاد خواهد شد.
ساختار مولکول کافیین همانند ساختار مولکول آدنوزین می‌باشد. به واسطه شباهت ساختاری به مولکول آدنوزین، مولکول کافیین نیز قادر می‌باشد به گیرنده‌های مربوط به آدنوزین موجود در مغز متصل گردد. به واسطه‌ی اتصال به گیرنده‌های آدنوزین، کافئین قادر می‌باشد جایگاه اتصال مولکول آدنوزین به این گیرنده‌ها را مهار نموده، و در نتیجه از اتصال آدنوزین به این گیرنده‌ها ممانعت به عمل آورد. به واسطه نقش خود در ممانعت از اتصال مولکول های آدنوزین به گیرنده‌های آدنوزین، کافئین قادر می‌باشد به کاهش میزان خستگی و نیز خواب‌آلودگی در افراد کمک نماید. کافئین هم چنین رگ های خونی موجود در مغز را منقبض نموده و بدین واسطه به بهبود سردرد‌های عروقی کمک می‌نماید. Caffeine
از دیگر تأثیرات کافئین بر روی بدن انسان می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
افزایش ترشح هورمون آدرنالین توسط غدد فوق کلیوی، افزایش سرعت ضربان قلب، گشاد شدن مردمک چشم‌ها، کاهش خون‌رسانی به اندام‌های گوارشی و در نتیجه متوقف شدن عملکردهای گوارشی از جمله هضم و جذب غذا، افزایش خون‌رسانی به ماهیچه‌ها و در مجموع افزایش فعالیت‌های سیستم سیمپاتیک بدن. کافئین در دستگاه عصبی مرکزی، تنفس و نیز گردش خون را تحریک می‌نماید. کافئین هم چنین ادرار آور نیز می‌باشد. استفاده از کافئین، گردش خون و همچنین سرعت اکسید شدن اسیدهای چرب را افزایش می‌دهد. به همین دلیل نیز ورزشکاران برای تسریع متابولیسم اسیدهای چرب بدن خود از کافئین استفاده می‌نمایند.
روش کار
1. لایه کلروفرم حاوی کافئین که در بالای قیف دکانتور است را جدا کنید.
2. سپس محلول را در معرض هوای محیط قرار دهید تا کلروفرم تبخیر شود.
3. ماده باقی مانده همان کافئین است.
4. کافئین را داخل یک شیشه ساعت توزین شده بریزید.
5. کافئین و شیشه ساعت را با هم وزن کنید.
6. دو جرم محاسبه شده را از هم کنید.
7. جرم به دست آمده از کافئین را با جرم چای اولیه مقایسه کنید.
سوالات
1. چای استفاده شده در آزمایش چند درصد کافئین دارد؟
2. کافئین به دست آمده چه رنگی است؟
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
- تهیه: مینا رزقی و شایان فروزنده دل
- تنظیم: زینب شاه مرادی
