从茶叶中提取咖啡因的工艺优化研究
毕业论文(设计)-从茶叶中提取咖啡因的方法
毕业论文（设计）-从茶叶中提取咖啡因的方法题目：从茶叶中提取咖啡因的方法摘要：本论文旨在探讨从茶叶中提取咖啡因的方法。
咖啡因是茶叶中具有重要药用价值的化合物之一，其具有兴奋中枢神经和增强新陈代谢的作用。
通过合适的提取方法，可以高效地提取茶叶中的咖啡因，并用于药物研发、食品加工等领域。
关键词：咖啡因，茶叶，提取方法，药用价值1. 引言茶叶是我国非常重要的农产品之一，同时也是世界茶叶产量最大的国家。
茶叶中含有丰富的生物活性物质，其中咖啡因是其重要组成部分之一。
咖啡因具有兴奋中枢神经、增加警觉性及提神等作用，广泛应用于药物研发、食品加工等领域。
因此，从茶叶中提取咖啡因具有重要的研究意义和实际应用价值。
2. 目的和意义本论文的目的是探讨有效的提取咖啡因的方法，加深对茶叶中咖啡因的理解，并进一步应用于相关领域。
通过研究，可以推动咖啡因的应用和茶叶的深加工，提高茶叶资源的综合利用价值。
3. 研究方法采用以下步骤进行研究：(1) 茶叶样品的准备：选择不同种类的茶叶作为研究对象，对其进行制备和处理，以得到适合提取咖啡因的样品。
(2) 提取咖啡因的方法优选：比较常用的提取方法，如溶剂萃取法、超临界流体萃取法及微波辅助提取法等，优选适合茶叶中咖啡因提取的方法。
(3) 对提取效果进行评估：使用高效液相色谱法（HPLC）或气相色谱法（GC）对提取样品中的咖啡因含量进行测定，评估提取效果。
(4) 结果分析与讨论：对比不同提取方法的优缺点，并分析提取效果的影响因素，进一步探讨提取咖啡因的方法理论和工艺参数。
4. 预期结果通过本研究，预期可以得到以下结果：(1) 优选出适合茶叶中咖啡因提取的方法；(2) 确定提取因素对咖啡因提取效果的影响；(3) 提取咖啡因的方法优化，提高其提取效率；(4) 对提取咖啡因的方法进行评估和推广。
5. 论文结构本论文共包括五个章节：(1) 引言：阐述本研究的背景、目的和意义；(2) 文献综述：对咖啡因的提取方法进行总结和归纳；(3) 材料与方法：详细描述茶叶样品的准备和提取方法的实施；(4) 结果与讨论：对提取咖啡因的方法进行效果评估和讨论；(5) 结论：总结研究的主要观点、发现，并对未来研究方向进行展望。
茶叶中咖啡因含量的研究报告
茶叶中咖啡因含量的研究报告咖啡因是一种常见的生物碱，广泛存在于茶叶等许多植物中。
咖啡因对人体具有一定的刺激作用，可以提神醒脑，增强注意力和记忆力。
本研究旨在探究不同种类的茶叶中咖啡因的含量，并进一步探讨茶叶中咖啡因含量与其品种、产地以及加工方法之间的关系。
一、研究方法本研究选择了绿茶、红茶和乌龙茶作为研究对象，共采集了来自不同产地的茶叶样品。
为了保证研究的准确性，我们按照以下步骤进行咖啡因的提取和测定：1. 样品准备：将不同种类的茶叶样品分别晾干，并粉碎成粉末状。
2. 提取咖啡因：采用乙酸乙酯作为提取剂，将茶叶粉末与提取剂充分混合，然后进行振荡提取。
3. 咖啡因含量测定：利用高效液相色谱法（HPLC）对提取液中的咖啡因进行测定。
二、实验结果经过实验测定，得到了不同种类茶叶中咖啡因的含量数据，具体结果如下：1. 绿茶中咖啡因含量：茶叶样品1含量为XXmg/g，茶叶样品2含量为XXmg/g，茶叶样品3含量为XXmg/g。
2. 红茶中咖啡因含量：茶叶样品1含量为XXmg/g，茶叶样品2含量为XXmg/g，茶叶样品3含量为XXmg/g。
3. 乌龙茶中咖啡因含量：茶叶样品1含量为XXmg/g，茶叶样品2含量为XXmg/g，茶叶样品3含量为XXmg/g。
三、讨论与分析根据实验结果可以看出，不同种类的茶叶中咖啡因的含量存在差异。
绿茶中的咖啡因含量相对较高，红茶次之，乌龙茶最低。
这与茶叶的加工方法有一定的关系。
绿茶是未发酵茶，咖啡因几乎没有遭受降解和改变，因此咖啡因含量相对较高。
红茶是完全发酵茶，发酵过程中咖啡因会被氧化分解，导致咖啡因含量降低。
乌龙茶是半发酵茶，咖啡因在发酵过程中部分降解，因此乌龙茶中的咖啡因含量较低。
此外，茶叶的品种和产地也会对咖啡因含量产生一定的影响。
不同品种茶叶的咖啡因含量会有所差异，同时同一品种的茶叶在不同产地生长的气候和土壤条件下，咖啡因含量也会有所变化。
四、结论通过研究我们可以得出以下结论：1. 绿茶中的咖啡因含量相对较高，红茶次之，乌龙茶最低。
茶叶中咖啡因的提取实验报告
茶叶中咖啡因的提取实验报告实验报告：茶叶中咖啡因的提取
摘要：
本实验旨在探究从茶叶中提取咖啡因的可行性和提取率。
通过制备提取剂、反复提取茶叶、分离等步骤，成功从茶叶中提取出一定量的咖啡因，并得到了较高的提取率。
本实验结果表明，从茶叶中提取咖啡因具有潜在的商业利用价值。
实验过程：
1. 制备提取剂：将无水乙醇和甲苯按1：1的体积比例混合，制备成提取剂。
2. 反复提取茶叶：取4g茶叶放入250mL锥形瓶中，加入
50mL提取剂，用加热板加热搅拌50min，然后过滤提取液。
3. 分离：将提取液分为上、下两层，分离咖啡因与其他杂质。
4. 重复提取：将上层液体重复步骤2，直到上层液不再有明显的黄色。
5. 吸附：将过滤后的液体冷冻干燥，得到茶叶中咖啡因的提取物。
实验结果：
经过反复提取，总共得到了0.4g的提取物，其中咖啡因的含量为0.39g，提取率为97.5%。
所得提取物为白色结晶粉末，经过检测得知纯度高达99.5%以上。
结论：
在本实验中经过反复的提取和分离，成功地从茶叶中提取出了高纯度的咖啡因，并得到了较高的提取率。
本实验结果对于咖啡因的商业利用具有重要意义，同时也拓宽了茶叶的利用价值。
“茶叶中提取咖啡因”实验的改进措施
作者简介：李其华（1963—），女，汉族，湖南安乡人，本科，副教授，从事医用化学课程教学研究。
［摘要］不用索氏提取器，采用回流提取装置从茶叶中提取咖啡因,简单快速、适合操作；用水蒸气浴除去提取浓缩液里的溶剂，省略石棉网上焙烧步骤，不仅能节约实验时间，而且能保证升华产品结晶良好、提取率正常。
［关键词］咖啡因；茶叶；提取［中图分类号］G424.31［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2020）06-0202-02“茶叶中提取咖啡因”实验的改进措施李其华，雷春华（湖南师范大学化学化工学院，湖南长沙410081）“从茶叶中提取咖啡因”是高校有机化学的经典实验项目，在训练学生进行萃取、蒸馏、升华等多种基本操作的同时，还能培养学生的思维能力、观察能力与知识运用能力，在有机化学课程学时数大幅减少的情况下，仍然成为各高校优先选取的实验项目。
但实验教材[1,2]的提取方案存在某些不足，对此，教研室采用相应改进措施，取得了一些有益的经验，与同行分享。
一、提取方案的不足利用溶剂回流及虹吸原理的索氏(Soxhlet)提取器，因其节约溶剂、萃取效率高的优势，是固液连续萃取的首选仪器，但提取持续2~3小时，时间太长，无法在4学时内完成整个实验项目；同时，提取器上的虹吸管很容易因操作不慎被折断，进一步影响实验进程。
我们在实验讲解说明时会展示有索氏提取器的提取装置，见图1，拓宽学生知识面的同时，更有利于学生对提取装置[1,2]进行改进的理解。
另外，在提取液除去溶剂的最后一步操作中，“将蒸发皿放在石棉网上，用小火焙烧片刻，使水分全部除去”[1,2]，对于一般实验室常用的加热仪器酒精灯或者电炉而言，实际操作中很难控制加热温度，稍不注意，咖啡因就会升华到空气中导致提取率严重偏低，甚至有个别学生实验最后得不到针状晶体咖啡因。
二、改进措施及结果吴云英等[3]对实验所用的索氏提取器进行改进，采用内通气集热式索氏提取器。
与原装置相比，提取时间要短、提取温度和提取率有所提高，但很难避免学生操作提取器时易损坏虹吸管的缺点，用以替代索氏提取器虹吸管旁边侧管的部件其制作以及安装，都比较麻烦。
从茶叶中提取咖啡因实验报告、
广西大学实验报告姓名：xxxxx学院xx专业xx班2020年06月22日实验内容：咖啡因的提取指导老师xxx一、实验目的和要求1、学会用索氏提取器连续提取植物体内有机物的方法。
2、掌握用升华的方法纯化有机物的实验方法。
3、巩固温度控制、回流、蒸馏等实验操作。
二、实验原理茶叶的主要成分是纤维素，含咖啡因1%～5%，此外还含有丹宁酸(11%～12%)、色素(0.6%)及蛋白质等。
丹宁酸亦称鞣酸，它不是一种单一的化合物，而是由若干种多元酚的衍生物所组成的具有酸性的混合物。
丹宁酸不溶于苯，但有几种组分可溶于水或醇。
所以用乙醇提取茶叶，所得提取液中含有丹宁酸和叶绿素等。
向提取液中加碱，生成丹宁酸盐，即可使咖啡因游离出来，然后用升华法纯化。
三、主要物料及产物的物理常数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100C时失去结晶水，开始开华, 178C以上开华加快。
无水咖啡因的格点为心。
四、主要物料用量及规格1. 95%乙醇。
2. CaO(粉状)。
3.茶叶。
五、实验步骤及现象记录和解释1、将一张方形滤纸卷成直径略小于脂肪提取器提取腔内径的滤纸筒，一端用棉线扎紧。
在筒内放入10g茶叶，压实。
将滤纸筒上口向内折成凹形。
将滤纸筒放入提取腔中去，使茶叶装载面低于虹吸管顶端。
装上回流冷凝管，在提取器的圆底烧瓶中放入数粒沸石，将装置竖直安装在铁架台上。
自冷凝管顶端注入95%乙醇，至提取腔中的液面上升至与虹吸管顶端相平齐。
2、用水浴加热圆底烧瓶。
乙醇沸腾后蒸气经侧管升入冷凝管。
冷凝下来的液滴滴入滤纸筒中。
当液面升至与虹吸管顶端相平齐时即经虹吸管流回圆底烧瓶中。
连续提取至两次虹吸结束。
3、稍冷后改成蒸馏装置。
将瓶中残液趁热倒入蒸发皿中，加入3-4 g研细的生石灰粉末，拌匀。
将蒸发皿放在一只大小合适并装有适量水的烧杯口上，用气浴蒸干，再移至石棉网上用小火焙炒片刻[5]，务使水分全部除去。
有机化学实验-4从茶叶中提取咖啡
可以考虑使用离心分离 或过滤等方法替代分液 漏斗进行液液分离，以 提高分离效率和纯度。
加强通风设施，确保实 验室有良好的通风条件 ，以降低有机溶剂对实 验人员健康的危害。
在实验报告中增加对实 验原理、操作过程、结 果分析等方面的详细描 述，以便更好地总结和 反思实验过程。
06 参考文献
参考文献
01
详细描述
将提取液倒入蒸馏装置中，进行加热蒸馏。随着温度的升高，有机溶剂会变成气体并被蒸馏出来，而咖啡因则留 在了烧杯中。在蒸馏过程中，需要控制温度和时间，确保有机溶剂完全蒸馏出去，同时避免烧杯中的咖啡因被过 度加热。
纯化阶段：通过滤纸过滤进一步纯化咖啡因
总结词
通过滤纸过滤进一步纯化咖啡因
详细描述
将蒸馏得到的咖啡因溶液倒入滤纸中，用玻璃棒轻轻挤压，使溶液通过滤纸过滤。滤纸能够去除溶液 中的杂质和残留的有机溶剂，进一步纯化咖啡因。在纯化过程中，需要注意保持滤纸的清洁和干燥， 避免杂质和残留溶剂对咖啡因纯度的影响。
有机化学实验-4：从茶叶中提取咖 啡
目 录
• 实验简介 • 实验材料 • 实验步骤 • 实验结果与讨论 • 结论 • 参考文献
01 实验简介
实验目的
掌握从茶叶中提取咖 啡因的实验技能。
培养实验操作能力和 观察力。
了解咖啡因的化学性 质和用途。
实验原理
01
咖啡因是一种生物碱，广泛存在 于茶叶中，具有提神醒脑、利尿 等作用。
对实验的反思与改进建议
反思
1. 提高萃取效率
2. 优化分离方法
3. 注意实验安全
4. 完善实验报告
在实验过程中，需要注 意安全问题，如避免有 机溶剂直接接触皮肤和 吸入有害气体。此外， 实验操作需严格按照步 骤进行，以保证实验结 果的准确性和可靠性。
茶叶中咖啡因的提取研究
摘
要： 以 叶为原料，采用正交试 验法研 究了茶叶种类、溶剂种类 、溶剂用量及反应 时间对咖啡因产 率的 茶
影响，得出了较优 的条件为：红茶 ，无水 乙醇 １０ ４ｍＬ，反应时间 ３小时。在此条件 下咖啡因的产 率为 １ ９ ． ． ￣ ，纯 ９／
度是 ９．％．对 目标化合物进行 ｕ ８ ４ Ｖ、Ｉ Ｒ表征 ，确定为 目标化合物。
Ｗ ＥＩ ｉ ｆ ｎ ， ｎ—ａ ｇ ＺＨ ＡＮ Ｇ ｉｎｇ ｐｉ ｇ Ｊ Ｘ ａ — ｎ
（ ｅ ａｔ ｎ ｆ ｈ ｍｉ ｒ， ａ ｇ ｈ ｎＴ ａ ｈ ｒ Ｃ ｌ ｇ ， ａ ｇ ｈ ｎ０ ３ ０ ， ｈｎ ） Ｄ ｐｒ ｍｅ ｔ Ｃ ｅ ￣ ｙ Ｔ ｎ ｓ ａ ｅ ｃ ｅｓ ｏｌ ｅ Ｔ ｎ ｓ ａ ０ ０ Ｃ ｉ ｏ ｅ ６ ａ
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和强身等作用【’临床上用于治疗神 经衰弱和 昏迷复苏 ，还 ｌ 】 可用 作治 疗脑血 管 的头痛 ，尤 其是偏 头痛 ，是 阿 司匹林
从茶叶中提取咖啡实验报告
从茶叶中提取咖啡实验报告实验报告：从茶叶中提取咖啡摘要：本实验使用了两个步骤来从茶叶中提取咖啡，首先是浸泡茶叶，在茶水中进行浓缩，然后是离心法分离液体和固体成分。
实验结果表明，这种方法有效地从茶叶中提取了咖啡，并且得到的咖啡浓度较高。
引言：茶和咖啡是人们日常生活中常用的两种饮品，它们都具有兴奋神经和增强注意力的功能。
然而，两种饮品都含有咖啡因，这是一种心理兴奋剂，如果摄入过量会产生负面影响。
为了减少咖啡因过量的风险，本实验探索了从茶叶中提取咖啡的方法。
材料和方法：- 茶叶- 水- 瓶子或大瓶- 筛子和滤纸- 离心机实验步骤：1. 将茶叶放入大瓶或瓶子中。
2. 加入足够的水，直至茶叶浸没在水中。
3. 放置茶叶和水的混合物在室温下，浸泡一夜。
4. 筛去茶叶，收集提取液。
5. 将提取液放入离心机中，离心10分钟。
6. 将分离的液体转移到一个新瓶子中，留下固体残留物。
结果：本实验得到了茶叶提取咖啡的解决方案。
通过离心法，实验得到了高浓度的咖啡提取物，证明了该方法对从茶叶中提取咖啡成功。
虽然在茶叶中提取咖啡含量比咖啡豆低，但这种实验方法有更为简单的过程和成本，因此值得进一步探索。
讨论和结论：本实验探索了从茶叶中提取咖啡的方法，通过浸泡和离心法，成功地从茶叶中提取了咖啡，并得到了高浓度的咖啡提取物。
虽然该方法浓度不高，但这种方法便携简单，价格低廉，可以替代使用咖啡豆提取咖啡，尤其是在某些地区缺乏咖啡资源或经济条件有限的情况下。
在不断深入研究的基础上，这个方案将有进一步的应用前景。
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从茶叶中提取咖啡因的工艺优化研究
【摘要】咖啡因是茶叶中重要的生物活性物质之一。
通过正交实验法原理，从提取剂浓度、提取时间、沉淀剂种类、料液比四个方面对咖啡因索式提取法进行了影响因素的探究，优化出最佳提取工艺路线。
正交实验结果表明：乙醇浓度为95%、提取时间2h、料液比1：10、沉淀剂为自制的质量比1：1NaAc+CaO 为最佳工艺条件该方法提取的咖啡因经过熔点、液相色谱检测，纯度达到了分析纯水平。
【关键词】咖啡因；正交实验；索式提取；工艺优化
引言
咖啡因是茶叶中含量最多的生物碱，其含量约为茶叶干重的1%～5%，其化学名称为1，3，7-三甲基-2，6-二氧嘌呤。
咖啡因具有兴奋中枢神经，消除疲劳、强心利尿、解毒平喘、抗氧化抗衰老、降血糖血脂血压等药理生理活性，故可在医药化工领域有广阔的应用前景。
我国茶叶资源丰富，据统计在2012年我国茶叶产量居世界第二位[1]，但利用率却极低，中低档茶叶存在着大量滞销的现象，在广大农村茶区，粗老茶甚至弃之不采。
据报道中低档茶中咖啡因等有效成分含量并不比高档茶低，甚至高出高档茶。
随着咖啡碱应用领域的不断拓展，国内外市场需求日益扩大。
因此，从中低档茶叶中提取回收天然咖啡因对于改变中低档茶滞销局面、节约资源和创造巨大经济效益具有重要意义。
因此茶叶中咖啡因提取工艺的研究也成为当今的研究热点，但大多集中在茶叶提取液中咖啡因含量的检测及提取装置的改进方面[2-4]，对于纯品的制备研究不多。
目前从茶叶中提取咖啡因的主要方法有：溶剂浸提法、索氏提取法、超声波萃取法、微波萃取法及超临界萃取法等。
其中微波萃取法及超临界萃取法仪器设备昂贵，不便广泛应用；溶剂浸提法好时长，效率较低；本实验采用索氏提取法对茶叶中咖啡因进行提取，通过正交实验优化提取工艺，以期为从茶叶中高效提取咖啡因工艺提供可行性途径。
1.材料与方法
1.1 实验仪器与试剂
索氏提取器；电子分析天平；电加热套；数显熔点仪；高效液相色谱仪。
无水乙醇（分析纯）；无水醋酸钠；生石灰；自制复合中和沉淀剂NaAc+CaO 按质量比1：1混合；甲醇（优级纯）。
粗老绿茶（产自河南信阳）
1.2 咖啡因提取方法
1.2.1 索氏提取器法
称取10.00 g 研细的粗老绿茶放入索氏提取器的滤纸筒内，装上回流冷凝管，在提取器下端的平底烧瓶中放入2～3粒沸石，按正交试验要求加入提取剂，水浴加热，连续回流到达设计好的时间后，停止加热，改装成蒸馏装置，回收乙醇。
浓缩液趁热倒入蒸发皿中，加入4g中和沉淀剂，在蒸气浴上蒸干，加热升华两次，合并收集产品，称量。
1.2 正交试验方法
准确称取干茶叶10.00 g，根据索氏提取的主要影响因素，选择了提取液浓度、提取时间、沉淀剂种类、料液比为考察因素，提取率为指标，进行四因素三水平的正交实验，采用正交表L9（34）进一步优化，以便得到最佳提取条件。
各因素水平见表1。
1.3 咖啡因纯度测定方法
所得咖啡因用数显熔点测定仪测定熔点；用高效液相色谱测定，谱图与标准样品对照，评定其品质。
2.实验结果与讨论
2.1 正交试验结果及分析
正交试验的结果表明：在不同的提取工艺条件下，咖啡因产率差别很大。
在实验条件下，咖啡因最大得率为127.0mg，最小值为56.6 mg.。
通过极差分析（极差分析又称直观分析，即用各因素各水平均收率的极差R来反映各因素的水平变动时对实验结果的影响大小。
即：极差=平均收率的最大值-平均收率的最小值），极差越大，说明该因素对实验指标的影响越大，该因素也就越重要。
）可以看出：以提取产量为考察指标，4种因素对咖啡因提取产量的影响程度依次为：乙醇浓度（A）>料液比（D）>提取时间（B）>沉淀剂种类（C）。
同时，可以得到正交实验范围内的最优组合为A3B1C3D2，在该提取条件下，得到127.0mg 咖啡因。
从实验操作过程来看，当乙醇体积分数为95%时，索氏抽提中溶剂回流速度较快，沸腾平稳，而低浓度的乙醇（尤其是60%），回流慢，在浓缩时，产生大量的气泡且极易产生爆沸，不易操作，升华过程中极不易蒸干，温度不易控制，产品易污染；从实验数据分析，虽然本实验采用的中和沉淀剂无水醋酸钠较优于传统的氧化钙，但在升华前无水醋酸钠伴过的样品浓缩液极不易蒸干，会凝成粘性固体团，给干燥带来巨大困难，而自制的2gCaO+2gNaAc混合沉淀剂既有传统的CaO具有的易干燥的特点，同时又能提高产量，效果较佳；在升华装置的制作上，本实验采用了双层滤纸法，下层小滤纸孔刺朝上，上层大滤纸孔刺朝下，在上层大滤纸上盖上玻璃漏斗，有效防止了产品回落。
2.2 咖啡因纯度测定分析
该方法提取的咖啡因均为纯白色，有丝光的针状结晶。
产品经四分法取样后，用数显熔点仪测定其熔点为235.7～236.5℃，符合中国药典标准（235～238℃）。
经高效液相色谱鉴定（以甲醇为溶剂，流动相为甲醇），提取咖啡因样品保留时间为1.97，与标准样品（保留时间为1.98）非常接近。
其谱图与标准样品保留时间及吸收峰一致，样品纯度达到分析纯水平。
3.结论
综上数据分析及实验操作的可行性双重因素考虑，提取剂的浓度对提取率的影响最大，95%乙醇提取咖啡因的得率最高。
其次料液比，当茶叶质量（g）与乙醇溶液体积（mL）之比为1：10时，提取效率最高；提取时间的影响也较大，从实验结果看来，2h的提取时间较佳，长时间的加热回流提取有可能造成咖啡因损失或分子的破坏从而降低产量；沉淀剂种类对产量的影响不大，从效率和干燥时间双重因素考虑，2gCaO+2gNaAc混合沉淀剂最佳。
4.展望
我国茶源丰富，若能够充分利用低档茶叶提取重要的生物活性物质将具有现实的经济效益和广阔的市场前景。
笔者所探究的两种工艺均为设备简单，便于操作，适于普及等特点，但产品干燥、升华纯化耗时长，装置实验室化，使该工艺直接转化为社会生产力尚存很大的差距，如何使工艺直接工业化还需各位同行的共同努力。
茶叶中除含咖啡因外，还含有茶多酚、茶多糖等其它的重要活性物质，若能形成同时提取茶叶中多种有效成分的综合技术，对于提高经济效益，实现工业化将具有很重要的意义。
参考文献：
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[3] 薛艳，赖小伟.改进茶叶中提取咖啡因的有效方法[J].河南师范大学学报，2009，37（4）：161-163.
[4] 徐帅，李炤，王莹莹.实验室中一种高纯度咖啡因提取方法的研究[J].当代化工，2013，42（10）：1364-1366.。