超高效液相色譜測定飲料中咖啡因的含量

吳坤 李曉

(陜西省產品質量監督檢驗研究院,陜西西安 710001)

超高效液相色譜測定飲料中咖啡因的含量

吳坤 李曉

(陜西省產品質量監督檢驗研究院,陜西西安 710001)

建立了超高效液相色譜色譜測定各類飲料中咖啡因的含量測定,樣品前處理簡單快捷,儀器在5min內完成分離檢測,方法檢出限0.5mg/L,回收率為94.5%～104.20%。方法分析時間短,靈敏度高且準確可靠,大大提高了實驗室的工作效率。

超高效液相色譜 飲料 咖啡因

咖啡因(Caffeine)又稱咖啡堿,屬黃嘌呤衍生物,化學名稱1,3,7-三甲基黃嘌呤,為白色無臭味苦的發亮針絲狀或粉末結晶。熔點為234-238℃,178℃升華,能溶于乙醚、丙酮、氯仿、水,微溶于石油醚。是從茶葉、咖啡果中提煉出來的一種生物堿,適度地使用有祛除疲勞、興奮神經的作用,臨床上用于治療神經衰弱和昏迷復蘇。小量的可以興奮中樞神經無任何副作用。但是,大劑量或長期使用也會對人體造成損害。有咖啡因成分的咖啡、茶、軟飲料及能量飲料十分暢銷,因此,對飲料中咖啡因含量的測定讓我們在辨別產品的優劣和對人體健康方面具有重要的意義。

現行的咖啡堿的測定方法有紫外分光光度計法,高效液相色譜法,凱式滴定法,碘量法,氣相法,薄層色譜法,以及紅外光譜法等。有的方法試劑毒性大,有的前處理比較繁瑣,以及考慮到產品種類多,數量大,應用uplc法大大提高了工作的準確性和高效性。

1 實驗部分

1.1 試劑與材料

甲醇:色譜純。亞鐵氰化鉀溶液:稱取106g亞鐵氰化鉀【K4Fe(CN)6.3H2O】加水至1000ml。乙酸鋅溶液:稱取220g乙酸鋅【Zn(CH3COO)2.2H2O】溶于少量水中,加入30ml冰乙酸,加水稀釋至1000ml。微孔濾膜:0.45um,水相。

1.2 標準溶液的配制

(1)咖啡因標準儲備液:準確稱取0.1g咖啡因加水溶解并定容至100ml,此溶液每毫升相當于含咖啡因1mg/ml。

(2)咖啡因標準使用液:準確吸取不同體積咖啡因標準儲備液,將其稀釋成咖啡因含量分別為1ug/ml,10ug/ml,20ug/ml,50ug/ml,100ug/ml,200ug/ml的標準使用液。

1.3 儀器與設備

色譜-三重四極桿質譜聯用儀(Waters UPLC-TQD),超聲清洗器(上海江寧機械廠),漩渦混勻器(海門市其林貝爾儀器制造有限公司),超純水機(成都超純科技有限公司),離心機(北京醫用離心機廠):0-6000r/min,天平(賽多利斯科學儀器有限公司):分度值為0.01g和0.1mg。

1.4 樣品處理

(1)可樂型飲料與茶葉制成品中不含蛋白的飲料:試樣用超聲清洗器在40℃下超聲10min.取脫氣試樣10.0mi通過微孔膜過濾,濾液待上機分析。

(2)咖啡與茶葉制成品中含蛋白的飲料:取試樣10ml于50ml塑料離心管中,加入2ml亞鐵氰化鉀溶液,混勻,再加入2ml乙酸鋅溶液混勻,以沉淀蛋白,加水定容至刻度,4000r/min離心5min,取上清液,經微孔濾膜過濾,濾液待上機分析。

表1

1.5 色譜分析條件

色譜柱:ACQUITY-UPLC BEH C181.7um,柱溫:40℃,流速0.3ml/min,檢測波長:286nm,進樣量:5ul,流動相為甲醇:水=10:90,到3min,甲醇由10%增加到90%,到4min,再變成甲醇:水=10:90,保持1min。

2 結果與討論

2.1 線性關系

咖啡因標準工作液濃度為1,10,20,50,100,200ug/ml,儀器對各點分別重復測定3次,取平均值,建立標準曲線y=813.0746-720.2706,r=0.9999。咖啡因濃度在1～200mg/L內存在良好的線性關系。

2.2 重現性和回收率

在同一樣品中添加濃度為20mg/L,50mg/L進行回收率試驗,同一樣品重復進行6份測定,觀察峰面積,統計數據的重復性,結果得出回收率和RSD均在允許范圍之內(如表1)。

3 結語

本方法通過優化樣品預處理條件,超高效液相色譜法在5min內完成分離,節省了分析時間和溶劑,大大提高了方法的靈敏度和準確性,為此項檢驗工作提高了效率。

[1]中華人民共和國國家標準,GB/T5009.139-2003,飲料中咖啡因的測定.

[2]華東理工大學,成都科技大學.分析化學(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1995:324.

[3]李建武,余瑞元,袁明秀等.生物化學實驗原理和方法[M].北京:北京大學出版社,2004:53-56.

[4]唐靜,苗延霞.液相色譜儀最小檢測濃度測量結果不確定度評定[J].中國計量,2010(10).