基于UV檢測飲料中CAF的研究

康茂約

摘 要：本文討論了紫外光譜（UV）測定茶飲料中的CAF，通過分析比較不同萃取劑的萃取效果，以及不同的萃取劑量對飲料中CAF含量的影響，最終確定實驗方案，并進行了驗證性實驗。

關鍵詞：飲料;CAF;萃取;紫外光譜

咖啡因（Caffeine，簡稱CAF）又名咖啡堿，化學名稱：1，3，7-三甲基黃嘌呤，分子式：C8H10N4O2·H2O，屬于甲基黃嘌呤生物堿化合物，是一種中樞神經興奮劑，能夠暫時驅走睡意并恢復精力，具有提神醒腦刺激中樞神經的作用，但易上癮，目前CAF也是世界上使用最普遍的精神藥品。

如今隨著碳酸飲料、咖啡、茶飲料等在全世界的風靡，其日常攝入量越來越大，這類飲料中的CAF含量尤受關注。目前測定CAF的方法有HPLC、GC、GC-MS、NIRS及UV等，而UV法相較于儀器法有著成本低、快速、方便等優點，關鍵是無需配備昂貴的儀器。

本文主要以茶飲料為例，采用CHCl3作為萃取劑，萃取劑和樣品按一定比例進行混合，然后將混合液充分振蕩后離心分離，取萃取液體測定其紫外吸收，計算得出CAF含量。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

電子天平（賽多利斯，BSA224S）;紫外可見分光光度計（北京普析，T6新世紀）;烘箱（德國賓得，FED115）;超聲波清洗機（寧波新芝生物科技，SB-800DT）;離心機（上海安享，800B）。

CAF標準品（BePure，99.8%），去離子水;CHCl3（使用前重蒸，下同），無水硫酸鈉，鹽酸，氫氧化鈉等，試劑均為分析純。

各種茶飲料。

1.2 實驗方法

1.2.1 CAF標曲的繪制

精確稱取CAF標準樣品0.050 0 g于100 mL的容量瓶中，用CHCl3溶解后定容，得濃度0.5 mg/mL的CAF標準儲備液。

取上述制備好的CAF標準儲備液中，用CHCl3分別配成0、2.5、5、10μg/mL與20 μg/mL的CAF系列標準溶液。以零管作參比，用1 cm比色皿測定其在276.5 nm處的吸光度值，繪制標準曲線。

1.2.2 樣品處理及檢測

用移液管準確量取1.00 mL樣品至10 mL比色管中，加入8 mL CHCl3，充分振蕩，在2 500 r/min下離心3 min，取有機層，以零管作參比，測定其紫外吸收，通過標準曲線計算CAF的含量。同時做試劑空白試驗。

1.2.3 CAF含量的計算

樣品中CAF含量的計算公式如式（1）所示。

2 結果與討論

2.1 萃取條件的確定

2.1.1 不同萃取劑的比較分析

取CAF標準儲備液配成5 μg/mL的標準稀釋液，準確移取2.00 mL于4支10 mL比色管中，分別加入CHCl3、CH2Cl2、C6H6、C4H8O2各8.0 mL，充分震蕩，萃取后離心分離，取清液比較其在276.5 nm處的吸光度值，結果發現不同的萃取劑吸光度值不同，吸光度值結果如下：CHCl3>CHCl>C4H8O2、C6H6。

由實驗可以得出，使用CHCl3作為萃取劑，其萃取效果最佳，CAF在CHCl3中的分配比最高。而C4H8O2等與水互溶，因此在飲料中的CAF萃取過程中，若取少量的飲料與萃取溶劑混合時，飲料中的水及其他各組分和溶劑會形成一個混容體系而不好分層，且水在CHCl3中的溶解度很小。綜合考慮，本實驗選擇CHCl3作為萃取劑。

2.1.2 不同pH下的吸光度情況

取5 μg/mL標準稀釋液，用0.1 mol/L的HCl和0.1 mol/LNaOH溶液，將pH值調節在1、3、5、7、9與11，按上述方法進行檢測。結果發現在不同的pH下檢測CAF含量，其萃取效果和吸光度并無明顯差異，如圖1。

2.1.3 不同萃取劑量的比較分析

吸取樣品量1.00 mL，選取不同劑量（5、8、15 mL）的CHCl3進行比較分析。結果發現5 mL萃取劑的CAF檢測結果偏低，其余2個結果并無明顯區別（如圖2）。本實驗選取的萃取劑與樣品量的比例為8∶1。

2.2 標準曲線的繪制

從圖3中的CAF標準曲線可以看，出隨著CAF含量的增加，其在最大吸收波長處的吸光度也逐漸增加，且呈良好的線性關系。由實驗可以得出CAF的標準曲線線性方程為：Y=0.033 2X-0.001 2，其R2為0.999 8，符合要求。

2.3 驗證性實驗結果

實驗選取了不同品牌、種類的市售茶飲料進行檢測，同時與HPLC法比對分析并做加標回收測試。結果發現精密度、加標回收實驗符合要求，與HPLC法相比并無明顯差異，結果見表1。

3 結語

通過實驗研究，本文開展的UV法檢測可以滿足市售茶飲料中CAF濃度的檢測需求，其他碳酸飲料、咖啡等飲料也可以參照此法開展檢測。該法溶劑消耗少、儀器配置簡單，且對人員要求不高，且該法快速、簡便、耗費低，相對于HPLC、GC、GC-MS與NIRS法需配備昂貴的儀器以及專業的研究人員等相比，具有一定的優勢。