孫延春,張 英

(四川理工學院化學與制藥工程系,四川自貢 643000）

紫外光譜法測定飲料中的咖啡因含量

孫延春,張 英

(四川理工學院化學與制藥工程系,四川自貢 643000）

建立了一種測定飲料中咖啡因含量的紫外光譜分析法.采用三氯甲烷為萃取劑,控制三氯甲烷與飲料的體積比為8∶1,經(jīng)充分振蕩后離心分離,取清液在276 nm處測定紫外吸收光譜,能夠滿意地測定市售飲料中的咖啡因濃度.分析結(jié)果的相對標準偏差小于4%;在飲料中加入不同濃度的咖啡因標準溶液,回收率在94.0%～112.0%之間.

飲料;咖啡因;紫外光譜;測定

Abstract:An ultraviolet(UV)spectrophotometric method was established to determine the content of caffeine in beverage.Thus chloroform was used as the extraction agent to mixed with beverage at a volume ratio of 8∶1.Resultant mixture was sufficiently oscillated and centrifugally separated to give the supernatant for UV detection at a wavelength of 276 nm.In this way the content of caffeine in beverages on markets was satisfactorily determined at a relative standard deviation of less than 4%.When standard caffeine was introduced into six kinds of beverages on markets at different concentrations,the recovery is 94.0%-112.0%.

Keywords:beverage;caffeine;ultraviolet spectrophotometry;determination

咖啡因 (1,3,7-三甲基黃嘌呤)是一種生物堿,為弱堿性化合物,無色針狀晶體,無臭、味苦[1].在通常的飲料如咖啡、茶和可樂飲料[2],以及頭痛藥、止痛藥中都發(fā)現(xiàn)有咖啡因的存在[3].適量食用咖啡因有驅(qū)除疲勞、興奮神經(jīng)等作用,臨床上用于神經(jīng)衰弱、傷風、偏頭痛等疾病的治療,但長期大量攝取咖啡因有損人體的健康,如咖啡因自身的毒性,可引發(fā)心臟病,對人體骨骼狀況及鈣平衡產(chǎn)生不利影響等[4].飲料已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚臄z取水分和營養(yǎng)的產(chǎn)品,咖啡因的含量是飲料的一個重要品質(zhì)指標,因此測定飲料中咖啡因的含量一直備受研究人員關(guān)注.測定咖啡因的方法有很多,如氣相色譜法[5]、高效液相色譜法[6]、薄層色譜法[7]、毛細管電泳[8]及紫外分光光度法等[9-10].本實驗采用三氯甲烷作為萃取劑,將混合液充分振蕩后離心分離,可取得較理想的萃取效果.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(北京譜析通用儀器有限責任公司);電子天平(日本島津);DHG-9203A常壓干燥箱(上海-恒科技有限公司);超聲波清洗器(上海-恒科技有限公司);DT5-6A型離心機(北京時代北利有限公司).

苯,乙酸乙酯,二氯甲烷,三氯甲烷均為市售分析純試劑;咖啡因(分析純,武漢恒通化工有限公司);各種可樂飲料(購自當?shù)爻?.

1.2 實驗方法

1.2.1 咖啡因標準曲線的繪制

準確稱取咖啡因標準樣品0.050 0 g于250 mL容量瓶中,用三氯甲烷定容得質(zhì)量濃度為200 mg/L的儲備液.配成 2 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L、40 mg/L、50 mg/L的系列標準溶液,以三氯甲烷作參比溶液,分別測定其在276 nm處的吸光度值,繪制標準曲線.

1.2.2 樣品分析

取少量飲料,用超聲波清洗器在常溫下超聲脫氣5 min,用移液管準確量取1.00 mL脫氣后的飲料至10 mL比色管中,加入8 mL三氯甲烷,充分振蕩后離心分離2 min,取有機層,以三氯甲烷作參比,測定其紫外吸收.重復三次,取平均值.通過標準曲線計算咖啡因的含量.

1.2.3 樣品加標回收實驗

用移液管移取0.10 mL脫氣后的飲料三份分別置于三支10 mL比色管中,向三支比色管中分別加入200 mg/L咖啡因標準溶液0.25 mL、0.5 mL、1.0 mL,然后再分別加入5 mL三氯甲烷,充分振蕩后離心分離2 min,取有機層,以三氯甲烷作參比,測定其紫外吸收.通過標準曲線計算咖啡因的含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 標準曲線

觀察咖啡因的標準曲線可知隨著咖啡因含量的增加,其在最大吸收波長處的吸光度也逐漸增加,呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系.線性方程為:Y=0.031 74+0.050 62X.相關(guān)系數(shù) r=0.999 7.

2.2 咖啡因分析條件的優(yōu)化

2.2.1 溶劑的選擇

準確移取三份1.0 mL 200 mg/L咖啡因水溶液于三支10 mL比色管中,分別加入二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯8.0 mL,充分震蕩,萃取后離心分離,取清液在250～300 nm波長范圍內(nèi)掃描.比較咖啡因在不同溶劑中的紫外吸收光譜,可以看出三氯甲烷作溶劑時,吸光度最大,最大吸收峰位于276 nm.由此可知三氯甲烷的萃取效率最佳.因此,本實驗選用三氯甲烷作溶劑.

2.2.2 樣品和溶劑的混合體積比選擇

本實驗選用5 mL溶劑,樣品用量分別選0.35 mL、0.60 mL、1.00 mL,即體積比分別為14∶1、8∶1、5∶1進行測定,結(jié)果見表1.廠家報道的咖啡因含量為:可口可樂95.7 mg/L,百事可樂104.2 mg/L[11].從表1可以看出14∶1與8∶1時所測得的萃取液中的咖啡因濃度與標準值相近.而5∶1時測得結(jié)果偏低.因此樣品測定中溶劑與溶液的體積比采用8∶1.

表1 三氯甲烷與樣品不同體積比混合所測得的咖啡因濃度(mg/L)Table 1 Determination of concentration of caffeine with different volume ratios of chloroform to sample

2.3 樣品分析和標準加入的回收率

用本研究中建立的方法對康師傅綠茶、康師傅紅茶、可口可樂(瓶裝)、可口可樂(灌裝)、百事可樂(瓶裝)、百事可樂(灌裝)中的咖啡因含量進行了測定,結(jié)果見表2.從表2可以看出康師傅紅茶中所含咖啡因的濃度最小,為54.29 mg/L;百事可樂(灌裝)所含咖啡因的濃度最大,為118.21 mg/L.

在6種不同的可樂飲料中加入不同濃度的咖啡因標準溶液進行加標回收實驗,結(jié)果見表3.從表3可以看出所得回收率的數(shù)據(jù)在94.0%～112.0%之間,說明該方法對飲料中咖啡因的分析結(jié)果較準確.

表2 飲料中咖啡因濃度測定結(jié)果Table 2 Results obtained for the determination of caffeine in beverages

表3 飲料中加入不同濃度標準咖啡因的回收率測定結(jié)果Table 3 Recovery of caffeine from spiked samples

結(jié)論:用紫外光譜分析法測定了市售飲料中的咖啡因濃度.該方法具有快速、準確、溶劑消耗少等特點.

[1]張萬明.自茶葉中提取咖啡因?qū)嶒灲虒W探索與研究[J].化學教育,2007(1):51-52.

[2]邱莉璇.飲料中咖啡因含量的測定[J].飲料工業(yè),2001,4(2):36-37.

[3]修榮,朱海英,周月棉,等.抗感冒藥麥克中對乙酰氨基酚和咖啡因的含量測定[J].理化檢驗—化學分冊,2006,42(1):54-56.

[4]丁明珍,鄒建凱.離心萃取-紫外光譜法測定可樂飲料中咖啡因的含量[J].分析化學,2008,36(3):381-384.

[5]許慶琴,杜黎明,王靜平,等.氣相色譜法直接測定茶葉中的咖啡因和茶堿[J].分析科學學報,2002,18(6):520.

[6]盧立泓,陶建偉,蔡渝.微波萃取-高效液相色譜法測定茶葉中兒茶素和咖啡因[J].理化檢驗—化學分冊,2008,44(5):447-449.

[7]馮育林,王培蘭,趙宏偉,等.同時測定體液中咖啡因和茶堿的薄層色譜掃描法[J].分析測試學報,1999,18(1):46-48.

[8]段京莉,嚴寶霞.高效毛細管電泳測定茶堿血濃度方法的研究[J].中國藥學雜志,1996,31(2):99.

[9]周明達,文莉,鄧凱佳.多波長線性回歸紫外分光光度法同時測定復方阿司匹林片中的三組分[J].分析試驗室,2000,19(2):31-33.

[10]汪必琴,鄭亞西.紫外分光光度法測定飲料、巧克力和茶葉中咖啡因含量的研究[J].四川師范大學學報:自然科學版,2000,23(3):309-311.

[11]陳能林.溶劑手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,1994:194-197.

Determination of caffeine in beverages by ultraviolet spectrophotometry

SUN Yan-chun,ZHANG Ying

(Department of Chemistry and Pharmaceutical Engineering,Sichuan Institute of Technology,Zigong643000,Sichuan,China)

O 159

A

1008-1011(2011)01-0077-03

2010-08-28.

孫延春(1979-),女,講師,主要研究方向為超分子化學.E-mail:sunyanchun2000@sina.com.