超高效液相色谱测定饮料中咖啡因的含量

吴坤 李晓

(陕西省产品质量监督检验研究院,陕西西安 710001)

超高效液相色谱测定饮料中咖啡因的含量

吴坤 李晓

(陕西省产品质量监督检验研究院,陕西西安 710001)

建立了超高效液相色谱色谱测定各类饮料中咖啡因的含量测定,样品前处理简单快捷,仪器在5min内完成分离检测,方法检出限0.5mg/L,回收率为94.5%～104.20%。方法分析时间短,灵敏度高且准确可靠,大大提高了实验室的工作效率。

超高效液相色谱 饮料 咖啡因

咖啡因(Caffeine)又称咖啡碱,属黄嘌呤衍生物,化学名称1,3,7-三甲基黄嘌呤,为白色无臭味苦的发亮针丝状或粉末结晶。熔点为234-238℃,178℃升华,能溶于乙醚、丙酮、氯仿、水,微溶于石油醚。是从茶叶、咖啡果中提炼出来的一种生物碱,适度地使用有祛除疲劳、兴奋神经的作用,临床上用于治疗神经衰弱和昏迷复苏。小量的可以兴奋中枢神经无任何副作用。但是,大剂量或长期使用也会对人体造成损害。有咖啡因成分的咖啡、茶、软饮料及能量饮料十分畅销,因此,对饮料中咖啡因含量的测定让我们在辨别产品的优劣和对人体健康方面具有重要的意义。

现行的咖啡碱的测定方法有紫外分光光度计法,高效液相色谱法,凯式滴定法,碘量法,气相法,薄层色谱法,以及红外光谱法等。有的方法试剂毒性大,有的前处理比较繁琐,以及考虑到产品种类多,数量大,应用uplc法大大提高了工作的准确性和高效性。

1 实验部分

1.1 试剂与材料

甲醇:色谱纯。亚铁氰化钾溶液:称取106g亚铁氰化钾【K4Fe(CN)6.3H2O】加水至1000ml。乙酸锌溶液:称取220g乙酸锌【Zn(CH3COO)2.2H2O】溶于少量水中,加入30ml冰乙酸,加水稀释至1000ml。微孔滤膜:0.45um,水相。

1.2 标准溶液的配制

(1)咖啡因标准储备液:准确称取0.1g咖啡因加水溶解并定容至100ml,此溶液每毫升相当于含咖啡因1mg/ml。

(2)咖啡因标准使用液:准确吸取不同体积咖啡因标准储备液,将其稀释成咖啡因含量分别为1ug/ml,10ug/ml,20ug/ml,50ug/ml,100ug/ml,200ug/ml的标准使用液。

1.3 仪器与设备

色谱-三重四极杆质谱联用仪(Waters UPLC-TQD),超声清洗器(上海江宁机械厂),漩涡混匀器(海门市其林贝尔仪器制造有限公司),超纯水机(成都超纯科技有限公司),离心机(北京医用离心机厂):0-6000r/min,天平(赛多利斯科学仪器有限公司):分度值为0.01g和0.1mg。

1.4 样品处理

(1)可乐型饮料与茶叶制成品中不含蛋白的饮料:试样用超声清洗器在40℃下超声10min.取脱气试样10.0mi通过微孔膜过滤,滤液待上机分析。

(2)咖啡与茶叶制成品中含蛋白的饮料:取试样10ml于50ml塑料离心管中,加入2ml亚铁氰化钾溶液,混匀,再加入2ml乙酸锌溶液混匀,以沉淀蛋白,加水定容至刻度,4000r/min离心5min,取上清液,经微孔滤膜过滤,滤液待上机分析。

表1

1.5 色谱分析条件

色谱柱:ACQUITY-UPLC BEH C181.7um,柱温:40℃,流速0.3ml/min,检测波长:286nm,进样量:5ul,流动相为甲醇:水=10:90,到3min,甲醇由10%增加到90%,到4min,再变成甲醇:水=10:90,保持1min。

2 结果与讨论

2.1 线性关系

咖啡因标准工作液浓度为1,10,20,50,100,200ug/ml,仪器对各点分别重复测定3次,取平均值,建立标准曲线y=813.0746-720.2706,r=0.9999。咖啡因浓度在1～200mg/L内存在良好的线性关系。

2.2 重现性和回收率

在同一样品中添加浓度为20mg/L,50mg/L进行回收率试验,同一样品重复进行6份测定,观察峰面积,统计数据的重复性,结果得出回收率和RSD均在允许范围之内(如表1)。

3 结语

本方法通过优化样品预处理条件,超高效液相色谱法在5min内完成分离,节省了分析时间和溶剂,大大提高了方法的灵敏度和准确性,为此项检验工作提高了效率。

[1]中华人民共和国国家标准,GB/T5009.139-2003,饮料中咖啡因的测定.

[2]华东理工大学,成都科技大学.分析化学(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.生物化学实验原理和方法[M].北京:北京大学出版社,2004:53-56.

[4]唐静,苗延霞.液相色谱仪最小检测浓度测量结果不确定度评定[J].中国计量,2010(10).