紫外分光光度法測定飲料制品中的咖啡因含量

張 薇

(柳州化工股份有限公司，廣西 柳州 545002)

紫外分光光度法測定飲料制品中的咖啡因含量

張 薇

(柳州化工股份有限公司，廣西 柳州 545002)

采用紫外可見分光光度法測定飲料制品中咖啡因的含量。結(jié)果表明，在 0～20mg/L 范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)為 R2=0.99911，檢出限 LOD 為 0.13mg/L，低于國標(biāo) GB/T5009.139-2003《飲料中咖啡因的測定》中規(guī)定的檢出限 3mg/L。加標(biāo)回收率 97%。該法重復(fù)性好，靈敏度高，其準(zhǔn)確度、精密度均能滿足工業(yè)生產(chǎn)的分析要求。

飲料；咖啡因；紫外分光光度法

咖啡因是一種生物堿，為弱堿性化合物，毒性，可引發(fā)心臟病，對人體骨骼狀況及鈣平 無色針狀晶體，無臭、味苦。在通常的飲料如 衡產(chǎn)生不利影響等。飲料已成為我們?nèi)粘Ｉ?咖啡、茶和可樂飲料，以及頭痛藥、止痛藥中 中不可缺少的攝取水分和營養(yǎng)的產(chǎn)品，咖啡因 都發(fā)現(xiàn)有咖啡因的存在。適量食用咖啡因有驅(qū) 的含量是飲料的一個重要品質(zhì)指標(biāo)，因此測定 除疲勞、興奮神經(jīng)等作用，臨床上用于神經(jīng)衰 飲料中咖啡因的含量值得關(guān)注。本文參考 弱、傷風(fēng)、偏頭痛等疾病的治療，但長期大量 GB/T 5009.139-2003 采用紫外分光光度法測 攝取咖啡因有損人體的健康，如咖啡因自身的 試了飲料中的咖啡因含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

咖啡因的三氯甲烷溶液在 276.5nm 波長下有最大吸收，其吸收值的大小與咖啡因濃度成正比，標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算結(jié)果。

1.2 儀器

島津 UV-2400 紫外-可見分光光度計。

1.3 試劑

(1)無水硫酸鈉；

(2)三氯甲烷；

(3)15 g/L 高錳酸鉀溶液：稱取 1.5g 高錳酸鉀，用水溶解并稀釋至 100 mL。

(4)亞硫酸鈉和硫氰酸鉀混合溶液：稱取 10 g 無水亞硫酸鈉(Na2SO3)，用水溶解并稀釋至 100 mL。

另取 10 g 硫氰酸鉀，用水溶解并稀釋至 100 mL，然后兩者均勻混合。

(5)15%磷酸溶液：吸取 15 mL 磷酸置于 100 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

(6)200 g/L 氫氧化鈉溶液：稱取 20 g 氫氧化鈉，用水溶解，冷卻后稀釋至 100 mL。

(7)200 g/L 醋酸鋅溶液：稱取 20g 醋酸鋅[Zn(CH3COO)2·2H2O]中，加入 3 mL 冰乙酸，加水溶解并稀釋到 100 mL。

(8)100 g/L 亞鐵氰化鉀溶液：稱取 10 g 亞鐵氰化鉀[K4Fe(CN)6·3H2O[用水溶解并稀釋到 100 mL。

(9)咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品：含量 98.0%以上。

(10)咖啡因標(biāo)準(zhǔn)儲備液：根據(jù)咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品的含量用三氯甲烷配制成 0.5 mg/mL 咖啡因的溶液，置于冰箱中保存。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

從0.5 mg/mL 的咖啡因標(biāo)準(zhǔn)儲備液中，用三氯甲烷配制成濃度分別為0，5，10，15，20 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，以0 mg/L作參比，調(diào)節(jié)零點(diǎn)，用1 cm比色皿于最大吸收波長(276.5 nm)處測量吸光度，作吸光度-濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線并求出直線回歸方程。

1.5 樣品及其前處理

樣品：1號可樂，2號咖啡飲品。

(1)分別取1號樣品5 mL，2號樣品10 mL，分別加入5 mL 高錳酸鉀，靜置5min。

(2)分別加入10 mL混合液(硫氰化鉀和亞硫酸鈉)，搖勻。

(3)加50 mL三氯甲烷搖動100次，靜置分層，接收提取液。再加40 mL三氯甲烷提取。合并用三氯甲 烷溶液定容至100 mL。取20 mL，加5 g無水硫酸鈉，搖勻，準(zhǔn)備上機(jī)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

儀器穩(wěn)定后，對不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行光譜掃描，如圖 1 所示，并記錄最大吸收波長 276.5 nm。依次測定咖啡因標(biāo)準(zhǔn)溶液，制定工作標(biāo)準(zhǔn)曲線，工作標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖 2。

圖1 對不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行光譜掃描

如圖2所示，0～20 mg/L 之間咖啡因的濃度與吸光度的線性良好，計算其回歸方程為：

y=0.05105x -0.01051，R2 = 0.99911

2.2 檢出限的測定

對樣品空白標(biāo)準(zhǔn)溶液 10 次測定，以 3 倍 SD 值除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率算得檢測限為 0.13mg/L。(國標(biāo) GB/T5009.139-2003 規(guī)定此法檢出限為 3mg)

2.3 飲料樣品中咖啡因的測定

按實(shí)驗(yàn)方法對樣品進(jìn)行分析，其結(jié)果見表1。

表1 樣品的檢測結(jié)果

2.4 方法的加標(biāo)回收率和精密度

分別取樣品5mL，再分別加入5mg/mL標(biāo)準(zhǔn)使用液1mL，同樣品處理方式進(jìn)行，于波長276.5nm處測吸光度，結(jié)果見表2。

表2 樣品的加標(biāo)回收率和精密度

3 結(jié)論

本文參考GB/T5009.139-2003《飲料中咖啡因的測定》，采用紫外-可見分光光度法測定可樂樣品和咖啡飲料中咖啡因的含量，測試結(jié)果均低于國家規(guī)定的150 mg/L的限量要求，說明市售的該品牌的咖啡因含量正常。該方法具有快速、檢出限低、靈敏度高、回收率好等優(yōu)點(diǎn)，其準(zhǔn)確度、精密度均能滿足可樂型飲料制品的生產(chǎn)分析要求。

[1] 劉清華. 紫外分光光度法測可樂中咖啡因的含量[J].廣東化工，2013,40(19)：158-160.

[2] 張 琦，黃思勇.綠茶中咖啡因含量測定研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013, 41(7):3132-3133.

[3] 孫延春,張 英. 紫外光譜法測定飲料中的咖啡因含量[J]. 化學(xué)研究，2011, 22 (1) :77-79.

(本文文獻(xiàn)格式：張 薇 .紫外分光光度法測定飲料制品中的咖啡因含量[J].山東化工，2017，46(14)：78-79.)

2017-05-05

張 薇(1979—)，女，廣西桂林人，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，主要研究方向：工業(yè)分析及檢測。

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