Προσδιορισμός της Περιεκτικότητας σε Καφεΐνη σε Ποτά με Υγρή Χρωματογραφία
2026-08-24
Η καφεΐνη είναι ένα φυσικό αλκαλοειδές μεθυλξαντίνης που βρίσκεται ευρέως σε πρώτες ύλες όπως οι κόκκοι καφέ, τα φύλλα τσαγιού και οι κόκκοι κακάο.Λειτουργεί ως βασική λειτουργική πρόσθετη ουσία και χαρακτηριστική αρωματική ένωση σε εμπορικά διαθέσιμα ποτάΗ μέτρια πρόσληψη καφεΐνης μπορεί να έχει φυσιολογικές επιδράσεις, όπως αναζωογονεί το μυαλό και ανακουφίζει από την κόπωση.Παρόλα αυτά, η υπερβολική και μακροχρόνια κατανάλωση μπορεί εύκολα να προκαλέσει ανεπιθύμητες αντιδράσεις, συμπεριλαμβανομένων των παλμών, της αϋπνίας και της νευρικής υπερεκτασιμότητας.παιδιά, και τα άτομα με καρδιαγγειακές παθήσεις έχουν ακόμη χαμηλότερα όρια ανοχής.Τα πρότυπα ασφάλειας των τροφίμων σε διάφορες χώρες έχουν καθορίσει σαφή κανονιστικά όρια για την περιεκτικότητα σε καφεΐνη στα ποτά.
Στην Κίνα, το εθνικό πρότυπο ασφάλειας των τροφίμων με τίτλο "Αποκαθάριση της καφεΐνης στα ποτά" (GB 5009.139-2014) χρησιμεύει ως νομική βάση για τον ποσοτικό προσδιορισμό της καφεΐνης στις μήτρες ποτών- Υψηλής απόδοσης υγρή χρωματογραφία (HPLC), λόγω της εξαιρετικής της ανάλυσης, της ισχυρής της ικανότητας να αντιστέκεται στις παρεμβολές της μήτρας και της υψηλής ποσοτικής της ακρίβειας,έχει γίνει η μέθοδος επιλογής για την ανάλυση δειγμάτων σύνθετης μήτρας, συμπεριλαμβανομένων διαφόρων σύνθετων ποτών, ποτών που περιέχουν γάλα και βοτάνων λειτουργικά ποτά.Το πείραμα αυτό διεξήχθη σύμφωνα με τη μέθοδο υγρής χρωματογραφίας υψηλών επιδόσεων που καθορίζεται στο εθνικό πρότυπο GB 5009..139-2014, για τη θέσπιση πρωτοκόλλου προεπεξεργασίας δειγμάτων και υγρού χρωματογραφικού διαχωρισμού/ανίχνευσης για δείγματα ποτών,και να ολοκληρωθεί ο ποιοτικός προσδιορισμός και η ποσοτική ανάλυση της καφεΐνης σε διάφορους τύπους ποτών.
Κλειδιά: υψηλής απόδοσης υγρή χρωματογραφία, καφεΐνη, ποτά, προσδιορισμός περιεχομένου.
1. Μέσο και αντιδραστήρες
1.1 Κατάλογος διαμορφώσεων συστημάτων υγρής χρωματογραφίας
Πίνακας 1. Κατάλογος διαμορφώσεων οργάνων
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Ονομασία |
Αριθμός |
|
1 |
Σύστημα υγρής χρωματογραφίας LC3500 |
1 |
|
2 |
P3500B Δυαδική αντλία κλίσης υψηλής πίεσης |
1 |
|
3 |
CT3500 Φούρνος στήλης |
1 |
|
4 |
AS3500 Αυτο-αποδεικτής υπερυποδοτικών επιδόσεων |
1 |
|
5 |
Σταθμός δεδομένων χρωματογραφίας SmartLab CDS 2.0 |
1 |
|
6 |
Στήλη C18, 5μm, 4,6 × 250 mm |
1 |
1.2 Κατάλογος αντιδραστηρίων και προτύπων
Πίνακας 2. Κατάλογος αντιδραστηρίων και προτύπων
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Αντιδραστήρας ή πρότυπο αναφοράς |
Ακαθαρσία |
|
1 |
Μεθανόλη |
Κατηγορία LC |
|
2 |
Υπερκαθαρό νερό |
Επικεφαλής |
|
3 |
Οξείδιο του μαγνησίου |
Αξία AR |
|
4 |
Τριχλωροξικό οξύ |
Αξία AR |
1.3 Πειραματικά υλικά και βοηθητικός εξοπλισμός
Υπερηχητικό καθαριστικό·
Συσκευή ανάμιξης στρογγυλοειδών·
0.45μm μικροπορώδης υδατική φάση φίλτρου μεμβράνης.
2. Μέθοδος πειράματος
2.1 Προετοιμασία τυποποιημένων λύσεων
2.1.1 Καφεϊνικό πρότυπο αποθεματικό διάλυμα (2,0 mg/ml): Ζυγίζει με ακρίβεια 20 mg καφεϊνικού πρότυπου αναφοράς (με ακρίβεια 0,1 mg) σε μια χωρητική φιάλη 10 ml, διαλύει και συμπληρώνει με μεθανόλη.Φυλάσσεται σε ψυγείο στις 4°Γ. Η διάρκεια διατήρησης είναι 6 μήνες.
2.1.2 Καφεϊνικό πρότυπο ενδιάμεσο διάλυμα (200μΓια την ανάλυση των διαταραχών, πρέπει να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος της ανάλυσης των διαταραχών.1.1) σε μια χωρητική φιάλη 50 ml και συμπληρώνεται μέχρι το όγκο με νερό.°Γ. Η διάρκεια διατήρησης είναι 1 μήνας.
2.1.3 Καφεϊνικά τυποποιημένα διαλύματα εργασίας για καμπύλη βαθμονόμησης: Μεταφορά 0,5 ml, 1,0 ml, 2,0 ml, 5,0 ml και 10,0 ml τυποποιημένου ενδιάμεσου διαλύματος καφεΐνης (2.1.2) σε χωριστές 10 ml χωρητικές φιάλες και συμπληρώνεται μέχρι το όγκο με νερό.0μ20 γραμμάρια/ml.0μ40 γραμμάρια/ml.0μ100 g/mLμg/ml και 200μΠροετοιμαστείτε αμέσως πριν από τη χρήση.
2.2 Προεπεξεργασία δειγμάτων
2.2.1 Ποτά τύπου κόλας
(α) Αποαέρια: ηχογράφηση του δείγματος με υπερηχητικό καθαριστικό σε 40 °C.°C για 5 λεπτά.
β) Καθαρισμός: Ζυγίζουν 5 g του δείγματος (με ακρίβεια 0,001 g), τοποθετούνται σε φιάλη 5 ml,και συμπληρώνεται με νερό μέχρι το όγκο (σφαλίζοντας ότι η περιεκτικότητα σε καφεΐνη στο διάλυμα δείγματος βρίσκεται εντός του εύρους της καμπύλης βαθμονόμησης). Ανακατέψτε καλά. Προσθέστε 0,5g οξειδίου του μαγνησίου, ανακινήστε καλά και αφήστε να σταθεί. Πάρτε το υπεραπορικό και φιλτράρετε το μέσα από μια μικροπορώδη μεμβράνη για μεταγενέστερη ανάλυση.
2.2.2 Πρακτικά υγρού καφέ και τσαγιού που περιέχουν γάλα
Ζυγίζει το 1g του δείγματος (με ακρίβεια 0,001g), το μεταφέρει σε μια χωρητική φιάλη 10 ml,και συμπληρώνεται μέχρι το όγκο με διάλυμα τριχλωροξικού οξέος (σφαλίζοντας ότι η περιεκτικότητα σε καφεΐνη στο διάλυμα δείγματος βρίσκεται εντός του εύρους της καμπύλης βαθμονόμησης). Αναμειγνύεται καλά και αφήνεται να παραμείνει για την αποσύνθεση πρωτεϊνών. Παίρνετε το υπερεπιβαλλόμενο και το φιλτράρετε μέσα από μια μικροπορωτική μεμβράνη για μεταγενέστερη ανάλυση.
2.3 Συνθήκες πειραμάτων
2.3.1 Χρωματογραφικές συνθήκες
Στήλη: C18, 4.6×250 χιλιοστά, 5μm
Κινητή φάση: Μεθανόλη/νερό = 24/76 (v/v)
Ταχύτητα ροής: 1,0 mL/min
Θέρμανση στη στήλη: 25°Γ
μήκος κύματος ανίχνευσης: 272nm
Όγκος ένεσης: 10μΑ
3Το αποτέλεσμα του πειράματος.
3.1 Άδειο

Σχήμα 1. Χρωματογράφημα άδειου διαλύτη
3.2 Γραμμικό εύρος

Σχήμα 2. Αποτελέσματα γραμμικότητας του προτύπου αναφοράς καφεΐνης
Πίνακας 3. Περιοχή γραμμικότητας του προτύπου αναφοράς για την καφεΐνη
|
Αναλυτικό |
Γραμμικό εύρος (μg/mL) |
Συντελεστής συσχέτισης (R) |
|
Καφεΐνη |
10 ¢200 |
1.00000 |
3.3 Επαναληψιμότητα

Σχήμα 3. Χρωματογράμματα επαναληψιμότητας του προτύπου αναφοράς καφεΐνης (n = 6)
Πίνακας 4. Χρωματογραφικές παραμέτρους επαναληψιμότητας για το πρότυπο αναφοράς καφεΐνης (n = 6)
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Ονομασία δείγματος |
Χρόνος διατήρησης (min) |
Περιοχή κορυφής (mA·s) |
|
1 |
Καφεΐνη 100μg/ml |
7.192 |
2842.304 |
|
2 |
7.167 |
2843.223 |
|
|
3 |
7.158 |
2846.331 |
|
|
4 |
7.167 |
2841.149 |
|
|
5 |
7.167 |
2844.688 |
|
|
6 |
7.192 |
2844.154 |
|
|
Μέσος όρος |
7.174 |
2843.641 |
|
|
SD |
0.014 |
1.831 |
|
|
ΔΕΔ (%) |
0.202 |
0.064 |
3.4 Δείγμα

Σχήμα 4. Χρωματογράφημα δείγματος ποτού συγκεκριμένης μάρκας κόλας
Πίνακας 5. Χρωματογραφικά αποτελέσματα για ένα συγκεκριμένο δείγμα ποτού κόλας
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Σύνθετο όνομα |
Χρόνος διατήρησης (min) |
Πύργος (mAU) |
Περιοχή κορυφής (mA·s) |
Θεωρητικές πλάκες |
Παράγοντας ακολούθησης |
Απόφαση |
Υπολογισμένη συγκέντρωση |
|
1 |
Πύργος 1 |
2.508 |
2.976 |
14.722 |
5846 |
1.049 |
5.859 |
Α.α. |
|
2 |
Πύργος 2 |
3.300 |
20.292 |
113.287 |
9016 |
1.471 |
18.572 |
Α.α. |
|
3 |
Καφεΐνη |
7.225 |
240.207 |
2718.737 |
10379 |
1.120 |
Α.α. |
95.525μg/ml |

Σχήμα 5. Χρωματογράφημα ενός συγκεκριμένου εμπορικού σήματος δείγματος ποτού με γάλα
Πίνακας 6. Χρωματογραφικά αποτελέσματα για ένα συγκεκριμένο δείγμα ποτού με γάλα
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Σύνθετο όνομα |
Χρόνος διατήρησης (min) |
Πύργος (mAU) |
Περιοχή κορυφής (mA·s) |
Θεωρητικές πλάκες |
Παράγοντας ακολούθησης |
Απόφαση |
Υπολογισμένη συγκέντρωση |
|
1 |
Πύργος 1 |
2.550 |
25.229 |
153.304 |
4651 |
1.482 |
1.196 |
Α.α. |
|
2 |
Πύργος 2 |
2.767 |
4.739 |
28.484 |
2705 |
0.938 |
0.821 |
Α.α. |
|
3 |
Πύργος 3 |
2.908 |
13.669 |
82.811 |
7711 |
1.241 |
3.072 |
Α.α. |
|
4 |
Πύργος 4 |
3.367 |
6.123 |
42.158 |
6584 |
0.847 |
2.789 |
Α.α. |
|
5 |
Πύργος 5 |
3.850 |
2.084 |
14.257 |
7269 |
1.038 |
14.487 |
Α.α. |
|
6 |
Καφεΐνη |
7.208 |
66.015 |
740.484 |
10377 |
1.094 |
2.255 |
260,171 μg/ml |
|
7 |
Πύργος 7 |
7.925 |
2.316 |
32.576 |
8076 |
0.950 |
Α.α. |
Α.α. |
3.5 Ανάκαμψη με άνοδο

Σχήμα 6. Χρωματογράφημα ανάκτησης του σπικιού για ένα συγκεκριμένο δείγμα ποτού κόλας (συγκέντρωση σπικιού: 40μ(g/mL)
Πίνακας 7. Χρωματογραφικά αποτελέσματα για την ανάκτηση των σπικιών σε ένα συγκεκριμένο δείγμα ποτού κόλας (συστάσεις σπικιών: 40μ(g/mL)
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Σύνθετο όνομα |
Χρόνος διατήρησης (min) |
Πύργος (mAU) |
Περιοχή κορυφής (mA·s) |
Θεωρητικές πλάκες |
Παράγοντας ακολούθησης |
Απόφαση |
Υπολογισμένη συγκέντρωση |
Ανάκαμψη |
|
1 |
Πύργος 1 |
3.300 |
20.854 |
157.799 |
8264 |
1.512 |
18.217 |
Α.α. |
Επικεφαλής |
|
2 |
Καφεΐνη |
7.192 |
338.236 |
3802.534 |
10401 |
1.158 |
Α.α. |
133.521 μg/ml |
940,99% |

Σχήμα 7. Χρωματογράφημα ανάκτησης της συμπίεσης για ένα συγκεκριμένο δείγμα δείγματος ποτού με τσάι γάλακτος (συγκέντρωση συμπίεσης: 40μg/ml)
Πίνακας 8. Χρωματογραφικά αποτελέσματα για την ανάκτηση των σπικιών σε συγκεκριμένο δείγμα ποτού με γάλα (συστάσεις σπικιών: 40μg/ml)
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Σύνθετο όνομα |
Χρόνος διατήρησης (min) |
Πύργος (mAU) |
Περιοχή κορυφής (mA·s) |
Θεωρητικές πλάκες |
Παράγοντας ακολούθησης |
Απόφαση |
Υπολογισμένη συγκέντρωση |
Ανάκαμψη |
|
1 |
Πύργος 1 |
3.367 |
6.042 |
39.762 |
6697 |
0.923 |
2.828 |
Α.α. |
Επικεφαλής |
|
2 |
Πύργος 2 |
3.858 |
2.233 |
15.315 |
7099 |
1.038 |
14.375 |
Α.α. |
Επικεφαλής |
|
3 |
Καφεΐνη |
7.217 |
163.054 |
1826.133 |
10323 |
1.108 |
2.301 |
640,232 μg/ml |
95.15% |
|
4 |
Πύργος 4 |
7.967 |
2.388 |
35.059 |
7512 |
1.048 |
Α.α. |
Α.α. |
Επικεφαλής |
3.6 Όριο ανίχνευσης

Σχήμα 8. Χρωματογράφημα για το όριο ανίχνευσης ενός συγκεκριμένου εμπορικού σήματος δείγματος ποτού Cola
Πίνακας 9. Χρωματογραφικά αποτελέσματα για το όριο ανίχνευσης ενός συγκεκριμένου δείγματος ποτού κόλας
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Σύνθετο όνομα |
Χρόνος διατήρησης (min) |
Περιοχή κορυφής (mA·s) |
Πύργος (mAU) |
Θεωρητικές πλάκες |
Παράγοντας ακολούθησης |
Σχέδιο σήματος-θόρυβου |
Υπολογισμένη συγκέντρωση |
Περιορισμός ανίχνευσης (mg/kg) |
|
1 |
Καφεΐνη |
7.150 |
0.044 |
0.687 |
5238 |
1.048 |
11.368 |
0.235μg/ml |
0.0446 |

Σχήμα 9. Χρωματογράφημα για το όριο ανίχνευσης ενός ορισμένου εμπορικού σήματος δείγματος ποτού γάλακτος-τιού
Πίνακας 10. Χρωματογραφικά αποτελέσματα για το όριο ανίχνευσης ενός συγκεκριμένου εμπορικού σήματος δείγματος ποτού γάλακτος-τιού
|
- Όχι, όχι, όχι. |
Σύνθετο όνομα |
Χρόνος διατήρησης (min) |
Πύργος (mAU) |
Περιοχή κορυφής (mA·s) |
Θεωρητικές πλάκες |
Παράγοντας ακολούθησης |
Σχέδιο σήματος-θόρυβου |
Υπολογισμένη συγκέντρωση |
Περιορισμός ανίχνευσης (mg/kg) |
|
1 |
Καφεΐνη |
7.142 |
|