茶叶,可乐咖啡中咖啡因的高效液相色谱分析

摘要： 咖啡因是一种具有药理活性的物质，在通常的饮料如咖啡、茶和可乐以及头痛药、止疼药中都发现有咖啡因的存在。适量食用咖啡因有祛除疲劳、兴奋神经等作用，临床上用于神经衰弱、伤风、偏头痛等疾病的治疗，但大量或长期摄取咖啡因有损人体的健康，如咖啡因自身的毒性，引发心脏病，对人体骨骼状况及钙平衡产生不利影响等状况及钙平衡产生不利影响等本文介绍两种常用的咖啡因检测法，即高效液相色谱法、离心萃取紫外光谱法。并比较两种方法的优缺点，得出测定咖啡因的最佳检测法。

关键词：高效液相色谱法，紫外光谱法，检测

一、引言

咖啡因又称咖啡碱，是由茶叶或咖啡中提取而得的一种生物碱，它属黄嘌呤衍生物，化学名称为1,3,7-三甲基黄嘌呤。咖啡因能兴奋大脑皮层，使人精神兴奋。咖啡中含咖啡因约为1.2~1.8%，茶叶中约含2.0~4.7%。可乐饮料、APC药片等中均含咖啡因。其分子式为C8H10O2N4，结构式为：

当前，各种可乐饮料已经成为人们饮食当中摄取咖啡因次数和频率较高的一个重要来源。因此，发展简便、快速、可靠、分析成本低的分析方法来对可乐饮料中咖啡因含量进行测定非常重要。通常采用色谱、色谱/质谱联用、毛细管电泳、分光光度和流动注射等分析方法检测可乐饮料中的咖啡因测定方法。本文采用高效液相色谱法与离心萃取紫外光谱法测定可乐中咖啡因的含量。

二，实验部分

1实验原理 

用反相高效液相色谱法将饮料中的咖啡因与其它组分（如：单宁酸、咖啡酸、蔗糖等）分离后，将已配制的浓度不同的咖啡因标准溶液进入色谱系统。如流动相流速和泵的压力在整个实验过程中是恒定的，测定它们在色谱图上的保留时间tR和峰面积A后，可直接用tR定性，用峰面积A作为定量测定的参数，采用工作曲线法（即外标法）测定饮料中的咖啡因含量。

2实验仪器与药品

⑴仪器

LC-10A液相色谱仪  C-R6A数据处理机  色谱柱（EconosphereC18）  平头微量进样器

⑵药品

1甲醇（色谱纯）  双蒸水  氯仿（A.R）  1mol/LNaOH;NaCl(A.R.)  Na2SO4(A.R.) 

咖啡因（A.R.）  可口可乐（1.25L瓶装）  雀巢咖啡  茶叶

②1000mg/L咖啡因储备液  将咖啡因在110℃下烘干1小时，准确称取0.1000g咖啡因，用氯仿溶解，转移至100mL容量瓶中，定容至刻度。

3、实验步骤：

⑴ 色谱条件：

柱温：室温

流动相：甲醇／水＝40：60

流量：1.0mL/min

检测波长：275nm

⑵ 咖啡因标准系列溶液配制：分别用吸量管吸取0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40mL咖啡因储备液于六只容量瓶中，用氯仿定容至刻度，浓度分别为40、60、80、100、120、140mg/L

⑶ 样品处理：

①将100mL可口可乐置于250mL烧杯中，剧烈搅拌30min或用超声波脱气5min，以赶净二氧化碳。

②准确称取咖啡0.25g，用水溶解定容至100mL。

③准确称取茶叶0.3g,加蒸馏水30mL，煮沸10min，冷却后将清液转移至100mL容量瓶，并按此操作重复两次分，定容至刻度。将3份样品溶液别进行干过滤，弃去前过滤液，取后面的过滤液。

④分别取上述三份样品溶液25.0mL于125mL分液漏斗中，加饱和氯化分三次萃取。将氯仿提取液分离后经装有无水硫酸钠钠溶液，溶液，然后用氯仿小漏斗，过滤至容量瓶中，最后用少量氯仿多次洗涤小漏斗，定容至刻度。

⑷绘制工作曲线：待液相色谱仪基线平直后，分别注入咖啡因标准系列溶液10μl，重复两次，要求两次所得的咖啡因色谱峰面积基本一致，记下峰面积与保留时间。

⑸样品测定：分别注入样品溶液10μl，根据保留时间确定样品中咖啡因色谱峰的位置，重复两次，记下咖啡因色谱峰峰面积。

三、结果处理：

⑴根据咖啡因标准系列溶液的色谱图，绘制咖啡因峰面积与其浓度的关系曲线。

⑵根据样品中咖啡因色谱峰的峰面积，由工作曲线计算可口可乐、咖啡、茶叶中咖啡因含量（分别用mg/L、mg/g和mg/g表示）

四、注意事项：

⑴液体样品必须经过萃取处理，不能直接进样，虽然操作简单，但会影响色谱柱的寿命。

⑵不同牌号的茶叶、咖啡中咖啡因含量不大相同，称取样品可酌量增减。

⑶若样品和标准溶液需要保存，应置于冰箱。

⑷样品和标准的进样量要严格保持一致。

五、思考题：

⑴用标准曲线法的优点？

⑵根据结构式，咖啡因能用离子交换色谱法分析吗？

⑶若标准曲线用咖啡因浓度对峰高作图，能给出准确结果吗？与本实验的标准曲线相比何者优越？为什么？

⑷在样品干过滤时、为什么要弃去前过滤液？这样做会不会影响实验结果？为什么？