Пилипенко В.П., Бибик О.В., Белоножко М.В.

ГП «Днепрстандартметрология»

Днепропетровский национальный университет

Применение метода высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения кофеина

В целях охраны здоровья потребителей и борьбы с возможными фальсификациями необходимы достоверные и надежные методы анализа основных показателей продукта и информация о них на упаковке. Одной из важнейших характеристик всех видов натурального и растворимого кофе (порошковый, агломерированный, гранулированный, сублимированный, вымороженный) является содержание кофеина. В зависимости от количества употребляемого кофе, кофеин, обладающий многообразием физиологического действия, различным образом влияет на организм человека [1].

Нами использован метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) для определения содержания кофеина в образцах натурального и растворимого кофе отечественного и импортного производства.

ВЭЖХ является одной наиболее интенсивно развивающихся областей хроматографии. Благодаря целенаправленному подбору и использованию тех или иных детекторов, чаще всего основанных на спектральных характеристиках веществ, ВЭЖХ является надежным и точным инструментом научных исследований и практического решения аналитических задач [2-5]. Применение ВЭЖХ обусловлено использованием большого ряда детекторов, позволяющих на основе тех или иных физико–химических свойств производить идентификацию и количественное определение исследуемых веществ. Достаточно широко используются флюоресцентные, рефрактометрические, масс–спектрометрические, электрохимические детекторы. Наиболее универсальными являются детекторы, использующие спектральные характеристики веществ. Разработаны и применяются в серийных анализах детекторы, работающие на одной длине волны (чаще всего 254 нм) или на длинах волн ступенчато или плавно изменяющихся во всем диапазоне ультрафиолетового и видимого света. Последние обладают дополнительными возможностями для идентификации веществ. Наряду с параметрами удерживания фактором идентификации является постоянство отношения площадей пиков, исследуемых веществ, снятых на разных длинах волн в одинаковых условиях проведения хроматографического эксперимента.

В литературе опубликованы работы по применению метода ВЭЖХ в анализе фармацевтических препаратов, витаминов, продовольственного сырья и пищевой продукции на содержание пестицидов, консервантов, красителей, подсластителей и др. [3-5].

Для определения кофеина мы использовали основные положения ДСТУ EN 12856: 2003. Навеску образца, взвешенную с точностью 0,1 мл, гомогенизировали, кофеин извлекали с помощью дистиллированной воды (50 мл), переносили в мерную колбу емкостью 100 мл и выдерживали на водяной бане при 40⁰С в течении 20 мин. Смесь охлаждали до комнатной температуры и вносили в мерную колбу по 2 мл растворов Кареза 1 ( 15 г K₄[Fe(CN)₆] ^. 3 H₂O в 100 мл дистиллированной воды) и Кареза 2 (30 г ZnSO₄×7H₂O в 100 мл воды). Содержимое колбы перемешивали, оставляли на 20 мин. И фильтровали. Перед проведением хроматографического эксперимента фильтрат пропускали через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм. Аналитические определения проводили с использованием жидкостного хроматографа, оснащенного УФ-детектором, работающем на длине волне 220 нм, и программным обеспечением «Мультихром». Длина обращено-фазной колонки 150 мм, стационарная фаза С18 зернением от 3 мкм до 10 мкм. Подвижная фаза – смесь ацетонитрила и фосфатного буферного раствора (KH₂PO₄ + H₃PO₄, pH = 4,3). Предварительные исследования выбора условий хроматографирования позволили регистрировать симметричные узкие пики, параметры которых дали возможность получать воспроизводимые результаты. Идентифтцтровали кофеин сравнением времени удерживания на хроматограммах стандартных растворов и анализируемых проб (рис.1).

а)

б)

Рис.1. Хроматограммы кофеина: а) стандартный раствор; б) анализируемый образец кофе

На приведенных хроматограммах время выхода кофеина для стандартного и анализируемых образцов практически совпадает. Количественные определения проводили по площади пика, применяли методы градуировочного графика и внешнего стандарта относительно одной точки. Вычисления проводили до второго десятичного знака с последующим округлением до первого, за окончательный результат анализа принимали среднее арифметическое значение двух параллельных определений, допускаемое абсолютное расхождение между которыми не превышает 0,15% (Р=0,95). Нами проанализировано большое количество образцов кофе, результаты определения массовой доли кофеина в некоторых из них приведены в таблице 1.

Таблица 1. Содержание кофеина (%) в образцах натурального и растворимого кофе.

Образцы анализируемого кофе	Натуральный жареный, импорт.		Растворимый. импортируемый		Растворимый, отечественный	Декофеини-зированный, растворимый, импорт.
	І	ІІ	І	ІІ
Содержание кофеина	1,1	1,5	2,5	3,3	4,7	0,6

Метод ВЭЖХ обеспечивает достаточно воспроизводимые и правильные результаты в диапазоне концентраций кофеина от 0,5% до 6,0%. По нашему мнению, в условиях расширения числа предприятий – изготовителей кофе и доказанной целесообразности нормирования уровня содержания кофеина, этому методу следует отдать предпочтение; в странах ЕС от является арбитражным.

Литература:

1. Ларионова С.Г., Деменьтьева Н.Н., Нечаева Е.Б., Назаренко П.В., Нестерова Г.А., // Фармация. 2002. Т. 51. с.16

2. Герцюк Н. Н.// Производственная лаборатория. 2007. №4(13). С.9

3. Арбатский А.П., Афоньшин Г.Н., Востоков В.Н.// Журнал аналитической химии. 2004.Т.59. №12. с.1304

4. Дейнека В.И., Дейнека Л.А., Габрук Н.Г., Фофанов Г.М. // Журнал аналитической химии 2003. Т.58. №12. с. 1294

5. Рыбакова Е.В. // Пищевая промышленность. 2005. №3. с.24