Способ количественного определения кофеина

 

СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОФЕИНА, включающий обработку химическим реагентом и фотометрирование раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, про ,бу анализируемого вещества последовательно обрабатывают 3 н. соляной кислотой и 15%-н0й перекисью водорода при мольном соотношении в пересчете на НСВ и HjO

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ноно

РЕСПУБЛИН

09) (И) 4(51) С 01 N 21/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *втоссновн свВВтвъствн

Я

° ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬ9 (21) 3569550/23-04

)(22) 24.03.83 (46) 07.01.85. Бюл. И 1 (72) Д.И.Кузнецов и Л.И.Семенова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт пищеконцентратной промьппленности и специальной пищевой технологии (53) 543.42.063(088.8) (56) 1. Поледюк-Фабини P., Бейрих Т.

11 \!

Органический анализ..Л., Химия

1981, с. 324.

2. Там же, с. 375 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОФЕИНА, включающий обработ" ку химическим реагентом и фотометрирование раствора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, про:бу анализируемого вещества последовательно обрабатывают 3 н. соляной кислотой и 15Х-ной перекисью водорода при мольном соотношении в пересчете на НС6 и Н О (2,64-3,95):1, вы— дермивают при комнатной температуре в течение 20-25 мин, затем нагревают до 100-120 С с последующим растворе0 .нием в воде сухого остатка и фотомет. рированием полученного раствора.

1t 11335

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к фотометри- ческим методам определения содержания кофеина в растворе, и может быть использовано для определения содержания кофеина в кофе, кофесодержащих напитках, а также при анализе сырья и готовой продукции пищевого, фармацевтического производства, органического синтеза. 1О, Известен способ качественного определения кофеина путем обработки пробы анализируемого вещества перекисью водорода и соляной кислотой, выпаривания с образованием окрашен- 15 ного остатка и его обработки раствором аммиака (1) .

Недостатком способа является невозможность количественного определения кофеина, связанная с тем, что 20 окраска продукта реакции — мурексида неустойчива во времени и поэтому непригодна для фотометрирования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- 25 мому результату является способ количественного определения кофеина йутем обработки пробы анализируемого вещества ацетилацетоном и раствором едкого натра при 80 С, раствором о

1 и-диметиламинобензальдегида в концентрированной соляной кислоте при рН 7,2 с последующим измерением оптической плотности полученного раствора (2).

Недостаток известного способа состоит в его невысокой чувствительности.

Целью изобретения является повышание чувствительности способа. l0

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу количественного определения кофеина пробу анализируемого вещества последовательно обрабатывают 3 н. соляной кислотой и 157-ной перекисью водорода при мольном соотношении в пересчете на HCg и Н О„ (2,64-3,95):1, выдерживают при комнатной температуре в течение 20-25 мин, затем нагревают до 100-120 С с последующим растворением в воде сухого остатка и фотометрированием полученного раствора.

Последовательное осуществление всех описанных стадий является отли- 55 чительным признаком способа.

Необходимость соблюдения темпера ,турных условий прбведения реакции

14 количественного гидролитического окисления кофеина в тетраметилпурпуровую кислоту (ТМПК) обусловлена следующим. Проведение 1 этапа реакции окисления при комнатной температуре предотвращает быстрое улетучивание и разложение окислителя, что обеспечивает количественный переход кофеина в ТМПК. Для завершения рассматриваемого количественного процесса требуется интервал температур 100-120 С. При температуре ниже о

100 С увеличивается время упаривао ния реакционной смеси до получения сухого окрашенного остатка, что приводит к уменьшению выхода продукта реакции в среднем до 87,37. При температуре выше 120 С происходит поо теря кофеина за счет его возгонки.

Результаты использования различных количеств реагента представлены в таблице и

Пример 1. Определение содержания кофеина в кофе "Арабика".

Кофе "Арабика" в зернах измельчают на лабораторной мельнице или кофемолке. Помол образца обрабатывают кипящей водой (4 г/100 мл). Полученную суспензию при 50-60 С фильтруют, твердый остаток отбрасывают., а фильтрат используют для анализа.

В делительную воронку емкостью

25 мл последовательно вносят 5-10мл хлороформа, 1 мл фильтрата и 0,5 мл

У

15Х-ного раствора KOH. Кофеин экстрагируют многократным осторожным переворачиванием делительной воронки в течение 1 мин. После расслаивания системы нижний хлороформный слой переносят в фарфоровую чашку диаметр

5-6 см и отгоняют растворитель на водяной бане досуха.

К сухому остатку, содержащему кофеин, прибавляют последовательно

0,9 мл 3 н. раствора соляной кислоты и 0,22 мл 157-ного раствора перекиси водорода. После перемешивания вращательным движением чашки раствор оставляют при комнатной температуре на 25 мин, а затем нагревают при

О

100 С на кипящей водяной бане до получения сухого остатка ТМПК.

Для приготовления водного раствора TMIK к сухому остатку в охлажденную до комнатной температуры чашку ! приливают 5-10 мл дистиллированной воды и оставляют до его полного расХ

Найдено кофеина

Соотношения компонентов смеси для гидролитического окисления

Взято кофеина, мкг

3 н. HCg, мл

152-ная Н 02, мл ольное оотношение, НС :Н20 мкг

0,12(0,000557) 1,00(O,ОО3) 90,6

407,5

440,0

436,5

433,0

350,0

320,0

440,0

450

5,38:1

3 23:1

2,58:1

2,15:1

1,29:1

3,23:1

2,64:1

97,8

0,20(0,000929) 450

1,00

0,25(0,00116)

0,30(0,00139)

0,50(0,00232)

О, 10(0,000464)

0,22(0,00102) 97,0

450

1,00

96,2

450

1,00

77,8

450

1,00 б, 50(0, 0015)

0,90(0,0027) 71,1

450

97,8

450

3 11335 творения . Полученный раствор пурпурного цвета количественно переносят в мерную колбу (25 мл) и доводят объеем раствора до метки.

Оптическую плотность полученного раствора измеряют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя

3 см при 537 нм.

Для трех проб одного и того же образца кофе "Арабика" получены следующие значения оптической плотности 3 : 0,251; 0,260; 0,262. Усредненное, характеризующее образец, зна-, чение Р =0,253, что соответствует

15,5 мкг кофеина, превращенного в

ТМПК.

Содержание кофеина в 100 мл исходного раствора кофе рассчитывают по формуле

0103СЧ 20

Чэ где С вЂ” концентрация фотометриру-емого раствора кофеина, превращенного в ТМПК, мкг/мл, Y — объем фотометрируемого

Ф раствора ТМПК, получаемый в результате гидролитического окисления кофеина;

V — объем раствора кофе, отбираемый на экстракцию;

14 4

О, 103 — коэффициент, учитывающий полноту извлечения ко<Ъе- ина хлороформом за Е этап экстракции.

Следовательно, в 100 мл исследуемого раствора Х=39,9 мг кофеина.

Содержание кофеина в кофе- рассчитывают по формуле

Х

У= . 100

p ) где Р— навеска кофе, взятая для приготовления исследуемого раствора. Содержание кофеина в исследуемом образце кофе "Арабика" равно 1,ООХ.

В известном способе 100 мкг кофеина соответствует показание прибора

0,305 при толщине слоя раствора в

10 мм (при разбавлении продукта реакции 1О мл воды). В предложенном способе оптической плотности, равной 0,305, соответствует 18,2 мкг кофеина при толщине слоя раствора в

30 мм, или 54,6 мкг кофеина — 0,305 при толщине слоя раствора в 10 мм (при разбавлении продукта реакции

25 мл воды) . Следовательно, чувствительность реакции в .предлагаемом способе выше, чем в способе, основанном на образовании синей окраски при взаимодействии кофеина с и -диметиламинобензальдегидом.

1133514

Продолжение таблицы

Найдено кофеина

Взято кофеина, мкг

15Х-ная Н 0, мл ольное оотношение, С0: Н 0 мкг

1, 10(0, 0033) 441,0

137,5

О, 18(0,00084)

0,75(0,00348) 450

98,1

3,95:1

0,43:1

О, 50 (О, 0015) 30,б

450

42,0

450

9,3

0,25(0,00075) 1,00(0,00464) 97,5

750

0,22

0,90

97,8

750

0,18

1,10

96,1

450

1,5(0,0045) 0 18

95,8

0,75(0,0022) 750

0,22.4

Приведены средние арифметические значения пяти параллельных определении,.

В скобках даны концентрации реагентов в молях.

Корректор Л.Пилипенко

Подписное

Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.Саотаовеиия компонентов смеси для гидролитического окисления

0,16:1

2,64: 1

3,95: 1

5 36:1

2,20:1

Составитель С.Хованская

Редактор Р.Шишкина Техред А.Кикемезей

Заказ 9943/36 Тираж 898

ВНИИПИ Госуларственного комитета СССР ко делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

731,0

733,5

432,5

718,5