Способ количественного определения кофеина Советский патент 1985 года по МПК G01N21/78 

00

ее :д Изобретение относится к аналитической химии, а именно к фотометрическим методам определения содержания кофеина в растворе, и может быт использовано для определения содержания кофеина в кофе, кофесодержащих напитках, а также при анализе сырья и готовой продукции пищевого, фармацевтического производства, органического синтеза. Известен способ качественного определения кофеина путем обработки пробы анализируемого вещества перекисью водорода и соляной кислотой, выпаривания с образованием окрашенного остатка и его обработки раство ром аммиака m . Недостатком способа является невозможность количественного определ ния кофеина, связанная с тем, что окраска продукта реакции - мурексида неустойчива во времени и поэтому непригодна для фотометрирования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ кол чественного определения кофеина йуте обработки пробы анализируемого вещества ацетилацетоном и раствором едкого натра при 80 С, раствором П-диметиламинобензальдегида в концентрированной соляной кислоте при рН 7,2 с последующим измерением оптической плотности полученного раст вора 2J . Недостаток известного способа состоит в его невысокой чувствитель ности. Целью изобретения является повьш ние чувствительности способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу количественного определения кофеина пробу анализируемого вещества последовательно обрабатывают 3 н. соляной кислотой и 15%-ной перекисью водоро при мольном соотношении в пересчете на нее и (2,64-3,95):1, вьщержизают при комнатной температуре в течение 20-25 мин, затем нагревают до 100-120 0 с последующим растворе нием в воде сухого остатка и фотоме рированием полученного раствора. Последовательное осуществление всех описанных стадий является отли чительным признаком способа. Необходимость соблюдения темпера турных условий проведения реакции количественного гидролитического окисления кофеина в тетраметилпурпуровую кислоту (ТМПК) обусловлена следующим. Проведение I 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 too С увеличивается время упаривания реакционной смеси до получения сухого окрашенного остатка, что приводит к уменьшению выхода продукта реакции в среднем до 87,3%. При температуре выше 120 С происходит потеря кофеина за счет его возгонки. Результаты использования различных количеств реагента представлены в таблице 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 фильтрзгют, твердьш остаток отбрасывают,, а фильтрат используют для анализа. В делительную воронку емкостью 25 мл последовательно вносят 5-10 мл хлороформа, 1 мл фильтрата и 0,5 мл1 15%-ного раствора КОН. 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 вояной бане досуха. I К сухому остатку, содержащему кофеин, прибавляют последовательно 0,9 мл 3 н.раствора соляной кислоты и 0,22 мл 15%-ного раствора перекиси водорода. После перемешивания вращательньм движением чашки раствор оставляют при комнатной температуре на 25 мин, а затем нагревают при 100 С на кипящей водяной бане до получения сухого остатка ТМПК, Для приготовления водного раствора ТМПК к сухому остатку в охлажденлую до комнатной температуры чашку приливают 5-10 мл дистиллированной воды и оставляют до его полного рас3творения. Полученный раствор пурпур ного цвета количественно переносят мерную колбу (25 мл) и доводят объе ем раствора до метки. Оптическую плотность полученного раствора измеряют на фотоэлектрокол риметре в кюветах с толщиной слоя 3 см при 537 нм. Для трех проб одного и того же образца кофе Арабика получены еле дующие значения оптической плотности D : 0,251; 0,260; 0,262. Усредне ное, характеризующее образец, знаг чение D 0,253, что соответствует 15,5 мкг кофеина, превращенного в ТМПК. Содержание кофеина в 100 мл исхо ного раствора кофе рассчитывают по формуле 0,103-С-Уу V, где С - концентрация фотометриру емого раствора кофеина, превращенного в ТМПК, мкг/мл; Y(vj - объем фотометрируемого раствора ТМПК, получаемы в результате гидролитиче кого окисления кофеина-, Vj - объем раствора кофе, отбираемый на экстракцию; 14 0,103 - коэффициент, учитывающий полноту извлечения кофеина хлороформом за Г этап экстракции. Следовательно, в 100 мл исследуемого раствора ,9 мг кофеина. Содержание кофеина в кофе рассчитывают по формуле X где Р - навеска кофе, взятая для приготовления исследуемого раствора. Содержание кофеина в исследуемом образце кофе Арабика равно 1,00%. В известном способе 100 мкг кофеина соответствует показание прибора 0,305 при толщине слоя раствора в 10 мм (при разбавлении продукта реакции 10 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 вьппе, чем в способе, основанном на образовании синей окраски при взаимодействии кофеина с п -диметиламинобензальдегидом.

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

Соотношения компонентов смеси для гидролитического окисления

3 н. НСЕ, мл

15%-ная Н О-, мл

0,12(0,000557)5,38:1

0,20(0,000929)3,23:1

0,25(0,00116)2,58:1

0,30(0,00139)2,15:1

0,50(0,00232)-1,29:1

0,10(0,000464)3,23:1

0,22(0,00102)2,64:1

Найдено кофеина

Взято кофеина, мкг

Мольное

соотношение,

мкг

HCBtH O

450 450 450 450 450 450 450 Приведены В скобках

Продолжение таблицы средние арифметические значения пяти параллельных определений.. даны концентрации реагентов в молях.