CC BY
881
ЛИТЕРАТУРА
Определение спектра химических элементов биопсийного материала методом лазерной масс-спектрометрии / О.А. Ляскина, А.Г. Чучалин. А.Э, Дли-Риза и др. / / 7-й Нац. конгресс по болезням органов дыхания. Москва, 2-5 июля 1997 г.
Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова
Л,С. Микроэлементоз человека. — М.: Медицина, 1991.
3.
;4.
5.
Эйхлет В. Яды в нйшей жизни. 2-е изд., доп. — М.: Мир, 1993.
Midgley D. Systematic and Random errors in known addition Potentiometry //A Rev. Analyst. — 1987. —
112. — № 5. — P. 557-572.
Дарст P. Ионселективные электроды.
М.: Мир, 1972.
Кафедра аналитической химии
Поступила 28.12.99 г.
[663.95+663.93 ]:543.062
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КОФЕИНА В ЧАЕ И КОФЕ КЛАССИЧЕСКИМИ АНАЛИТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
И.В. ЕВЛАШЕНКОВА, О.И. АСКАЛЕПОВА,
И.Г. АЛЕШИНА
Ростовский государственный университет
Основным тонизирующим компонентом чая и кофе является кофеин, который сочетает в себе психостимулирующие и аналептические свойства — он стимулирует психическую деятельность, повышает умственную и физическую работоспособность, двигательную активность. Такое действие в значительной степени зависит от дозы кофеина и типа нервной системы человека. В малых дозах преобладает стимулирующее действие, а в больших — угнетающее. В связи с расширением ассортимента чая и кофе и увеличением их потребления актуальна необходимость оценки количественного содержания кофеина в предлагаемых продуктах, что позволит контролировать его поступление в организм человека.
Так как водные экстракты чая и кофе помимо кофеина содержат эфирные, дубильные и красящие вещества, а также теофиллин и теобромин [ 1 ], то возникает необходимость отделения кофеина от сопутствующих компонентов. В литературе [2, 3] описаны различные методы извлечения кофеина из образцов чая и кофе, наиболее доступной можно считать экстракцию хлороформом. Нами была отработана методика извлечения кофеина на чистой субстанции Со{1е1пит ригит из водных растворов различной кислотности. Полученные результаты свидетельствуют, что процент извлечения кофеина из водных растворов с различным значением pH (1-2, 6-7, 9—10) очень близок и достигает 97%. Однако при экстракции из кислых растворов наряду с кофеином возможно извлечение и его аналогов [4]. Использование щелочных растворов снижает эту возможность, но увеличивает время про-боподготовки за счет длительного расслоения органической и водной фаз. Кроме того, на осушение хлороформных экстрактов затрачивается значительное количество осушителя (б/в №,;504) и возрастают потери кофеина, что приводит к получению нестабильных результатов и увеличивает относительную ошибку: при pH 1 5Г = 0,07%, при pH 9 = 0,33%. Наилучшие результаты наблюда-
лись при извлечении кофеина из нейтральных растворов — 97,1%, 5,. = 0,05%.
На чистой субстанции кофеина были отработаны методы качественного и количественного анализа. Для качественной идентификации использовали общеалкалоидные реактивы [4] (раствор танина, фосфорно-молибденовая кислота, мурексид-
ная проба), микрокристаллоскопические реакции [5]. В качестве реактивов, позволяющих обнаружить в кофеине примеси теобромина и теофилли-на, были использованы раствор СоСЦ и реактив Майера [6].
Для идентификации использовали также метод тонкослойной хроматографии ТСХ. Была исследована хроматографическая подвижность /?, кофеина и его аналогов (теобромина и теофиллина).в зависимости от природы и состава элюента (табл. I). Результаты показывают, что использование двух последних элюентов (табл. 1) оптимально для хроматографирования кофеина в смеси с другими алкалоидами. Однако в этих системах невозможно проведение полуколичественного анализа, так как Кг сильно зависят от количества нанесенной на хроматографическую пластинку субстанции. Использование этанола в качестве элюента позволяет получать стабильные значения кофеина при нанесении различных количеств его и проводить полуколичественный анализ визуальным сравнением величины хроматографического пятна кофеина с пятнами фиксированных количеств хроматографической шкалы.
Таблица 1
Элюент Значения R
Кофеин Теобромин Теофиллгп
Этанол 0,48±0,02 0,50 0,45
Хлороформ-ацетон (9:1) 0,31+0,07 0,25 0,20
Толуол-ацетон-этанол-25% NH, (4,5:4,5:0,75:0,25) 0,52±0,05 0.51 0,50
Бензол-ацетон (3:7) (насыщ, NHj) 0,70±0,05 0,31 0,06
Ацетон-хлороформ-бутил. спирт-25%NH3 (3:3:4:1) 0,78±0,03 0,47 0,26
Методика хроматографирования: на линию старта тонкослойной пластинки Біініоі ЪТ 254 на расстоянии 1,5 см друг от друга наносят по 0,01 мл 1%-х растворов кофеина и его аналогов или фиксированные количества кофеина (10-80 мкг); пятна подсушивают, пластинку помещают в камеру с соответствующим элюентом и хроматографируют восходящим методом. После прохождения фронтом растворителя 10 см от линии старта
пла(
10
ко-о
или
зеле
реде
MVM
на
[7-
наи
К
pad
наи|
опрі
ТИТ]
коф
свої
ХЛ0[
ния 7]: і доб, рас-вый ром тор: хор
Ч,
Зеле
Арэ;
Бух-
АЬт
Бод[
Цей,
Май
Шё
Бру(
ОЛш
Азия
При]
Цвет
Ко
Мак»
Неск
Неск
Араб
•1асо1
Ка!
I
; ^ vj j i:i
— V.. |V,. |I.
- las’
Vi • I'1': :
F
ЮФ£
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 2000
89
;ps ci&uiipy-I ' 11
t iVI l;
; f : "<7 . I .Г. L U,1.:'
11 - a
; i>j ч iufcf;-
':Л-щ 0.
мі-Tf Ьзуї
Hill -i-if Kj.*-
. 1 p\ r y:a и
н.".;іак ^ur; ■ її; ґ \i ’А- і: !. "
I ; ;F-.il P I."
b-Mj-.H. дірс;
Ї l.|.'JLi::-Ji/ i>. і =■' H tCfid. U J, I ■ J Ei- lift К.Г--І-ТЇ-
r-^iii агішни-
t
i> !j ii i'j
H . .1 f. 1.1. IU
r!)Ш -:ii
vhv j.-; 0,0’
р;К *і‘ч ДК.Т ri SciM'V "i-.:- JL| -n-j!. -
: nxoiw.M ч
I Г !. СЯН p • J
пластинку вынимают, сушат на воздухе в течение 10 мин и проявляют реактивом Драгендорфа (ярко-оранжевое пятно с перламутровым отливом) или в УФ-свете (темно-синее пятно на светящемся зеленом фоне). Точность полуколичественного определения составляет 5 мкг, определяемый минимум 10 мкг.
Количественный анализ на содержание кофеина может быть проведен различными методами [7-10]. Нами были использованы классические, наиболее доступные методы аналитической химии.
Кофеин-пуриновый алкалоид обладает в водных растворах слабоосновными свойствами, поэтому наиболее приемлемым методом количественного определения кофеина является кислотно-основное титрование в ледяной уксусной кислоте, в которой кофеин проявляет ярко выраженные основные свойства и его можно количественно оттитровать хлорной'кислотой. Методика неводного титрования отработана на чистой субстанции кофеина [6, 7]: кофеин растворяют в 5 мл уксусного ангидрида, добавляют 10 мл бензола и 5 капель 0,1%-го раствора индикатора (кристаллический фиолетовый). Полученный раствор титруют 0,1 н, раствором хлорной кислоты до перехода окраски индикатора из фиолетовой в желтую. Методика дает хорошо воспроизводимые и точные результаты:
(99,8 + 0,3)% при - 0,24%. Способность кофеина образовывать полийодиды в кислой среде использовалась нами для йодометрического определения [6, 7], методика которого несколько уступает по точности и воспроизводимости кислотно-основному титрованию: (98,6 + 0,9)% при 5,. = 0,76%. Кофеин растворяют в 30 мл горячей воды в мерной колбе на Ю0 мл,- к полученному раствору добавляют 10 мл 15% -Й серной кислоты, и 20 мл 0,1 н.. раствора йода (заведомый избыток). Объем рас твора доводят водой до метки, тщательно перемешивают. После отстаивания в течение 15 мин раствор фильтруют в сухую колбу. В аликвотной части фильтрата оттитровывают избыток йода 0,05 н раствором тиосульфата натрия. Конечную точку титрования определяют потенциометрически.
Кофеин в УФ-области электронного спектра поглощения имеет интенсивный максимум при 270 нм. Светопоглощение растворов кофеина подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера, что позволяет проводить количественное определение в интервале концентраций кофеина 2-24 мкг/мл. Уравнение градуировочной прямой имеет вид у =
- 4,16'10~2* + 4,80-10~2; р ='0,9992, где л — концентрация кофеина, мкг/мл.
Отработанные на чистой субстанции кофеина методики извлечения, качественного и количест-
Таблица 2
Напиток
Чай
Зеленый Хуан шам му Ван (крупнолист.)
Apsara (крупнолист.)
Бухта Коломбо (мелколист.)
Ahmad Tea (мелколист.), Лондон Бодрость (в.с., черный, мелколист,), Москва Цейлонский щеголь (крупнолист., черный), Москва Майский Корона Российской империи (крупнолист.) Ridgways (мелколист.), Лондон :
Брук-Бонд (мелколист.)
Dilmah (в пакетиках), Лондон Азия (мелколист.)
Принцесса Нури (в пакетиках), Цейлон Цветочный Каркаде ''
Кофе Макконе (натур.)
Нескафе Gold (раствор.)
Нескафе Classic Арабика (в зернах) .
Jacobs Cronat Gold
Какао Несквик ,;
Количество кофеина в образцах чая и кофе, %
тех УФ-спектроскопия Неводное титрование Йодометрическое титрование
Содержание Содержание Содержание | S,.
2,8-3.1 3,08±0,02 ■ 0.26 3.0±0,09 1,2 2,88+0,22 3,02
2,8-3,1 3,02±0,02 0,26 2,96±0,08 1,04 2,90+0,13 1,77
2,6-2,9 2,78±0,03 0,43 2,70±0,09 1,31 2,67+0.20 2,96
2,0-2,3 2,28±0,05 0,87 2,22±0,09 1,60 2,1+0.2 3,76
1,8-2,1 1,99+0,03 0,60 1,96 ±0,07 1,41 1,8±0,2 4,4
1,6-1,9 1,83+0,04 0,86 1,78+0,09 1,99 1,7+0,2 4,6
1,5-1,8 1,75±0,02 0,45 1,68 ±0,08 1,88 1.58+6;2 5.0
1,5-1,8 1,70±0,02 0,46 1,68 ±0,06 1,41 1,60+0,13 3.2
1,6-1,9 1,79±0,02 0,44 1,73+0,08 1,86 1,69±0.12 2.85
1,6-1,9 1,78±0,03 0,67 1,73+0,08 1,86 1,70+0,11 2,6
1,4-1,7 1,60±0,02 0,50 1,54+0,08 2,09 1,49+0,13 3,51
1,1-1,4 1,34+0,03 0,90 1,30=0,07 2,16 1,25±0,12 3.86
0,3-0,6 0,44±0,02 1,82 0,42±0,02 2,87 0,39*0,04 4,12
2,1-2,4 2,40±0,011 0,16 2,32±0,08 1,38 2,2±0,2 3,65
2,7-3,0 2,88±0,01 0,13 2,80±0,09 1.29 2.74±0,15 2,2
3,2-3,5 3,4±0,02 0,23 3,32 + 0,09 1,09 3,28*0,05 1.59
1.1-1,4 1,28 ±0,02 0,31 1,20±0,08 2,68 1,15 ±0,11 3,84
4,0-4,3 4,16 + 0.01 0,29 4,10±0,08 0,78 3,90+0.0» 2,06
— 0,26±0.01 1,55 0,22 ±0.01 1,83 (ДО+СШ 4,23
.венного определения були, использованы для анализа различных, образцов чая и кофе.
' ' Навеску образца 1 г заливали 30 мл кипящей дистиллированной воды, пробу выдерживали в течение 20 мин на водяной бане, затем водную вытяжку фильтровали через бумажный фильтр. Остаток образца промывали 20 мл горячей воды, фильтраты объединяли и переносили в делительную воронку. Экстрагировали трехкратно хлороформом (10,0 + 5,0 + 5,0) мл. Время 'каждой экстракции 2 мин. Хлороформные экстракты после объединения осушали фильтрованием в сухую колбу через безводный сульфат натрия, предварительно смоченный хлороформом. Затем осушитель промывали 5 мл чистого хлороформа. Извлечение каждого образца А повторяли 10 раз: первое использовали для качественной идентификации, а последующие — для количественного определения.
Для определения качественного состава извлечения хлороформный экстракт А испаряли на водяной бане досуха, остаток растворяли в 5 мл хлороформа — раствор Б. Последний использовали для проведения вышеописанных реакций, которые подтвердили наличие кофеина в извлечениях из всех анализируемых образцов. Отсутствие положительного результата в специфических реакциях на наличие в извлечениях аналогов кофеина позволяет говорить о чистоте полученных экстрактов.
Для качественной идентификации методом ТСХ 0,01 мл раствора Б наносили на пластинку Бііиіоі и проводили хроматографирование с использованием в качестве элюента смеси бензол—ацетон (3:7). После проявления на хроматограммах присутствовало только по одному пятну с /?^ = 0,7, на основании чего также был сделан вывод о наличии в извлечениях кофеина и отсутствии теофиллина и теобромина. Для предварительной полуколиче-ственной оценки содержания кофеина в экстракте 0,01 мл раствора Б наносили на пластинку и в качестве элюента использовали этанол. На полученных хроматограммах присутствовало пятно с = 0,48. Сравнивая размер пятен с хроматографической шкалой, делали вывод о количественном содержании кофеина в образце. Результаты приведены в табл. 2.
Более точное количественное определение проводили по собственному поглощению: экстракт А количественно переносили в мерную колбу на 50 мл и доводили объем до метки хлороформом, измеряли оптическую плотность раствора при 270 нм. Процентное содержание кофеина рассчитывали, используя вышеприведенное уравнение граду-
ировочного графика. Результаты представлены в табл. 2.
Для кислотно-основного титрования экстракт А помещали на водяную баню и выпаривали досуха. Остаток растворяли в 5 мл уксусного ангидрида и проводили титрование по описанной выше методике. Рассчитанное процентное содержание кофеина из данных неводного титрования представлено в табл. 2.
Для проведения йодометрического титрования экстракт А выпаривали досуха, остаток растворяли в 30 мл горячей воды и проводили йодометрическое титрование. Результаты приведены в табл. 2.
ВЫВОДЫ
Тремя независимыми методами классической аналитической химии проведено количественное определение кофеина в 13 сортах чая и 6 сортах кофе. Анализ каждого образца повторялся трижды. Контроль правильности осуществлялся методом добавок. Полученные различными методами результаты сопоставимы и близки между собой.
Содержание кофеина в чае колеблется от 0,44 до 3,08%, в кофе — от 1,28 до 4,18%. Наибольшее содержание кофеина в исследуемых образцах наблюдалось в зеленом чае Хуан Шан му Ван — 3,08% и в растворимом кофе Jacobs Gionat Gold
— 4,18%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. — М.: Высш. школа, 1991. — С. 86-87.
2. Slovan R.G. Caffeine methodology: semi-automatic method for the determination of coffeine in dreen and processed coffes // 9-eme Collog sci. int. cafe. Londres 16-20 juin. 1980. Vol. 1. Paris. — P. 159-168.
3. Omani Tetsuo // Kagaku to kuoiku Chem. arid Educ. — 1994._ — 42. — № 5. — P. 367-368.
4. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. — М.: Медицина, 1975. — 375 с.
5. Позднякова В.Т. Микрокристаллоскопические реакции на алкалоиды. — Киев: Госмедиздат, 1960, — 78 с.
6. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. — М.: Высш. школа, 1985. — 768 с.
7. Государственная фармакопея СССР. —i М.: Медицина, 1968. — 1079 с.
8. Кузнецов Д.И., Семенова М.И. Определение кофеина // Пищевая пром-сть. — 1989. — № 9. — С. 65-66.
9. Схиладзе Н.Р. Спектрофотометрический метод количест-
венного определения кофеина в скорлупе спелых семнн чая // Природные соединения, — 1986. -- №4. —
С. 519-520.
10. Барам Г.И., Хуторянскии В.А., Туркина Л.А., Горчакова О.В. Применение ВЭЖХдля определен;;» компонентов чая // Тез. докл. Всесоюз. симпозиума по молек.-жид-кост. хроматографии. — Юрмала, 1990. — С. 127.
Кафедра аналитической химии
Поступала 28.12.99 г.
664:543.544.6:546.56
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ В НАПИТКАХ
Т.В. КНЯЗЕВА, М.О. ГОРБУНОВА, Г.О. ЧЕРНАЯ
Ростовский государственный университет
Медь относится к группе среднетоксичных веществ, и хотя она является жизненно необходимым элементом, разовое поступление в человеческий организм 17-30 мг меди на 1 кг массы может привести к тяжелому отравлению. В больших ко-
личествах медь попадает на виноград и плодово-ягодные деревья в результате систематической обработки их медьсодержащими ядохимикатами (медный купорос и бордоская жидкость), поэтому контроль содержания меди на разных, начиная с начальной, стадиях переработки сельхозпродукции представляется важной задачей.
