การวิเคราะห์คาเฟอีนด้วย HPLC ในเครื่องดื่ม: วิธีการ Wanyi LC3500 DAD ที่ผ่านการตรวจสอบตามมาตรฐาน GB 5009.139-2014

คาเฟอีนเป็นอัลคาลอยด์เมทิลแซนทีนที่พบตามธรรมชาติในเมล็ดกาแฟ ใบชา และโกโก้ และเป็นหนึ่งในสารเติมแต่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดและสารประกอบรสชาติที่เป็นลักษณะเฉพาะในเครื่องดื่มอัดลม เครื่องดื่มชูกำลัง เครื่องดื่มชา และกาแฟพร้อมดื่ม การบริโภคในปริมาณปานกลางช่วยเพิ่มความตื่นตัวและบรรเทาความเหนื่อยล้า แต่การบริโภคมากเกินไปหรือระยะยาวอาจกระตุ้นอาการใจสั่น นอนไม่หลับ และกระวนกระวาย และกลุ่มที่อ่อนไหว เช่น สตรีมีครรภ์ เด็ก และผู้ที่มีภาวะหัวใจและหลอดเลือด จะทนต่อปริมาณที่ต่ำกว่ามาก ดังนั้น มาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งชาติจึงกำหนดขีดจำกัดคาเฟอีนที่ชัดเจนสำหรับเครื่องดื่ม

ในประเทศจีน GB 5009.139-2014 ซึ่งเป็นมาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งชาติสำหรับการกำหนดปริมาณคาเฟอีนในเครื่องดื่ม เป็นพื้นฐานทางกฎหมายสำหรับการวัดปริมาณคาเฟอีนในเมทริกซ์เครื่องดื่ม เทคนิคโครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (HPLC) ได้กลายเป็นเทคนิคที่นิยมสำหรับเมทริกซ์ที่ซับซ้อน เช่น เครื่องดื่มผสม เครื่องดื่มที่มีส่วนผสมของนม และเครื่องดื่มฟังก์ชันสมุนไพร ด้วยการแยกที่ดีเยี่ยม ความทนทานต่อการรบกวนของเมทริกซ์ที่แข็งแกร่ง และการวัดปริมาณที่แม่นยำสูง

ผู้ผลิตเครื่องดื่มต้องการตรวจสอบระดับคาเฟอีนในผลิตภัณฑ์สองสายที่แตกต่างกันมาก: เครื่องดื่มประเภทโคล่าอัดลม และผลิตภัณฑ์ชานม เมทริกซ์ทั้งสองต้องการกลยุทธ์การเตรียมที่แตกต่างกัน: ตัวอย่างอัดลมต้องกำจัดก๊าซและทำความสะอาด ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของนมต้องตกตะกอนโปรตีนก่อนการฉีด ทั้งสองต้องอยู่ในช่วงการสอบเทียบได้อย่างเหมาะสม และระบบโครมาโทกราฟีต้องปราศจากการสะสมของเมทริกซ์ตลอดลำดับการฉีดที่ยาวนาน

สารเคมีรวมถึงสารมาตรฐานอ้างอิงคาเฟอีน, เมทานอลเกรด HPLC, แมกนีเซียมออกไซด์, สารละลายกรดไตรคลอโรอะซิติก และน้ำบริสุทธิ์พิเศษ

• สารละลายสต็อก (2.0 มก./มล.): คาเฟอีนมาตรฐาน 20 มก. ชั่งน้ำหนักถึง 0.1 มก. ละลายในเมทานอลและทำให้ปริมาตรเป็น 10 มล.; เก็บที่ 4 องศาเซลเซียส มีอายุการเก็บรักษาหกเดือน
• สารละลายกลาง (200 ug/มล.): 5.0 มล. ของสารละลายสต็อกเจือจางเป็น 50 มล. ด้วยน้ำ; เก็บที่ 4 องศาเซลเซียส มีอายุการเก็บรักษาหนึ่งเดือน
• สารละลายทำงานสำหรับการสอบเทียบ: สารละลายกลาง 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 และ 10.0 มล. เจือจางเป็น 10 มล. ได้ 10.0, 20.0, 40.0, 100 และ 200 ug/มล.; เตรียมสดในวันวิเคราะห์

เครื่องดื่มประเภทโคล่า: กำจัดก๊าซออกจากตัวอย่างในอ่างอัลตราโซนิกที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 นาที ชั่งน้ำหนัก 5 กรัม (แม่นยำถึง 0.001 กรัม) เจือจางเป็น 5 มล. ด้วยน้ำ เพื่อให้ความเข้มข้นของคาเฟอีนอยู่ในช่วงการสอบเทียบ เขย่าให้เข้ากัน เติมแมกนีเซียมออกไซด์ 0.5 กรัม เขย่าอีกครั้งและปล่อยให้ตกตะกอน กรองสารละลายใสผ่านเยื่อกรอง 0.45 um ก่อนการฉีด

เครื่องดื่มกาแฟและชาที่มีส่วนผสมของนม: ชั่งน้ำหนัก 1 กรัม (แม่นยำถึง 0.001 กรัม) เจือจางเป็น 10 มล. ด้วยสารละลายกรดไตรคลอโรอะซิติก เขย่าให้เข้ากันและปล่อยให้โปรตีนตกตะกอน จากนั้นกรองสารละลายใสผ่านเยื่อกรอง 0.45 um

รูปร่างพีคมีความสมมาตรและจำนวนเพลททางทฤษฎีสูง การฉีดตัวทำละลายเปล่าไม่แสดงการรบกวนที่เวลาคงที่ของคาเฟอีน ยืนยันว่าการทำความสะอาดด้วยแมกนีเซียมออกไซด์และการตกตะกอนโปรตีนด้วยกรดไตรคลอโรอะซิติกสามารถกำจัดส่วนประกอบเมทริกซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การฉีดต่อเนื่องหกครั้งให้เวลาคงที่และพื้นที่พีคที่เสถียร แสดงถึงความแม่นยำของเครื่องมือที่ยอดเยี่ยม ในขณะที่การกู้คืนมากกว่า 94% ในทั้งสองเมทริกซ์พิสูจน์ให้เห็นถึงการสูญเสียตัวอย่างน้อยที่สุดและกระบวนการเตรียมที่แข็งแกร่ง

ตาม GB 5009.139-2014 ระบบ HPLC Wanyi LC3500 พร้อมการตรวจจับไดโอดอาร์เรย์ได้ส่งมอบเวิร์กโฟลว์ที่ตรวจสอบความถูกต้องอย่างสมบูรณ์สำหรับการกำหนดปริมาณคาเฟอีนในเครื่องดื่ม ความเป็นเชิงเส้นในช่วง 10.0 ถึง 200.0 ug/มล. ด้วย r > 0.9999 ความสามารถในการทำซ้ำต่ำกว่า 0.3% RSD และการกู้คืนสูงกว่า 94% ยืนยันว่าวิธีการนี้มีความแม่นยำ แม่นยำ และทำซ้ำได้สำหรับทั้งผลิตภัณฑ์อัดลมและผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของนม ขีดจำกัดการตรวจจับที่ 0.0446 มก./กก. และ 0.75 มก./กก. แสดงถึงสัญญาณรบกวนต่ำและความไวสูงของระบบ ทำให้เหมาะสำหรับการควบคุมคุณภาพตามปกติ การตรวจสอบฉลาก และการทดสอบการปฏิบัติตามกฎระเบียบในการผลิตเครื่องดื่มและห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม

• การตรวจจับไดโอดอาร์เรย์ที่ 272 นาโนเมตร ให้การวัดปริมาณคาเฟอีนที่เลือกได้และมีสัญญาณรบกวนต่ำในเมทริกซ์ที่มีสีและขุ่น
• เฟสเคลื่อนที่เมทานอลและน้ำอย่างง่ายบนคอลัมน์ C18 ทำให้การถ่ายโอนวิธีการระหว่างห้องปฏิบัติการรวดเร็วและราคาไม่แพง
• การทำความสะอาดเมทริกซ์เฉพาะ แมกนีเซียมออกไซด์สำหรับเครื่องดื่มอัดลม และกรดไตรคลอโรอะซิติกสำหรับเครื่องดื่มที่มีส่วนผสมของนม ช่วยปกป้องคอลัมน์และยืดอายุการใช้งาน
• เวลาคงที่และพีคสมมาตรช่วยลดการฉีดซ้ำและการทำงานซ้ำในห้องปฏิบัติการ QC ที่มีปริมาณงานสูง