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超声波萃取-高效液相色谱测定咖啡粉和速溶咖啡中的葫芦巴碱

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・l】04・ 色 图1 葫芦巴碱的化学结构 Fig.1 Chemical structure of trigonelline (EC) 和核磁共振(NMR)” 等。目前咖啡葫芦 巴碱含量测定常用方法为HPLC法。Casal等 采 用ODS—C18柱、甲醇和磷酸缓冲盐梯度洗脱分离咖 ∞ 啡中的葫芦巴碱。Franca等¨ 采用C18柱、甲醇 和乙酸梯度洗脱分离咖啡中的葫芦巴碱。这些方法 大部分采用热水浸提2 h以上,无净化处理,耗时、 污染仪器,不利于日常、大批量样品的检测。 随着国际咖啡企业对云南小粒咖啡品种的认可 并收购其原材料,云南省也投入巨资大力发展咖啡 产业,但尚欠缺科学系统的质量控制与综合评价体 系。本文建立了简单、快速测定咖啡中葫芦巴碱的 地方标准,对云南省咖啡豆原料及其制品的质量控 制、资源合理开发利用具有重要的指导意义。 1 实验部分 1.1仪器及试剂 Alliance 2695型高效液相色谱仪(Waters公 司),配四元泵溶剂淋洗系统、自动进样系统、2487 紫外检测器;HB50型超声波萃取仪(功率50 w,频 率40 kHz,容量2 L,南京莱步科学器材公司); HS20500D型超声波萃取仪(可选三档,最大功率 500 W,频率40 kHz,容量20 L,天津恒奥科研有限 公司);Arium 61 1DI型纯水器(Sartorius公司)。 标准品和试剂:葫芦巴碱(纯度98%),中国生 物药品检定所研制。色谱纯甲醇(Fisher公司),醋 酸锌、亚铁、磺基水杨酸均为分析纯(国药集 团化学试剂有限公司)。 通过企业送检方式收集焙烤咖啡粉和速溶咖啡 样品各5份,均为云南小粒咖啡。将样品于常温下 保存。 1.2 色谱条件 色谱柱:BondPak NH,(250 nlm×4.6 mm,5 m;Waters公司);流动相:甲醇一水(82:18,v/v), 柱温:30℃;流速:0.8 mL/min;检测波长:260 nm; 进样量:10 L。 1.3标准曲线 精密称取葫芦巴碱标准品l0 mg,置于l0 mL 容量瓶中,用水溶解并稀释至刻度,摇匀,得葫芦巴 碱贮备液1 000 mg/L。用水将其分别稀释为1、4、 谱 第29卷 10、20、40 mg/L系列质量浓度的标准溶液。分别取 10 L进样测定,以葫芦巴碱的峰面积对其质量浓 度作标准曲线。 1.4超声萃取样品前处理 精密称取0.5 g咖啡样品,置于250 mL锥形瓶 中,加入80 mL水,室温下超声萃取5 min,滤纸过 滤,加入1 mL 5%磺基水杨酸溶液于滤液中,摇匀, 转移定容于100 mL容量瓶中,经0.45/,m滤膜过 滤,滤液供HPLC分析。 1.5热浸提样品前处理 参照文献[6,8,l5]的方法,精密称取0.5 g样 品,置于250 mL锥形瓶中,加入80 mL热水(沸 腾),于80℃水浴中萃取2 h,过滤,冷却后加入l mL 5%的磺基水杨酸于滤液中,摇匀,转移定容于 100 mL容量瓶中,经0.45 m滤膜过滤,滤液供 HPLC分析。 2结果与讨论 2.1超声萃取时间的优化 试验在HB50超声波萃取仪的功率(50 w)和 频率(40 kHz)固定条件下,比较不同的超声萃取时 间(0~30 min)时葫芦巴碱的提取率,每个试验重 复3次。由于葫芦巴碱的水溶性好,超声萃取前 76%的葫芦巴碱能溶解于水。萃取时问在5~30 arin内,葫芦巴碱萃取率的变化值小于1%,因此5 min能完全萃取葫芦巴碱。 2.2 超声波功率对萃取葫芦巴碱的影响 在HS20500D超声波萃取仪的频率设定为40 kHz,功率分别设定为125、250和500 W条件下,分 别对咖啡样品进行30 S、1 min、2 rain和3 min的萃 取。在125 W下萃取3 min,葫芦巴碱的萃取率可 达97%;在500 W下萃取1 min,葫芦巴碱萃取率可 达98%。结果表明,超声波功率大,短时间内萃取效 率高。本实验选择在HS20500D超声波萃取仪最大 功率(500 W)下进行萃取。 2.3蛋白质沉淀剂的选择 由于速溶咖啡中蛋白质较多,萃取液混浊,经滤 纸过滤后直接用0.45 m的滤膜很难过滤,需净化 处理。比较了5%磺基水杨酸和10%醋酸锌+10% 亚铁混合溶液对咖啡中蛋白质的沉淀作用。 通过加标试验可知,在经滤纸过滤后的萃取液中加 入1 mL 10%醋酸锌+1 mL 10%亚铁沉淀 剂,葫芦巴碱的回收率为0;加入1 mL 5%磺基水杨 酸沉淀剂,葫芦巴碱的回收率为94%。进一步试验 表明,在咖啡粉的萃取液中加入磺基水杨酸沉淀剂, 色 表2 日间测定葫芦巴碱含量的重复性 Table 2 Repeatability of trigonelline content determined in interday test 表3 不同人员测定葫芦巴碱含量的重复性 Tab e 3 Repeatab ity of tr gonel¨ne contents determined by two ana1) sts RSD:relative standard deviation;RD:relative deviation. 2.8回收率试验 在已知葫芦巴碱含量的咖啡粉(或速溶咖啡) 中分别加入1.0、2.0、4.0 g/kg(或0.2、0.4、0.8 g/kg)3个含量水平的葫芦巴碱,每个添加水平样 品重复测定5次,计算回收率。从结果(见表4)可 知,所有样品中葫芦巴碱的加标回收率大于90%以 上,RSD≤3.01%。 表4咖啡样品中葫芦巴碱的加标回收率( =5) Table 4 Recovery of trigonelline spiked in coffee samples(n:5) 谱 第29卷 2.9 咖啡粉和速溶咖啡样品的测定 经测定,云南焙烤咖啡中葫芦巴碱的含量范围 为2.35~4.21 g/kg,是巴西焙炒咖啡中葫芦巴碱含 量 的1/2,说明云南省咖啡加工工艺导致葫芦巴 碱的损失大;速溶咖啡中葫芦巴碱的含量范围为 0.287~0.524 g/kg,比焙烤咖啡中葫芦巴碱的含量 低一个数量级。因此,要品尝咖啡特殊的香气、口 感,最好饮用焙烤咖啡。 3 结语 采用超声波萃取咖啡中的葫芦巴碱能缩短分析 时问,提高分析效率;用NH 柱分离葫芦巴碱可以 弥补反相C18柱对葫芦巴碱吸附弱、柱效低等弱 点。准确度和精密度试验结果表明该方法准确可 靠,可以用于例行和大量样品的分析检测工作。 参考文献: [1]Ky C L,Louarn J,Dussert S,et a1.Food Chem,2001,75: 223 [2]Lang R,Wahl A,Stark T,et a1.Mol Nutr Food Res,2011, doi:l0.1002/mnfr.201000656 [3]Olthof M R,van Dijk A E,Deacon C F,et a1.Nutr Metab, 2011,8:10 [4]Bakuradze T,Lang R,Hofmann T,et a1.Mol Nutr Food Res,2010,54:1734 [5]Hirakawa N,Okauchi R,Miura Y,et a1.Biosci Biotech Bio— chem,2005 69:653 [6] Casal S,Ohveira M B,Ferreira M A.Food Chem,2000, 68:481 [7]Knopp S,Bytof G,Selmar D.Eur Food Res Tech,2006, 223:195 [8] Oosterveld A,Voragen A G J,Schols H A.Carbohydrate Poly,2003,54:183 [9]Bruggink C,Maurer R,Herrmann H,et a1.J Chromatogr A,2005,1085:104 [IO]Perrone D,Donangelo C M,Farah A.Food Chem,2008, 110:1030 [11]Lang R,Wahl A,Skurk T,et a1.Anal Chem,2010,82 (4):1486 [12] Zhuo R J,Wang L,Wang L x,et a1.Chinese Journal of Chromatography(卓荣杰,王莉,王龙星,等,色谱), 2010,28(4):379 [1 3] S6nchez—Hern ̄ndez L,Puchalska P,Garcia—Ruiz C,et a1. J Agric Food Chem,2010,58(13):7489 [14]delCampo G,BerregiI,CaracenaR,et a1.Talanta,20l0, 81:367 [15]Franca A S,Mendonc J C F,Oliveira S D.LwT—Food Sci Tech,2005,38:709 

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