超高效液相色譜法測定香精中的可可堿

王雪瑩，陸舍銘，朱麗，孟昭宇，曹秋娥

（1.紅塔煙草集團有限責任公司技術(shù)中心，云南玉溪 653100；2.云南大學化學科學與工程學院，云南昆明 650091）

可可堿（3，7 一二甲基黃嘌呤）是黃嘌呤衍生物的一種，屬于嘌呤生物堿的化學物質(zhì)。醫(yī)藥上可可堿具有利尿、心肌興奮、血管舒張、平滑肌松弛等作用[1]?？煽芍破纷鳛槭称诽砑觿V泛存在于各種食品和飲料當中，還可作為煙草香料改善煙草吸味[2]。近年來。人們越來越關(guān)注食品中的添加劑，而對于香精中的可可堿的檢測較少報道，因此，本試驗對香精中的可可堿進行檢測。

目前，檢測嘌呤類生物堿的方法主要有薄層層析-紫外分光光度法[3-4]、液相色譜法[5-9]、氣相色譜[10-11]法、離子色譜法[12]等。由于超高效液相色譜法具有靈敏度高、精密度好、分析速度快、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。本文建立了一種測定香精中可可堿的超高效液相色譜法，該法準確、簡便快速，能滿足香精的實際檢驗要求，適合批量香精樣品的檢測。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

甲醇、乙腈（色譜純）：美國TEDIA公司；可可堿：中國藥品生物制品檢定所；水：試驗用水均為二次石英蒸餾水，經(jīng)Millipore 超純水儀處理，電阻率≥18.2 MΩ·cm，使用前經(jīng)0.22 μm 水系濾膜過濾；0.22 μm 水系濾膜：福建福州藍龍過濾器材有限公司；冰乙酸：中國醫(yī)藥集團上?；瘜W試劑有限公司；20 種香精樣品：紅塔煙草集團提供。

1.2 儀器與設備

ACQUITY UPLCTM 超高效液相色譜儀（Waters 公司），配備真空脫氣機、二元梯度泵、自動進樣器、恒溫柱箱、TUV 檢測器和色譜工作站；Millipore 超純水儀：美國Millipore 公司；PG503-S 電子分析天平（感量0.1 mg）：瑞士Mettler 公司；KQ700DB 型超聲清洗儀（江蘇省昆山市超聲儀器有限公司）。

1.3 色譜分析條件

1.4 樣品前處理

準確稱取0.50 g（精確0.000 1 g）香精樣品，置于50 mL 錐形瓶中，準確加入10 mL 超純水，于室溫下超聲萃取40 min。將萃取液經(jīng)0.22 μm 水系濾膜過濾后移入2 mL 樣品瓶，進行超高效液相色譜分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件的優(yōu)化

2.1.1 流動相的選擇和洗脫條件的優(yōu)化

試驗中嘗試采用甲醇-水、乙腈-水、甲醇-2%乙酸水溶液、乙腈-2%乙酸水溶液作為流動相進行分離分析。試驗結(jié)果表明采用乙腈-水體系作為流動相時，色譜峰有拖尾，峰形不對稱；采用甲醇-水體系結(jié)果的色譜峰尖銳，峰面積大，峰寬較窄。甲醇-2%乙酸作為流動相時保留時間短，淋洗效果與甲醇-水相當，故選擇甲醇-水作為本試驗的流動相。不同流動相的色譜圖如圖1 所示。

圖1 不同流動相洗脫時可可堿標準溶液的UPLC 色譜圖Fig.1 UPLC chromatogram of theobromine standard solution in different mobile phase

試驗中比較了不同梯度洗脫，分析結(jié)果表明：采用梯度洗脫可以使被測組分得到完全分離，梯度不變改變洗脫的流速發(fā)現(xiàn)，流速越大，保留時間越短，峰面積越小，峰高越低；流速越小，保留時間越長，峰面積越大，峰寬越寬。梯度洗脫條件為：0 min～10.0 min，1%～5%甲醇；10.0 min～15.0 min，5%～30%甲醇；15.0 min～20.0 min，30%～70%甲醇；20.0 min～28.0 min，70%甲醇；28.0 min～29.0 min，70%～5%甲醇；29.0 min～30.0 min，5%甲醇；試驗中優(yōu)化了淋洗液的流速，比較了流速為0.1、0.15、0.2、0.3 mL/min 的效果。結(jié)果表明，在0.10 mL/min的流速下，可可堿的色譜峰尖銳且對稱，如圖2 所示。

圖2 不同流速時可可堿標準樣品的UPLC 色譜圖Fig.2 UPLC chromatogram of theobromine standard solution in different flow rate

2.1.2 檢測波長的選擇

由于可可堿的結(jié)構(gòu)特征使其在270 nm 波長附近有紫外吸收。因此，為選擇適合可可堿的檢測波長，分別在260、265、270、272、274、276、278、280、285、300 nm波長下對樣品進行掃描。分析結(jié)果顯示，在274 nm 波長下可可堿的峰形尖銳（見圖4），有最大峰面積（見圖3），故選擇檢測波長為274 nm。

圖3 可可堿標準溶液在10 個不同波長下的峰面積比較圖Fig.3 Theobromine standard solution peak areas in ten different wavelength

圖4 可可堿標準品在4 個不同波長下的UPLC 色譜圖Fig.4 UPLC chromatogram of tobromine standard solution in four different wavelength

2.2 萃取劑的選擇

準確稱取一香精樣品0.50 g（精確至0.000 1 g），分別采用10 mL 的超純水、甲醇、乙腈、體積比為1 ∶1 的甲醇水溶液、乙腈水溶液對該樣品進行超聲萃取，將萃取液分別經(jīng)0.22 μm 水系和有機系濾膜過濾后移入2 mL 樣品瓶，進行超高效液相色譜分析。分析結(jié)果表明：超純水萃取后樣品的色譜峰面積最大（見表1），色譜峰的峰型尖銳且分離完全，因此選取超純水作為樣品分析的萃取劑。

表1 采用不同萃取劑時可可堿的峰面積Table 1 The peak area of theobromine in different extractant

2.3 萃取時間的優(yōu)化

準確稱取一香精樣品0.50 g（精確至0.000 1 g），加入10 mL 超純水，分別超聲萃取20、30、40、50、60 min，將萃取液經(jīng)0.22 μm 水系濾膜過濾后移入2 mL 樣品瓶，進行超高效液相色譜分析。分析結(jié)果表明：隨著萃取時間的不斷增加，色譜峰面積先增后緩慢減小，超聲萃取40 min 時最色譜峰面積最大，結(jié)果如表2 所示，因此選擇萃取時間為40 min。

表2 采用不同萃取時間時可可堿的峰面積Table 2 The peak area of theobromine in different extraction time

2.4 工作曲線與檢測限

2.4.1 工作曲線的制作

準確稱取0.01 g（精確至0.000 1 g）可可堿標準品，使用超純水并定容至200 mL 容量瓶中，搖勻得到可可堿濃度為50.00 μg/mL 的標準樣品儲備液。將標準儲備液逐級稀釋為0.10、1.00、5.00、10.00、25.00 μg/mL 的5 個不同濃度的標準溶液，對標準溶液進行分析檢測，得到標準溶液的測定結(jié)果，橫坐標以保留時間（t）表示，單位為min；縱坐標為峰面積以電導率（AU）表示，單位為μs（見圖5）。由測定結(jié)果和標準液的濃度可得到標準曲線方程及相關(guān)系數(shù)（見表3）。

圖5 可可堿標準溶液的UPLC 色譜圖Fig.5 UPLC chromatogram of theobromine standard solution

2.4.2 檢測限

移取標準溶液最低濃度0.10 μg/mL 的標準溶液2 mL 于進樣瓶中，平行測定11 次，檢測限根據(jù)公式CL=K sbl/S[13]計算出儀器檢測限。式中，CL－檢測限；sbl－測量值標準偏差；S－校正曲線的斜率；K=3；3sbl 對應于90%的置信度。根據(jù)測定結(jié)果計算出標準偏差并得到可可堿的檢測限（見表3）。

表3 可可堿的線性范圍、線性方程，相關(guān)系數(shù)和檢測限Table 3 Linear range，linear equation，correlation coefficent and limit of detection of theobromine

2.5 重現(xiàn)性及穩(wěn)定性

準確稱取5 號、19 號香精樣品0.50 g（精確至0.000 1 g），平行稱取6 份，分別加入10 mL 超純水，超聲萃取40 min，將萃取液經(jīng)0.22 μm 水系濾膜過濾后移入2 mL 樣品瓶，在上述色譜分析條件下進行超高效液相色譜分析，根據(jù)分析結(jié)果得到相對標準偏差（RSD）見表4，結(jié)果顯示：一日內(nèi)重復進樣6 次，兩種香精樣品中可可堿的RSD 分別為0.14%、0.89%，說明該分析方法具有較好的重現(xiàn)性；三日內(nèi)重復進樣6次的RSD 分別為0.22%、1.5%，說明采用本文所述方法檢測可可堿時樣品在3 d 內(nèi)具有較好的穩(wěn)定性。

表4 可可堿的精密度及穩(wěn)定性Table 4 The repeatability and repeatability of theobromine

2.6 回收率

在19 號香精樣品中分別加入高、中、低3 個不同量的可可堿標準樣品。準確稱取添加標樣后的19 號樣品0.50 g（精確至0.000 1 g），平行稱取3 份，以相同的條件進行萃取和測定，通過未加標測定值、加標量和加標后實際測定值計算其回收率（見表5）?？煽蓧A的回收率在91.86%～93.70%之間，說明回收率較好。

表5 可可堿的回收率Table 5 The recovery of theobromine

2.7 實際樣品的測定

準確稱取20 種香精樣品0.50 g（精確至0.000 1 g）分別在上述萃取和色譜分析條件下進行測定，每個樣品平行測定兩份，測定結(jié)果見表6。

表6 20 種香精樣品中可可堿的測定結(jié)果Table 6 Theobromine determination result of twenty flavor samples

續(xù)表6 20 種香精樣品中可可堿的測定結(jié)果Continue table 6 Theobromine determination result of twenty flavor samples

3 結(jié)論

本試驗建立了測定香精中可可堿的超高效液相色譜法，并對20 種不同類型的香精進行了檢測。結(jié)果表明，可可堿標準品的色譜峰峰型尖銳且對稱；在0.16 mg/L～8.00 mg/L 范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系（r=0.999 8）；被測定的20 種香精樣品中大部分不含有可可堿，5 種被測香精中含有可可堿，含量在34.46 μg/g～249.16 μg/g之間。可可堿相對標準偏差在0.14%～1.58%之間，平均回收率在91.86%～93.70%之間。說明該方法簡便快速，穩(wěn)定可靠，重復性好。

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