Profesora: E. Lucia Gutiérrez DETERMINACION DE CAFEINA
AOAC Methods 962.13 1990 Método: espectrofotométrico u.v NORMATIVIDAD:
RESOLUCION 4150 de 2009 Por la cual se establece el reglamento técnico sobre los requisitos que deben cumplir las bebidas energizantes para consumo humano. MAX CAFEINA=32mg/100g
NTC 3880, Café. Determinación del contenido de Cafeína. Método por cromatografía líquida de alta resolución –HPLC
TEORIA
La cafeína es un alcaloide, sustancia estimulante del sistema nervioso central; Químicamente es una purina sustituida. Su fórmula es C8H10O2N4 de peso molecular 194.2 es soluble en cloroformo y agua caliente, poco soluble en alcohol, acetona benceno y éter Se permite la presencia de cafeína en bebidas de cola hasta en una proporción de 0.2 La separación de la cafeína se basa en su distinta solubilidad respecto a otros componentes del café. Los polímeros son insolubles en agua al igual que los triglicéridos. En cambio, la cafeína, los taninos y la glucosa son muy solubles en agua. El primer paso será la filtración del extracto caliente del café. Los taninos y el ácido clorogénico se eliminan formando sus sales de plomo, insolubles en agua y separables por filtración. La glucosa se separa de la cafeína extrayendo ésta en cloroformo, disolvente en el que la glucosa no es soluble. Aunque la cafeína es soluble en agua, es mucho más soluble en cloroformo y por eso puede ser extraída con este disolvente orgánico, mientras las sales de sodio del ácido gálico y los taninos permanecen en la fase acuosa. Así, la extracción con cloroformo de la solución básica separa la cafeína casi pura.
El sulfato de sodio anhidro actúa eliminando toda el agua y las sales solubles en agua que se mantienen en el disolvente orgánico (capa orgánica) o accidentalmente transferido en la decantación. La extracción líquido-líquido con ayuda del embudo no puede ser demasiado vigorosa, para evitar la formación de emulsiones que retardan drásticamente la definición de las dos fases. Una emulsión es una dispersión de gotas muy finas de un líquido en otro inmiscible, y en los procesos de extracción puede causar tropiezos. Si la emulsión llegara a formarse, es aconsejable adicionar un compuesto iónico como cloruro de sodio (NaCl) o sulfato de potasio (K2SO4) a la fase acuosa; los componentes iónicos disminuyen la tensión en la superficie de las gotas de agua, e incrementan drásticamente la incompatibilidad entre el agua y los solventes orgánicos, facilitando la rápida y clara distinción de las dos capas.
La cafeína también se encuentra en bebidas refrescantes como el RedBull de la que también es posible llevas a cabo su extracción puesto que el resto de componentes son solubles en agua. La cafeína en estos refrescos se encuentra en una proporción de unos 0.1 mg/mL, unas seis veces menor que en el café.
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO Principio del método. La cafeína es extraída de la muestra con cloroformo y determinada espectrométricamente a una longitud de onda de 276 nm.
Desgasificar la muestra trasegándola repetidas veces Tomar 5 ml de muestra y llevar a un embudo de separación Adicionar 2.5 ml de solución de KMnO4 al 1.5 % y mezclar Dejar en reposo durante 5 minutos exactamente Adicionar 5 ml de solución reductora y mezclar 2Adicionar 0.5 ml de solución diluida de ácido fosfórico y mezclar Adicionar 0.5 ml de solución NaOH y mezclar Extraer con 20 ml de CHCl3 agitar por un minuto Esperar a que se separen las fases Pasar la capa de CHCl3 por papel filtro y recibir en un balón volumétrico de 50 ml Lavar con 2- 3 ml de CHCl3 el bastago del embudo de separación Pasar el CHCl3 por el mismo papel de filtro Hacer una nueva extracción con 20 ml de CHCl3 y adicionar el CHCl3 al balón de 50 ml pasándolo antes por el papel de filtro
Completar el volumen de 50 ml con CHCl3 y determinar la absorbancia máxima a 276.5 nm. (LA CAFEINA A ESTA LONGITUD DE ONDA PRESENTA UN MAXIMO DE ABSORCION Emplear como blanco CHCl3 4 Cálculos De la ecuación de la recta obtenida. y = mx + b Donde: y = Absorbancia obtenida en la muestra ya procesada. m = Pendiente (coeficiente de absortividad). x = mg cafeína/100 mL en la muestra. b = Ordenada al origen. Despejar x y obtener directamente los mg de cafeína/100 mL de bebida. mg cafeína/100 mL = mg de cafeína/100 mL obtenidos de la curva X 100 X F.D. 10 donde: F.D. = Factor de dilución. 1.5 Expresión de resultados.
PREPARACION DE LA CURVA ESTANDAR
Solución estándar de cafeína: Pesar 50 mg de cafeína pura, llevar a un balón de 200 ml y Ajustar el volumen con cloroformo. Esta solución contiene 0.25 mg de cafeína por ml
CURVA ESTANDAR En balones de 50 ml enumerados de 1 a 5 adicionar desde una bureta 0.5 1, 2, 3, 4 ml de solución estándar de cafeína respectivamente. Completar en cada uno de ellos el volumen con CHCl3
Balones de 50 ml
1
2
3
4
5
ml de solución estándar
0.5
1
2
3
4
mg de cafeína / 50 ml
0.125
0.25
0.5
0.75
1.0
Determinar la absorbancia máxima de cada una de las soluciones a 276.5 nm empleando como blanco CHCl3 y Graficar absorbancia contra concentración en cada caso PREPARACIÓN
DE
REACTIVOShttp://cdigital.dgb.uanl.mx/la/1020111504/1020111504.PD F Solución reductora Preparar 5 g de Na2SO3 5.0g de KSCN en agua y diluir a 100 ml
Solución diluida de ácido fosfórico Diluir 15 ml de H3PO4 a 85 ml con agua destilada
Solución de hidróxido de sodio disolver 25 g de NaOH en 75 ml de agua destilada.
Sulfito de sodio anhidro (Na2SO3) Tiocianato de potasio (KSCN). Acido fosfórico (H3PO4). Hidróxido de sodio (NaOH). Cloroformo (CHCl3). Cafeína (C8H10N4O2) Permanganato de potasio (KMnO4).
SEPARACION CAFEINA La separación de la cafeína se basa en la distinta solubilidad de los componentes del café. Los polímeros como las proteínas y la celulosa, son insolubles en agua. Las grasas que son ésteres de la glicerina y de tres ácidos gaseosos, también son insolubles en agua. En cambio la cafeína, los taninos, la glucosa y el ácido clórogeni_ eos,son' bastantes solubles en agu? caliente.Por lo tanto la primera operacióna realizar será la filtración del extracto del café.
mr Tanto los taninos como el ácido clorogénico son ácidos, adi cionamos una solución de acetato de plomo, y dichas sustancias preci pitarán en forma de sales de plomo y se podrán separar de la solu ción acuosa por filtración. º
