Determinazione della caffeina nel caffè
Principi
La caffeina viene estratta dal caffè con acqua bollente. La soluzione ottenuta viene chiarificata mediante un passaggio su colonna cromatografica. Dalla soluzione limpida così ottenuta si determina il contenuto di caffeina mettendo a confronto due soluzioni a concentrazioni di caffeina diversa
Applicabilità
La presenza della caffeina nel caffè si riscontra già nel suo seme in percentuali oscillanti tra lo 0,7 e l’ 1,8%; il caffè tostato ne contiene dallo 0,8 al 3% il metodo è perciò applicabile in qualunque campione di caffè commerciale ( è evidentemente escluso il caffè decaffeinato )
Apparecchiatura
Spettrofotometro doppio raggio
Cuvette di quarzo da 1 cm
Colonna per cromatografia di vetro ( 30 cm, diametro 2 cm ) munita di setto poroso e rubinetto in Teflon
Pompa per il vuoto
Beuta per il vuoto da 50 ml
Imbuto separatore
Reagenti
Mg in polvere per cromatografia
Celite in polvere per cromatografia
Soluzione tampone pH 6
Sciogliere 8 g di NaOH in 40 ml di acqua, aggiungere 12 ml di CH3COOH glaciale, diluire a 100 ml e controllare il Ph.
Soluzione di metabisolfito di sodio
Sciogliere 0,5 g di metabisolfito di sodio in 100 ml di acqua distillata
Cloroformio
Procedimento
- Preparazione del campione : Pesare 1 g di caffè, aggiungere 3 g di MgO e 15 ml di acqua distillata portata ad ebollizione. Scaldare il tutto per 15 minuti o poco meno sul riscaldatore elettrico.
- Preparazione soluzione analisi : Raffreddare e raccogliere la soluzione in un matraccio da 250 ml portando a volume con acqua distillata. Preparare la colonna cromatografica ( così caricata : 2,5 g di celite, 2,5 g di MgO e poca acqua, la colonna non deve mai rimanere asciutta per il rischio di diventare troppo omogenea e formare così un filtro troppo solido e compatto ). Collegare la colonna a una pompa da vuoto per aspirare il liquido dal basso. Trasferire la soluzione campione nella colonna ed accettarsi che tutto il campione venga filtrato lavando più volte il becker in cui era contenuto con acqua distillata bollente, eluire sottovuoto fino a raccogliere circa 150- 190 ml di estratto chiarificato.
Se necessario raffreddare ( non c’è né bisogno visto che la precedente operazione occupa molto tempo e solz. si raffredda da sola ), trasferire il liquido in un matraccio da 250 ml e portare a volume lavando sempre con acqua distillata, fredda.
- Preparazione di due ulteriori soluzioni : Soluzione A ( Soluzione contenente caffeina )à 5 ml di estratto in un matraccio da 50 ml, aggiungere 5 ml di tampone pH 6 e 10 ml di metabisolfito di sodio.
Soluzione B ( Soluzione decaffeinata )à Mettere 5 ml di estratto chiarificato in un imbuto separatore, estrarre per 5 volte con 15 ml di cloroformio ( mettere 5 ml di estratto nell’ imbuto separatore, aggiungere 15 ml di cloroformio, agitare ed eliminare il cloroformio; ripetere l’ operazione 5 volte, facendo così un lavaggio, eliminando la caffeina ), ( l’ imbuto separatore dovrà essere lavato con acqua distillata, raccogliendola poi insieme alla soluzione decaffeinata ottenuta ) bollire la soluzione così ottenuta per circa 5 minuti circa affinchè il cloroformio venga eliminato e non interferisca nell’ analisi.
Trasferire la soluzione ottenuta in un matraccio tarato da 50 ml e portare a volume.
Leggere l’ assorbanza delle due soluzioni a 250, 273 e 296 nm con cuvette di quarzo contro acqua distillata.
Risultati ottenuti e calcoli da effettuare
| Lunghezza d’onda | Soluzione A con caffeina | Soluzione B decaffeinato |
250 nm |
0,322 |
0,153 |
273 nm |
0,589 |
0,164 |
296 nm |
0,220 |
0,195 |
Guardare grafici Lunghezza d’ onda / Assorbanza.
Calcoli
Calcolare l’ assorbanza netta per ogni soluzione :
A = A273 – (( A296 – A250 ) / 2 )
La percentuale di caffeina nel caffè trattato :
% caffeina = (( AA – AB ) x 12,5) / ( 0,410 x massa campione ( 1 g ) x Volume di estratto chiarificato in ml )
Assorbanza netta solz. A :
A= 0,589 – (( 0,220 – 0,322 ) / 2 ) = 0,64
Assorbanza netta solz. B :
A = 0,164 – (( 0,195 – 0,153 ) / 2 ) =0,143
Percentuale di caffeina nel campione di caffè esaminato :
% caffeina = (( 0,64 – 0,143 ) x 12,5 ) / ( 0,410 x 1 x 5 ) à 3,03 %
Conclusioni
Nel nostro campione di caffè c’è 3.03 % di caffeina.