一种茶叶中咖啡因的含量检测方法与流程

1.本发明涉及食品检测技术领域，特别是涉及一种茶叶中咖啡因的含量检测方法。


背景技术：

2.咖啡因亦称咖啡碱，其化学名称为1,3,7
‑
三甲基
‑
3,7
‑
二氢
‑
1h
‑
嘌呤
‑
2,6
‑
二酮水合物，为一种黄嘌呤生物碱化合物，属于中枢神经兴奋剂，能够暂时的驱走睡意并恢复精力。
3.茶叶是人类最佳的天然保健品，茶叶中含有机化合物450多种、无机矿物质15种以上及人体必需的营养成分和药用成分。茶叶对血管硬化、高血压、动脉粥样硬化、放射损伤、肿瘤、免疫功能降低的防治都有功效，寓养生、保健、防癌功能于品茗之中，这是其它饮料所无法取代的。
4.茶叶中含有多种生物碱，其主要成分为咖啡因。少量的咖啡因可以使身心处于一种兴奋状态，刺激机体的中枢神经系统，诱发肾上腺素释放入血，增高机体血糖水平，注意力集中；过量的咖啡因使人精神疲倦、身体发颤、难以入睡、刺激胃粘膜。一般成年男性每天大约消耗200mg的咖啡因，多则无益。因此，对茶叶中咖啡因的含量进行检测是十分必要的，但现有的检测方法存在检测精度较低的缺陷，尚无法精确反应茶叶中咖啡因的含量，如何提高茶叶中咖啡因的检测精度是本领域一直有待解决的技术难点问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种茶叶中咖啡因的含量检测方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现对茶叶中咖啡因含量的高精度检测。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种茶叶中咖啡因的含量检测方法，包括以下步骤：
8.(1)将茶叶经乙醇回流得到的提取液进行浓缩干燥，得到粉末状固体；
9.(2)将步骤(1)得到的粉末状固体在水中进行超声处理，过滤得滤液；
10.(3)在步骤(2)的滤液中加入纳米吸附材料，超声，离心后收集纳米吸附材料；
11.(4)将收集的纳米吸附材料洗脱，将洗脱液浓缩，过滤得到待测液；
12.(5)利用液相色谱检测所述待测液中咖啡因的含量。
13.进一步地，步骤(1)所述回流时间为1
‑
1.5h，所述干燥为冷冻干燥。
14.进一步地，所述纳米吸附材料的制备方法包括以下步骤：
15.将fecl3·
6h2o、peg
‑
800及柠檬酸三钠超声分散于乙二醇中，之后加入无水硫酸钠，将搅拌至澄清的混合液在200
‑
205℃下反应8
‑
8.5h，离心、干燥后得到的纳米材料在丁酸中浸泡，得到所述纳米吸附材料。
16.进一步地，所述fecl3·
6h2o、peg
‑
800及柠檬酸三钠的质量比为1
‑
1.1:0.6
‑
0.7:1
‑
1.2。
17.进一步地，所述无水硫酸钠的添加量为柠檬酸三钠质量的4
‑
5倍。
18.进一步地，所述纳米吸附材料的添加量为步骤(1)所得粉末状固体质量的1.5
‑
2倍。
19.进一步地，步骤(4)所用洗脱液为乙腈。
20.进一步地，所述液相色谱检测的流动相为：a:0.15％三氟乙酸溶液，b:乙腈；洗脱程序为：100％a洗脱3min，95％a、5％b洗脱2min，90％a、10％b洗脱3min，82％a、18％b洗脱6min。
21.本发明公开了以下技术效果：
22.本发明先将茶叶进行乙醇回流、超声处理，实现茶叶中咖啡因的高效提取，然后利用制得的纳米吸附材料对咖啡因进行特定吸附，将洗脱后的待测液进行液相色谱检测，针对性设定流动相及洗脱程序，相对现有咖啡因检测方法，本发明显著提高了检测精度，使得咖啡因检测精度高达99.96％。
23.本发明在纳米材料的吸附特性基础上，进一步在纳米材料的孔结构中吸附丁酸，利用丁酸与咖啡因间较强的分子间作用力，综合实现对游离咖啡因的高效吸附；在后续的分析检测中，流动相组分及洗脱程序的设定保证了最终极高的检测精度。
具体实施方式
24.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
25.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
26.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
27.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
28.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
29.实施例1
30.1.纳米吸附材料的制备
31.将fecl3·
6h2o(1g)、peg
‑
800(0.6g)及柠檬酸三钠(1g)超声分散于100ml乙二醇中，然后加入4g无水硫酸钠，搅拌溶液至澄清，然后将溶液在200℃下反应8h，离心、干燥，将得到的纳米材料在200ml丁酸中浸泡吸附15min，得到纳米吸附材料。
32.2.茶叶中咖啡因的含量检测
33.(1)将10g茶叶粉碎后加入500ml乙醇中回流1h，将回流液浓缩、冷冻干燥后得到2.05g粉末状固体；
34.(2)将步骤1中得到的粉末状固体在水溶液中超声处理5min，过滤，向滤液中加入4.10g纳米吸附材料，超声处理2min，离心后收集纳米吸附材料；
35.(3)将收集后纳米吸附材料用乙腈超声洗脱处理5min，将洗脱液浓缩，然后经微滤膜过滤后得到待测液；
36.(4)采用液相色谱检测法对待所得测液进行分析检测，色谱条件为：atlantis dc18色谱柱，4.6mmi.d
×
150mm，5μm，柱温40℃，流速0.9ml/min，检测波长280nm，进样量20μl。流动相：a:0.15％三氟乙酸溶液，b:乙腈。梯度洗脱程序：100％a洗脱3min，95％a、5％b洗脱2min，90％a、10％b洗脱3min，82％a、18％b洗脱6min。采用外标工作曲线法测定咖啡因的含量。
37.实施例1对茶叶中咖啡因含量的加标回收率为99.96％，该检测方法体现出了极高的检测精度。
38.实施例2
39.1.纳米吸附材料的制备
40.将fecl3·
6h2o(1.1g)、peg
‑
800(0.7g)及柠檬酸三钠(1.2g)超声分散于120ml乙二醇中，然后加入6g无水硫酸钠，搅拌溶液至澄清，然后将溶液在205℃下反应8.5h，离心、干燥，将得到的纳米材料在200ml丁酸中浸泡吸附10min，得到纳米吸附材料。
41.2.茶叶中咖啡因的含量检测
42.(1)将10g茶叶粉碎后加入500ml乙醇中回流1.5h，将回流液浓缩、冷冻干燥后得到2.04g粉末状固体；
43.(2)将步骤(1)中得到的粉末状固体在水溶液中超声处理10min，过滤，向滤液中加入4.04g纳米吸附材料，超声处理3min，离心后收集纳米吸附材料；
44.(3)将收集后纳米吸附材料用乙腈超声洗脱处理8min，将洗脱液浓缩，然后经微滤膜过滤后得到待测液；
45.(4)采用液相色谱检测法对待所得待测液进行分析检测，色谱条件为：atlantis dc18色谱柱，4.6mmi.d
×
150mm，5μm，柱温40℃，流速0.9ml/min，检测波长280nm，进样量20μl。流动相：a:0.15％三氟乙酸溶液，b:乙腈。梯度洗脱程序：100％a洗脱3min，95％a、5％b洗脱2min，90％a、10％b洗脱3min，82％a、18％b洗脱6min。采用外标工作曲线法测定咖啡因的含量。
46.实施例2对茶叶中咖啡因含量的加标回收率为99.95％。
47.实施例3
48.1.纳米吸附材料的制备
49.将fecl3·
6h2o(1g)、peg
‑
800(0.7g)及柠檬酸三钠(1g)超声分散于100ml乙二醇中，然后加入5g无水硫酸钠，搅拌溶液至澄清，然后将溶液在200℃下反应8.3h，离心、干燥，将得到的纳米材料在200ml丁酸中浸泡吸附12min，得到纳米吸附材料。
50.2.茶叶中咖啡因的含量检测
51.(1)将10g茶叶粉碎后加入500ml乙醇中回流1h，将回流液浓缩、冷冻干燥后得到2.02g粉末状固体；
52.(2)将步骤1中得到的粉末状固体在水溶液中超声处理8min，过滤，向滤液中加入3g纳米吸附材料，超声处理3min，离心后收集纳米吸附材料；
53.(3)将收集后纳米吸附材料用乙腈超声洗脱处理10min，将洗脱液浓缩，然后经微滤膜过滤后得到待测液；
54.(4)采用液相色谱检测法对待所得测液进行分析检测，色谱条件为：atlantis dc18色谱柱，4.6mmi.d
×
150mm，5μm，柱温40℃，流速0.9ml/min，检测波长280nm，进样量20μl。流动相：a:0.15％三氟乙酸溶液，b:乙腈。梯度洗脱程序：100％a洗脱3min，95％a、5％b洗脱2min，90％a、10％b洗脱3min，82％a、18％b洗脱6min。采用外标工作曲线法测定咖啡因的含量。
55.实施例3对茶叶中咖啡因含量的加标回收率为99.8％。
56.实施例4
57.1.纳米吸附材料的制备
58.将fecl3·
6h2o(1.1g)、peg
‑
800(0.6g)及柠檬酸三钠(1.2g)超声分散于110ml乙二醇中，然后加入6g无水硫酸钠，搅拌溶液至澄清，然后将溶液在205℃下反应8h，离心、干燥，将得到的纳米材料在200ml丁酸中浸泡吸附13min，得到纳米吸附材料。
59.2.茶叶中咖啡因的含量检测
60.(1)将10g茶叶粉碎后加入500ml乙醇中回流1.2h，将回流液浓缩、冷冻干燥后得到2.06g粉末状固体；
61.(2)将步骤1中得到的粉末状固体在水溶液中超声处理9min，过滤，向滤液中加入4.12g纳米吸附材料，超声处理2min，离心后收集纳米吸附材料；
62.(3)将收集后纳米吸附材料用乙腈超声洗脱处理9min，将洗脱液浓缩，然后经微滤膜过滤后得到待测液；
63.(4)采用液相色谱检测法对待所得测液进行分析检测，色谱条件为：atlantis dc18色谱柱，4.6mmi.d
×
150mm，5μm，柱温40℃，流速0.9ml/min，检测波长280nm，进样量20μl。流动相：a:0.15％三氟乙酸溶液，b:乙腈。梯度洗脱程序：100％a洗脱3min，95％a、5％b洗脱2min，90％a、10％b洗脱3min，82％a、18％b洗脱6min。采用外标工作曲线法测定咖啡因的含量。
64.实施例4对茶叶中咖啡因含量的加标回收率为99.94％。
65.对比例1
66.同实施例1，区别在于，制备纳米吸附材料时在三氟乙酸中进行浸泡。
67.对比例1对茶叶中咖啡因含量的加标回收率为86.91％。
68.对比例2
69.同实施例1，区别在于，流动相为甲醇:水＝1:1。
70.对比例2对茶叶中咖啡因含量的加标回收率为85.12％。
71.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。