Determination of Caffeine in Coffee Products According to DIN 20481

Význam tématu

Analýza obsahu kofeinu v kávových výrobcích je klíčová pro kontrolu kvality, označování a dodržování legislativních požadavků. Kofein je hlavní psychoaktivní složkou kávy a jeho stanovení rozlišuje běžné a odkofeinované produkty. Metoda podle normy DIN ISO 20481 poskytuje standardizovaný postup pro konzistentní výsledky při výrobě i laboratorní kontrole.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit výkonnost klasického HPLC systému Agilent 1260 Infinity pro stanovení kofeinu v rozsahu běžných a dekofeinizovaných kávových vzorků. Studie hodnotila linearitu, přesnost retence a plochy, detekční a kvantifikační meze, přesnost stanovení a případný carryover. Porovnala se také klasická kolona s 4,6 mm průměrem a tzv solvent saver kolony s 3,0 mm průměrem k optimalizaci spotřeby rozpouštědla a rychlosti analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Průprava vzorku proběhla extrakcí instantní kávy v horké vodě za přítomnosti MgO při 90 °C, následovalo čištění přes membránový filtr 0,45 µm. Mobilní fáze obsahovala vodu a metanol v poměru 75 25 objemových procent, separace byla izokratická při teplotě kolony 25 °C. Detekce probíhala v UV při 272 nm s referencí na 360 nm.

• HPLC systém Agilent 1260 Infinity s binárním čerpadlem a externím odvzdušňovačem
• Autosampler s termostatem vzorků a termostatovaná kolonová komora
• Diodový array detektor Agilent DAD 10 mm
• Software Agilent OpenLAB CDS ChemStation
• Kolony Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18 4,6×150 mm, Poroshell 120 EC-C18 3,0×150 mm a 3,0×50 mm

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky pro rozsahy 1,25–20 mg/L a 0,125–4 mg/L vykázaly výbornou linearitu (R2≥0,9999). Pro standardní kolonu činily detekční a kvantifikační meze LOD 0,034 mg/L a LOQ 0,113 mg/L, pro solvent saver kolonu byly ještě nižší (LOD 0,015 mg/L, LOQ 0,051 mg/L). Relativní směrodatná odchylka retence a plochy byla menší než 0,12 % a 0,4 %. Neprokázal se žádný carryover. Stanovení reálných vzorků potvrdilo obsah kofeinu ~2 % u běžných instantních káv a <0,1 % u dekofeinizovaných, v souladu s regulací.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená HPLC metoda poskytuje rychlý a spolehlivý nástroj pro rutinní kontrolu kvality kávy ve výrobě i akreditovaných laboratořích. Nízký LOQ umožňuje sledovat i minimální rezidua kofeinu v dekofeinizovaných produktech. Varianta se solvent saver kolonou významně snižuje spotřebu rozpouštědla a dobu analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalšími kroky mohou být přechod na UHPLC a krátké kolony pro zvýšení průchodnosti vzorků, integrace s hmotnostní spektrometrií pro vícekomponentní analýzu, rozšíření metody na stanovení dalších bioaktivních složek kávy nebo kontaminantů jako mykotoxiny a chlorogenní kyseliny. Automatizace přípravy vzorků a online monitoring mohou dále zefektivnit kontrolní proces.

Závěr

Metoda podle DIN ISO 20481 na platformě Agilent 1260 Infinity prokázala vynikající analytické parametry pro stanovení kofeinu v kávových výrobcích. Použití solvent saver kolony snížilo spotřebu rozpouštědel o 57 % a zkrátilo dobu analýzy až třikrát. Provozní robustnost, nízké meze detekce a jednoduchá příprava vzorků zajišťují univerzální použití v kontrolních laboratořích.

Reference

• Guidelines of the European Commission on labelling of quinine and caffeine containing beverages, July 2002
• DIN ISO 20481 Coffee and coffee products – Determination of caffeine content by HPLC, Jan 2011
• DIN 10767 Coffee and coffee products – Determination of chlorogenic acids by HPLC, 1992
• Agilent Application Note 5991-2852EN
• DIN 10779 Coffee and coffee products – Determination of 16-O-methyl cafestol in roasted coffee by HPLC, March 2011
• Agilent Application Note 5991-2853EN
• DIN EN 14132 Foodstuff – Determination of ochratoxin A in roasted coffee by HPLC with immunoaffinity clean-up, Sept 2009
• Agilent Application Note 5991-2854EN