DETERMINACION DE CAFEINA EN UNA BEBIDA ENERGIZANTE POR EL METODO DE CROMATOGRAFIA DE ALTA EFICIENCIA (HPLC)IBAEZ ARISTIZABAL, Jhon Alejandro (jhon.800913607@ucaldas.edu.co).QUINTERO HENAO, Diana Lorena (diana.800920313@ucaldas.edu.co)Universidad de caldas, Facultad de Ingenieras, Programa Ingeniera de AlimentosMayo 2015

RESUMENEn la prctica se aplic la tcnica de cromatografa para la determinacin de cafena y utilizando el ultravioleta visible para medir la concentracin de dicho compuesto en la bebida energizante Peak, En la parte experimental, se realizaron diferentes ensayos hasta obtener las condiciones ptimas en cada una de las tcnicas para la determinacin tanto cualitativa como cuantitativa de la cafena, ayudndonos de la interpolacin en una recta de calibrado confeccionada con soluciones patrn de cafena de concentracin conocida. Tambin se ensayaron distintos mtodos de extraccin de la cafena de las diferentes bebidas energizantes. Despus de poner a punto tanto el mtodo de separacin de la cafena de la bebida energizante como los dos mtodos analticos utilizados: HPLC y espectrofotomtrico, se procedi a la determinacin cuantitativa de la cafena en distintos energizantes comerciales de distinto origen y caractersticas. Una vez efectuadas todas las determinaciones de cafena en los distintos energizantes, trabajando siempre con varias repeticiones para poder realizar un pequeo estudio estadstico de los valores obtenidos y asegurar la fiabilidad de ellos, se intenta sacar conclusiones analizando los valores de cafena obtenidos y una de ellas es la demostracin, tal y como preveamos, de que la cantidad de cafena depende tanto del tipo de muestra, como del pas de origen y de su procesado, los resultados arrojados para el analisis de cafena en las diferentes muestras de bebidas energizantes dieron como resultado valores diferentes entre replicas como lo fue en el caso de nuestra muestra de bebida energizante Peak que en la rplica 1 dio un valor de 10,423 mg/100ml para la rplica 2 dio un valor de 6,6139 mg/100ml y por ltimo para la rplica de 5.582 mg/100ml llevando estos resultados a analizar a los investigadores que hubieron una serie de errores sistemticos tanto en la preparacin como en el mtodo de obtencin de la concentracin de la muestra.

ABSTRACT

In practice chromatography technique applies for determination of caffeine and using the ultraviolet visible for measuring the concentration of said compound in Peak energy drink, In the experimental part, various tests were conducted to obtain optimum conditions in each of techniques for qualitative and quantitative determination of caffeine, helping interpolation on a calibration curve made from standard solutions of known concentration caffeine. Various methods of extracting caffeine from the various energy drinks were also tested. After fine-tune both the method of separation of caffeine energy drink as the two analytical methods: HPLC and spectrophotometric, we proceeded to the determination of caffeine in various commercial energizing of different origins and characteristics. After making all determinations of caffeine at different energizing, always working with several repetitions to make a small statistical study of the values obtained and ensure the reliability of them, we try to draw conclusions analyzing the values of caffeine obtained and one of them It is proof, as we foresaw, that the amount of caffeine depends on the type of sample, and the country of origin and processing.

INTRODUCCIONLa cromatografa engloba a un conjunto de tcnicas de anlisis basadas en la separacin de componentes de una mezcla y su posterior deteccin. Las tcnicas cromatogrficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase mvil que consiste en un fluido (gas, lquido, o fluido supercrtico) que arrastra a la muestra con un flujo constante de presin proporcionado por una bomba, hasta llegar al punto donde es introducida la muestra. Siguiendo el flujo de presin la lleva a una columna donde se encuentra la fase estacionaria que se trata de un slido o un lquido fijado en un slido. Los componentes de la mezcla interaccionan de distinta forma con la fase estacionaria y con la fase mvil. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Despus de haber pasado los componentes por la fase estacionaria y haberse separado, pasan por un detector que genera una seal que puede depender de la concentracin y del tipo del compuesto.La cafena es una sustancia que se encuentra de forma natural en las hojas, las semillas o los frutos de ms de 60 plantas, se usa como producto para dar sabor a gran variedad de bebidas El consumo de cafena no est relacionado con el riesgo deenfermedades coronariasni cardiovasculares, no causahipertensincrnica ni aumento persistente de la presin arterial. Se define a la cafena como una droga porque estimula el sistema nervioso central, lo que aumenta el estado de alerta. En la mayora de las personas, la cafena produce un aumento temporal de la energa y una mejora del estado de nimo. En estado natural la cafena tiene un sabor amargo, hoy en da los adolescentes obtienen la mayor parte de la cafena de las bebidas gaseosas y energizantes. La cafena no se almacena en el cuerpo pero puede sentirse sus efectos por mximo 6 horas

La determinacin de cafena ha adquirido mucha importancia, debido a su uso en la industria farmacutica y en la industria de alimentos; ya sea como ingrediente en la elaboracin de refrescos y bebidas energticas o por su presencia en productos como el t, el mate, el cacao y el caf. En todos estos casos, el control de calidad del parmetro cafena es necesario en los productos que la contienen. Por esta razn, se han desarrollado nuevos mtodos instrumentales para su determinacin en diversas matrices, especialmente en alimentos.La cromatografa no solo permite la separacin de los componentes de una mezcla, sino tambin su identificacin y cuantificacin. El anlisis cualitativo est basado en la medida de parmetros cromatogrficos (tiempos y volmenes de retencin) mientras que el anlisis cuantitativo est basado en la medida de alturas o reas de picos cromatogrficos que se relacionan con la concentracin. La columna cromatogrfica y la forma con la que se disea, constituye el corazn de la separacin. El detector, situado al final de la columna es el que garantiza la respuesta de los componentes que se separan. La determinacin de la cafena se suele llevar a cabo mediante tcnicas de separacin como HPLC (Cromatografa lquida de alta eficiencia), CE (Electroforesis capilar), TLC (Cromatografa de capa fina) o GC (Cromatografa de gases). Estos mtodos realizan la deteccin mediante tcnicas electroqumicas (potenciomtricas, conductimtricas, amperomtricas, etc.), pticas (espectrofotomtricas, fluorimtricas, etc.) y otras (termoqumicas). La eleccin de una u otra tcnica depende del problema a resolver, del volumen de muestra y de su concentracin.METODOLOGIARESULTADOSTabla 1. reas de los estndares de calibracinPatrnconcentracinAREAPromedio

11075,7518868456-81,2985

220102,8683109,9757-106,422

340179,2652183,0969-181,18105

460249,7633256,0501-252,9067

580310,9967318,0290312,1739313,7332

6100357,045381,8068364,6477367,83316

Tabla 2.areas de las bebidas energizantessolucionesreasReplica 1 Replica 2 Replica 3

Gold 442,7260 475,8842 249,5551

Monster 515,6627 534,2009 274,3119

Red Bull 280,9749 497,4632 194,8018

Peak 389,0422 264,4559 229,069

Rodeo 279,1829 272,6681 276,4303

Shark 266,1132 265,6614 496,4209

Shin 10,8145 12,4279 7,7717

Vive 100 326,7819 319,2855 322,1431

Grafica 1: Curva de Calibracin de la cafena

Muestra de clculo para hallar la concentracinPEAK REPLICA 1 ( muestra propia)

REPLICA 2

REPLICA 3

*As se calcula para todas las replicas

Tabla 3. Concentraciones de las muestras en ppmmuestraConcentracionesReplica 1 replica 2 replica 3

Gold 120.65 130.79 61.58

Monster 142.96 148.62 61.15

Red Bull 71.190137.39 44.83

Peak 104.23 66.139 55.82

Rodeo

Shark

Shin

Vive 100

Tabla 4. Concentraciones de la muestra en mg/100mlmuestraConcentracionesReplica 1 replica 2 replica 3

Gold 12.06513.0796.158

Monster 14.29614.8626.115

Red Bull 7.11913.7394.483

Peak 10.4236.61395.582

Rodeo

Shark

Shin

Vive 100

ANALISIS DE RESULTADOSPara la muestra Gold se puede analizar que las concentraciones varan un poco una de la otra lo cual puede conllevar a que hubo errores en la preparacin de la muestra, ya sea por no haberla dejado el tiempo suficiente en calentamiento y que no se hayan eliminado por completo las burbujas de oxigeno que estaban presentes en la muestra.Segn la resolucin 4150 de 2009 el contenido mximo de cafena por cada 100 ml de bebida es de 32 mg lo que nos conlleva a analizar que la muestra Gold cumple con los requisitos establecidos en la normativa colombiana.Para la muestra de Monster se puede analizar que dos de las 3 concentraciones son muy similares y difieren solo en nmeros decimales, dando solo por diferente a la rplica numero 3 ya que esta est muy por debajo de los valores que se obtuvieron para las rplicas 1 y 2 llevndonos a analizar que la rplica nmero tres tenia errores de preparacin o de lectura.Para la muestra de Red Bull los 3 valores discrepan mucho el uno del otro dando como resultado una lectura no uniforme y esto conlleva a pensar que los encargados al momento de la preparacin de la muestra no se percataron bien de llevar a cabo todos los pasos para poder prepararla exitosamente y esto pudo conllevar al error.Segn la resolucin 4150 de 2009 el contenido mximo de cafena por cada 100 ml de bebida es de 32 mg