FT-IR HPLC/UV - Master CHIMIE

Comparaison de différentes méthodes d’extraction de la caféine du thé et analyse
par HPLC/UV - Dosage de la caféine de différents thés par FT/IR
A. Puchet, S. Dejean
Master 2 Professionnel "Chimie Analytique et Instrumentation"
Promotion 2007
La caféine (1,3,7-triméthylxanthine) est un puissant alcaloïde que l’on rencontre dans le thé et dans
de nombreuses autres plantes. La teneur en caféine dans un thé dépend du type de thé, de sa
provenance, des conditions de récolte, et des procédés de fabrication (séchage, emballage…)
Comparaison de différentes méthodes d’extraction de la caféine du thé et analyse par HPLC/UV
Conditions d’analyse HPLC/UV :
Droite d'étalonnage de la caféine en HPLC/UV (détection à 280 nm)
gradient d'élution 2
- Colonne C18 Nucleosil
(150*4,6mm)
- Détection UV à 280 nm
- Débit : 0,8 ml/min
- Éluant :
solution A : eau/acide acétique
(97/3, v/v)
solution B : méthanol
- Durée d’analyse : 25 min
1800,0
1600,0
1400,0
60
50
40
aire
pourcentage de méthanol
dans la phase mobile
70
30
1200,0
1000,0
10
800,0
600,0
0
400,0
20
0
5
10
15
20
25
30
Gradient d’élution optimisé
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
concentration (mg/L)
méthode
nombre
d’extraction
s
solvant
d'extraction et
volume
1
eau/acétonitrile
110ml
2
eau/acétonitrile
2*30ml
1
eau
110ml
1
méthanol
50ml
3
méthanol
3*50ml
A
B
C
Chromatogramme : extrait de thé vert Darjeeling (méthode A)
2
R = 0,9993
200,0
0,0
0,00
temps (min)
Caféine 11,5 min
y = 71,808x - 14,52
technique
température
(°C)
agitation
magnétique
ambiante
chauffage à
reflux
>100
bain à
ultrasons
ambiante
masse extraite
temps
(g) par gramme
(minute)
de thé
70
0,025
2*40
0,030
60
0,031
5
0,009
3*5
0,015
Comparaison des différentes méthodes d’extraction de la caféine du thé vert Darjeeling
Î La méthode B est retenue pour l’extraction de la caféine des différents thés
Dosage de la caféine de différents thés par FT/IR
Conditions d’analyse FT/IR :
-
Analyse en transmittance
Cellule à liquide : CaF2
Solvant d’analyse : chloroforme
Nombre de scans : 4
Résolution : 4 cm-1
Bandes caractéristiques :
Î à 1658 cm-1 : ‫ע‬C=O conjugué
120
Î à 1704 cm-1 : ‫ע‬C=O non conjugué
100
transmittance (%)
Spectre IR d’un extrait de
thé vert Darjeeling (méthode
d’extraction B)
80
60
40
1656 cm-1
y = -103,64x + 98,381
2
R = 0,9991
20
1704 cm-1
y = -68,719x + 98,934
2
R = 0,9993
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
concentration (g/l)
Droites d’étalonnage de la caféine en FT/IR
quantité de
concentration
caféine par
(g/l) à
gramme de thé
-1
1704cm
(g/g)
transmittance
à 1658 cm-1
quantité de
concentration
caféine par
(g/l) à
gramme de thé
-1
1658 cm
(g/g)
Echantillon
transmittance
à 1704 cm-1
thé de ceylan
73,52
0,370
0,021
60,86
0,3620
0,020
thé de
l'Himalaya
64,91
0,495
0,005
49,78
0,4689
0,005
thé vert
Darjeeling
58,79
0,584
0,031
58,94
0,3806
0,020
Î La bande caractéristique de la caféine retenue pour la quantification est celle à 1658 cm-1
En ce qui concerne l’extrait de thé vert Darjeeling, les résultats en HPLC et en FT/IR montrent une déviation de 22% par rapport à la moyenne.
En conclusion, l’étude en FT/IR a permis de comparer les teneurs en caféine de différents thés. Les valeurs obtenues sont du même ordre de
grandeur que celles relevées dans la bibliographie [1], [2] et [3], c’est à dire 0.02-0.03 g de caféine par gramme de thé.
Appareillages
Prix
HPLC/UV : 30000€
FT/IR : 35000 à 40000€
Schéma du système HPLC/UV
Système HPLC HP Series 1050
Références :
[1] E. Nishitani, Y.M. Sagesaka ; Journal of Food Composition and Analysis, 17 (2004) 675-685.
[2] Y. Zuo, H. Chen, Y. Deng ; Talanta, 57 (2002) 307-316.
FT/IR Perkin Elmer 1600 Series
Cellule CAF2 à liquide
[3] N.M. Najafi, A.S. Hamid, R.K. Afshin ; Microchemical Journal, 75 (2003) 151-158.