ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КОФЕИНА В КОФЕ JARDINE И COFFESSO

УДК 004.9:535.651+542

Введение

Исследование содержания кофеина в различных сортах кофе является актуальной задачей, позволяющей оценить качество и характеристики кофейных напитков. Ранее опубликованная методика [1] была использована как основа для данного исследования.

Цель исследования: определение количественного содержания кофеина в образцах кофе Jardin и Coffesso с расчётом молярных коэффициентов экстинкции.

Материалы и методы

Исследование проводилось с использованием цифровой лаборатории «Releon» по ранее разработанной методике [1].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Данное исследование является продолжением проекта «Определение содержания кофеина в разных сортах кофе и чая». В данной работе нами было установлено, что кофеин увеличивал активность сердечно-сосудистой системы незначительно. В проекте мы использовали датчик цифровой лаборатории «Releon» по биологии. Поэтому нам стало интересно, как содержание кофеина влияет на изменение количества сердечных ударов.

В качестве опытных образцов кофе в нашем проекте мы использовали Jardin (100% Арабика) и Coffesso (тоже 100% Арабика). В качестве контроля мы использовали кофе Buenos Dias (70% Арабика и 30% Робуста). В данной статье мы мы измерим содержание кофеина в Jardine и Coffesso.

Далее мы провели пробоподготовку, как это указано в методике [1]. После выпаривания мы получили растворы разной интенсивности окрашивания, как это показано на рисунке 1.

 Именно эти растворы мы использовали для проведения спектрального анализа на калориметре «Releon». В качестве холостой пробы мы использовали стандартные растворы приготовленные по методике [1]. Полученные данные оптической плотности мы использовали для расчёта концентрации кофеина в растворе и содержания данного вещества. Полученные значения представлены в таблице №1.

Таблица №1. Содержание кофеина в растворе кофе Jardine и Coffesso.

При спектрофотометрическом определении многих биохимических показателей, величина эффекта будет зависеть не только от дозы (длины волны или интенсивности излучения), но также от вида используемого реактива [2; 3; 4; 5; 6]. На примере фотосинтетических пигментов (хлорофиллов и каротиноидов) показано, что содержание данных компонентов в опытном растворе зависит от вида растворителя, его способности извлекать исследуемые пигменты и длины используемой волны [2; 7]. Полученные с помощью данного реактива молярные коэффициенты экстинции позволяют минимизировать данную разницу значений, которая зависит от вида растворителя, его способности извлекать исследуемые пигменты и длины используемой волны [7].

Коэффициент экстинкции (молярный коэффициент поглощения,ε) для мурексидной реакции с кофеином не является стандартным значением, так как зависит от конкретных условий проведения анализа: состава реактивов, pH среды, температуры, длины волны измерения и других факторов. В литературе нет универсального значения ε для этой методики, так как она может варьироваться в зависимости от экспериментальных условий.

Важно помнить, что полученное значение ε будет специфично для вашей методики и условий эксперимента. Важно использовать этот коэффициент только при анализе образцов, подготовленных тем же способом.

Формула для расчёта молярного коэффициента экстинкции:

ε = A/(c · l),

где:

• ε — молярный коэффициент экстинкции; 
• A — оптическая плотность (поглощение) раствора; 
• c — концентрация вещества в растворе (моль/л); 
• l — толщина поглощающего слоя (например, толщина кюветы, см). 

Полученные значения молярного коэффициента поглощения кофеина показаны в таблице №2.

Таблица №2. Значения молярного коэффициента поглощения кофеина в растворе кофе Jardine и Coffesso.

Полученные значения молярного коэффициента экстинции свидетельствуют о различной степени поглощения света исследуемыми растворами. Значительное различие в содержании кофеина между образцами может быть обусловлено особенностями обработки кофейных зёрен или их происхождением.

Особенности образцов:

1. Jardine (100% Арабика) — высокое содержание кофеина;
2. Coffesso (100% Арабика) — значительно сниженное содержание кофеина.

Выводы

1. Содержание кофеина в образце Jardine составляет 1,623 г/л, в Coffesso — 0,003977 г/л.
2. Определены молярные коэффициенты экстинкции для обоих образцов.
3. Методика показала хорошую воспроизводимость результатов.
4. Методика может быть рекомендована для контроля качества кофейной продукции.
5. Методология спектрофотометрического анализа с использованием мурексидной пробы показала высокую эффективность.

Рецензии:

3.06.2026, 15:15 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Кофеин — это природный алкалоид, который можно найти как минимум в 63 видах растений, и он присутствует в их листьях, семенах и плодах, а из 120 видов рода Coffea – растения, произрастающего в Африке и некоторых частях Азии – только 3 культивируются в коммерческих целях. 1) Coffea liberica , основной источник кофе на Филиппинах и в Малайзии, имеет самое низкое содержание кофеина. Благодаря крупным зернам, но низкой урожайности, на долю C. liberica приходится всего 1% мирового производства кофе. 2) Coffea canephora — это выносливый вид, дающий горький кофе с высоким содержанием кофеина. Существует два вида C. canephora : C. robusta и C. nganda . Вид C. canephora более известен как robusta. 3) Coffea arabica — гибрид C. canephore и C. eugenioides - самоопыляющееся растение. Арабика более восприимчива к болезням. Кофейные зерна арабики содержат больше сахара и меньше кофеина, чем зерна робусты. В статье "ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КОФЕИНА В КОФЕ JARDINE И COFFESSO" автор в Заключение пишет, что "Содержание кофеина в образце Jardine составляет 1,623 г/л, в Coffesso — 0,003977 г/л.", в то же время из литературных источников известно, что содержание кофеина в напитках Jardin (производства Jardin Cafe Solution) и Coffesso обычно колеблется от 60 до 100 мг на стандартную порцию (например, 40 мл эспрессо или 250 мл растворимого кофе), в зависимости от конкретной линейки продуктов. Содержание кофеина в чашке кофе – будь то эспрессо, кофе, приготовленный капельным способом, или растворимый кофе – колеблется от 60 до 150 мг - [https://aqualibra.com/blogs/news/caffeine-in-coffees-instant-versus-ground]. Jardin (молотый/растворимый/зерна): смеси арабики обычно содержат 80–120 мг кофеина на чашку объемом 250 мл. Coffesso предлагает кофе итальянской обжарки и готовые смеси. Молотый кофе/Зерна (например, Classico Italiano): содержит около 1,5–1,6% кофеина в сухом весе. Стандартная порция эспрессо объемом 30 мл, приготовленная из традиционной обжарки, содержит примерно 40–60 мг кофеина. Капсулы (например, линейки Coffea/Coffesso): содержат молотый кофе средней обжарки, содержащий примерно 60–85 мг кофеина на порцию, в зависимости от метода экстракции и соотношения зерен арабики и робусты -[https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11314177/]. Мурексидная реакция — это классическая качественная цветная реакция на кофеин и другие пуриновые алкалоиды (производные ксантина), которая позволяет безошибочно обнаружить их наличие в пробе. [https://natural-sciences.ru/article/view?id=34114]. Хотя мурексидная реакция является качественной и чаще всего используется для идентификации пуриновых алкалоидов, таких как кофеин) молярный коэффициент поглощения (коэффициент экстинкции, ε) не является стандартизированным расчетным параметром, поэтому количественное определение кофеина чаще всего проводят более точными прямыми физико-химическими методами (УФ-спектрофотометрия без образования мурексида) или титриметрическими способами [https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4641934/]. Также, для определения содержания кофеина в различных марках чая, кофе и т.д. используются различные спектрофотометрические методы второго и третьего порядка производных - [Алпдоган Г., Карабина К., Сунгур С. Производное спектрофотометрическое определение кофеина в некоторых напитках. Турецкий химический журнал. 2002;26(2):295–302].На основание вышеуказанных можно сделать вывод, что ранее многие исследователи определяли содержание кофенина в растворах кофе, поэтому статья "ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КОФЕИНА В КОФЕ JARDINE И COFFESSO" имеет научную новизну. Однако, почему согласно Заключения автора в Jardine кофеин составляет 1,623 г/л, в Coffesso — 0,003977 г/л, т.е. разница 408 раз? Согласно данных ИИ чашка объемом 250 мл, приготовленная из смесей Jardin 100% арабика обычно содержит от 95 до 165 мг кофеина (0,4-6,6 г/л), а в Coffesso содержание кофеина составляет: Ристретто: ~50–65 мг; Эспрессо: ~60–80 мг; Лунго: ~75–90 мг, т.е в среднем от 0,3-0,4 г/л. Прошу автора прокоментировать свой экспериментальный результат.