饮料中咖啡因的拉曼光谱法检测研究

饮料中咖啡因的拉曼光谱法检测研究

文章在阐述拉曼光谱法的基础上，利用拉曼光谱法对一次性浸泡茶水饮料中的咖啡因进行定量和定性检测，通过检测分析浸泡茶水中的咖啡因含量，帮助人们充分了解茶水饮料中的咖啡因含量。

标签：饮料；咖啡因；拉曼光谱检测法

咖啡因是从茶叶、咖啡果中能提取出的一种生物碱，既可以作为食品添加剂，也可以被作为药品原料。咖啡因含量是茶饮料含量检测的重要品质指标。适当的咖啡因能能够起到亢奋精神、增强注意力和自信心的作用，但是过多的咖啡因则会危害人体健康。为此，在茶类饮品制作的时候需要相关人员严格把关和检测咖啡因含量。

1 拉曼光谱法

拉曼光谱法主要是应用激光单色性良好、方向性强、亮度高的特点，与表面增强拉曼效应相结合由此产生表面增强拉曼光谱。拉曼光谱法灵敏度比常规拉曼光谱可提高104-107倍，分析信噪比也会得到提升。

拉曼光谱是用来检测物质分子振动和转动级别的方法，物质分子始终处于一种振动的状态，且这种振动是由各种简正振动叠加形成的，在振动过程中伴随而来出现的是偶极矩的变化，会对对应的红外光进行吸收，显示出简正运动的红外活性。简正运动一般具备拉曼活性，在振动的过程中会出现极化度的变化，和入射的光子发生能量交换。

拉曼光谱的检测主要是利用可见激光检测在红外区的分子振动和转动能量。拉曼光谱的检测是一种间接性的检测方法，通过有效的检测能够将红外区的信息转变到可见光区域。

可见光区是电子跃迁的能量区，在应用可见激光射击样品的时候，电子跃迁所产生的光致发光信号会对拉曼信号产生干扰。拉曼光谱仪一般都配备多种激光器，当一种激光激发样品时产生很强的光致发光干扰信号时，就改用另一种激光，目的是避开光致发光的干扰。

拉曼光谱仪器能够对固态、液态、气态以及有机和无机样品进行非破坏性的分析，在鉴定各类矿物组成、矿物固液气气相包裹体、宝玉石、高聚物、无机非金属材料方面发挥了十分重要的作用。

2 实验仪器和方法

2.1 实验仪器

选择天津生产的LRS型号的激光拉曼光谱仪和日本生产的UV-2425型号紫外线可见光谱仪作为检测仪器。

2.2 实验材料

实验材料包含市场上销售的碧螺春、龙井、普洱等茶叶饮料。

2.3 实验材料处理

将获取的茶叶饮料原料进行一次性的浸泡处理，即在2g 的茶叶中放入50毫升90摄氏度的水，在静静等待半个小时之后进行过滤处理。将收集到100毫升过滤液放置在容器中，用水稀释这类溶液到指定的刻度上，得到2倍稀释的溶液A。之后将10毫升的溶液A移动到容积为100毫升的容量瓶中进行稀释，得到20倍稀释的溶液B。再之后将10毫升的溶液B放置到100毫升的容量瓶中，用水稀释溶液。

2.4 实验检测

将茶水饮料样品B应用激光拉曼光谱进行检测，检测的工作范围在200nm到300nm之间，扫描操作的间隔时间是0.1nm。茶水饮料样品C应用紫外光谱检测方法进行检测，检测扫描的范围在200nm到600nm之间。

3 实验结果分析

3.1 定性检测

将茶叶饮料一次性浸泡获得的20倍稀释水应用激光拉曼光谱图进行检测，发现碧螺春、龙井和普洱饮料茶水样品的拉曼散射峰围绕材料记载和文献报道的咖啡因265nm特征相符合，峰值从强到弱的排序分別是碧螺春、龙井、普洱。

3.2 定量检测

碧螺春、龙井、普洱三种茶叶饮料一次性浸泡之后获得的200倍稀释茶水饮料，碧螺春、龙井、普洱三种茶叶饮料样品在272nm-273nm范围内表现出一种比较强烈的吸收峰，充分显示出咖啡因含量的峰值变化，和文献记载的内容相一致，三种饮料的吸收强度从高到低分别是碧螺春、龙井和普洱。结合咖啡因标准品吸光度曲线计算出一次浸泡茶水中咖啡因的总体含量信息如表1所示。根据表一的数据信息可以发现，在进行一次性浸泡和检验操作之后可以发现碧螺春茶水中的咖啡因含量最高，普洱茶水饮料中的咖啡因含量最低。

4 结束语

综上所述，文章在阐述拉曼光谱法检测原理的基础上，选取碧螺春、龙井、普洱三种茶叶样品进行一次性浸泡处理，之后借助激光拉曼光谱法和紫外线光谱

分析法来对茶水饮料中的咖啡因进行定性和定量检测分析，总结分析茶水饮料中的咖啡因含量。通过应用这种检测方式能够提升茶水饮料咖啡因检测的准确性和有效性，帮助人们更好的了解茶水饮料中的咖啡因含量。

参考文献：

[1]彭军.常见饮料中咖啡因的拉曼光谱定性检测[J].大学物理实验，2011，24（3）：29-31.

[2]房若宇.激光拉曼光谱结合紫外光谱检测茶水中的咖啡因[J].大学物理实验，2013，26（2）：13-15.

[3]康健.拉曼光谱在咖啡因及癌细胞检测中的应用研究[D].广州：华南师范大学，2010.