[스크랩] 카페인의 흡수스펙트럼 (UV Spectrum of Caffeine)

 

 

카페인의 흡수스펙트럼

 

 

  대학교 일반화학 실험 목록에 어지간해서는 빠지지 않는 카페인 추출 실험.

  커피나 차(tea), 또는 간단히 에너지 음료 등에서 카페인을 추출하고, 결과물을 확인한다. 추출 결과를 확인하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있는데, 그중 카페인의 UV 스펙트럼을 활용하는 방법은 여러 방면에서 편리하다. 정성 분석, 정량 분석이 모두 가능하고, 추출된 카페인이 다소 미량일지라도 스펙트럼 개형을 통해 추출 여부 정도는 확인할 수 있기 때문이다. 

  추출한 물질이 카페인이 맞는지 확인하기 위해서는 표준 시료(카페인)의 흡수스펙트럼이 반드시 필요하다. 가장 좋은 방법은 카페인 표준 시료(standard)를 만들어 직접 스펙트럼을 측정하고, 추출한 결과물과 비교하는 것이다. 이 과정을 거칠 경우 측정 환경(용매 환경, 기기, 측정 조건) 차이에 따른 스펙트럼 차이를 해소할 수 있다.

  그러나 이 과정이 수업의 일환으로 진행되는 경우 추출부터 분석까지 제한된 시간 안에 모두 이루어져야 하며, 목적 또한 결과를 확인하는 정도에 그치는 경우가 많기에 표준 시료의 스펙트럼을 직접 측정하기보다 인터넷 검색으로 대체해야 하는 경우도 종종 있다.

 나역시 학교에서 혹시나 필요할까 싶어 구글에서 검색한 것들을 한데 모아 본다. 대부분 UV 흡수 스펙트럼 위주로 훑어본 것이어서 상세한 내용까지는 잘 모른다. 간략히 원문 링크와 그림을 첨부한다. 첨부한 pdf는 구글 스칼라나 이미지 검색 등을 통해서 모두에게 공개된 자료들이다.

카페인의 최대흡수파장 (λ_max) :
270 ~ 276 nm
(용매 환경, 기기, 측정 조건에 따라 차이 있음)

 

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1. Belay, A., Ture, K., Redi, M., & Asfaw, A. (2008). Measurement of caffeine in coffee beans with UV/vis spectrometer. Food chemistry, 108(1), 310-315. [web] [pdf]

* 기기 및 조건: SPECTRONIC GENESYS 2PC, resolution-2nm, path length-1cm, quartz cuvette

(1) 카페인의 흡수스펙트럼(de-ionized water, λ=272 nm), (3) 카페인의 흡수스펙트럼(CH2Cl2, λ=274.7 nm)

* (용매 추출 없이) 물에 단순히 커피를 용해시켜 카페인의 양을 UV-Vis 분광광도법으로 직접 결정하지는 못함. 커피에 포함된 여러 물질들의 UV 흡수 띠가 겹쳐져서 나오기 때문.

(5) 커피 수용액(속 카페인)의 UV 흡수 스펙트럼

 

2. Ahmad Bhawani, S., Fong, S. S., & Mohamad Ibrahim, M. N. (2015). Spectrophotometric analysis of caffeine. International journal of analytical chemistry, 2015. [web] [pdf]

카페인 흡수스펙트럼 (distilled water, λ=274 nm)

 

3. Hagos, M., Redi-Abshiro, M., Chandravanshi, B. S., Ele, E., Mohammed, A. M., & Mamo, H. (2018). Correlation between caffeine contents of green coffee beans and altitudes of the coffee plants grown in southwest Ethiopia. Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia, 32(1), 13-25. [web] [pdf]

* 기기 및 조건: Lambda 950-UV-VIS-NIR, PerkinElmer, resolution-2 nm, path length-1cm, quartz cell

카페인 흡수스펙트럼(CH2Cl2, λ=275nm, 표준용액(3))

 

4. Pawar HA, Malusare VA and Shinde PR. Comparative UV-Spectroscopic Analysis of Different Local Brands of Black Tea Available in Maharashtra Region (India) for the Presence of Caffeine. Austin J Anal Pharm Chem. 2016; 3(3): 1072. [web] [pdf]

* 기기 : Shimadzu 1800

카페인 흡수스펙트럼 (CH2Cl2, λ=273.4 nm)