IDENTYFIKACJA I OZNACZANIE KOFEINY W KOSMETYKACH

IDENTYFIKACJA I OZNACZANIE KOFEINY
W KOSMETYKACH
Kinga Moskal
Kierujący pracą: prof. nzw. dr hab. inż. Mirosław Mojski
Opiekun naukowy pracy: dr inż. Norbert Obarski
Wprowadzenie
Kofeina jest substancją pochodzenia naturalnego zaliczaną do grupy alkaloidów purynowych [1]. Stosowana jest głownie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym. wykorzystanie kofeiny jako głównej substancji czynnej w wielu kosmetykach wynika z
jej właściwości antyoksydacyjnych [2], zdolności do aktywacji procesu prowadzącego do
destrukcji uszkodzonych przez promienie słoneczne komórek skóry [3], oraz stymulacji
przemian biochemicznych testosteronu w związek powodujący łysienie [4]. Powszechnie dostępne na rynku kosmetycznym preparaty zawierające w swoim składzie kofeinę to kremy
antycellulitowe.
Na podstawie przeglądu literaturowego stwierdzono, że do identyfikacji i oznaczania kofeiny można wykorzystać następujące techniki analityczne: reakcje barwne, reakcję krystalograficzną, spektroskopię FTIR [5], spektroskopię Ramana z transformacją Fouriera [6], chromatografię cienkowarstwową (TLC) [7], wysokosprawną chromatografię cieczową (HPLC) [8],
chromatografię gazową ze spektrometrem mas (GC-MS) [9], analizę miareczkową, spektrofotometrię UV-VIS [10], potencjometrię [11], woltamperometrię oraz czujniki elektrochemiczne [12].
Przeprowadzono analizę jakościową i ilościową (pod kątem zawartości kofeiny) najczęściej
kupowanego kremu antycellulitowego formy AVON stosując wybrane metody analityczne.
Wyniki i dyskusja
Ze względu na dużą różnorodność składników kosmetyków przed przystąpieniem do identyfikacji i oznaczania kofeiny w próbce rzeczywistej opracowano metodę ekstrakcji tego alkaloidu z preparatów antycellulitowych. Zbadano wpływ pH środowiska ekstrakcyjnego, rodzaj
rozpuszczalnika i krotność ekstrakcji na wydajność tego procesu. Uwzględniając wyniki badań próbkę kofeiny do analizy jakościowej i ilościowej przygotowano przez dwukrotną ekstrakcję chloroformem z kosmetyku w środowisku o pH ~ 6,8.
Podjęto próbę oznaczenia kofeiny metodą spektrofotometrii UV-VIS, jednak ze względu na
obecność w ekstrakcie chloroformowym innych składników kremu, których widmo przysłoniło widmo kofeiny metoda ta okazała się nieefektywna. Do jednoczesnej identyfikacji i oznaczania kofeiny w kosmetykach zastosowano metodę wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detektorem spektrofotometrycznym. Na podstawie przeprowadzonych badań, wybrano
odpowiednią kolumnę, skład eluentu i rodzaj elucji w celu opracowania metody charakteryzującej się dużą rozdzielczością i krótkim czasem analizy. Kofeinę oznaczono w kosmetyku
metodą klasycznej analizy miareczkowej kwasem chlorowym (VII) w środowisku bezwodnym wobec fioletu krystalicznego. Do identyfikacji kofeiny w ekstrakcie chloroformowym
zastosowano reakcje barwne: reakcję mureksydową i reakcję z odczynnikiem Ehrlicha. Jednak metody te nie są się na tyle selektywne aby można było wykorzystać je do identyfikacji
kofeiny zawartej w kosmetykach. Analizy jakościowej kofeiny dokonano metodą chromatografii cienkowarstwowej. Opracowano metodę na podstawie badań, których celem było określenie składu fazy ruchomej i odczynnika wywołującego do przeprowadzenia efektywnego
rozdzielania chromatograficznego na płytce pokrytej warstwą żelu krzemionkowego. Za pomocą techniki TLC ustalono, że w skład kosmetyków antycellulitowych wchodzi kofeina i
inny alkaloid stosowany być może w celu obniżenia kosztów produkcji.
Wnioski
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, ze kofeinę oznaczyć można w ekstrakcie chloroformowym z kosmetyku antycellulitowego metodą klasycznej analizy miareczkowej. Do identyfikacji tego alkaloidu można wykorzystać technikę TLC. Opracowano optymalną technikę jednoczesnej analizy jakościowej i ilościowej kofeiny w kosmetykach, którą
jest wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC).
Literatura
1. ,,Fitoterapia i leki roślinne” red. Lamer-Zarawska E., Kowal-Gierczak B, Niedworak J.
Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007
2. Murray R.K.: ,,Biochemia Harpera”, PZWL, Warszawa 2002
3. Baumann L.S.: ,,Less-known botanical cosmeceuticals”, Dermatologic Therapy,
20, 2007, 330-342.
4. Fischer T.W., Hipler U.C., Elsner P.: ,, Effect of caffeine and testosterone on the
proliferation of human hair follicles in vitro”, Int. J. Dermatol., 46, 2007, 27-35.
5. Bouhsain Z. Garrigues M. J., Garrigues S., de la Guardia M.: ,,Flow injection
Fourier transform infrared determination caffeine in coffee”, Vibrat. Spectr., 21,
1999, 143-150.
6. Barańska M., Proniewicz L.M.: ,,Raman mapping of caffeine alkaloid”, Vibrat.
Spectr., 48, 2008, 153-157.
7. Fenske M.: ,, Caffeine Determination in Human Saliva and Urine by TLC and Ultraviolet Absorption Densitometry”, Chromatographia, 65, 2007, 233-238.
8. Muthanna J.M., Firas A.: ,,Isolation identification and purification caffeine from
coffea Arabica and Camellia synensis, a combination antibacterial study”, Int. J.
Green Pharm., 3, 2009, 52-57.
9. Shrivas K.: ,,Rapid Determination of Caffeine in one drop of baverages and foods
using drop-to-droop solvent microextraction with gas chromatography/ mass spectrometry”, J. Chrom., 1170, 2007, 9-14.
10. Finucane T. P., Borker E.: ,,Rapid Spectrophotometric determination of Caffeine”,
J. Anal. Chem., 20, 1948, 1162-1166
11. Saad S.H, Mona A.A., Moshera M.S.: ,,Caffeine-Picrylsulfonate Liquid Membrane
Electrode for Selective Determination of Caffeine in Analgesic Preparations”, J.
Anal. Chem., 58, 1985, 1126-1130.
12. Patraa S., Karantha N.G., Kumarb M.A., Thakur M.S.: ,, Development of a biosensor for caffeine”, Anal. Chim. Act., 582, 2007, 329-334.