Development of alternative methods for determination of acrylamide and caffeine in coffee samples

Abstract

Acrylamide which has gained attention in recent years is a composition resulting from the heat treatment process of foods. By the IARC, it is listed in Group 2A as a possible carcinogenic substance for humans. Caffeine is a nitrogenous natural compound of the alkaloid group, which has crucial physiological effects. There are numerous analytical methods within the literature for acrylamide and caffeine determination. These methods are GC-MS, LC-MS, voltammetry, ion chromatography, FTIR, GC-EDC, LC- MS/MS, and GC-IT/MS. Also, organic molecules could be identified via the complexation with metals. It is well known that the Job Method is determining the formation rate of the complex between metals and organic molecules in a certain mixture. In this project, an alternative method was tried to determine the CA and AA amount in coffee samples. First of all, the metal complexes of CA and AA formed with Cu and Co were determined as 1:1 according to Job's Method by UV-VIS Spectrophotometer. After optimum conditions were set, standard solutions and coffee samples were measured at 252.0 nm (for CA) and 272.0 nm (for AA). Based on the data obtained, the amounts of acrylamide and caffeine were determined in commercial coffee samples.

Akrilamid (AA), son yıllarda dikkatleri üzerine toplayan, gıdaların ısıl işlem süreci sonucunda ortaya çıkan bir bileşimdir. 1994 yılında Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC) tarafından Grup 2A’da ‘insan için muhtemel karsinojenik madde’ olarak listelenmiştir. Kafein (CA), önemli fizyolojik etkileri olan alkaloid grubunun azotlu bir organik bileşiğidir. Akrilamid ve kafein tayini için literatürde birkaç analitik yöntem vardır. Bu yöntemler GC-MS, LC-MS, voltametri, iyon kromatografisi, FT-IR, GC-EDC, LC- MS/MS ve GC-IT/MS'dir. Ek olarak, organik moleküller metallerle kompleksleşme yoluyla tanımlanabilir. Job Metodunun belirli bir karışımda bulunan metaller ve organik moleküller arasındaki kompleksin oluşum hızını belirlediği iyi bilinmektedir. Bu projede, kahve örneklerindeki CA ve AA miktarını belirlemek için alternatif bir yöntem denendi. Öncelikle, CA ve AA’nın Cu ve Co ile oluşturduğu metal kompleksleri UV-VIS Spektrofotometresi ile ölçüldü ve M:L oranı Job Metoduna göre 1:1 olarak belirlendi. Optimum koşullar ayarlandıktan sonra, standart çözeltiler ve kahve örnekleri 252.0 nm'de (CA için) ve 272.0 nm'de (AA için) ölçüldü. Elde edilen verilere dayanarak, ticari kahve örneklerinde akrilamid ve kafein miktarı belirlendi.