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Universitaet Zurich - coffein.ch
Qualitätskontrolle
Es gibt auch im 'Coffeinbusiness' wie überall sogenannte schwarze Schafe, die es auf Profit angelegt haben und das teure Naturprodukt entweder stark verdünnen oder nur noch auf der Etikette figurieren lassen. Häufig wird dann Coffein aus dem Handel zugesetzt, das relativ billig ist. Doch dieses verrät seine Herkunft (siehe unten) und dieser Umstand wird in der Qualitätskontrolle ausgenützt.
Qualitaetskontrolle Uni Zurich - coffein.ch
Coffein, das im grossen Massstab aus der chemischen Synthese oder einer coffeinhaltigen Pflanze gewonnen wird, ist in charakteristischer Weise 'verunreinigt'. Je nach Synthese-Protokoll oder Pflanzenart wird es von mehr oder weniger deutlichen Spuren an andern Methylxanthinen und/oder Methylharnsäuren (siehe Chemie) begleitet, die technisch-präparativ nicht abgetrennt werden. Die Herstellung bzw. Isolierung von grossen Mengen an ultrareinem Coffein wäre technisch möglich, wird aber aus finanziellen Gründen nicht in Betracht gezogen. Hier setzt die Analytik ein. Zur Zeit ist die schnelle, hochauflösende Flüssigchromatografie (HPLC = high performance liquid chromatography) die Methode der Wahl. Das zu untersuchende Produkt bzw. das Pflanzenorgan wird in einfacher Weise extrahiert, und der Extrakt direkt odernach einem Reinigungsschritt chromatografiert. Unsere ersten Analysen beschäftigten sich mit Tee und Kaffee (Citroreksoko et al., 1977; Kappeler & Baumann. 1985). Dabei ging es nicht um 'Etikettenschwindel' sondern darum, ob verschiedene Herkünfte und Arten bzw. Varietäten unterschieden werden können.

Beispeilsweise unterscheidet sich das Coffein aus Robusta- und Arabica-Kaffee durch den Gehalt an Methylharnsäuren und durch das Verhältnis der beiden Dimethylxanthine Theobromin und Theophyllin (Kappeler & Baumann. 1985). Eine gründliche Analyse der Verhältnisse beim Kaffee findet sich in einer Dissertation (Weidner 1999) aus der Arbeitsgruppe von Professor H.G. Maier der TU Braunschweig.

Das Coffein aus Guarana ist charakterisiert durch einen ganz bestimmten Spurenanteil an den Dimethylxanthinen Theobromin und Theophyllin, die zu Coffein(=100) idealerweise in einem Verhältnis von ca 0.5/0.5/100 stehen (Marx et al., 1985; und eigene Untersuchungen). Eine Serienanalyse von Energy-Drinks durch Marx und Baumann (1995) zeigte schonungslos, wie in dieser Sparte geschummelt wird.

Schliesslich sei hier auf eine Analysemethode der Purinalkaloide verwiesen, die relativ aufwändig ist, aber mit ihrer Aussagekraft alle andern Techniken weit überflügelt. Es handelt sich um die Bestimmung des Anteils von stabilen Isotopen wie 2H, 13C, oder 18O in einer chemischen Verbindung = Isotope Ratio Mass Spectroscopy (IRMS). Der Isotopenanteil ist nicht nur spezifisch für eine Art oder Varietät sondern auch für die geografische Herkunft. Die Grundlage ist die unterschiedliche Diskriminierung der Isotopen durch die Enzyme der Pflanze. Erwähnenswert sind hier die Forschungen der Arbeitsgruppen Schmidt (TU München) und Schreier (Universität Würzburg), die aufzeigen, wie auf diese Weise Verfälschungen in coffeinhaltigen Produkten nachgewiesen werden können (Weilacher et al., 1996; Weckerle et al. 2002; Richling et al., 2003).
coffein.ch Universitaet Zürich
Literatur

Citroreksoko PS, Petermann J, Wanner H, Baumann TW (1977) Detection of trace amounts of methylated uric acids in crude caffeine from different sources; International Scientific Colloquium on Coffee (ASIC) 8: 143-145

Kappeler AW, Baumann TW (1985) Purine alkaloid patterns in coffee beans; International Scientific Colloquium on Coffee (ASIC) 11: 273-279

Marx F, Pfeilsticker K, Maia JGS (1985) Analyzing Guaraná (Paullinia cupana var. sorbilis). 1. HPLC determination of caffeine, theobromine and theophylline in Guaraná seeds (in German). Deutsche Lebensmittelrundschau 81/12: 390-392

Marx F, Baumann TW (1995) in Regenass R.: Schlappe Muntermacher. K-Tipp 13: 15-18

Richling E, Höhn C, Weckerle B, Heckel F, Schreier P (2003) Authentication analysis of caffeine-containing foods via elemental analysis combustion/pyrolysis isotope ratio mass spectrometry (EA-C/P-IRMS). Eur. Food. Res. Technol. 219:544-548

Weckerle B, Richling E, Heinrich S, Schreier P (2002) Origin assessment of green coffee (Coffea arabica) by multi-element stable isotope analysis of caffeine. Anal. Bioanal. Chem. 374:886-890

Weidner M (1999) Purinalkaloide und Methylharnsäuren im Kaffee. Dissertation der TU Braunschweig (Proff. Maier HG & Mischnick P), 188p

Weilacher T, Gleixner G, Schmidt H-L (1996) Carbon isotope pattern in purine alkaloids – a key to isotope discriminations in C1 compounds. Phytochemistry 41: 1073-1077

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