Switch on

Einblicke in die Geschichte und Chemie von Gin Tonic

Quantifizierung von Chinin in Tonicwater mittels UHPLC-Analyse

Annika Malz, Shimadzu Europa GmbH

In diesem ersten Artikel einer dreiteiligen Serie über den Longdrink-Klassiker Gin Tonic geht es um dessen Ursprung in der britischen Geschichte und um die richtige Menge Chinin – jenes Inhaltsstoffes, der einst als Heilmittel gegen Malaria diente.

„Gin Tonic hat mehr Engländern Leben und Verstand gerettet als alle Ärzte im Empire zusammen.“ Dieses Zitat von Winston Churchill bezieht sich auf eine Zeit, in der Gin Tonic nicht bestellt, sondern verschrieben wurde.[1] 1854 verwendete der schottische Arzt William Balfour Baikie auf einer Expedition auf dem Niger Chinin aus dem Chinarindenbaum – nicht zur Nachbehandlung, sondern zur erfolgreichen Vorbeugung von Malaria. Dieser erste Schritt legte den Grundstein für den Aufstieg und die Expansion des britischen Empire, da er zur Eindämmung der Malaria beitrug, die bis ins frühe 20. Jahrhundert in ganz Europa, einschließlich Großbritannien, verbreitet war. Chinin wurde damals unter anderem mit Gin gemischt. Später kam Zitrone zur Vermeidung von Skorbut hinzu.[2] Der Name „Gin Tonic“ tauchte erstmals 1868 in einer Zeitschrift auf, als Partygänger am Ende eines Pferderennens im indischen Lucknow nach dem Cocktail verlangten.[3] Heute wird Chinin in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie vielseitig eingesetzt, insbesondere in Tonicwater, einem beliebten kohlensäurehaltigen Getränk. Angesichts der pharmakologischen Wirkungen und potenziellen Nebenwirkungen von Chinin muss dessen Konzentration in Konsumprodukten streng überwacht werden. Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) spielt bei diesem Überwachungsprozess eine zentrale Rolle.

Chinin in Tonicwater – wie viel ist zu viel?

Die HPLC ist eine Analysemethode, die für ihre hohe Präzision, Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit bei der Trennung und Quantifizierung von Komponenten in komplexen Gemischen bekannt ist. In diesem Artikel werden die Effizienz und Genauigkeit der HPLC bei der Bestimmung der Chininkonzentration in verschiedenen Tonicwater-Proben beleuchtet. Durch die Optimierung der chromatographischen Bedingungen entstand ein robustes Analyseverfahren, das zur Überwachung der Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte eingesetzt werden kann.

Die US-amerikanische Lebensmittelüberwachungs- und Arzneimittelzulassungsbehörde (FDA) und die Europäische Union schreiben vor, dass die Konzentration von Chinin als Aromastoff in kohlensäurehaltigen Getränken 83 mg/l bzw. 100 mg/l nicht überschreiten darf und bei jeder Zugabe auf der Flasche angegeben werden muss.[4, 5] Die Ergebnisse dieser Analyse sind insofern von besonderem Interesse, als sie nicht nur die Beständigkeit und Sicherheit von kommerziellen Produkten gewährleisten, sondern auch dazu beitragen, potenzielle Gesundheitsrisiken für Verbraucher zu minimieren.

Annika MalzShimadzu Europa GmbH

Analysebedingungen

Die Methode wurde mithilfe der LabSolutions MD™ Software entwickelt. In Tabelle 1 sind die optimierten analytischen Bedingungen aufgeführt.

Probenvorbereitung

Zur Herstellung von Standardlösungen im Konzentrationsbereich von 12,5 bis 100 mg/l wurden genau abgewogene Mengen einer Chinin-Standardsubstanz in ultrareinem Wasser gelöst. Die Tonicwater-Proben wurden durch einen 0,45-µm-Filter geleitet und ohne weitere Verdünnung in die HPLC injiziert.

Methodenleistung

Die Linearität für die Chinin-Kalibrierungsstandards im Bereich von 12,5 bis 100 mg/l war mit einem Bestimmtheitsmaß R² von > 0,9999 ausgezeichnet. In den Abbildungen 1 und 2 sind das Chromatogramm der 100-mg/l-Standardlösung beziehungsweise die entsprechende Kalibrierungskurve aller Standards dargestellt.

LC-System	Nexera XR UHPLC-System
Säule	Shim-packTM Velox C18, 100 mm x 3,0 mm Innendurchmesser, 2,7 μm
Modus	Hochdruckgradient
Mobile Phase	A) Wasser 0,1 % Ameisensäure B) Acetonitril 0,1 % Ameisensäure
Flussrate	1,0 mL/min
Gradient	0 min, 5 %B – 5 min, 40 %B – 5,01 min, 95 %B – 6 min, 95 %B – 6,01 min, 5 %B – 7,50 min, 5 %B
Säulentemp.	40 °C
Probenvolumen	2 μL
Detektor	SPD-M40A (PDA @ 254 nm)

Tabelle 1: Analysebedingungen

Tonic water	Gemessene Konz. [mg/l]
Tonic water 1	86,4
Tonic water 2	46,3
Tonic water 3	75,8
Tonic water 4	65,1
Tonic water 5	70,6
Tonic water 6	33,1
Tonic water 7	68,3
Tonic water 8	64,9
Tonic water 9	56,4
Tonic water 10	60,8

Tabelle 2: Gemessener Chiningehalt in 10 verschiedenen Tonicwater

Ergebnisse der Analyse von zehn Tonicwater-Proben

In Tabelle 2 sind die Ergebnisse des Chiningehalts von zehn verschiedenen Tonicwater-Proben dargestellt. Bemerkenswert ist hier, dass die Tonicwater-Probe 1 einen höheren Chiningehalt aufweist, als gemäß den FDA-Vorschriften für Getränke zulässig ist. Abbildung 3 zeigt ein Chromatogramm einer Tonicwater-Probenmessung.

Eine gute und zuverlässige HPLC-Methode

Zur Bestimmung von Chinin in Tonicwater hat sich die entwickelte HPLC-Methode bewährt. Die Quantifizierung in einer Vielzahl von Tonicwater-Proben zeigte, dass die Vorgaben bei allen Produkten bis auf eines eingehalten wurden. Für ein aussagekräftiges Ergebnis müssten mehrere Flaschen eines Herstellers untersucht werden, für die Tests wurde jedoch nur eine einzige Flasche jedes Tonicwater verwendet. Dennoch bot sich ein guter Überblick über den Chiningehalt verschiedener Tonicwater, der auch eine große Bandbreite an Konzentrationen aufzeigte, was sich wahrscheinlich im Geschmack der Getränke widerspiegelt.