茶叶化学成分分析方法综述

2012-11-10王继坤郑桂清北京中防昊通科技中心北京100013

长江大学学报(自科版) 2012年10期

关键词：咖啡碱光谱法儿茶素

王继坤，陈桥，郑桂清 (北京中防昊通科技中心，北京 100013)

茶叶化学成分分析方法综述

王继坤，陈桥，郑桂清 (北京中防昊通科技中心，北京 100013)

阐述了茶叶化学成分分析方法(光谱分析方法和色谱分析方法)的基本原理，并对使用气相色谱法和高效液相色谱法测定茶叶中相关化学成分的含量进行实例解析，从而为茶叶的品质鉴定提供参考。

茶叶；化学成分；分析方法；光谱；色谱

自从1827年Oudry K从茶叶中发现咖啡碱后，学者们便开始对茶叶成分进行全面研究，目前在茶叶中查明的化学成分有300多种，其中影响茶叶色泽的化学成分是黄酮、黄酮醇(花色素、花黄素)及其糖苷、类胡萝卜素、叶绿素及其转化产物、茶黄素、茶红素、茶褐素等，影响茶香气的化学成分主要是芳烃物质、某些氨基酸和糖，影响茶滋味的化学成分主要多酚类和氨基酸生物碱类物质。为了弄清茶叶的化学成分，研究者采用了相应的分析方法[1-10]。下面，笔者对茶叶化学成分分析方法进行阐述。

1 光谱分析方法

每种化学原子都有其特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别相关物质并确定其化学组成，这种方法叫做光谱分析，其优点是非常灵敏而且迅速。光谱分析方法有原子荧光光谱法、紫外光谱法、近红外光谱法和X射线荧光光谱法，具体内容如下。

1.1原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸汽在辐射能激发下产生的荧光发射强度来确定待测元素含量的方法，具有设备简单、各元素相互之间的光谱干扰少、检出限低、灵敏度高、工作曲线线性范围宽和多元素可以同时测定等优点，是一种极有潜力的痕量分析方法，一般用于测定茶叶中的微量元素[1-2]。

1.2紫外光谱法

紫外光谱是分子中某些价电子吸收了一定波长的电磁波后从基态跃迁到激发态，再释放能量(辐射出特征谱线)回到基态而产生的一种光谱,也称之为电子光谱[3]。在有机化合物的定性分析中，紫外光谱法适用于不饱和有机化合物尤其是共轭体系的鉴定，以此推断未知物的骨架结构，还可定量分析该物质的浓度和含量。紫外光谱法可以用于测定茶叶中的有机物成分及含量[4]。

1.3近红外光谱法

近红外光谱是由于分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级跃迁)而产生的，其记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频、合频和差频信息。不同基团产生的光谱在吸收峰位置和强度上有所不同，随着样品成分含量的变化，其光谱特征也将发生变化，根据这些不同的光谱特征进行定性和定量分析的技术即近红外光谱法[3]。该方法主要用于测定茶叶中有机物的含量[5]，也可以进行茶叶的无损检测。

1.4X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱是利用初级X射线光子或其他微观离子激发待测物质中的原子，使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析的方法[6]。按探测方法的不同，分为X射线光谱法(波长色散)和X射线能谱法(能量色散)。该方法可以用于测定茶叶中金属元素含量[7]。

2 色谱分析方法

色谱法是利用不同物质在不同相态的选择性分配，以固定相对流动相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。根据流动相的不同分为气相色谱法和高效液相色谱法。

2.1高效液相色谱法

高效液相色谱法以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而对样品进行分析。该方法对茶叶中的茶多酚、游离氨基酸、生物碱等有良好的分离效果[8]。

2.2气相色谱法

气相色谱法的原理是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。如此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，按顺序进入检测器中并被检测和记录，从而获得气相色谱图。该方法可用于茶叶香气成分的测定[9]及茶叶残余农药的测定。

3 实例解析

3.1气相色谱法测定茶叶中脂肪酸含量

表1 普洱茶中脂肪酸的含量

采用气相色谱法对云南普洱茶进行分析，通过对茶叶中脂肪进行提取和甲酯化，可分离并鉴定出6种脂肪酸，各种脂肪酸含量如表1所示[10]。从表1可以看出，普洱茶中棕榈酸、亚油酸、亚麻酸的含量较高，其中亚油酸和亚麻酸是不饱和脂肪酸，是形成茶叶香气前体物质的主要成分。由于不饱和脂肪酸的化学性质不稳定，致使茶叶在加工和贮藏时容易变质，因而通过测定茶叶主要脂肪酸的含量，注重改善茶叶加工和贮藏方式，以此保证茶叶质量。