茶叶茶多酚检测方法研究进展
2019-01-06田玉凤郑美慧田晓静
田玉凤,郑美慧,田晓静
(西北民族大学 生命科学与工程学院,甘肃兰州 730030)
茶叶是茶树的芽和叶子,我国很多地方都种植,是一种理想的保健饮品。茶叶中含有丰富的茶多酚、生物碱、氨基酸、茶多糖等活性成分;微量元素(如硒、铬、铁、锌等)在人体的新陈代谢和生长发育中起重要作用,如抗氧化[1-3]、提高综合免疫力[4]、抑菌[5-6],抗癌[7-8]、降血脂[9]、抗衰老、抗辐射等作用[10]。现已广泛应用于食品、化妆品、医疗保健等领域[11]。
茶多酚(Tea Phlyphenols,TP)又名茶鞣质,是一类多羟基类化合物,是茶中酚类化合物的总称。茶多酚不仅是茶叶中的主要生物活性成分[12],而且是茶中苦味、涩味和色泽的重要来源,也是评价茶叶品质的重要指标之一[3]。茶多酚的含量对茶叶质量有很大影响,选用合适高效的检测方法实现茶叶的品质鉴定和分级,将促进其在工业、食品和医疗领域的开发和利用。
1 检测方法
1.1 光谱分析法
1.1.1 分光光度法
分光光度法(Spectrophotometry)是利用被测物质在特定波长下的吸收度,再根据吸光度与被测物质浓度之间的线性关系进行检测分析的方法[13]。主要有以下几种方法。
1.1.2 福林酚比色法
福林酚比色法(Folin-ciocalteucolorimetry,FC)是通过福林酚试剂氧化茶多酚中的-OH而显蓝色进行比色测定的。高海荣等人[14]对比福林酚比色法和重铬酸钾分光光度法分析信阳毛尖、铁观音、大红袍及普洱饼茶4种茶叶中茶多酚总量的差异,发现福林酚比色法比重铬酸钾分光光度法更为有效。赵春玲等人[15]以没食子酸乙酯为标准品,建立了一种利用硝酸铝光度法检测茶叶中茶多酚含量的有效方法,平均回收率100.7%,RSD为1.07%。钟育均等人[16]建立了硅钼蓝光度法测定红茶和绿茶茶多酚的新方法,检测限为0.000 097 mg/mL,精密度和加标回收率是理想的。福林酚比色法快速、简单,并且减少人体接触试剂的机会[17]。
1.1.3 三维荧光光谱法
三维荧光光谱(Three-dimensional Fluorescence Spectrometry,3D-EEM)是利用某些物质分子受荧光照射时,发射具有不同特征和强度的荧光光谱,并在不同的激发波长上进行定性定量分析[18]。张琪瑞[19]利用三维荧光光谱结合荧光体积积分技术,分析铁观音和黄山毛峰两种茶叶中的叶绿素α、茶多酚与黄酮类物质的浸出情况,结果发现在相同浸泡条件下,叶绿素α浸出量接近最大值,茶多酚与黄酮类物质含量适中,浸泡温度可显著影响茶多酚的浸出量。
1.1.4 近红外光谱法
近红外光谱法(Near Infrared Spectrometry,NIR)利用分子的振动频谱,直接获得与分子的内部结构、官能团和分子状态有关的定量或定性信息[20]。赵雅等人[21]采用近红外光法结合偏最小二乘法在1 872 nm建立了茶多酚含量预测模型,R2=0.937 8。刘辉军等人[22]采用近红外光谱分析技术,结合非线性偏最小二乘法,在不同的光谱区间组合建立了最佳的分析模型,相关系数R2=0.967。马健[23]采用近红外光谱进行采样建模分析,建立偏最小二乘法模型,对信阳毛尖进行含量检测,预测集的相关系数R2=0.975 5。芦永军等人[24]采用近红外光谱结合定标过程检测茶多酚中儿茶素含量,其相关系数R2=0.994 7。
1.2 色谱分析法
色谱分析法通常用于分离和测定茶汤中的茶多酚,可用于茶多酚单体的含量检测。主要有液相色谱法、高效薄层色谱法、质谱法等。
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1.2.1 高效液相色谱法
高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是根据物质在不同两相中的分配系数不同,经洗脱剂从而使混合物中各组分分离出来。采用HPLC法会涉及到样品的前处理问题,目前常采用溶剂萃取法对样品进行处理,有纯水[25]、甲醇、乙腈[26]、乙醇[27]、乙酸乙酯[28]等。HPLC法可同时测定多组分,可对茶多酚中的各组分测定。王增明等人[29]建立了HPLC法测定茶多酚中表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和表儿茶素没食子酸酯(ECG)含量的检测方法,发现EGCG和ECG的线性范围和相关系数分别为159.4~797.0 mg/L,R=0.999 6和40.16~120.18 mg/L,R=0.999 7,方法的精密度和重复性良好。郭佳莉等人[30]利用超声波提取茶多酚,并采用高效液相色谱法分析测定相同产地不同级别茶叶的茶多酚,其线性范围和相关系数分别为0.6~3.0 mg/L,R=0.999 6~0.999 9,方法的精密度和重复性较好。HPLC可以同时准确测定多组分,但操作要求高、费用较高且费时。
1.2.2 柱色谱法
柱色谱法(Column Chromatography,CC)主要基于样品在两相中各组分的分配系数差异,因而在流动相中的迁移速度也不同,以实现组分的分离。袁华等人[31]以粗茶多酚为原料,以硅胶为吸附剂,发现茶多酚中儿茶素含量大于90%,其中酯型儿茶素和表没食子儿茶素没食子酸酯含量超过60%。罗超华等人[32]优化茶多酚中EGCG分离纯化工艺路线,发现纯品表没食子儿茶素没食子酸酯含量超过90%。朱宇惠等人[33]利用沉淀法去除茶多酚粗品中的杂质,然后采用柱层析法纯化精制茶多酚。提出了沉淀-柱层析法新方法,发现该方法对茶多酚的分离测定有一定的实用性和可行性。
1.2.3 高效薄层色谱法
高效薄层色谱法(High-Performance Thin Layer Chromatographic,HPTLC)则能较好地解决高效液相色谱法每次只能进一个样,待测样品数量大、耗时较多,检测费用也高。王丽丽等人[34]以体积比12.5∶7.5∶2.2的三氯甲烷-丙酮-甲酸为展开剂,可较好地分离茶叶中的表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、儿茶素单体。傅冬和等人[35]用乙醇-丙酮-冰醋酸(5∶5∶3)为层析展开剂在聚酞胺薄膜板上进行层析分离,可有效地分离儿茶素单体,是一种较好的分离测定方法。
1.3 电化学分析法
电化学分析法(Electrochemical Analysis,EA)是基于茶叶中茶多酚的电化学性质及其变化规律,通过电化学参数(如电位、电导、电流)与被测物质浓度间的关系进行定性定量的方法。丁亚平等人[36]结合示位法和电位分析法,根据KBrO3和KBr的歧化反应与茶多酚的溴代反应间的速度不同,提出了检测分析痕量茶多酚的方法。朱丹等人[37]比较银电极、碳糊电极和玻碳电极在循环伏安法的基础上,测定茶多酚含量的有效性,发现玻碳电极具有最佳的重复性和准确性,可用于茶多酚的快速检测。
1.4 毛细管电泳法
毛细管电泳(Electrophoresis,EC)是利用不同粒子的迁移速度,最终以不同的速度到达检测器进行检测,产生按时间分布的电泳图谱[38]。夏文娟[39]利用250 mmol/LH3BO4,10 mmol/LKH2PO4、0.75 mmol/L SDS和20%乙腈组成的pH值为7.5的电泳介质,电压、柱温和波长分别为25 kV,20℃,200 nm,发现标样中的4种主要茶黄素类单体可在10 min以内快速分离,具有较高检测灵敏度。马晓年等人[40]在含有10 mmol/L Na2B4O7、5 mmol/Lβ-环糊精和8%乙腈的运行缓冲溶液中,分离电压、毛细管柱温和波长分别为20 kV,25℃和200 nm,儿茶素、表儿茶素、槲皮素、山奈酚和杨梅素的含量可在14 min有效分离和检测,说明可用于分离测定茶叶中的多种成分。
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2 结语
茶多酚是茶叶中主要的活性成分,具有抗癌、抗肿瘤、抗氧化、抑菌等功效,对人体的健康有重要作用,在测定茶叶中的茶多酚含量时,可根据茶多酚的性质采用多种方法测定分析,从而评价茶叶品质和分级。色谱分析法精确度较和灵敏性高,可进行多组分的检测;光谱分析法是近几十年来发展最迅速的分析工具之一,操作相对简便、检测快速、测定结果相对准确,也是传统化学分析方法的替代方法;电化学分析法重复性和准确性好、时间短,可用于快速检测;毛细管电泳法重复性相对较差、分析精度不高、误差大。选取高效合理准确的检测方法,可对茶叶进行品质鉴定和分级,促进其在食品、医疗和工业等领域的应用。