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高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定工夫紅茶中10 種內(nèi)含物成分

2016-11-14 11:19劉洪林童華榮
食品科學(xué) 2016年8期
關(guān)鍵詞:三氟乙酸咖啡堿工夫

劉洪林,童華榮*

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.重慶第二師范學(xué)院旅游與服務(wù)管理系,重慶 400065)

高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定工夫紅茶中10 種內(nèi)含物成分

劉洪林1,2,童華榮1,*

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.重慶第二師范學(xué)院旅游與服務(wù)管理系,重慶 400065)

建立高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定工夫紅茶中咖啡堿、兒茶素、表兒茶素、表沒(méi)食子兒茶素、表兒茶素沒(méi)食子酸酯、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯、茶黃素、茶黃素-3-沒(méi)食子酸酯、茶黃素-3’-沒(méi)食子酸酯、茶黃素雙沒(méi)食子酸酯10 種內(nèi)含物成分含量的方法。通過(guò)色譜條件優(yōu)化,確定出工夫紅茶中10 種內(nèi)含物成分含量測(cè)定的最佳色譜條件為:色譜柱為Whatman Partisphere C18液相色譜柱(4.6 mm×125 mm,5 μm)、柱溫32 ℃、流動(dòng)相為0.035%三氟乙酸-5%乙腈溶液和0.025%三氟乙酸-50%乙腈溶液、流速1 mL/min、進(jìn)量量10 μL、檢測(cè)波長(zhǎng)205 nm。在此條件下,上述10 種內(nèi)含物成分得到很好的分離和測(cè)定。各種內(nèi)含物的線性范圍為0.05~500 μg/mL,標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均在0.999 8以上,精密度檢測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.72%~3.32%(n=5),重復(fù)性檢測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.87%~4.43%(n=5),回收率在94.73%~102.38%之間。該方法簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確、重復(fù)性好,可應(yīng)用于工夫紅茶中10 種內(nèi)含物質(zhì)的同時(shí)快速測(cè)定。

工夫紅茶;高效液相色譜法;內(nèi)含物;測(cè)定

劉洪林, 童華榮. 高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定工夫紅茶中10 種內(nèi)含物成分[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(8): 97-101.

工夫紅茶是一種全發(fā)酵茶類(lèi),經(jīng)萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥一系列工藝加工而成[1]。工夫紅茶是我國(guó)特有的紅茶品種,富含茶多酚、氨基酸、咖啡堿、兒茶素(catechin,C)、茶黃素(theaflavin,TF1)等多種內(nèi)含營(yíng)養(yǎng)成分[2],因此具有抗氧化[3]、抗癌[4]、降血壓[5]、降血糖[6]、降血脂[7]等保健功能而深受人們喜愛(ài)。我國(guó)的工夫紅茶主要有祁紅工夫[8]、川紅工夫[9]、滇紅工夫[10]、閩紅工夫[11]、湖紅工夫[12]、寧紅工夫[13]、宜紅工夫[14]等,國(guó)外主要有印度的大吉嶺紅茶[15]和阿薩姆紅茶[16]、斯里蘭卡的烏沃茶[17]知名。

內(nèi)含物質(zhì)的測(cè)定方法常有分光光度法、氣相色譜法、比色法等[18-20],然而這些方法都存在步驟多、時(shí)間長(zhǎng)、精密度差、準(zhǔn)確度低等的局限性。近年來(lái),高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)法因其分離效率高、準(zhǔn)確度和精密度好等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多地用于快速檢測(cè)領(lǐng)域。目前,國(guó)內(nèi)外采用HPLC法在同一液相色譜條件下對(duì)茶葉的研究主要集中在黃酮類(lèi)物質(zhì)成分[21],黃烷醇、3-鄰-沒(méi)食子??崴帷](méi)食子酸以及咖啡堿成分[22],兒茶素、咖啡堿和沒(méi)食子酸成分[23],草甘膦、氨甲基膦酸及草銨膦成分[24]等方面,而在同一液相條件下測(cè)定咖啡堿、C、表兒茶素(epicatechin,EC)、表沒(méi)食子兒茶素(epigallocatechin,EGC)、表兒茶素沒(méi)食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)、TF1、茶黃素-3-沒(méi)食子酸酯(theaflavin-3-gallate,TF2A)、茶黃素-3’-沒(méi)食子酸酯(theaflavin-3’-gallate,TF2B)、茶黃素雙沒(méi)食子酸酯(theaflavin-3,3’-digallate,TF3)10 種內(nèi)含物質(zhì)成分含量還鮮有研究。因此,本實(shí)驗(yàn)量建立HPLC同時(shí)測(cè)定工夫紅茶中咖啡堿10 種內(nèi)含物成分的分析方法,并對(duì)含量進(jìn)行測(cè)定,以期為茶葉品質(zhì)成分分析提供有益參考。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

滇紅 云南滇紅集團(tuán)股份有限公司;川紅 四川宜賓川紅茶葉集團(tuán)有限公司;祁紅 安徽國(guó)潤(rùn)茶葉有限公司;斯里蘭卡工夫紅茶 斯里蘭卡Mackwoods茶莊。

C、EC、EGC、ECG、EGCG、咖啡堿、TF1、TF2A、TF2B、TF3標(biāo)準(zhǔn)品、乙腈、甲醇、三氟乙酸(均為色譜純) 美國(guó)Sigma公司;乙酸乙酯、正丁醇、碳酸氫鈉、草酸(均為分析純) 重慶博藝化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

HH-8型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司;C18高效液相色譜儀 美國(guó)Agilent公司;Partisphere C18液相色譜柱(4.6 mm×125 mm,5 μm) 美國(guó)Whatman公司;DFT-200型200 g手提式粉碎機(jī) 溫嶺市林大機(jī)械有限公司;FA2004A型分析天平 海津天電子儀器有限公司;Mili-Q超純水儀 美國(guó)密理博公司;Centrifuge5810高速離心機(jī) 德國(guó)Eppendorf公司。

1.3方法

1.3.1色譜條件

Whatman Partisphere C18色譜柱(4.6 mm×125 mm,5 μm);檢測(cè)器:二極管陣列檢測(cè),器柱溫32℃,流動(dòng)相A相為0.035%三氟乙酸-5%乙腈(V/V)溶液、B相為0.025%三氟乙酸-50%乙腈(V/V)溶液,梯度洗脫,30 min內(nèi)完成,梯度洗脫程序見(jiàn)表1,流速1 mL/min,進(jìn)量量為10 μL,檢測(cè)波長(zhǎng)為205 nm。

表1 HPLC洗脫梯度Table 1 Elution gradient program for HPLC separation

1.3.2量品處理

準(zhǔn)確稱(chēng)取每個(gè)茶量0.5 g,分別粉碎后轉(zhuǎn)入100 mL棕色錐形瓶中,加入50 mL沸超純水,于90 ℃水浴鍋中恒溫水浴30 min,期間順時(shí)針搖動(dòng)30 s,使內(nèi)含物質(zhì)充分浸出。冷卻后將上清液充分過(guò)濾到100 mL棕色離心管中,加入2 mL體積分?jǐn)?shù)20%乙腈溶液,在15 000×g條件下離心2 min。待測(cè)液用0.22 μm濾膜過(guò)濾,將濾液置于2 mL的棕色進(jìn)量瓶中待色譜測(cè)定。

1.3.3標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別精密稱(chēng)取C、EC、EGC、ECG、EGCG、咖啡堿、TF1、TF2A、TF2B、TF3標(biāo)準(zhǔn)品各20 mg,用乙醇溶解并定容至10 mL棕色容量瓶中,搖勻,得2 mg/mL的混合內(nèi)含物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)母液。分別吸取各標(biāo)準(zhǔn)混合母液,用乙醇稀釋至500、50、5、0.5、0.05 μg/mL系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。將系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾至2 mL進(jìn)量瓶中,進(jìn)量,以質(zhì)量濃度(X)對(duì)峰面積(Y),求回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

1.3.4量品測(cè)定

將處理后的量品提取液進(jìn)行HPLC分析,進(jìn)量量為10 μL。

1.4數(shù)據(jù)處理

各實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)3 次以上,使用DPS7.05、Excel等軟件進(jìn)行圖表的繪制和相關(guān)數(shù)據(jù)的處理。

2 結(jié)果與分析

2.1色譜條件的優(yōu)化

2.1.1流動(dòng)相的選擇

設(shè)置流動(dòng)相A相中酸體積分?jǐn)?shù)0.035%、B相中酸體積分?jǐn)?shù)0.025%,流速1 mL/min,柱溫32 ℃,流動(dòng)相以乙腈-水(A相0∶100、2∶98、5∶95、8∶92、10∶90,V/V)溶液;B相(40∶60、45∶55、50∶50、55∶45、60∶40,V/V)不同比例相互搭配測(cè)定10 種內(nèi)含物混合標(biāo)準(zhǔn)品和工夫紅茶茶量提取液中各內(nèi)含物成分含量和分離情況。結(jié)果表明兩流動(dòng)相中水的比例升高可以加快分離過(guò)程,但也會(huì)造成TF1、TF2A、TF2B、TF3色譜峰的相互重疊;而隨著乙腈所占體積比例增加,內(nèi)含物質(zhì)分離程度提高,當(dāng)乙腈-水體積比例A相為10∶90,B相為60∶40時(shí),分離時(shí)間最佳,但保留時(shí)間太長(zhǎng)。當(dāng)流動(dòng)相中乙腈-水體積比例A相為5∶95,B相為50∶50時(shí)分離效果也很好,相鄰峰的分離度很好,且保留時(shí)間較短,10 種內(nèi)含物30 min內(nèi)出峰完畢。因此,在兼顧分離速度和分離效果的基礎(chǔ)上,本實(shí)驗(yàn)采用流動(dòng)相為乙腈-水體積比例為A相5∶95,B相50∶50。

2.1.2流動(dòng)相酸體積分?jǐn)?shù)選擇

參照Lee等[25]方法,本實(shí)驗(yàn)選擇三氟乙酸調(diào)節(jié)酸體積分?jǐn)?shù)。設(shè)置流速1 mL/min,柱溫32 ℃,以流動(dòng)相A相體積分?jǐn)?shù)5%乙腈溶液、B相體積分?jǐn)?shù)50%乙腈溶液為流動(dòng)相,用三氟乙酸調(diào)節(jié)酸體積分?jǐn)?shù),考察不同酸體積分?jǐn)?shù)(A相0.030%、0.032%、0.035%、0.038%、0.040%;B相0.020%、0.022%、0.025%、0.028%、0.030%)10 種內(nèi)含物質(zhì)分離情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),流動(dòng)相A相和B相三氟乙酸體積分?jǐn)?shù)相互搭配,三氟乙酸體積分?jǐn)?shù)越低,10 種內(nèi)含物質(zhì)出峰時(shí)間縮短,但分離效果越差,出現(xiàn)多峰重疊現(xiàn)象;隨著三氟乙酸體積分?jǐn)?shù)升高,分離效果越好,然而出峰時(shí)間較長(zhǎng),且三氟乙酸體積分?jǐn)?shù)過(guò)高易對(duì)色譜柱造成影響。綜合考慮,當(dāng)三氟乙酸體積分?jǐn)?shù)流動(dòng)相A 0.035%、B相0.025%時(shí),分離效果好,且出峰時(shí)間適中,達(dá)到定量要求。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Lee等[25]電泳法-HPLC法測(cè)定茶葉中內(nèi)含物質(zhì)最佳優(yōu)化條件吻合。

2.1.3流速的選擇

設(shè)置柱溫32 ℃,以流動(dòng)相A相為0.035%三氟乙酸-5%乙腈溶液、B相為含0.025%三氟乙酸-50%乙腈溶液為流動(dòng)相,考察流速分別為0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 mL/min時(shí)的分離情況,結(jié)果得知,流速越低,分析時(shí)間越長(zhǎng),分離結(jié)果影響不顯著;隨著流速升高,分析時(shí)間縮短,但分離程度逐漸變差,咖啡堿與C,TF1與TF2A、TF2B、TF3出現(xiàn)峰重疊現(xiàn)象,柱壓升高。綜合考慮分析時(shí)間、效果和柱壓因素,最終確定1 mL/min的流速進(jìn)行實(shí)驗(yàn),此時(shí)分離結(jié)果最佳。

2.1.4柱溫的選擇

以流動(dòng)相A相為0.035%三氟乙酸-5%乙腈溶液、B相為0.025%三氟乙酸-50%乙腈溶液為流動(dòng)相,1 mL/min為流速不變,在20、24、28、32、36 ℃ 5 個(gè)柱溫條件下分別進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn),柱溫對(duì)工夫紅茶10 種內(nèi)含物分離結(jié)果影響較大,隨著溫度升高,隨著柱溫升高,各內(nèi)含物出峰時(shí)間均提前,分離程度也越來(lái)越高,但到達(dá)36 ℃時(shí),C、咖啡堿2 種物質(zhì)的出峰面積增大。因此綜合考慮,選擇柱溫32 ℃,分離效果最好。

2.2線性范圍

將質(zhì)量濃度在0.05~500 μg/mL范圍內(nèi)的一系列混標(biāo)溶液進(jìn)行HPLC分析,對(duì)測(cè)得各值進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析和線性回歸分析,結(jié)果見(jiàn)表2。圖1為標(biāo)量HPLC圖。

表2 10 種內(nèi)含物測(cè)定的線性相關(guān)性Table 2 Linear equations for determination of 10 of components

圖1 混標(biāo)溶液HPLC圖Fig.1 HPLC chromatogram of mixed standards

由表1可知,除了C和EC的相關(guān)系數(shù)為0.999 8外,其他8 種內(nèi)含物質(zhì)的相關(guān)系數(shù)均為0.999 9,說(shuō)明10 種內(nèi)含物質(zhì)組分的峰面積和組分質(zhì)量濃度的線性相關(guān)性好,以此條件可以很好地測(cè)定10 種內(nèi)含物的含量。

2.3精密度考察

將5 μg/mL的混標(biāo)連續(xù)進(jìn)量5 次,根據(jù)所得峰面積分別計(jì)算精密度,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 方法的精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=5)Table 3 Results of precision experiments (n= 5)

由表3可知,10 種內(nèi)含物質(zhì)C、EC、EGC、ECG、EGCG、咖啡堿、TF1、TF2A、TF2B、TF3的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation,RSD)范圍在0.72%~3.32%之間,均小于5%,表明該方法精密度良好。

2.4重復(fù)性考察

精密稱(chēng)取同一工夫紅茶量品5 份(川紅),按1.3.2節(jié)方法制備供試品提取溶液,按上述色譜條件進(jìn)量10 μL,結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 方法的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=5)Table 4 Results of repeatability experiments (n= 5)

由表4可知,測(cè)得咖啡堿、C、EC、EGC、ECG、EGCG、TF1、TF2A、TF2B、TF3的平均含量為21.75、2.52、2.23、5.84、4.46、2.81、0.86、0.73、2.07、0.10 mg/g,RSD分別為3.78%、3.01%、3.77%、1.87%、3.81%、3.26%、4.43%、3.17%、4.39%、3.10%,均在5%以?xún)?nèi),表明該方法的重復(fù)性均達(dá)到分析的要求。

2.5回收率考察

精確稱(chēng)取磨碎的工夫紅茶茶量1 g,按1.3.2節(jié)方法制備量品提取液,準(zhǔn)備同一量品提取液6 份(咖啡堿、C、EC、EGC、ECG、EGCG、TF1、TF2A、TF2B、TF3的質(zhì)量濃度分別為0.435 0、0.050 5、0.044 6、0.116 9、0.089 2、0.056 3、0.017 2、0.014 5、0.041 4、0.002 1 mg/mL),將不同質(zhì)量濃度的各種內(nèi)含物質(zhì)標(biāo)量加入至每份提取液中,充分混勻后,使10 種內(nèi)含物添加的質(zhì)量濃度分別為0.500、0.100、0.100、0.200、0.200、0.100、0.050、0.050、0.050、0.005 mg/mL,經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾后進(jìn)量檢測(cè),平行測(cè)定6 次,根據(jù)加入的標(biāo)準(zhǔn)量品質(zhì)量濃度和檢出的質(zhì)量濃度計(jì)算回收率,結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知,10 種工夫紅茶內(nèi)含物組分的回收率為94.73%~102.38%,各種內(nèi)含物RSD為0.98%~3.58%,均符合分析方法的要求。

表5 10 種內(nèi)含物質(zhì)測(cè)定的回收率實(shí)驗(yàn)(n=6)Table 5 Recovery rates of 10 components in spiked samples (n= 6)

2.6工夫紅茶量品測(cè)定結(jié)果

按照1.3.2節(jié)方法制備量品提取液,依優(yōu)化的色譜條件下進(jìn)行分析,測(cè)定滇紅、川紅、祁紅和斯里蘭卡紅茶(HYSON)10 種內(nèi)含物成分含量,結(jié)果見(jiàn)表6,量品色譜圖見(jiàn)圖2。

表6 工夫紅茶中10 種內(nèi)含物質(zhì)組分含量(n=6)Table 6 Contents of 10 components in Congou black tea (n= 6)mg/g

圖2 工夫紅茶樣品色譜圖Fig.2 Chromatogram of Congou tea sample

由表6可知,各種工夫紅茶組分中咖啡堿含量是所有組分中最高,TF3含量最低。斯里蘭卡紅茶中各組分含量在所有茶類(lèi)中均最高,咖啡堿、C、EC、EGC、ECG、EGCG、TF1、TF2A、TF2B、TF3含量依次為23.61、4.18、2.58、13.83、9.01、5.78、2.40、2.11、5.20、0.16 mg/g。其余3 個(gè)紅茶品種中,咖啡堿、EC、EGC、TF2B含量:川紅>滇紅>祁紅;C含量:滇紅>川紅>祁紅;ECG、TF1、TF2A含量:祁紅>川紅>滇紅;EGCG、TF3含量:川紅>祁紅>滇紅,其中滇紅的TF3未檢測(cè)出。這一結(jié)果表明,在本實(shí)驗(yàn)建立的HPLC方法下,能準(zhǔn)確檢測(cè)出工夫紅茶的10 種內(nèi)含物。且本實(shí)驗(yàn)建立的HPLC方法具有能同時(shí)測(cè)定工夫紅茶量品中10 種內(nèi)含物、測(cè)定時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),是一種能夠運(yùn)用于茶葉中內(nèi)含物質(zhì)測(cè)定的快速檢測(cè)方法。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)建立了一種快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)的測(cè)定工夫紅茶中咖啡堿、C、EC、EGC、ECG、EGCG、TF1、TF2A、TF2B、TF3 10 種內(nèi)含物成分的方法——HPLC法。利用Whatman Partisphere C18液相色譜柱(4.6 mm×125 mm,5 μm),通過(guò)色譜條件的優(yōu)化,流動(dòng)相A相為0.035%三氟乙酸-5%乙腈溶液、B相為0.025%三氟乙酸-50%乙腈溶液,流速1 mL/min,柱溫32 ℃,檢測(cè)波長(zhǎng)為205 nm,并經(jīng)過(guò)精密度、重復(fù)性、回收率等方法的考察,在30 min內(nèi)成功分離和定量分析了工夫紅茶中10 種內(nèi)含物成分。應(yīng)用此方法成功測(cè)定出了滇紅、川紅、祁紅和斯里蘭卡工夫紅茶品種中10 種內(nèi)含物成分含量,為茶葉內(nèi)含物成分分析提供有益參考。

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Determination of Ten Components in Congou Black Tea by HPLC

LIU Honglin1,2, TONG Huarong1,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China;2. Department of Tourism and Service Management, Chongqing University of Education, Chongqing 400065, China)

A high performance liquid chromatographic (HPLC) method was established for the simultaneous determination of ten components including caffeine, catechin (C), epicatechin (EC), epigallocatechin (EGC), epicatechin gallate (ECG),epigallocatechin gallate (EGCG), theaflavin (TF1), theaflavin-3-gallate (TF2A), theaflavin-3’-gallate (TF2B), theaflavin-3,3’-digallate (TF3), in Congou black tea. The chromatographic conditions were optimized. A Whatman Partisphere C18column (4.6 mm × 125 mm, 5 μm) was used to separate the ten compounds. The mobile phase was a mixture of 0.035% trifluoroacetic acid containing 5% acetonitrile (A) and 50% acetonitrile solution containing 0.025% trifluoroacetic acid and methanol solution (B) at a flow rate of 1 mL/min. The column temperature and UV detection wavelength were set as 32 ℃and 205 nm, respectively. The ten components were successfully separated and detected under the chosen experimental conditions. The calibration curves for all these components displayed a good linear relationship with correlation coefficients above 0.999 8 and precision relative standard deviations (RSDs) of 0.72%-3.32% (n = 5) and repeatability RSD of 1.87%-4.43% (n = 5). The recovery rates of the ten compounds were in the range of 94.73%-102.38%. The method is convenient,rapid, accurate, reproducible and applicable to simultaneously determine these ten components in Congou black tea.

Congou black tea; high performance liquid chromatographic (HPLC); components; determination

10.7506/spkx1002-6630-201608017

TS207.3

A

1002-6630(2016)08-0097-05

10.7506/spkx1002-6630-201608017. http://www.spkx.net.cn LIU Honglin, TONG Huarong. Determination of ten components in Congou black tea by HPLC[J]. Food Science, 2016,37(8): 97-101. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201608017. http://www.spkx.net.cn

2015-09-01

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAF07B05-4)

劉洪林(1991—),男,助教,碩士,研究方向?yàn)椴鑼W(xué)。E-mail:475844900@qq.com

童華榮(1963—),男,教授,博士,研究方向?yàn)椴鑼W(xué)。E-mail:491214217@qq.com

引文格式:

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