茶叶中茶多酚含量测定方法的研究15764.pdf

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1、化学工程与装备 2012 年 第 5 期 152 Chemical Engineering amp Equipment 张妙芬：茶叶中茶多酚含量测定方法的研究 2012 年 5 月 分 析 测 茶叶中茶多酚含量测定方法的研究 试 张妙芬（泉州市环境监测站，福建 泉州 362000）张妙芬：茶叶中茶多酚含量测定方法的研究 摘 要：茶多酚是茶叶中重要的成分，随着茶多酚应用的开发，其分析方法也在不断地提高和完善。该文 在查阅近年来国内外相关文献的基础上，对茶多酚含量的分析测定方法进行了综述，概括介绍了用于测定 茶多酚含量的光度法、色谱法、电化学法等化学分析测定方法，以期为今后茶多酚的分析测定研究提供

2、参 考。关键词：茶叶；茶多酚；测定方法 茶叶源于中国，传播于世界。目前，中国茶园面积列居 可分为四类：儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花白素和花青素世界首位，产量居世界第二位。随着科学技术发展，迄今已 类、酚酸类。其中含量最高的是儿茶素，占多酚类总量的在茶叶中鉴定出 450 种以上的有机成分和 15 种以上的无机 60-80，是其众多药效的物质基础。茶叶中的儿茶素类又元素。可分为三种游离型态（Catechin，C Epicatechin，EC 以 1 茶多酚，与两种酯化的没食子酸 及 Epigallocatechin，EGC）茶多酚（Tea Polyphenols）又称茶鞣或茶单宁，占茶（Epica

3、techin gallate，ECG 及（gallic acid）叶重量的 1530，许多生理和药理实验表明它对人体无，后者（ECG 及 EGCG）Epigallocatechin gallate，EGCG）毒，无副作用，是一种天然、高效、安全的抗氧化剂，它还 含量较多。具抗衰老、抗辐射、消除口臭、降血脂、抗菌抑菌、抑酶等 茶多酚为白色晶体，易溶于水及有机溶液，味苦涩。在一系列重要作用。pH 48 稳定，遇强碱、强酸、光照、高热及过渡金属均易 茶多酚是由 30 多种含酚基的物质组成，按其化学结构 变质。图 1 为茶多酚结构通式。OH OH OH O R1，R2-H，-OH，C OH HO O

4、R2 OH R1 O OH 图 1 茶多酚的结构通式 2 茶多酚的测定方法 2.1.1 酒石酸亚铁比色法 茶多酚的分析测定方法，近年来有很多报道，其中多以 茶多酚总量的测定，国内文献报导中以酒石酸亚铁比色分光光度法，高效液相色谱法为主。分光光度法包括紫外-法最为常见 GB/T 83132002。该法也是测定茶多酚含量的可见分光光度法、原子吸收分光光度法等，它们广泛应用于 国标方法。茶汤中茶多酚的分析。另外，气相色谱法、毛细管电泳法、其测定原理是茶多酚类物质能与亚铁离子形成紫蓝色高锰酸钾滴定法、红外吸收光谱法等亦可用来茶多酚的分析 络合物，该溶液对 540nm 可见光有最大吸收，故可用分光光测定

5、。度计测定其吸光度，通过计算确定茶水中茶多酚的含量。计 2.1 分光光度法 算公式为：张妙芬：茶叶中茶多酚含量测定方法的研究 153 呈良好线性关系。常用的分光光度法对浓度很高和很稀的溶液测定误差 1 较大，且在测定茶多酚含量时存在吸收峰不对称给定量带来 式中 L1-样液的总量（mL）2-测定取液量（mL）、L、M-茶 的影响。叶质量（g）A-茶多酚的吸光度、0-空白液的吸光度，、A 3.914-目前分光光度法测定茶多酚含量的研究多集中在对显用 10mm 比色杯，当吸光度等于 1.00 时，每毫升茶汤中含茶 色试剂的开发和测定方法改进两个方面，如利用茶多酚分子多酚相当于 3.914mg。结构中

6、的邻位酚羟基在碱性条件下可与 AlNO23 发生亚硝 此法虽可避免滴定法中因终点难以掌握而产生的误差，酰化络合反应生成橙红色五元螯合结构，在一定波长和浓度但酒石酸亚铁与酯型儿茶素呈色较强，而非酯型儿茶素呈色 范围内专属性强，可定量测定 7。廖晓玲8 等人基于茶多酚较弱，且茶中的组成也因样品来源不同而有所差异，试剂准 在酸性条件下能与钼酸铵反应生成黄色钼酸酯，此物质在备费时且消耗量大，实际应用时测定结果重现性、精密度不 341nm 处有最大吸收，用分光光度法测其吸光度，从而间接甚理想，但因其方便而为人们广泛采用。测定茶多酚含量。回瑞华等 9 采用三波长分光光度法，通过2.1.2 直接紫外分光光度

7、法 选择适当的测量波长有效地消除了测定茶多酚时随混合物 直接紫外分光光度分析法的原理是基于茶多酚的不饱 浓度不同发生的本底漂移及吸收峰不对称给定量分析造成 1 和结构，在 320380 nm 吸收带 I和 200270 nm 吸收带 的影响。的两个区域有深度吸收峰。2.1.4 间接原子吸收分光光度法 6 大类茶多酚中，绝大多数如黄烷醇、花白素和茶没食 目前文献中用于测定茶多酚的原子吸收分光光度法，本子素，其紫外光谱中最大吸收峰分别为 205 nm 和 375 nm，身并不能直接用于茶多酚的分析测定，主要是利用茶多酚分个别酚酸类，如绿原酸和黄烷醇的吸收光谱虽不一致，但这 子结构中的邻酚羟基与金属

8、铜离子络合而生成沉淀，通过原些物质占量极少，故在 205 nm 和 375 nm 波长处的直接紫外 子吸收分光光度法测定沉淀或上清液中剩余的金属离子，从 2 分光光度测定可以认为是多酚总量测定的有用方法 之一。而间接地求得茶多酚的含量。2.1.3 可见分光光度法 Coomans10 等人用 CuAC2 与茶多酚反应生成难溶性的 可见分光光度法的原理之一是基于茶多酚所具有的多 Cu-茶多酚化合物，经分离后，用原子吸收分光光度法测定酚羟基结构有很强的还原性，可以通过它还原一些金属离 滤液中过量的 Cu 或将沉淀消化溶解后测定其中的 Cu，由此子，利用金属离子与有机试剂的络合显色反应而间接地测定 间

9、接地测定茶多酚，由于生成的 Cu-茶多酚化合物在水中的茶多酚的含量。溶解度较大浓度可达 200gmL-1 以上，因此测定误差较 Oiowah L3 等发现在酸性介质中，茶多酚能将 Fe3 还原 大。2 2 成 Fe，Fe 与铁氰化钾溶液发生反应可产生两种化合物：王吉德 11等人对上述方法加以改进，用甲基异丁酮和丁当高铁溶液用量少时，生成滕氏蓝 Fe3FeCN62 沉淀；当 醇的混合物溶剂萃取茶汤中的茶多酚，加入碱性 Cu3PO42 高铁溶液用量大时，生成可溶性蓝色络合物 KFeFe 悬浮液反萃取，并与茶多酚作用生成水溶性的 Cu-茶多酚化 CN6，此物质在 703 nm 处有最大吸收。可用差示

10、分光光 合物，重新转入水相，离心沉降未作用的 Cu3PO42 后，用-1 度法测定吸收度，方法的线性范围为 212gml，检测 原子吸收分光光度法测定水溶液中的 Cu，可求得茶多酚的限为 1.35gml-1 4；含量。但需要用有机溶剂进行萃取，操作繁琐。5 Amin A S 发现，茶多酚在碱性介质中及 90温度下，廖晓玲 12等人将茶多酚与碱式乙酸铅发生络合反应，生反应 15 min，能还原四唑蓝成为深色的甲簪 formazane 衍 成难溶于水的黄色沉淀，经离心后，用原子吸收分光光度法生物，据此原理提出了一种简便、快速、准确的茶多酚测定 测定上清液中过量的铅离子，由此间接测定茶多酚含量。此方

11、法；TorondzhadzeG I 等人利用高锰酸钾与茶多酚的氧化 方法准确、快速，可方便地应用于茶多酚的测定。还原反应，在 500520 nm 处测定吸光度，比较氧化作用前 2.2 色谱法后高锰酸钾溶液的吸收值，从而间接测定茶多酚的含量。非色谱法只能测定茶多酚的总量，色谱法常用来分离测 该方法的原理之二是茶多酚结构中的邻酚羟基能与一 定茶汤中的茶多酚，分离后的茶成分能够与一定的显色剂作些金属离子络合而显色。用，然后比色定量，由于它专属性强、灵敏度高，因此可同 6 胡冠时 等人将茶叶水浸提液用乙醇-正丁醇 1:1 试 时用于茶多酚的检测和含量测定。其中有液相色谱法、气相液稀释约 10 倍，依次

12、加入 NaNO3、AlNO33、KOH 多酚类物 色谱法、质谱法 13 等。质与三价铝即显示稳定的红色，在 505 nm 处有最大吸收，2.2.1 高效液相色谱法茶多酚含量在 32160gmL-1 浓度范围内，吸光度和浓度 高效液相色谱法 HPLC 具有分离度好和准确度高的特154 张妙芬：茶叶中茶多酚含量测定方法的研究点，是目前检测儿茶素应用最广泛、技术最成熟的方法。数 1 即为酚类物质的总量。酸性靛兰或靛红，由于其分子中 为使儿茶素和咖啡因的分离在合理的时间内完成，HPLC 具有不饱和结构，故可被氧化，氧化后双键饱和，颜色变为法通常采用梯度洗脱，由不同比例的甲醇、水、乙腈、冰醋 黄色，所以

13、滴定中颜色由蓝变黄时即为滴定终点。但茶叶中酸、二甲基甲酰胺 DMF、乙酸乙酯、四氢呋喃、丙酮或磷 的桂皮酸的衍生物如咖啡酸中的烯链也可被氧化，因而滴定酸盐缓冲液等组成流动相的 A 相和 B 相，两相的体积分数要 值是还原性多酚类的近似值。此法虽缺乏准确性，但因其简在考虑分离度、保留时间及基线稳定性等因素的基础上确 便而为一些人所采用。定。由于儿茶素中存在的大量酚羟基易电离出氢离子，在流 使用高锰酸钾滴定法测定茶多酚含量，在终点时由于茶动相中加入少量甲酸、乙酸、磷酸或三氟醋酸后，酚羟基的 汤自身的颜色易产生终点误差 21，但因方法简便易行，所以解离受到抑制，峰形变得尖锐对称，分离度增加，儿茶素的

14、 被广泛使用。响应值增大。儿茶素类化合物均有 E2 带和 B 带两个吸收带，2.4 近红外光谱法分别在 210nm 和 270280nm 处，各儿茶素的最大吸收波长略 近红外光谱 near infrared spectroscopy，NIRS 的波有不同其中 210nm 处的检测灵敏度较高，但梯度洗脱时，低 长范围为 7802 526 nm，其信息主要是分子结构中的 C-H、波长处常发生基线漂移，在实际工作中可根据样品情况确定 O-H、C-O 等基团的倍频吸收及其伸缩振动、弯曲振动的合 14 检测波长。为缩短分析时间，有时需适当升高柱温。梯度 频和差频产生的吸收峰。在特定波长处不同样品的吸收值

15、差法洗脱能力强，应用广泛，但洗脱后需用流动相冲洗色谱柱 异反映样品中儿茶素组分含量的不同 22。至平衡状态，增加了样品的实际分析时间。陈华才等人 23 以高效液相色谱分析结果为参考值，以 唐根源 15 等在水-磷酸水溶液-乙腈流动相体系中加入 48 份茶多酚样品组成定标样品集，1 0002500 nm 的近红外一定量 DMF 作为改良剂，用等度洗脱法在 0.5 h 内可分离、漫反射光谱为定标波长，比较了多种方法的测定结果，表明 16 测定茶多酚中 5 种儿茶素和咖啡因；XU Jun 等通过氢键吸 近红外光谱结合偏最小二乘回归可以实现茶多酚中总儿茶附色谱可从粗茶提取物中一步提纯 EGCG，流动相

16、组成为 素含量的快速定量测定。龚加顺等24利用近红外线光谱技术水乙醇乙腈57:30:13，EGCG 的纯度和回收率分别为 NIRS 建立了茶饮料品质成分快速定量分析的近红外线校-198 和 73。取代的 Sepharose HP 柱经 0.35molL NaOH 正模型。利用该模型可在 12 min 内一次性测出茶饮料的茶 17 洗涤后可反复利用；胡秋芬等 用 80 乙醇超声萃取茶叶中 多酚 TPP 等成分的含量；此外，应用人工神经网络方法 25，的茶多酚后用 C18 固相微萃取小柱预分离除去提取液中的 选择 7 432.36 155.7 cm-1 和 5 484.64 192.5cm-1 特

17、征光弱极性杂质，在 WatersXterraTMRP18 1.050 mm 2.5m 谱范围，建立近红外光谱人工神经网络模型，可用于快速预微柱上，以 1 乙酸-甲醇为流动相梯度洗脱，在 3.0min 内 测茶叶中茶多酚和茶多糖的含量。完全分离茶叶中的 5 种儿茶素化合物，流动相消耗小，分析 近红外光谱分析技术是近年来国内外发展较快的一种时间短。新型定性、定量分析技术，具有分析速度快、样品处理简单、18-20 所建立的 HPLC 方法中，在一定的浓度范围内，各 无需试剂、无污染、多组分检测等特点，已被广泛应用于多儿茶素组分和咖啡因的色谱峰面积与其相应浓度呈良好的 种行业。线性相关，r 为 0.9

18、980.999 9，最小检测限可达 ng 级。2.5 其它分析方法这些方法分析精度高，但是其检测仪器价格昂贵，分析过程 还有其它的一些分析方法也可用于茶多酚的分析，例如复杂，速度较慢，无法满足茶多酚生产和贸易过程中对产品 电化学分析方法、核磁共振法、色度分析法及流动注射分析质量快速检测和在线成分含量监控的需要。法等。2.2.2 气相色谱法 电化学分析方法，主要有毛细管电泳测定法和示波电位 借助气相色谱法使茶多酚中的物质在固定相和流动相 法。毛细管电泳测定法是指溶质以电场为推动力，在毛细管间分配，从而测定茶多酚中的物质。早先的用三甲基硅烷衍 中按淌度差异而实现的高效快速分离的新技术。这种方法操生

19、化儿茶素后，进行气相色谱分析可以实现多种儿茶素的同 作简单，分离效率高，速度快。近几年，这种方法用于茶叶时检测，但此分析过程中存在样品萃取、浓缩、转溶、衍生、中茶多酚的分离检测日益增多，有关的文献也不少。内标等繁琐步骤，目前已较少应用。流动注射分析法以其高精度、高效率及装置简单等优点 2.3 滴定法 被人们广泛采用。其中，有关流动注射抑制化学发光法测定 该方法的测定原理是茶多酚具有强还原性，可利用高锰 茶多酚的报道很少，最近报道廖晓玲 26 等人利用茶多酚还原酸钾氧化滴定法测定茶多酚含量。H2O2，抑制鲁米诺-H2O2-KIO4 体系的化学发光，在碱性条件下，其经典方法是乐文太尔滴定法。此法以

20、酸性靛兰或靛红 其抑制程度的大小与茶多酚的含量呈线性关系的原理，建立作指示剂，用高锰酸钾进行氧化滴定，其滴定值乘以换算指 了一种快速测定茶叶中茶多酚含量的方法。张妙芬：茶叶中茶多酚含量测定方法的研究 1553 小结 14 邓思珊 杨 冰 彭 玲.高效液相色谱法测定茶多酚 目前标准法中规定的茶多酚的检测方法为酒石酸亚铁 中儿茶素组成及咖啡因含量 J.中国预防医学杂志比色法，不断发展的技术与仪器也为茶叶成分的测定提供了 2000 343:177.更多的检测手段，比如近红外光谱法，毛细管电泳等多种有 15 唐根源 吴红京 吴 棱 等.反相高效液相色谱法效方法。不断完善的检测技术不仅可以定性定量快速准

21、确的 测定茶多酚中的儿茶素和咖啡因 J.色谱 2001 测定茶叶中的某种成分，还可以实现对多种成分的同时测 193:233 定，可以更有效地确定茶叶的品质，推动茶叶成分检测技术 16 Xu J Zhang G F Tan T W etal.One-step 的发展。purification ofepigallo-catechin gallate from crude green tea extracts by isocratic hydrogen 参考文献 bond adsorption chromatography on-cyclodextrin substituted agarose ge

22、lmedia.chromatogra B 20051 安徽农学院.茶叶生物化学 M.2 版.北京:北京农 8241-2:323.业出版社 1982.17 胡秋芬 李德良 李海涛 等.微柱高效液相色谱法 2 Savolainen H.Tannin content of tea and coffeeJ.测定茶多酚的研究 J.食品科学 2004 256:147.J Appl Toxicol.199212:191-192.18 何 昱 洪筱坤 王智华.茶多酚中儿茶素类及咖啡 3 Oiowah L Shiu-Fail.Spectrophotometric 因的含量测定 J.中成药 2003 2510:8

23、27.determination of tannins in tea and beer samples 19 Pelillo M Biguzzi B Bendini A etal.Preliminary with ironIII and 110-phenanthroline as investigation into development of HPLC with UV and reagentsJ.The Ananyst.1989 1145:631-633.MS-electrospray detection for the analysis of tea4 郎惠云 廖晓玲 杜月琴.差示分光光度法测定茶多 catechins.Food Chemistry 2002 783:369 酚的含量 J.分析科学学报 2003 192:151.20 Wang H F Gordon J.HPLC determination of5 Amin A S.Mikrochimica ActaJ.1997 12691/2:catechins in tea leaves and tea extracts using 105-108.relative response factors.Food Chemistry 20036 胡冠时 高文学 祁 璐.茶叶中儿茶酚类物.