檢測技術(shù):高效液相色譜法測定普洱熟茶中鞣花酸含量

檢測技術(shù):高效液相色譜法測定普洱熟茶中鞣花酸含量

22閱讀 2022-08-23 07:49 技術(shù)

鞣花酸(Ellagic acid,EA)是一種具有生物活性的酚類化合物,廣泛存在于水果、堅果等植物組織中,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,是一種沒食子酸的二聚衍生物。在自然界中,鞣花酸主要以縮合形式(如鞣花單寧等)存在。鞣花酸基本無毒性,對化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的癌變及其它多種癌變具有明顯的抑制作用,如結(jié)腸癌、肝癌、肺癌、前列腺癌、乳腺癌、淋巴癌等。此外,鞣花酸還具有抗氧化、抗炎癥、抑菌、抑制黑色素生成、改善白血病等功效。由于其優(yōu)異的生物活性,鞣花酸被廣泛應(yīng)用于保健食品、醫(yī)療、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。

有研究表明,茶葉是鞣花單寧和鞣花酸的重要膳食來源,鞣花單寧通過人體腸道微生物轉(zhuǎn)化,會轉(zhuǎn)化為鞣花酸等代謝產(chǎn)物。

▲ 人體代謝路徑

普洱熟茶作為云南名茶,是由云南大葉種曬青毛茶制成的一種獨特微生物發(fā)酵茶。普洱熟茶“固態(tài)發(fā)酵”的實質(zhì)主要是濕熱作用、酶作用以及微生物作用。大葉種曬青毛茶發(fā)酵過程中,微生物代謝釋放大量熱量,其分泌的酶與茶葉內(nèi)含物發(fā)生激烈的酶促反應(yīng),二者均能促進具有熱不穩(wěn)定性的鞣花單寧(如木麻黃素)分解形成鞣花酸。

建立普洱熟茶中鞣花酸含量的檢測方法,可滿足普洱熟茶中特征活性成分的質(zhì)量控制需求,同時有助于普洱茶發(fā)酵過程中特征性物質(zhì)的變化趨勢及微生物的代謝規(guī)律研究,為普洱茶的工業(yè)化可控發(fā)酵提供方法依據(jù)。

01

材料與方法

1、儀器與設(shè)備

Waters e2695 高效液相色譜儀(美國,Waters公司);Waters 2995 PDA(光電二極管列陣檢測器,美國,Waters公司);WD-9415B超聲儀(北京六一儀器廠);H1850R低溫離心機(湘儀離心機儀器有限公司);VORTEX 3旋渦混勻器(德國,IKA公司);分析天平(精度0.0001 g,美國,OHAUS公司);Agilent ZORBAX SB-C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm,美國,Agilent公司)。

2、材料與試劑

針式過濾器(0.45 μm,尼龍66,天津津騰實驗設(shè)備有限公司);乙腈、甲醇均為色譜純(德國MERCK公司);水為超純水;磷酸為分析純;鞣花酸對照品(純度≥98%,上海源葉生物科技有限公司)。

3、色譜條件

Agilent ZORBAX SB-C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);0~20 min,0.2%磷酸∶乙腈(85∶15,體積比),等度洗脫;流速:1 mL/min;進樣量為10 μL,柱溫35 ℃;光電二極管陣列檢測器;檢測波長245 nm。

4、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

稱取一定量的鞣花酸對照品,用甲醇溶解配制成質(zhì)量濃度為60 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,于-4 ℃避光保存。使用前,準(zhǔn)確移取適量鞣花酸標(biāo)準(zhǔn)儲備液,用甲醇配置成質(zhì)量濃度分別為1~30 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列工作液,于-4 ℃避光保存。

5、樣品處理

稱取適量(精確至0.0001 g)均勻研磨的熟茶樣品于50 mL離心管中,加入適量提取溶劑(水、25%甲醇、50%甲醇、75%甲醇、純甲醇),使料液比為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40和1∶50,超聲一定時間(30 min、45 min、60 min),5000 r/min下離心10 min,取上清液于100 mL容量瓶中,重復(fù)數(shù)次(重復(fù)0次、1次、2次和3次,即提取1次、2次、3次和4次),合并上清液,用純水定容至100 mL,搖勻,過0.45 μm水相濾膜后,待測。

02

結(jié)果與分析

1、高效液相色譜條件優(yōu)化

使用水-甲醇、水-乙腈、磷酸水溶液-甲醇和磷酸水溶液-乙腈(磷酸濃度為0.2%、0.3%、1%)為流動相,等度洗脫,考察不同流動相種類、比例及pH對普洱熟茶中鞣花酸分離效果的影響。從目標(biāo)峰的峰形、與干擾峰的分離度等方面進行評價。

結(jié)果表明,流動相為水-有機相體系時,鞣花酸的色譜峰展寬、拖尾嚴(yán)重,識別困難。在洗脫體系中加入不同濃度的磷酸進行峰形優(yōu)化,鞣花酸色譜峰的峰寬變窄,峰形對稱略有拖尾。但不同濃度的磷酸,對峰形變化影響不明顯,因此洗脫體系選用0.2%磷酸的濃度。分別使用甲醇和乙腈有機相洗脫鞣花酸對照品,發(fā)現(xiàn)乙腈洗脫體系鞣花酸的保留時間更短,且水溶液-乙腈體積比為85∶15時樣品中鞣花酸目標(biāo)峰前后雜質(zhì)峰較少,利于定性和定量,能顯著提高檢測效率。

因此,確定普洱熟茶中鞣花酸定量檢測的流動相為0.2%磷酸水溶液-乙腈(體積比為85∶15),保留時間為16.0 min(±0.5 min),如圖2所示。

2、樣品前處理優(yōu)化

分別研究不同料液比、不同提取液種類、不同提取時間和不同提取次數(shù)對鞣花酸提取率的影響。在相同檢測條件下對比鞣花酸色譜峰和雜質(zhì)色譜峰(咖啡因等)的峰高或含量,從而確定最優(yōu)的前處理方法。

如圖3所示,1∶30、1∶40、1∶50提取組鞣花酸含量顯著低于1∶20提取組,鞣花酸含量隨料液比降低而顯著降低,而1∶10、1∶20提取組間鞣花酸含量無顯著差異,當(dāng)料液比為1∶10時,咖啡因峰高超過2.0 AU,沒食子酸峰高達1.8 AU,考慮到過大響應(yīng)值可能對檢測器造成損耗,因此,1∶20為最適料液比。

選擇水、甲醇以及不同比例甲醇水為提取溶劑,評價普洱熟茶中鞣花酸的提取率。如圖4所示,與水提取組相比,純甲醇、75%甲醇組鞣花酸提取率顯著低于水提取組,50%甲醇、25%甲醇組鞣花酸提取率低于水組,但無顯著差異,綜合考慮實驗成本及環(huán)境污染等因素,選擇水為最適提取液。

考慮不同提取時間對普洱熟茶中鞣花酸提取率的影響。如圖5所示,鞣花酸含量隨著提取時間的增加而增加,但提取30 min與提取45 min相比無顯著差異,為提高檢測效率,確定提取時間為30 min。

考慮不同提取次數(shù)對普洱熟茶中鞣花酸提取率的影響,根據(jù)已確定的料液比(1∶20)、提取液(水)和提取時間(30 min),分別超聲提取1次、2次、3次和4次。如圖6所示,鞣花酸含量隨著提取次數(shù)的增加而增加,提取3次與提取1次和2次相比有顯著差異,且與提取4次相比有差異但不顯著,考慮到檢測時長和檢測效率,最終采用3次提取。

3、方法線性范圍與相關(guān)系數(shù)

采用上述所確定的方法檢測鞣花酸對照品,外標(biāo)法定量,以其峰面積為縱坐標(biāo)(y軸),其濃度為橫坐標(biāo)(x軸)做標(biāo)準(zhǔn)曲線,線性方程、相關(guān)系數(shù)見表1。在0.6~60 mg/L范圍內(nèi)鞣花酸的線性良好。鞣花酸的檢出限(LOD)為13.5 mg/kg,定量限(LOQ)為檢出限的3.33倍,即45.0 mg/kg。

4、儀器精密度、方法重現(xiàn)性

取上述同一鞣花酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,重復(fù)進樣6次,進樣量10 μL,以鞣花酸峰面積,計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.28%(n=6)。

根據(jù)“1.5”所述,按照最終確定的前處理方法進行同一樣品平行實驗,每個平行樣品進樣1次,進樣量10 μL,以各樣品的鞣花酸含量,計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為3.7%(n=6),表明該方法重復(fù)性較好。

5、普洱熟茶中鞣花酸的含量

對18個市售普洱熟茶中鞣花酸的含量進行測定,結(jié)果見表2。樣品中鞣花酸含量范圍為176.6~398.1 mg/kg。

03

討論

不同普洱熟茶中鞣花素含量差異明顯。普洱熟茶中的鞣花酸可能由茶葉中的鞣花單寧類物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來,不同等級、不同地區(qū)的原料鞣花單寧類物質(zhì)含量不同,且發(fā)酵程度不同也會影響普洱熟茶中鞣花酸的含量,具體的影響因素及影響程度有待進一步研究。

目前,利用高效液相色譜法測定鞣花酸含量的文獻中,檢測對象多為水果和藥用植物,涉及普洱茶中鞣花酸含量的檢測方法鮮有報道。部分文獻中所述方法提取過程漫長、提取溶液種類復(fù)雜且環(huán)境危害較大。或因儀器條件配適度較差,目標(biāo)物與雜質(zhì)峰未有效分離,導(dǎo)致定量結(jié)果不準(zhǔn)確。

文章所述方法不僅可用于普洱熟茶中鞣花酸的含量測定,也適用于普洱熟茶深加工產(chǎn)品,且為普洱熟茶發(fā)酵過程中鞣花酸變化趨勢的研究提供方法基礎(chǔ)。現(xiàn)行大部分檢測方法使用的提取溶劑為有機試劑,前處理包括長時間浸泡或水浴回流及濃縮、蒸干等步驟,相較于這些方法,本方法僅使用純水超聲提取,方法便捷、成本低廉、環(huán)境危害小、可批量前處理。且方法檢測周期較短,樣品前處理2 h,比其他需要有機試劑預(yù)先浸泡數(shù)小時再提取的方法更高效。本方法目標(biāo)峰前后雜質(zhì)峰少且較小,分離度較文獻方法高,可有效定量目標(biāo)峰。

許芮菁

助理工程師,就職于云南大益微生物技術(shù)有限公司、云南省普洱茶發(fā)酵工程研究中心,主要從事茶葉及其微生物代謝成分檢測研究。參與云南省科技廳重大科技專項子項目。發(fā)明專利公開3件,受理3件;在核心期刊發(fā)表論文1篇。

具體內(nèi)容詳見《中國茶葉加工》雜志,2022年第2期文章《高效液相色譜法測定普洱熟茶中鞣花酸含量》,頁碼:63-68,作者:許芮菁,劉敏,楊銳,高林瑞,丁章貴*,陳丹丹*。

來源:中國茶葉加工

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