茶葉化學(xué)成分分析方法綜述

王繼坤，陳 橋，鄭桂清 (北京中防昊通科技中心，北京 100013)

茶葉化學(xué)成分分析方法綜述

王繼坤，陳 橋，鄭桂清 (北京中防昊通科技中心，北京 100013)

闡述了茶葉化學(xué)成分分析方法(光譜分析方法和色譜分析方法)的基本原理，并對(duì)使用氣相色譜法和高效液相色譜法測(cè)定茶葉中相關(guān)化學(xué)成分的含量進(jìn)行實(shí)例解析，從而為茶葉的品質(zhì)鑒定提供參考。

茶葉；化學(xué)成分；分析方法；光譜；色譜

自從1827年Oudry K從茶葉中發(fā)現(xiàn)咖啡堿后，學(xué)者們便開始對(duì)茶葉成分進(jìn)行全面研究， 目前在茶葉中查明的化學(xué)成分有300多種，其中影響茶葉色澤的化學(xué)成分是黃酮、黃酮醇(花色素、花黃素)及其糖苷、類胡蘿卜素、葉綠素及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物、茶黃素、茶紅素、茶褐素等，影響茶香氣的化學(xué)成分主要是芳烴物質(zhì)、某些氨基酸和糖，影響茶滋味的化學(xué)成分主要多酚類和氨基酸生物堿類物質(zhì)。為了弄清茶葉的化學(xué)成分，研究者采用了相應(yīng)的分析方法[1-10]。下面，筆者對(duì)茶葉化學(xué)成分分析方法進(jìn)行闡述。

1 光譜分析方法

每種化學(xué)原子都有其特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別相關(guān)物質(zhì)并確定其化學(xué)組成，這種方法叫做光譜分析，其優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速。光譜分析方法有原子熒光光譜法、紫外光譜法、近紅外光譜法和X射線熒光光譜法，具體內(nèi)容如下。

1.1原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是通過測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度來確定待測(cè)元素含量的方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、各元素相互之間的光譜干擾少、檢出限低、靈敏度高、工作曲線線性范圍寬和多元素可以同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種極有潛力的痕量分析方法，一般用于測(cè)定茶葉中的微量元素[1-2]。

1.2紫外光譜法

紫外光譜是分子中某些價(jià)電子吸收了一定波長(zhǎng)的電磁波后從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，再釋放能量(輻射出特征譜線)回到基態(tài)而產(chǎn)生的一種光譜,也稱之為電子光譜[3]。在有機(jī)化合物的定性分析中，紫外光譜法適用于不飽和有機(jī)化合物尤其是共軛體系的鑒定，以此推斷未知物的骨架結(jié)構(gòu)，還可定量分析該物質(zhì)的濃度和含量。紫外光譜法可以用于測(cè)定茶葉中的有機(jī)物成分及含量[4]。

1.3近紅外光譜法

近紅外光譜是由于分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷(同時(shí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷)而產(chǎn)生的，其記錄的是分子中單個(gè)化學(xué)鍵的基頻振動(dòng)的倍頻、合頻和差頻信息。不同基團(tuán)產(chǎn)生的光譜在吸收峰位置和強(qiáng)度上有所不同，隨著樣品成分含量的變化，其光譜特征也將發(fā)生變化，根據(jù)這些不同的光譜特征進(jìn)行定性和定量分析的技術(shù)即近紅外光譜法[3]。該方法主要用于測(cè)定茶葉中有機(jī)物的含量[5]，也可以進(jìn)行茶葉的無損檢測(cè)。

1.4X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜是利用初級(jí)X射線光子或其他微觀離子激發(fā)待測(cè)物質(zhì)中的原子，使之產(chǎn)生熒光(次級(jí)X射線)而進(jìn)行物質(zhì)成分分析的方法[6]。按探測(cè)方法的不同，分為X射線光譜法(波長(zhǎng)色散)和X射線能譜法(能量色散)。該方法可以用于測(cè)定茶葉中金屬元素含量[7]。

2 色譜分析方法

色譜法是利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配，以固定相對(duì)流動(dòng)相中的混合物進(jìn)行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)會(huì)以不同的速度沿固定相移動(dòng)，最終達(dá)到分離的效果。根據(jù)流動(dòng)相的不同分為氣相色譜法和高效液相色譜法。

2.1高效液相色譜法

高效液相色譜法以液體為流動(dòng)相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內(nèi)各成分被分離后，進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)樣品進(jìn)行分析。該方法對(duì)茶葉中的茶多酚、游離氨基酸、生物堿等有良好的分離效果[8]。

2.2氣相色譜法

氣相色譜法的原理是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性及吸附性質(zhì)的差異來實(shí)現(xiàn)混合物的分離。當(dāng)多組分的混合樣品進(jìn)入色譜柱后，由于吸附劑對(duì)每個(gè)組分的吸附力不同，經(jīng)過一定時(shí)間后，各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度也不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來，最先離開色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器，而吸附力最強(qiáng)的組分最不容易被解吸下來，因此最后離開色譜柱。如此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，按順序進(jìn)入檢測(cè)器中并被檢測(cè)和記錄，從而獲得氣相色譜圖。該方法可用于茶葉香氣成分的測(cè)定[9]及茶葉殘余農(nóng)藥的測(cè)定。

3 實(shí)例解析

3.1氣相色譜法測(cè)定茶葉中脂肪酸含量

表1 普洱茶中脂肪酸的含量

采用氣相色譜法對(duì)云南普洱茶進(jìn)行分析，通過對(duì)茶葉中脂肪進(jìn)行提取和甲酯化，可分離并鑒定出6種脂肪酸，各種脂肪酸含量如表1所示[10]。從表1可以看出，普洱茶中棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸的含量較高，其中亞油酸和亞麻酸是不飽和脂肪酸，是形成茶葉香氣前體物質(zhì)的主要成分。由于不飽和脂肪酸的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，致使茶葉在加工和貯藏時(shí)容易變質(zhì)，因而通過測(cè)定茶葉主要脂肪酸的含量，注重改善茶葉加工和貯藏方式，以此保證茶葉質(zhì)量。

表2 6種不同茶葉中兒茶素及咖啡堿含量

3.2高效液相色譜法測(cè)定茶葉中兒茶素及咖啡堿含量

影響茶滋味的化學(xué)成分主要多酚類和氨基酸生物堿類物質(zhì)，兒茶素和咖啡堿是評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)的指標(biāo)。采用高效液相色譜法測(cè)定6種不同茶葉的兒茶素和咖啡堿含量(見表2)[11]。從表2 可以看出，綠茶中的兒茶素和咖啡堿含量較高，烏龍茶的兒茶素和咖啡堿含量較低，而白茶的兒茶素和咖啡堿含量最低。

4 結(jié) 語

光譜分析和色譜分析是茶葉化學(xué)成分分析的重要方法，以此建立相關(guān)茶葉化學(xué)成分相關(guān)的光譜圖和色譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)，為茶葉的質(zhì)量評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，為改善茶葉加工和貯藏方式提供參考。因此，今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)茶葉化學(xué)成分分析方法的探討。

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[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.006

O657

A

1673-1409(2012)04-N017-02

2012-02-17

王繼坤(1958-)，男，1982年大學(xué)畢業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事食品安全方面的研究工作。