陳丹丹 ,許芮菁 ,劉敏 ,吳伯陽 ,楊銳 ,王鵬 ,丁章貴 *,高林瑞 *
(1.云南省普洱茶發(fā)酵工程研究中心,云南昆明 650217;2.云南大益微生物技術(shù)有限公司,云南昆明 650217)
普洱茶作為云南特有名茶,是由云南大葉種曬青毛茶制成的一種獨(dú)特的微生物發(fā)酵茶[1]。在微生物發(fā)酵過程中,曬青毛茶中的多酚經(jīng)氧化、甲基化、酰化、糖基化等作用形成大量多酚衍生物,如A環(huán)加成兒茶素類成分[2]。因此,微生物發(fā)酵茶具有降脂、降糖、抗氧化、抗腫瘤、抗菌、消炎、抗病毒等多種藥理活性[3-4]。
研究表明,普洱茶素Ⅰ對高脂高糖喂養(yǎng)ApoE-/-小鼠的2型糖尿病并發(fā)高脂血癥有治療作用,證實(shí)其通過抑制腸道α-葡萄糖苷酶活性和激活肝細(xì)胞低密度脂蛋白受體(LDLR)的表達(dá),從而降低空腹血糖和血漿總膽固醇含量[5]。8-N-乙基-2-吡咯烷酮取代黃烷-3-醇可下調(diào)衰老小鼠4-羥基壬烯醛和泛素化蛋白聚集體的形成及Aβ代謝途徑,增加內(nèi)源性抗氧化能力,減輕細(xì)胞缺氧,降低神經(jīng)細(xì)胞凋亡率,有效保護(hù)SAMP8神經(jīng)元[6]。
Puerins(普洱茶素)Ⅰ~Ⅷ是從普洱熟茶中分離得到的8種8-N-乙基-2-吡咯烷酮取代黃烷-3-醇[7],結(jié)構(gòu)見圖1。Puerins 401系列化合物的相對分子量為401.15,分子式為C21H23NO7,含有3個手性碳原子,是微生物發(fā)酵茶特有的含氮多酚,由茶多酚與茶氨酸結(jié)合而成。其N-乙基-2-吡咯烷酮基團(tuán)是由茶氨酸經(jīng)Strecker降解轉(zhuǎn)化為醛后自發(fā)環(huán)化產(chǎn)生,見圖2[8]。課題組從微生物發(fā)酵茶中分離得到6個Puerins 401系列化合物,互為同分異構(gòu)體,命名為 Puerins 401-1~401-6,結(jié)構(gòu)式見圖3。
圖1 普洱茶素Ⅰ~Ⅷ分子結(jié)構(gòu)式(R=H,OH)Fig.1 The molecular structures of PuerinsⅠ~Ⅷ (R=H,OH)
圖2 N-乙基-2-吡咯烷酮取代的黃烷-3-醇的形成過程(R=H,OH)Fig.2 The formation process of N-ethyl-2-pyrrolidinone substituted flavan-3-ols(R=H,OH)
圖3 Puerins 401系列化合物結(jié)構(gòu)式Fig.3 The structural formulas of Puerins 401 series compounds
目前國內(nèi)外尚無Puerins 401系列化合物定量方法,為滿足普洱熟茶特征活性成分質(zhì)量控制需求,研究建立了HP 20大孔樹脂自裝柱凈化富集提取液,高效液相色譜-紫外法(HPLC-UV)[9]測定普洱熟茶中6個Puerins 401化合物 (401-1~401-6)含量,靈敏度高,準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性好。
Waters 2695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(jī)(湘儀離心機(jī)儀器有限公司),VORTEX 3旋渦混勻器 (德國,IKA公司),R1001-LN旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 (鄭州長城科工貿(mào)有限公司),NAI-FXCQY-24固相萃取裝置(上海那艾精密儀器有限公司),分析天平(精度0.0001 g,美國 OHAUS 公司)。
SPE柱管(6 mL,PP材質(zhì),上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司);小柱篩板(6 mL,PE材質(zhì),上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司);HP 20大孔吸附樹脂(日本三菱化學(xué)樹脂株式會社);定量濾紙(Φ12.5 cm,杭州雙圈濾紙有限公司);pH 試紙(pH 1~14,上海三愛思試劑有限公司);針式過濾器(0.45 μm,尼龍66,天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)。
乙腈、甲醇均為色譜純(德國MERCK公司);乙酸銨、甲酸 (LC/MS,美國Fisher Scientific公司);其他試劑未說明均為分析純。
Puerins 401系列化合物對照品為實(shí)驗(yàn)室自行分離提純制備獲得,Puerins 401-1~401-6對照品純度分別為 95%、90%、95%、85%、90%、95%。
Waters Atlantis dC18 (250 mm ×4.6 mm,5 μm);流動相:A為2 mmol/L乙酸銨水溶液 (含1‰甲酸),B為乙腈。梯度洗脫程序:B相 0~10 min從 10%變化到 20%并保持 8 min,18~25 min從 20%變化到 90%,25~29 min從 90%變化到10%,并保持6 min;流速 1 mL/min;進(jìn)樣量為 10 μL,柱溫35℃;紫外檢測器:檢測波長280 nm。
分別稱取一定量的Puerins 401系列化合物對照品,用甲醇溶解配制成如下濃度:Puerins 401-1~401-6 分別為 2.00、1.00、4.00、1.00、2.00、2.00 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,于-4℃避光保存。使用前,準(zhǔn)確移取適量Puerins 401系列化合物標(biāo)準(zhǔn)儲備液,用甲醇配置成如下濃度:Puerins 401-1~401-6 分別為 20~200、10~100、10~100、40~400、20~200、20~200 mg/L 的系列標(biāo)準(zhǔn)工作液,于-4 ℃避光保存[10]。
稱取0.5 g(精確到0.0001 g)均勻研磨的茶樣于15 mL離心管中,加入水10 mL,用旋渦混勻器均勻濕潤,超聲30 min,12000 r/min離心15 min,將上清液轉(zhuǎn)移至125 mL分液漏斗中,殘?jiān)貜?fù)提取一次,合并上清液。在分液漏斗中加入60 mL二氯乙烷后左右震搖,棄去有機(jī)相,余下水相再用二氯乙烷重復(fù)萃取兩次,將水相移入100 mL旋蒸瓶中,去除水中的有機(jī)相。之后,將水相用濾紙濾去殘?jiān)齼艋患?/p>
自裝HP 20小柱 (600 mg/6 mL),使用前用2~3倍柱體積的2%氫氧化鈉溶液淋洗小柱,然后用水沖至pH=7,再用2~3倍柱體積的2%鹽酸溶液淋洗小柱,之后用水沖至pH=7,后用乙醇完全置換柱內(nèi)殘留水并用乙醇浸泡小柱(過夜)。樣品上柱前,用大量水完全置換乙醇。
將待凈化富集的樣品提取液分次移入已活化的HP20小柱。調(diào)節(jié)流速以1~2滴/s的速度通過柱子;待水相濾完,用10 mL 10%乙醇溶液淋洗小柱;負(fù)壓抽干后,再用20 mL 50%乙醇溶液洗脫目標(biāo)物,將洗脫液收集于50 mL旋蒸瓶中,于45℃水浴下旋蒸至干,用2 mL 50%甲醇溶液復(fù)溶,過0.45 μm有機(jī)相濾膜后,待測。
分別采用甲醇、乙腈作為有機(jī)相,純水、1‰甲酸、2 mmol/L乙酸銨作為水相,等度洗脫、梯度洗脫作為洗脫程序,進(jìn)行組合條件的優(yōu)化。由于普洱熟茶的基質(zhì)非常復(fù)雜,目標(biāo)物附近有很多干擾峰,采用梯度洗脫才能達(dá)到最好的分離效果。最終,從峰形、干擾峰和目標(biāo)峰的分離等結(jié)果表明,2 mmol/L乙酸銨水溶液 (含1‰甲酸)-乙腈體系梯度洗脫的方法較優(yōu)。
分別考察了不同色譜柱:Waters Xterra C18柱 (250 mm×4.6 mm,5 μm)、Waters Xselect C18柱 (250 mm×4.6 mm,5 μm)、Waters XBridge C18柱 (250 mm×4.6 mm,5 μm)、Agilent TC-C18 柱(250 mm ×4.6 mm,5 μm)、Agilent XDB C18 柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)、Agilent SB C18 柱(250 mm ×4.6 mm,5 μm)、Waters Atlantis T3 柱 (250 mm×4.6 mm,5 μm)、Waters Atlantis dC18 柱(250 mm×4.6 mm,5 μm), 結(jié)果發(fā)現(xiàn) Waters Atlantis dC18色譜柱相較于其他色譜柱在同等條件下分離效果最佳,6個同分異構(gòu)體均可出峰,其保留時間和半峰寬[11]見表 1,分離度依次為 3.45、1.82、0.95、3.59、2.30。
表1 Puerins 401系列化合物各組份的保留時間和半峰寬Table 1 The retention time and half-peak width of each Puerins 401 series compound
普洱熟茶成分復(fù)雜,基質(zhì)效應(yīng)顯著,會明顯影響方法的靈敏度。固相萃取法是最常用的樣品前處理方法[12]。
首先研究不同類型商品柱對Puerins 401系列化合物的富集凈化效果,結(jié)果表明所使用商品柱不適宜普洱熟茶中此類化合物的測定。后考察5種大孔樹脂對凈化富集樣品提取物的適用性[13]。首先,混標(biāo)溶液通過裝滿一種材料的凈化柱來評估所有待測材料的回收性能。其中,HP20樹脂回收率在80%~90%之間,滿足凈化柱要求。然后,比較了每種吸附材料對普洱熟茶中Puerins 401系列化合物富集洗脫效果,HP20樹脂中Puerins 401系列化合物集中于30%~50%乙醇水洗液,其他材料目標(biāo)成分分散梯度寬。凈化柱研制完成后,優(yōu)化洗脫梯度,結(jié)果為10%乙醇水溶液為淋洗液,50%乙醇水溶液為洗脫液。按“1.5”所述進(jìn)行樣品處理與富集[14]。
實(shí)驗(yàn)采用外標(biāo)法定量,在優(yōu)化條件下檢測Puerins 401系列化合物對照品,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[11]。結(jié)果表明,Puerins 401系列化合物各組份在2.0~500.0 mg/L范圍內(nèi)具有良好的線性,所得到各組份的線性方程、相關(guān)系數(shù)[11]見表2。Puerins 401系列各化合物的檢出限 (LOD)[15]為3.6~5.9 mg/kg。由于檢出限一般表示為3倍信噪比(S/N),而定量限一般表示為10倍信噪比(S/N),即定量限可以表示為3.3倍檢出限,所以為Puerins 401系列各化合物的定量限(LOQ)[16]為 11.9~19.5 mg/kg。
表2 Puerins 401系列化合物各組份的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限Table 2 The linear equation,correlation coefficient,detection and quantitative limit of each Puerins 401 series compound
取上述Puerins 401系列化合物對照品于上述測定條件下,重復(fù)進(jìn)樣6次,進(jìn)樣量10 μL,以Puerins 401系列化合物峰面積,計(jì)算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為 0.62%~1.07%(n=6),如表 3所示。
根據(jù)“1.5”進(jìn)行同一樣品6次平行實(shí)驗(yàn),每個平行樣品進(jìn)樣1次,進(jìn)樣量10 μL,以各Puerins 401系列化合物含量,計(jì)算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為 1.80%~4.81%(n=6),如表 3所示。
取已知濃度樣品進(jìn)行濃度為0.2 g/kg的Puerins 401系列化合物加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),結(jié)果為75.0%~99.5%,如表4所示。Puerins 401系列化合物對照品色譜圖見圖4,樣品色譜圖見圖5。
表3 Puerins 401系列對照品及樣品中各組分相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)(n=6)Table 3 Relative standard deviation(RSD%)of each Puerins 401 series compound in the same reference substance and the same sample
表4 Puerins 401系列化合物加標(biāo)回收率Table 4 The spiked recovery of each Puerins 401 series compound
圖4 Puerins 401系列化合物對照品色譜圖Fig.4 The chromatogram of Puerins 401 series compound
圖5 普洱熟茶樣品色譜圖Fig.5 The chromatogram of Pu-erh Tea sample
從茶葉市場上采購17個普洱熟茶樣品,進(jìn)行Puerins 401系列化合物的測定,其結(jié)果如表5所示,不同品類普洱熟茶中Puerins 401系列化合物含量有所差別。在這17個普洱熟茶樣品中,Puerins 401-1~401-6 的含量分別在 41.1~169.7、36.6 ~163.5、172.1 ~375.3、7.8 ~59.7、126.5 ~342.8、249.9~827.1 mg/kg之間,Puerins 401 系列化合物總量在655.2~1806.1 mg/kg之間。
表5 市售普洱熟茶中Puerins 401系列化合物的含量Table 5 The content of Puerins 401 series compound in each Pu-erh tea
文章建立了測定普洱熟茶中Puerins 401系列化合物含量的高效液相色譜法分析方法。用水提取普洱熟茶中Puerins 401系列化合物,經(jīng)二氯乙烷萃取,HP20自裝柱富集凈化后,上機(jī)測試。該方法靈敏度高,準(zhǔn)確性好、重現(xiàn)性好,適用于普洱熟茶以及其深加工產(chǎn)品中Puerins 401系列化合物的測定。