楊仔威,廖 敏,楊金通,張 全,龔安龍,字成庭,2
(1 云南農業(yè)大學理學院,云南 昆明 650201;2 云南農業(yè)大學普洱茶學教育部重點實驗室,云南 昆明 650201)
兒茶素是茶葉中的重要活性成分,具有抗腫瘤、抗心血管疾病和延緩衰老等多種生理功能。兒茶素主要包括:表兒茶素(Epieatechin(EC, 1))、表兒茶素沒食子酸酯(Epieatechingallate(ECG, 2))、表沒食子兒茶素(Epigalloeateehin(EGC, 3))和表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigalloeateehingallate(EGCG, 4))等[1-2]。其化學結構式如圖1所示。大量研究表明,兒茶素具有抗氧化、抗癌、抗突變、抗菌和保護神經系統(tǒng)等功效[3-5]。但是,兒茶素類化合物在水相或油相中溶解度不高;光照、潮濕環(huán)境下易發(fā)生氧化、聚合和縮合等反應。
表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)在一定的條件下轉變?yōu)镃3位的空間異構體沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)。GCG和EGCG均被認為是茶葉中自由基清除活性較強的兒茶素成分,最近研究表明高濃度時GCG和EGCG具有相同的自由基清除能力,低濃度時,GCG的自由基清除能力強于EGCG,濃度越低,差異越明顯[6]。由此可見,對于GCG具有一定研究價值,EGCG成分能在高溫狀態(tài)下能合成發(fā)生異構化作用形成氧化產物GCG,但是這種轉化異構化作用不僅與溫度、反應時間有關,還與pH值有關。本文探究的是EGCG氧化成為GCG最佳反應條件。
圖1 兒茶素的化學結構式
表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG,純度>98%),成都普瑞法科技開發(fā)有限公司;甲醇(德國,MERCK,色譜純);冰乙酸(AT級);超純水;三氟乙酸;濃鹽酸;Na2CO3(AR)。
Agilent 1260高效液相色譜儀,安捷倫;理化檢測型超純水機,普力菲爾;磁力攪拌器,鞏義市予華儀器有限公司;電子天平,北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;旋轉蒸發(fā)儀,Heidolph。
將20 mg EGCG粉末溶于相對應的10 mL不同的pH溶液中進行反應,當達到反應終點時,利用乙酸乙酯進行萃取2~3次,在旋轉蒸發(fā)儀將其減壓蒸干,將其溶于1 mL分析甲醇中,進行HPLC分析檢測。Agilent 1260進行分析;Agilent ZOR-BAX SB-C18色譜柱(5 μm,4.6 mm × 250 mm),流動相:A相為超純水(含0.05%三氟乙酸),B相為分析甲醇,A相85%,柱溫37 ℃,檢測波長為280 nm,30 min內完成檢測,每次檢測后都須將系統(tǒng)平衡15 min才能進行下一次進樣。
通過HPLP分析EGCG氧化產物,存在一個主要的成分,其產率隨著氧化條件的改變而不同,但是其氧化產物出峰時間基本保持在(tR= 24.843 min)附近,在相同的條件下將不同的兒茶素單體與EGCG氧化產物進行分析:EGCG氧化物(S1),EC(S5),ECG(S4),EGC(S3)、EGCG(S2)和GCG(S6),結果顯示,EGCG氧化物為GCG,如圖2所示。
圖2 兒茶素類化合物的液相色譜圖
2.2.1 不同pH條件對EGCG氧化產物的影響
pH值(3~10)對EGCG氧化產率的影響,如圖3所示,在反應溫度為25 ℃,反應時間為0.5 h時,不同的pH條件下,EGCG氧化產物的峰面積不同。當pH=5時,EGCG氧化產物的峰面積為90.674%。因此,EGCG的氧化pH值應該保持在5時,氧化物的產率最佳。
圖3 反應pH值對EGCG氧化物峰面積的影響
2.2.2 不同反應溫度對EGCG氧化產物的影響
在不同的反應溫度下(25~85 ℃),EGCG氧化產物的產率不同,如圖4所示,在反應的pH為5,反應時間為0.5 h的條件下,不同的反應溫度對EGCG氧化的影響,隨著反應溫度的升高,所得到的EGCG氧化物的產率逐漸減少。因此,最佳的反應時間是0.5 h。
圖4 反應溫度對EGCG氧化物峰面積的影響
2.2.3 不同反應時間對EGCG氧化產物的影響
在不同的反應時間下(0.5~12 h),EGCG氧化產物的產率不同,如圖5所示,
隨時反應時間的增加,EGCG氧化物的產率不斷減少。當反應的時間為0.5 h時產率為最大值(73.188%)。
圖5 反應時間對EGCG氧化物峰面積的影響
通過上述對不同pH值(3~10)、不同溫度(25~85 ℃)和反應時間(0.5~12 h)對EGCG氧化產率的影響,以三個因素與最終響應值(峰面積、峰面積占比)之間的關系,最終優(yōu)化得到EGCG氧化成為GCG的條件:在pH值5,氧化時間0.5 h,溫度25 ℃時GCG產率達到最大值,而純度可達98.5%。
該實驗中通過氧化EGCG并分析氧化物的組成,得出EGCG氧化成為GCG的最佳條件為pH值5、溫度25 ℃、氧化時間0.5 h,在此實驗條件下,得到的EGCG氧化物GCG達到產量最大值,得到GCG的純度達98.5%。