盧 專,黃永橋,于以竹,毛敏霞,簡銀池,吳新文
(貴州省檢測技術(shù)研究應(yīng)用中心,貴州貴陽 550014)
關(guān)鍵字:綠茶;超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜;酚酸
茶葉因其特殊風(fēng)味和保健功效,深受消費者喜愛。茶葉中富含多種營養(yǎng)成分,如茶多酚、咖啡堿、氨基酸、有機酸、茶多糖及礦物元素等,其中酚酸類化合物含量約占鮮葉干重的5%[1-2]。酚酸類物質(zhì)主要是沒食子酸、咖啡酸等形成的簡單酚酸和奎寧酸、沒食子酸、咖啡酸等形成的縮合衍生物,如鞣花酸、間雙沒食子酸、綠原酸等[3-4]。研究表明,酚酸在許多藥用植物中作為活性成分發(fā)揮藥理作用,如綠原酸具有利膽、抗菌、降壓、增高白細胞及興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)等功效;鞣花酸具有抗菌、抗突變、抗癌及增白等功效[5-7]。因此茶葉中酚酸化合物的含量測定對其生物活性研究具有重要意義。
目前,酚酸化合物的含量測定方法主要有薄層色譜法[8]、毛細管電泳法[9]、高效液相色譜法[10-12]、液相色譜-質(zhì)譜法[13-15]、氣相色譜法[16]和氣相色譜-質(zhì)譜法[17]等。高效色譜-質(zhì)譜法具有選擇性強、靈敏度高、抗干擾能力強和結(jié)果準確可靠等特點,是測定酚酸含量常用的分析方法之一。
本研究以遵義市、都勻市、雷山縣3 個地區(qū)的綠茶作為研究對象,采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀,通過優(yōu)化儀器及前處理條件,建立分析測定方法,并對建立的方法進行方法學(xué)驗證。通過建立的分析測定方法對不同產(chǎn)地的綠茶進行分析測定,計算各酚酸的含量,通過對不同產(chǎn)地的綠茶中12 種酚酸物質(zhì)含量差異進行分析,探討酚酸含量的差異與產(chǎn)地是否存在聯(lián)系,以期為茶葉化學(xué)分類方法提供更多的數(shù)據(jù)支持。
甲醇、乙腈(均為色譜純),德國Merck 公司;沒食子酸(99.35%),德國Dr.Ehrenstorfer 公司;甲酸(色譜純)、鞣花酸(99.9%),上海安普實驗科技股份有限公司;綠原酸、新綠原酸、隱綠原酸、異綠原酸A、異綠原酸B、異綠原酸C、咖啡酸、對香豆酸和鄰香豆酸(純度>95%),天津阿爾塔科技有限公司;間雙沒食子酸(98.2%),美國Cayman 公司;實驗室用水均為超純水。
茶葉樣品分別購自湄潭、雷山、都勻3 個地區(qū)茶葉生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的60 批次綠茶,均選取當?shù)夭枞~進行生產(chǎn)的綠茶,其中湄潭24 批次、雷山23 批次、都勻13 批次。
三重四極桿質(zhì)譜儀(Agilent 6470,配ESI 源)、超高效液相色譜儀(Agilent 1290),美國Agilent 公司;GM200 刀式研磨粉碎儀,德國Retsch 公司;超聲波清洗器,上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司;UMV-2 多管渦旋混合器,北京普立泰科儀器有限公司;L-550 離心機,湖南湘儀離心機儀器有限公司;Milli-Q 超純水機,美國Millipore 公司。
1.3.1 標準溶液配制
準確稱取上述12 種酚酸標準品,分別加入甲醇溶解并定容至刻度,配制濃度為1.0 mg/mL 的標準儲備液,于-18℃保存。用80%甲醇溶液稀釋標準儲備液,配制濃度為0.02 μg/mL、0.05 μg/mL、0.20 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.00 μg/mL、5.00 μg/mL 和10.00 μg/mL 的系列標準工作液,現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.3.2 色譜條件
色 譜 柱ZORBAX Eclipse Plus-C18(150 mm×2.1 mm,1.8 μm), 美 國Agilent 公 司; 流 速0.3 mL/min;柱溫40 ℃;進樣體積2.0 μL;流動相A 為0.1%乙酸水溶液,B 為乙腈。
梯 度 洗 脫 程 序 為0 ~0.5 min,2.0%B;0.5 ~6.0 min,2.0% ~16.0%B;6.0 ~9.0 min,16.0% ~42.0%B;9.0 ~10.0 min,42.0% ~46.0%B;10.00 ~10.01 min,46.0%~95.0%B;10.01 ~11.00 min,95.0B%;11.00 ~11.01 min,95.0% ~2.0%B;11.01 ~12.0 min,2.0%B。
1.3.3 質(zhì)譜條件
電噴霧離子源:負離子掃描;多反應(yīng)監(jiān)測;毛細管電壓為3.5 kV;霧化器壓力為40 psi;干燥氣流速為10 L/min;干燥氣溫度為325 ℃;鞘氣流速為10 L/min;鞘氣溫度為325 ℃;目標物質(zhì)譜參數(shù)見表1。
表1 質(zhì)譜參數(shù)
1.3.4 樣品前處理
稱取粉碎后的茶葉樣品0.50 g 于50 mL 具塞離心管中,準確加入20 mL 80%甲醇溶液,超聲15 min,渦旋振蕩30 min,5 000 r/min 離心10 min,取上清液過膜上機。
實驗數(shù)據(jù)計算采用Excel 2016 版,圖譜繪制采用Origin 2018 版,Bayes 判別分析采用SPSS 22.0 版。
采用0.5 μg/mL 的標準溶液,在負離子模式下全掃描質(zhì)譜得到各目標物一級碎片離子,優(yōu)化去簇電壓,對母離子進行二級質(zhì)譜掃描,得到子離子特征碎片質(zhì)譜圖,選擇響應(yīng)值高、基線噪聲低的兩對離子對作為定性和定量離子對,進一步優(yōu)化碰撞能量及其他質(zhì)譜參數(shù),得到最優(yōu)的質(zhì)譜條件。
比較了Agilent Poroshell SB-a(q100 mm×2.1 mm,2.7 μm)、Agilent Poroshell SB-C18(100 mm×2.1 mm,2.7 μm) 和Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18(150 mm×2.1 mm,1.8 μm)。結(jié) 果 表 明,Poroshell SB-aq 和Poroshell SB-C18兩根色譜柱未能有效分離出12 種酚酸化合物,且兩根色譜柱的色譜峰響應(yīng)和峰型較差,Eclipse Plus C18色譜柱分離較好,峰形尖銳,且各物質(zhì)的響應(yīng)值均高于另外兩根色譜柱??疾炝怂嘀屑尤爰姿?、乙酸及甲酸銨對目標物離子化效率和靈敏度的影響,結(jié)果表明,0.1%乙酸溶液對目標物的分析靈敏度最好。進一步考察以甲醇和乙腈為有機相,甲醇條件下目標物相應(yīng)增加但對于異綠原酸A、B 和C 3 種同分異構(gòu)體分離較差。因此,選用0.1%乙酸溶液和乙腈為流動相。采用梯度洗脫程序,12 min 內(nèi),各物質(zhì)能較好分離,圖1 為12 種酚酸標準溶液總離子流圖。
圖1 混合標準溶液總離子流圖
選取超純水、甲醇和乙醇作為提取溶劑,結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用超純水對目標物提取效率低于甲醇和乙醇提取溶劑的提取率。在此基礎(chǔ)上,進一步對比不同比例的甲醇溶液和乙醇溶液的提取率。結(jié)果表明,使用80%甲醇溶液為提取溶劑時提取效率最好。實驗前期對超聲提取和渦旋振蕩提取時間進行考察。因此,本實驗選用體積分數(shù)80%甲醇溶液超聲提取15 min,渦旋振蕩提取30 min 作為樣品提取方法。
2.4.1 標準曲線
使用配制的系列標準工作液,以標準溶液質(zhì)量濃度對峰面積做標準曲線(見表2)。結(jié)果表明,12種酚酸在0.02 ~10.00 μg/mL,線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)r>0.991,適用于定量分析。
表2 標準曲線方程
2.4.2 重復(fù)性試驗
稱取同一茶葉樣品6 份,依據(jù)建立的前處理和儀器分析方法,計算12 種酚酸含量及RSD,結(jié)果如表3 所示。RSD 在0.3%~6.4%,均小于10%,說明方法具有良好的重復(fù)性。
表3 重復(fù)性試驗
2.4.3 穩(wěn)定性試驗
用同一供試品溶液分別在0 h、2 h、4 h、8 h、12 h 和24 h 時進樣分析,計算各酚酸含量及RSD 值,結(jié)果見表4。RSD 在1.5%~8.4%,說明樣品保存在4 ℃、24 h 內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性。
表4 穩(wěn)定性試驗(n=3)
使用12 種酚酸含量對3 個地區(qū)的綠茶進行Bayes 判別分析,結(jié)果見表5。結(jié)果表明,13 個都勻綠茶樣品判別率為61.5%,24 個湄潭綠茶樣品判別率為79.2%,23 個雷山綠茶樣品判別率為30.4%,判別圖總判別56.7%。因此,使用12 種酚酸含量對3個產(chǎn)地的判別效果不佳。
表5 茶葉分類判別結(jié)果
采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀對3 個地區(qū)綠茶中12 種酚酸化合物的含量進行測定,12 種酚酸化合物在質(zhì)量濃度范圍內(nèi)的相關(guān)系數(shù)r>0.991,重復(fù)性和穩(wěn)定性均小于10%。都勻、湄潭、雷山3 個產(chǎn)地的綠茶中酚酸類物質(zhì)的含量存在明顯差異,說明茶葉產(chǎn)地的不同可能會導(dǎo)致酚酸類物質(zhì)的含量差異。使用12 種酚酸含量對不同產(chǎn)地的綠茶進行Bayes 判別,結(jié)果表明,3 個地區(qū)綠茶的總判別率56.7%,說明使用12 種酚酸含量能對綠茶的產(chǎn)地進行一定的判別,但判別效果不佳,無法完全區(qū)分。本研究為茶葉的化學(xué)分類提供了一定參考,后續(xù)研究應(yīng)進一步加大樣本量,根據(jù)現(xiàn)有成果增加更多的分析判別方法對茶葉中多種酚酸進行比較與驗證,并考慮結(jié)合茶葉中兒茶素、咖啡堿等成分進行判別分析。