3种茶叶丙酮提取物的气相色谱质谱联用分析

FujianJournalofAgriculturalSciences

文章编号:1008-0384(2010)03-356-07

3种茶叶丙酮提取物的气相色谱质谱联用分析

陈 峥,刘 波,唐建阳,朱育菁

(福建省农业科学院农业生物资源研究所,福建 福州 350003)

摘 要:采用气相色谱质谱联用(GC/MSD)的方法分析安溪铁观音、茉莉花花茶和武夷岩茶3种茶叶茶汤丙酮提取物的成分,分别鉴定出化合物10、13和12种。3种茶叶提取物中有6种共有成分,分别为:1,2,3-苯三酚、3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮、2-苯基乙醇、3-甲氧基-1,2-苯二酚、吲哚和橙花叔醇(武夷岩茶为反式橙花叔醇)。不同茶叶丙酮提取物成分的种类、数量和含量存在明显差异。铁观音丙酮提取物中特有的物质有1,1-二乙氧基-丁烷、甲氧基-吡嗪、1alpha1,1beta1-Methy-l2-deoxy-D-ribopyranoside和2-乙基己基草酸戊酯。花茶丙酮提取物中特有的物质有(E)-4,4-二甲基-2-戊烯、2-丙烯基己酸酯、左旋葡聚糖、3,5-二甲氧基-4-羟基-苯甲醇和3-甲基-5-吡唑甲酸。武夷岩茶丙酮提取物中特有的物质有2,3-二甲基-2-戊烯、1,3-二甲苯、CIS-橙花叔醇、1,5-二甲基-6-氧-双环己烷和顺式-11,14,17-二十碳三烯酸甲酯。关键词:气相色谱质谱联用;安溪铁观音;福建茉莉花茶;武夷岩茶;丙酮提取物中图分类号:S571

文献标识码:A

GC/MSDanalysisonteaacetoneextracts

CHENZheng,LIUBo,TANGJian-yan,ZHUYu-jing

(InstituteofAgrobiologicalResources,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,

Fujian 350003,China)

Abstract:Componentsintheacetoneextractsofthreevarietiesofteawereanalyzedbyusinggaschromatography/massspectrometry(GC/MSD).10,13and12compoundswereidentifiedfromAnxiTieguanyin,FujianJasmineandWuyiRock,respectively.Thecompoundsfoundcommonlyintheteaextractswere1,2,3-benzenetriol,1H-purine-2,6-dione,3,7-dihydro-1,3,7-trimethy-l,phenylethylalcohol,1,2-benzenediol,3-methoxy-,indoleandnerolidol(cis-nerolidolinWuyiRock).Theydifferedinquantity,typeandcontentintheextracts.TheuniquesubstancesintheAnxiTieguanyinextractincludedbutane,1,1-diethoxy-,pyrazine,methoxy-alpha-andbeta-methy-l2-deoxy-D-ribopyranoside,oxalicacidand2-ethylhexylpentylester.ThedifferentconstituentsintheFujianJasmineextractwere2-pentene,4,4-dimethy-l,(E),hexanoicacid,2-propenylester,1,6-anhydro-beta-D-glucopyranose,3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzylalcohol,pyrazole-5-carboxylicacidand3-methy-l.TheuniquecompoundsintheWuyiRockextractwere2-pentene,2,3-dimethy-l,benzene,1,3-dimethy-l,1,6,10-dodecatrien-3-ol,3,7,11-trimethy-l,[S-(Z)]-,1,5-dimethy-l6-oxa-bicyclo[31110]hexane,11,14,17-eicosatrienoicacidandmethylester.

Keywords:GC/MSD;Anxitieguanyin;Fujianjasmine;Wuyirock;acetoneextract

茶叶是世界三大无酒精饮料之一[1],具有多方面的生理活性和药理作用。茶叶中的有机化学成分和无机矿物元素含有许多营养成分和药效成分。茶叶中有机化学成分主要有:茶多酚类、植物碱、蛋白质、氨基酸、维生素、果胶素、有机酸、脂多糖、糖类、酶类和色素等。近年来,茶叶加工过程以及终端产品中呈香、呈味物质的组成、含量、转

收稿日期:2010-04-15初稿;2010-05-05修改稿

变规律和协调性、相关性渐成学术重点[2]。茶叶中不同的化学成分可以用不同的溶剂分离,水溶性成分,如生物碱、水溶性蛋白、茶多酚等可用水提取;脂溶性物质,如油脂类、腊、磷脂类、糖脂类、酰基甘油酯、萜烯类、固醇类、茶皂素、维生素A、胡萝卜素、叶绿素等能够利用乙醚、丙酮、乙醇、苯、石油醚等有机溶剂提取[3]。

作者简介:陈峥(1982-),男,博士,主要从事化学生态学和生物活性物质分析研究

通讯作者:刘波(1957-),男,博士、研究员,主要从事微生物生物技术及农业生物药物研究(E-mail:Fzliubo@1631com)基金项目:福建省科技计划重点项目(2008N0134);福建省农业科学院科技下乡/双百0行动计划项目(sbmn1047)

第3期陈 峥等:3种茶叶丙酮提取物的气相色谱质谱联用分析

112 方法

357

溶剂提取法是使用最为广泛的方法,即用不同溶剂分析茶叶的不同成分,利用茶叶中不同化合物

在不同溶剂中的溶解度差异进行提取分离[4],可以从不同的侧面了解茶叶的有效成分。杨坤国等[5]研究了以无水乙醇为提取剂的茶皂素提取方法。应艳杰等[6]研究了茶末中儿茶素的乙醇提取工艺。萧力争等[7]研究了绿茶乙醇浸提技术。任健等[8]研究了用丙酮沉淀法提取茶多糖。由于茶叶中可溶于热水的成分多,代谢二级产物多,茶叶中的茶多酚,茶多糖易溶于热水,咖啡碱易溶于80e以上的热水和极性溶剂,但在冷水中溶解度较小[3]。本试验采用热水冲泡后用丙酮溶剂提取的方法,研究3种茶叶丙酮提取物中的成分。

福建省是茶叶种植和生产大省。安溪铁观音、武夷岩茶和福建茉莉花茶均为福建省的名茶,其茶汤的色泽和风味都有所差异。本研究采用气相色谱质谱联用仪,对各种茶产品提取物进行物质分析并建立特征物质含量的指纹图谱,为建立茶叶质量标准提供基础,为指导茶叶加工提供依据。

[5]

试验方法:分别称取茶样20g,用200mL100e纯净水冲泡并静置1h,加入200mL丙酮溶液,每隔12h搅拌1次,24h后,用无水硫酸钠处理后,置于4e冰箱保存。

GC-MS分析条件为色谱条件:采用HP5-MS色谱柱,进样口温度250e,压力515977psi,总流量104mL#min-1,隔垫吹扫流量3mL#min,分流比100B1。升温程序为:50e保持2min,以3e#min-1上升到120e保持5min,以10e#min-1上升到200e,然后以20e#min-1上升到280e保持5min。质谱条件:溶剂延迟4100min;采集模式为全扫描;EMV模式为相对值;全扫描参数为开始时候的质量数50100amu,结束时的质量数550100mu;MS温度为离子源230e,MS四级杆150e。

-1

2 结果与分析

211 3种茶叶丙酮提取物总离子流图谱分析对茶叶丙酮主要提取物的进行分析,结果表明,3种茶叶即安溪铁观音、茉莉花茶和武夷岩茶丙酮提取物的色谱图中峰面积较大的有3个峰,分别为环己酮、1,2,3-苯三酚和3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮。其中环己酮是溶剂丙酮检测中也存在的成分。说明1,2,3-苯三酚和3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮是3种茶叶中都含有的成分。

1 材料与方法

111 材料

试验材料:茶叶3种,分别为市售安溪铁观

音、福建茉莉花茶和武夷岩茶。试剂:分析纯丙酮。仪器:美国Agilent公司制造的7890A/5975C气质联用仪(GC/MSD)。操作软件:AgilentG1701EAGC/MSDChemStation。

图1 安溪铁观音丙酮提取物的总离子流图Fig11 TICofacetoneextractofAnxiTieguanyinTea

在3种茶叶丙酮提取物的GC指纹图谱中:¹在保留时间为341000~351000区域中,铁观音提

取物在341636上有1alpha1,1beta1-Methy-l2-deoxy-D-ribopyranoside的色谱峰;花茶提取物在341631上有2-丙烯基己酸酯的色谱峰;º在保留时间为361001~371000区域中,铁观音提取物在

361244上有橙花叔醇的色谱峰、在361925有2-乙基己基草酸戊酯的色谱峰;花茶提取物在361239358

福建农业学报第25卷

图2 福建茉莉花茶丙酮提取物的总离子流图Fig12 TICofacetoneextractofFujianJasmineTea

图3 武夷岩茶丙酮提取物的总离子流图Fig13 TICofacetoneextractofWuyiRockTea

图4 丙酮对照的总离子流图

Fig14 TICofacetone

上有橙花叔醇的色谱峰;武夷岩茶提取物在361256上有反式-橙花叔醇的色谱峰、在371000上有1,5-二甲基-6-氧-双环己烷的色谱峰;»在

保留时间为371001~381000区域中,花茶提取物在371068上有左旋葡聚糖的色谱峰、在371517上有3,5-二甲氧基-4-羟基-苯甲醇的色谱峰;¼在保留时间为421000~431000区域内,花茶提取物在421304上有3-甲基-5-吡唑甲酸的色谱峰;武夷

岩茶提取物在421298上有顺式-11,14,17-二十碳三烯酸甲酯的色谱峰。

212 3种茶叶丙酮提取物的成分特征比较

在除去溶剂丙酮中的成分后,从安溪铁观音,茉莉花花茶,武夷岩茶丙酮提取物中分别鉴定出化合物10、13、12种(表1)。

安溪铁观音提取物的成分10种,分别为:2-苯基乙醇、1,1-二乙氧基-丁烷、3-甲氧基-1,2-

第3期陈 峥等:3种茶叶丙酮提取物的气相色谱质谱联用分析

359

苯二酚、甲氧基-吡嗪、吲哚、1,2,3-苯三酚、alpha,beta-Methy-l2-deoxy-D-ribopyranoside、橙花叔醇、2-乙基己基草酸戊酯和3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮。

花茶提取物的成分13种,分别为:(E)-4,4-二甲基-2-戊烯、石碳酸、2-苯基乙醇、3-甲氧基-1,2-苯二酚、对苯二酚、吲哚、1,2,3-苯三酚、2-丙烯基己酸酯、橙花叔醇、左旋葡聚糖、3,5-

二甲氧基-4-羟基-苯甲醇、3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮和3-甲基-5-吡唑甲酸。

武夷岩茶提取物的成分12种,分别为:2,3-二甲基-2-戊烯、1,3-二甲苯、石碳酸、2-苯基乙醇、3-甲氧基-1,2-苯二酚、对苯二酚、吲哚、1,2,3-苯三酚、反式-橙花叔醇、3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮、顺式-11,14,17-二十碳三烯酸甲酯和1,5-二甲基-6-氧-双环。

表1 3种茶叶丙酮提取物的成分

Table1 Componentsofacetoneextractsofthreeteas

名称

2,3-二甲基-2-戊烯

C7H14

--58/41762/01200

分子式

安溪铁观音(匹配度/

保留时间/相对含量)

茉莉花茶(匹配度/保留时间/相对含量)

武夷岩茶(匹配度/保留时间/相对含量)

(E)-4,4-二甲基-2-戊烯

C7H14

-72/41768/01180

-

1,3-二甲苯

C8H10

--74/61650/01420

石碳酸

C6H6O

-80/101902/01210

90/101902/01530

2-苯基乙醇

C8H10O

37/161973/01190

64/161961/01150

40/161973/01170

1,1-二乙氧基-丁烷

C8H18O2

9/221947/0120

3-甲氧基-1,2-苯二酚(儿茶酚)

C7H8O372/231833/012695/231939/017197/231828/1109

对苯二酚

C6H6O2

-90/241400/0139

72/241383/0141

360

名称甲氧基-吡嗪

C5H6N2O分子式

福建农业学报

安溪铁观音(匹配度/

保留时间/相对含量)

茉莉花茶(匹配度/保留时间/相对含量)

第25卷

武夷岩茶(匹配度/保留时间/相对含量)

53/241583/0110--

吲哚

C8H7N68/251344/014383/251338/013568/251321/0136

1,2,3-苯三酚(焦榈酚)

C6H6O396/291595/1719097/291630/1817197/291601/34186

2-丙烯基己酸酯

C9H16O2

-53/341631/0113

-

1alpha1,1beta1-Methy-l2-deoxy

-D-ribopyranosideS-(Z)-3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷三烯-3-醇(反式-橙花叔醇)

C6H12O416/341636/0121--

C15H26O--74/361256/0150

橙花叔醇

C15H26O

64/361244/0144

91/361239/0137

-

2-乙基己基草酸戊酯1,5-二甲基-6-氧-双环己烷

左旋葡聚糖

C15H28O4C7H12O

27/361925/8195

-

--

-22/371000/15150

C6H10O5-22/371068/3183-

3,5-二甲氧基-4-羟基-苯甲醇

C9H12O4-25/371517/0119-

第3期

名称

陈 峥等:3种茶叶丙酮提取物的气相色谱质谱联用分析

分子式

安溪铁观音(匹配度/保留时间/相对含量)

茉莉花茶(匹配度/保留时间/相对含量)

361

武夷岩茶(匹配度/保留时间/相对含量)

3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(咖啡碱,茶素)

C8H10N4O297/401313/10010097/401330/10010097/401318/100

3-甲基-5-吡唑甲酸

顺式-11,14,17-二十碳三烯酸甲酯

C5H6N2O2-60/421304/0137-

C21H36O2--49/421298/0134

注:相对含量指的是以谱图中的最大峰(3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮)面积为100,其他峰面积与其的比值。

213 3种茶叶丙酮提取物中高匹配度的成分特征比较

铁观音中匹配度在85%以上的物质有:3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(97%)

和1,2,3-苯三酚(96%)。花茶中匹配度在85%以上的物质有:3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(97%)、1,2,3-苯三酚(97%),儿茶酚(95%),橙花叔醇(91%)和对苯二酚(90%)。武夷岩茶中匹配度在85%以上的物质:有3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(97%)、1,2,3-苯三酚(97%)、儿茶酚(97%)和石碳酸(90%)。

214 3种茶叶丙酮提取物中的共有成分特征比较

3种茶叶提取物中有6种共有成分,分别为:1,2,3-苯三酚、3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮、2-苯基乙醇、3-甲氧基-1,2-苯二酚、吲哚和橙花叔醇(武夷岩茶为反式橙花叔醇)。其中3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮和1,2,3-苯三酚的相对含量较高。215 3种茶叶丙酮提取物中高含量的成分特征比较

在铁观音中,相对含量较高的前3种成分,从高到底分别为:3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,

6-二酮(100100)、1,

2,

3-苯三酚

(17190)、2-乙基己基草酸戊酯(8195)。在花茶中,相对含量较高的前3种成分,从高到低为:3,7-二氢-1,

3,

7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮

(100100)、1,2,3-苯三酚(18171)、左旋葡聚糖(3183)。在武夷岩茶中,相对含量较高的前3种成分,从高到低为:3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-

嘌呤-2,6-二酮(100100)、1,2,3-苯三酚(34186)、1,5-二甲基-6-氧-双环己烷(15150)。216 3种茶叶丙酮提取物中特征性成分比较

在铁观音中鉴定出的橙花叔醇(C15H26O,相对含量0144);吲哚(C8H7N,相对含量0143);

2-苯基乙醇(C8H10O,相对含量0119),吡嗪类(甲氧基-吡嗪C5H6N2O,相对含量0110),是铁观音中的主要香气成分。橙花叔醇等倍半萜类表现出相似于玫瑰和苹果的花香,淡而愉快的木香,并略有青草气味[9-10];吲哚所表现出的是青苦沉闷的气味,具有增强绿茶全体香味的效果;吡嗪类表现出焦糖香和烘炒香。其中的六碳醇、六碳酸、六碳酯表现出嫩茶的鲜爽清香[9-10]。

在茉莉花茶中鉴定出的橙花叔醇(C15H26O,相对含量0137)和吲哚(C8H7N,相对含量0135)是绿茶中主要的香气成分。橙花叔醇等倍半萜类表现出的香型是木香,而吲哚所表现出的是青苦沉闷的气味,具有增强绿茶全体香味的效果,其中的六碳醇、六碳酸、六碳酯表现出嫩茶的鲜爽清香[9-10]。

在武夷岩茶中鉴定出的吲哚(C8H7N,相对含量0136)和2-苯基乙醇(C8H10O,相对含量0117)是乌龙茶中的主要香气成分。吲哚所表现出的是青苦沉闷的气味,具有增强绿茶全体香味的效果,其他六碳醇、六碳酸、六碳酯表现出嫩茶的鲜爽清香[9-10]。

分析表明,不同的茶类,主要的香气成分种类不同,在鉴定出的结果中,铁观音茶中含有4种成分,茉莉花茶中含有2种成分,武夷岩茶中含有2种成分。吲哚(C8H7N)成分在3个茶类中都存362

在,且铁观音茶中相对含量较高。

福建农业学报第25卷

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3 结论与讨论

分析表明,3种茶叶丙酮提取物都含有以下6种物质,即1,2,3-苯三酚、3,7-二氢-1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(咖啡碱)、2-苯基乙醇、3-甲氧基-1,2-苯二酚(儿茶酚)、吲哚和橙花叔醇(武夷岩茶为反式橙花叔醇)。其中,铁观音含乙苯、咖啡碱、2-苯基乙醇、吲哚、2-苯基甲醇和橙花叔醇以及茉莉花茶中含吲哚和橙花叔醇与前人报道一致[10-14]。

在该试验中鉴定出的咖啡碱是茶叶生物碱的主体物质,其基本结构是由一个嘧啶环和一个米唑环稠合而成的1,3,7-甲基黄嘌呤[3],具有兴奋中枢神经、利尿、消浮肿、平喘、扩张血管壁及降低血液中甘油三酯的浓度的功效。鉴定出的咖啡碱相对含量较多,可能是因为咖啡碱易溶于极性溶剂[17]。鉴定出的另一成分儿茶酚的机能性多样,且效果显著,已发现的儿茶酚机能性包括抗氧化和抗衰老、抗菌、抗病毒、抗肿瘤和预防心血管疾病等。在分析的茶样中,3种茶叶提取物中都含有咖啡碱和儿茶酚。

不同的茶叶其丙酮提取物存在着差异。铁观音丙酮提取物中特有的物质有1,1-二乙氧基-丁烷、甲氧基-吡嗪、1alpha1,1beta1-Methy-l2-deoxy-D-ribopyranoside和2-乙基己基草酸戊酯。花茶丙酮提取物中特有的物质有(E)-4,4-二甲基-2-戊烯、2-丙烯基己酸酯、左旋葡聚糖、3,5-二甲氧基-4-羟基-苯甲醇和3-甲基-5-吡唑甲酸。武夷岩茶丙酮提取物中特有的物质有2,3-二甲基-2-戊烯、1,3-二甲苯、CIS-橙花叔醇、1,5-二甲基-6-氧-双环己烷和顺式-11,14,17-二十碳三烯酸甲酯。说明不同茶叶类型,生化物质含量差异很大,也可以作为茶叶特征的物质成分表述根据。参考文献:

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(责任编辑:林海清)