茶多酚含量测定方法研究综述

党法斌，高 峰，郭 磊，韩晓弟

（山东大学威海分校海洋学院，山东威海264209）

茶多酚含量测定方法研究综述

党法斌，高 峰，郭 磊，韩晓弟*

（山东大学威海分校海洋学院，山东威海264209）

近年来，茶多酚因其独特的药理性质受到越来越广泛的重视，然而茶多酚因其成分复杂，准确测定困难，严重制约着对茶多酚功能的进一步研究。综述了近年来国内外对茶多酚含量测定方法的研究进展，详细叙述了酒石酸亚铁分光光度法、原子吸收法、近红外光谱法、高效液相色谱法等研究方法，以期对今后相关研究提供参考。

茶多酚，含量，测定方法

茶属双子叶植物，约30属，500种，主要分布在亚洲和非洲，其次在美洲、大洋洲和欧洲也有分布，是世界上消费最广的饮料。经现代科学的分离和鉴定，发现茶叶中含有机化学成分达四百五十多种，无机矿物元素达四十多种。其中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。越来越多的证据表明，从茶叶中提取的茶多酚在增强人体健康方面具有重要的作用。近年来，茶多酚因其独特的药理性质受到越来越广泛的重视[1]，许多体内和体外研究都表明茶多酚可能在预防癌症[2-4]、慢性胃炎[5-6]、神经退化[7]和心血管疾病[8-9]中具有重要作用。对茶多酚与癌症化学防御的分子机制的研究表明：调控细胞增殖的细胞外信号被茶多酚通过控制EFG受体的下调而抑制[10-11]。茶多酚是茶叶中酚类及其衍生物的总称，主要包括儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花色素类、酚酸及缩酚酸类等四大类物质。茶多酚是一系列化合物的混合物，目前经分离鉴定的化合物就达400多种，而不同地区茶叶样品中这些化合物的含量和种类亦各不相同，因此在测定某种茶叶中茶多酚含量时往往需要找到一种标准对照样品，若以每种纯组分为对照来分别测定各种组分的含量，会使工作量大大增加且不切实际。因此，建立一种简单、高效、准确的测定茶多酚相对含量的方法对促进茶多酚的研究具有重要的实际意义。本文综述了近年来国内外茶多酚含量测定方法的研究进展，以期对相关研究提供参考。

1 茶多酚含量测定方法

1.1 酒石酸亚铁分光光度法

茶多酚主要成分为儿茶素类和没食子儿茶素类（母体结构见图1[12]），而没食子酸丙酯（结构见图2）与儿茶素类在结构上具有相同的特点，既具有邻位酚性羟基和连位酚性羟基，又具有羟丙酯基。酒石酸亚铁主要是与茶多酚中的邻位羟基和连位羟基功能团发生反应，呈现特定的颜色反应，而对间位羟基和单羟基不显色。

根据该原理：茶多酚（mg/mL）=E×1.5。

式中：E—根据试样测得的吸光度（A），从标准曲线上查得的没食子酸乙酯相应含量，mg/mL；1.5—茶多酚含量的换算系数，即1mg没食子酸丙酯的吸光值相当于1.5mg茶多酚吸光值。

王丽珠[13]等采用没食子酸丙酯作为基准物，酒石酸亚铁作为显色剂，利用分光光度法在540nm波长下测定茶多酚含量，其研究结果表明：当溶液pH在7.5时，茶多酚与酒石酸亚铁能形成稳定的蓝紫色或红紫色络合物，并且酒石酸亚铁的加入量为4.0～6.0mL时，吸光值最大且稳定。

目前国标GB/T 21733－2008中也采用酒石酸亚铁比色法对茶多酚含量进行测定，但杜淑霞[14]等在实验中发现，该方法对奶茶类饮料样品的预处理存在一定的缺陷，按标准方法处理样品，得到的样液浑浊，从而影响了测定结果的准确性，不适合浑浊且成分复杂的奶茶样品中茶多酚含量的测定，通过改进样品的处理方法，可以克服上述缺陷。

其研究表明：加入适量的盐酸后，能够促进丙酮破乳和沉淀蛋白质，从而可以提高奶茶饮料中茶多酚含量测定的精密度和准确度，但因为茶多酚在pH4～8之间稳定，因此加入盐酸量过多，会降低茶多酚的测定结果。该实验结果表明，在样品澄清过程中加入0.50mL 1%盐酸较合适。此外，该研究还发现：样品处理静置时间在30min后，茶多酚含量趋于稳定；比色测定放置时间在60min内，络合物较为稳定，而在60min以后，吸光度开始下降。

此外，因为在茶多酚母体结构中有一个苯环的邻位含有2个羟基，因此具有还原性，可将Fe3+还原为Fe2+，而Fe2+可与邻二氮菲发生反应生成橘红色的络合物，该络合物在509nm处具有最大吸光值，从而可通过测定该络合物的吸光度来间接测定样品中的茶多酚含量。

图1 茶多酚的母体结构Fig.1 Tea polyphenols maternal structure

图2 没食子酸丙酯Fig.2 Propyl gallate

1.2 原子吸收法

在中性介质中，茶多酚也能与Pb2+发生沉淀反应生成难溶的黄色沉淀[15]，因此可在茶叶样品液中加入过量的Pb2+，通过原子吸收法测定上清液中Pb2+的浓度，从而得到一种间接测定茶多酚的方法。根据上述原理，雷存喜等[16]分别用分光光度法和间接原子吸收光谱法测定了黑茶样品中茶多酚的含量。其研究结果表明：两种测定方法之间具有良好的相关性，且具有简便、快速、准确度高、重复性好等优点，可用于茶叶中茶多酚含量测定。

廖晓玲等[17]用碱式乙酸铅作络合沉淀剂，通过原子吸收法测定上清液中Pb2+的浓度，其研究发现测定时仪器最佳条件为：波长217nm，通带宽度0.4nm，灯电流为3.0mA，燃烧器高度为5.0nm。此外，该研究还发现：当反应温度在90℃以上，反应时间为20min，溶液pH在5～8范围内，加入碱式乙酸铅浓度为1mg/mL且加入量为1mL时，吸光值较为稳定。研究结果表明：茶多酚浓度在3～25μg/mL范围内时完全符合Beer定律，具有灵敏度高、简单、快速的优点，可方便地用于食品添加剂中微量茶多酚含量的测定。

1.3 近红外光谱法

近红外光谱技术是一种弱光谱分析技术，经过半个世纪的发展，现代近红外光谱分析无论在理论上、技术上和应用上都取得了长足的发展，目前已趋向成熟。与传统的分析方法相比，近红外光谱技术分析样品具有方便、快速、高效、准确和成本较低、不破坏样品、不消耗化学试剂、不污染环境等优点，目前在作品物质分析、面粉加工业、烟草与纺织行业、食品分析、石油化工业分析、制药行业、生物医学、过程分析等领域中取得了广泛的应用[18]。

其主要原理是：近红外光谱区（780～2526nm）[19]与有机分子中含氢基团（OH、NH、CH）振动的合频和各级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息，NIR光谱主要是反映C－H、O－H、N－H、S－H等化学键的信息，几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。

Quansheng Chen等[20]比较了利用不同的算法（PLS、iPLS和siPLS）建立数学模型来测定绿茶中总多酚的含量，其研究结果表明，与另外两种算法相比，用siPLS算法建立数学模型可以更好地测定绿茶中总多酚的含量。

SiPLS（synergy interval partial least squares）是Norgaard等提出的[21]，建立在IPLS基础上的一种波长选择算法，是IPLS的一个扩展。通过不同波长区间个数的任意组合，得到相关系数最大且误差最小的波长区间组合。其原理与IPLS相同，首先将NIR全谱分割成等长的n个波长区间，在每个子区间上进行PLS回归，建立待测组分的局部回归模型，得到n个局部回归模型。以交互验证均方根（RMSECV）和预测均方根（RMSEP）为各模型的精度衡量指标，通过比较全光谱模型和各局部模型的精度，取精度最高的局部模型所在的子区间为建模波长区间，然后再以该波长区间为中心单向或双向扩充（或消减）波长变量，得到最佳的波长区间。

Quansheng Chen等[20]的研究发现，当将光谱区分成23个区间和5个PLS组分时（表1），得到了用siPLS算法建立的最优数学模型，并由此得出测量绿茶中总多酚含量的最佳波长区间为7791.01～7960.71、7964.57～8134.27、8658.82～8828.52cm－1。

王毅等[22]利用小波消噪预处理茶叶近红外光谱，滤去其中的噪声信息，再用区间偏最小二乘法（iPLS）与遗传算法（GA）相结合的PLS波长筛选法iPLS－GA建立茶多酚的预测模型，即通过iPLS定位出若干信息区间，再用GA通过全局优化，从中选出波长点，最终共有18个波数点用于建立茶多酚模型，建模数据量大为减少。

其研究表明：经小波消噪和iPLS-GA处理所得茶叶近红外光谱模型最佳，模型在6158～6000cm-1和4717～4559cm-1区间中建立，校正时其相关系数Rc和交互验证均方根误差RMSECV分别为0.9648和2.14，预测时的相关系数Rp和预测均方根误差RMSEP分别为0.9587和2.22，均比其它模型好。

表1 siPLS校正模型选择不同的光谱区间时的结果Table 1 Results of siPLS calibration model selected different spectral regions

1.4 高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）

高效液相色谱法（HPLC）又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”等。20世纪60年代后期，已经发展得比较成熟的气相色谱的理论与技术开始应用于液相色谱，使液相色谱得到了迅速的发展。目前，高效液相色谱法因其高效、高灵敏度、分析速度快的特点而得到广泛的应用。

1974年，美国AC Hoefler等[23]提出用HPLC法测定茶叶中多酚物质，配合使用反向键合填充剂，可将茶叶提取液直接注入色谱柱，30min之内就达到了理想的分离，配以紫外检测器就能迅速、准确地测定出多酚物质的含量。

张小红等[24]采用HPLC法，以Alltima phenyl柱（4.6mm×250mm，5μm）为色谱柱，以甲醇∶水∶磷酸（21∶78.9∶0.1）为流动相，流速1.0mL·min-1，在波长278nm处测定绿茶雪哈片中表没食子儿茶素没食子酸酯的含量。研究表明：表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）在0.6048～3.024μg范围内线性关系良好。此外，该实验中通过比较不同的色谱柱和流动相，发现采用Alltima苯基柱和等度洗脱的方法可以达到快速分离EGCG的目的，并且因为EGCG中含大量的酚羟基，所以在流动相中加入少量的酸可以抑制酚羟基与硅醇基结合，以防止在洗脱时产生拖尾现象。

刘锦文等[25]以DiamonsilC18（4.6mm×200mm，5μm）为色谱柱，甲醇-0.1%磷酸水溶液（68∶32）为流动相，进样量20μL，柱温25℃，流速10mL·min-1的条件下，发现茶多酚中表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）和表儿茶素没食子酸酯（ECG）在20min内出现峰值，并且以279nm为吸收波长，EGCG进样量在0.1～0.6μg，ECG进样量在0.05～1.2μg范围内时，进样量与峰面积具有良好的线性关系，重复性实验和稳定性实验发现该法具有良好的重复性和稳定性。

2 结语

20世纪80年代以来，茶多酚因其抗氧化作用和良好的药理作用，高效的抗癌、抗衰老、抗辐射、清除人体自由基、降血糖和血脂、治心血管病、抑菌抑酶等作用，在食品工业、医药、农业和日用化工中得到广泛应用。根据GB/T8313－2008和GB/T8313-2002所测数据之间存在很大的差异[26]，虽然目前国内外对茶多酚含量测定方法的研究已有很多，但茶多酚因其成分复杂，不同的测定方法之间存在较大差异且多稳定性、重复性较差，因此准确测定困难，严重制约着对茶多酚功能、机制的进一步研究。因此，发现一种高效、准确、绿色、稳定的含量测定方法对茶多酚的深入研究具有重要意义。

[1]Yang CS，Pius Maliakal，Meng XF.Inhibition of carcinogenesis by tea[J].Pharmacology and Toxicology，2002，42：25-54.

[2]Yang GY，Liao J，K Kim，et al.Inhibition of growth and induction of apoptosis in human cancer cell lines by tea polyphenols[J].Carcinogenesis，1998，19（4）：611-616.

[3]Hasan Mukhtar，Nihal Ahmad.Tea polyphenols：prevention of cancer and optimizing health[J].The American Journal of Clinical Nutrition，2000，71（6）：1698-1702.

[4]Gary D，Stoner，Hasan Mukhtar.Polyphenols as cancer chemopreventive agents[J].Journal of Cellular Biochemistry，1995，59（22）：169-180.

[5]VW Setianwan，Zhang ZF，Yu GP，et al.Protective effect of green tea on the risks of chronic gastritis and stomach cancer[J]. International Journal of Cancer，2001，92（4）：600-604.

[6]JH Weisburger，Fung-Lung，Chung.Mechanisms of chronic disease causation by nutritional factors and tobacco products and their prevention by tea polyphenols[J].Food and Chemical Toxicology，2002，40（8）：1145-1154.

[7]Silvia Mandel，Orly Weinreb，Tamar Amit，et al.Cell signaling pathways in the neuroprotective actions of the green tea polyphenol（-）-epigallocatechin-3-gallate：implications for neurodegenerative diseases[J].Neurochemistry，2004，88（6）：1555-1569.

[8]Naghma Khan，Hasan Mukhtar.Tea polyphenols for health promotion[J].Life Science，2006，545（1）：51-64.

[9]Kei Nakachi，Satoru Matsuyama，Satoshi Miyake，et al. Preventive effects ofdrinking green tea on cancerand cardiovascular disease：Epidemiological evidence for multiple targeting prevention[J].BioFactors，2000，13（14）：49-54.

[10]YC Liang，YC Chen，YL Lin，et al.Suppression of extracellular signals and cell proliferation by the black tea polyphenol， theaflavin-3，3′-digallate[J].Carcinogenesis，1999，20（4）：733-736.

[11]YC Liang，Shoei-Yn Lin-Shiau，CF Chen，et al.Inhibition of cyclin-dependent kinases 2 and 4 activities as well as induction of cdk inhibitors p21 and p27 during growth arrest of human breast carcinoma cells by（-）-epigallocatechin-3-gallate[J]. Journal of Biochemistry，1999，75（1）：1-12.

[12]徐文峰，廖晓玲.茶叶中茶多酚的分析测定方法研究现状[J].重庆文理学院学报：自然科学版，2008，27（2）：52-55.

[13]王丽珠，吴棱，姚元根，等.酒石酸亚铁分光光度法测定茶多酚[J].光谱实验室，1997，14（3）：52-54.

[14]杜淑霞，欧仕益，徐丽，等.奶茶中多酚含量测定方法的改进[J].食品工业科技，2010，31（4）：358-361.

[15]李志南，姚红，肖纯.茶多酚与Pb2+络合反应机理及应用研究[J].西南农业学报，1997，10（2）：85-89.

[16]雷存喜，吴德燕.益阳黑茶中茶多酚含量测定研究[J].湖南城市学院学报：自然科学版，2009，18（4）：45-47.

[17]廖晓玲，王会玲，徐凯明，等.茶多酚含量测定方法的研究[J].中国油脂，2002，27（1）：68-69.

[18]严衍禄，赵龙莲.近红外光谱分析基础与应用[M].北京：轻工业出版社，2005.

[19]Stark E，Luchter K，Margoshes M.Near-infrared analysis（NIRA）：a technology for quantitative and qualitative analysis[J]. Appl Spectrosc Rev，1986，22（4）：335-399.

[20]Chen QS，Zhao JW，Liu MH，et al.Determination of total polyphenols content in green tea using FT-NIR spectroscopy and different PLS algorithms[J].Pharmaceutical and Biomedical Analysis，2008，46（3）：568-573.

[21]L Norgaard，A Saudland，J Wagner，et al.Internal partial least-squares regression（iPLS）：a comparative chemometric study with an example from near-infrared spectroscopy[J].Applied Spectroscopy，2000，54（3）：413-419.

[22]王毅，陈斌，叶静，等.优化茶多酚近红外光谱定量分析模型[J].计算机与应用化学，2010，27（5）：686-690.

[23]AC Hoefler，P Coggon.Reversed-phase high-performance liquid chromatography of tea constituents[J].Chromatography A，1976，129：460-463.

[24]张小红，雷晓林，钱星文.HPLC法测定绿茶雪哈片中表没食子儿茶素没食子酸酯的含量[J].安徽医药，2010，14（8）：899-901.

[25]刘锦文，李红玉，石瑞君，等.高效液相色谱法测定茶多酚中EGCG和ECG的含量[J].食品工业科技，2010，31（11）：372-374.

[26]黄皓，毛志方，涂云飞，等.两种方法测定茶叶中茶多酚含量的比较[J].中国茶叶加工，2009（2）：43-44.

Research status of determination method of tea polyphenol content

DANG Fa-bin，GAO Feng，GUO Lei，HAN Xiao-di*
（Marine College，Shandong University at Weihai，Weihai 264209，China）

In recent years，tea polyphenol because of its unique pharmacological nature are getting more and more extensive attention，however，the complex of composition and difficulty of accurately determination constrain the further study of tea polyphenols’function.The content determination method research progress of tea polyphenols of domestic and foreign in recent years was reviewed，the ferrous tartaric acid spectrophotometric method，atomic absorption method，the near infrared spectra method and HPLC method were narrated，so as to provide a reference for future studies.

tea polyphenols；content；determination method

TS207.3

A

1002-0306（2012）05-0410-04

2011－03－31 *通讯联系人

党法斌（1989-），男，在读本科生，研究方向：生物技术。

山东大学威海分校科研立项资助项目（SRTPA10038）。