分光光度法测定茶叶中茶单宁含量的研究

张志红，何晓囡，张海天

(北京石油化工学院化学工程系， 北京 102617)



分光光度法测定茶叶中茶单宁含量的研究

张志红，何晓囡*，张海天

(北京石油化工学院化学工程系， 北京 102617)

建立了测定茶叶中茶单宁质量分数的分光光度测定方法。利用茶单宁具有的还原性，将Fe3+还原为Fe2+，以邻二氮菲为显色剂，在酸性介质中测定茶单宁的质量分数。考察了检测波长、邻二氮菲加入量、Fe3+用量、pH等对测定结果的影响。最佳测定条件为：检测波长为510 nm，邻二氮菲加入量为5.0 mL，抗干扰剂EDTA的加入量为1.0 mL，pH为4.4，反应时间为30 min。在此条件下其标准曲线在0～2.0 mg/L范围内呈线性关系，回归方程为:A=0.4827C+0.009，线性相关系数R=0.9891， 摩尔吸光系数ε510 nm=1.1×104L/(mol·cm)。加标回收率在99.14%～102.07%之间，RSD为2.71%。该方法操作简便，灵敏度高，费用低廉，可用于茶叶中茶单宁质量分数的分析。

茶单宁；铁；邻二氮菲；紫外分光光度法

茶单宁又称茶多酚或茶鞣质，是茶叶中有营养保健功能的重要成份之一。茶单宁属于水溶性多元酚类化合物，具有抑菌抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、抗癌变等多种作用，同时，茶单宁与蛋白质会形成不易消化的复合物，与铁、钙等矿物质形成螯合物，具有抗营养的作用[1]。因此，茶单宁含量的测定对饮茶者在营养保健方面具有一定的科学指导意义。

目前测定单宁酸的方法主要有皮粉法[2]、络合滴定法[3]、比色法[4]、HPLC法[5]等。笔者利用茶单宁的还原性，采用邻二氮菲分光光度法测定茶叶中茶单宁的含量[6]，旨在建立一种价格低廉、简便、快速的分析测定方法。

1　实验部分

1.1仪器与试剂

UV-2800型分光光度计，日本HITACHI公司生产；pHS-2F型pH计，上海雷磁仪器厂生产，复合玻璃电极；AL204-IC型电子天平，METTLER TOLEDO 仪器上海有限公司生产；HH-S型恒温水浴槽，巩义市英峪予华仪器厂生产。

0.1 mg/g单宁酸标准溶液；0.015 mol/L邻二氮菲溶液；0.01 mol/LFe3+溶液；pH=4.4 HAc-NaAc缓冲溶液；市售茶叶；试剂均为A.R级，实验用水为去离子水。

1.2实验方法

准确移取一定量的单宁酸标准溶液于25 mL比色管中，加入2.5 mL Fe3+溶液，将比色管置于80 ℃水浴中加热15～20 min，冷却至室温。依次加入2.5 mL HAc-NaAc (pH=4.4)缓冲溶液、5.0 mL邻二氮菲溶液、1.0 mL EDTA溶液，以去离子水稀释至刻度，摇匀，静置30 min。

然后，将待测溶液转入1 cm的比色皿中，以试剂空白为参比，在一定波长下测定其吸光度。

2　结果与讨论

2.1吸收曲线

单宁酸为多元酚类化合物，其酚羟基具有还原性，可将Fe3+还原为Fe2+。邻二氮菲是测定Fe2+的灵敏显色剂，邻二氮菲与Fe2+配合可生成橙红色配合物。

利用HITACHI UV-2800型紫外-可见分光光度计在波长400～600 nm范围内扫描，其吸收曲线如图1所示。由图1可以看出，配合物的最大吸收波长为510 nm，因此，选定510 nm为实验测定波长。

2.2Fe3+浓度的选择

取5 mL单宁酸标准溶液，加入2.5 mL不同浓度的Fe3+溶液(0.005～0.015 moL/L)，按实验方法进行测定，实验结果如图2所示。

由图2可以看出，当Fe3+溶液浓度在0.004～0.010 moL/L范围内时，吸光度随Fe3+溶液浓度增大呈正相关；Fe3+溶液浓度大于0.014 moL/L时，A=0，表明当Fe3+过量时，在测定波长下，没有吸收。因此，实验选用0.010 moL/L Fe3+溶液为宜。

2.3pH的选择

分别配制pH为1.71、2.53、4.40、4.95、6.98的HAc-NaAC缓冲溶液进行实验，考察pH对反应体系的影响，实验结果如图3所示。

由图3可知，在pH为 1.71～4.40范围内，A随pH增高平稳上升；当pH>4.95时，A无法检出。实验结果表明：酸度太低，Fe2+离子水解，影响显色；酸度升高，反应进行较慢，在30 min内，无法检测A。因此选用pH=4.40的HAc-NaAC缓冲溶液。

2.4邻二氮菲浓度的确定

理论上，Fe2+与邻二氮菲2个N上的孤对电子螯合，1 moL Fe2+配合3 moL邻二氮菲。根据显色剂过量原则，邻二氮菲的用量应是加入Fe3+物质的量的3倍以上。

为了方便实验，将邻二氮菲用量定为5 mL，考察邻二氮菲浓度对反应体系的影响。实验结果如图4所示。

由图4可以看出，邻二氮菲浓度为0.005 ～0.015 moL/L时，其浓度增加，显色效果逐渐明显；但浓度高于0.015 moL/L时，A略有下降，故选取5 mL 0.015 moL/L的邻二氮菲作为指示剂用量。

2.5EDTA的作用

邻二氮菲不仅能与Fe2+生成橙红色的稳定络合物，也能与Fe3+生成淡蓝色的络合物，若在单宁酸与Fe3+反应不完全的情况下即加入显色剂，会对实验效果产生影响。所以，需要加入EDTA掩蔽还原反应后剩余的Fe3+。本实验中，加入0.05 mol/L EDTA 1.0 mL。

3　工作曲线绘制

在2.2所选定的最佳实验条件下绘制工作曲线，结果如图5所示。

由图5可以看出，单宁酸在0～2 mg/L范围内服从朗伯-比尔定律，呈现良好线性关系，线性回归方程为：A=0.482 7C+0.009，相关系数R=0.989 1。摩尔吸光系数ε510nm=1.1×104L/(mol·cm)，表明该方法具有较高的灵敏度。

4　回收率及精密度实验

平行实验6次进行加标回收率和精密度实验，回收率在99.14%～102.07%之间，RSD=2.71%，表明该方法具有良好的准确度和重复性。

5　样品测定

5.1样品处理

称取0.3 g茶叶于250 mL烧杯中并加入100 mL水，在沸水浴中煮1 h，冷却至室温后用滤纸过滤，将滤液稀释至250 mL。取稀释液0.1 mL于25 mL比色管中定容，采用实验方法测量吸光度。

5.2样品测定

样品测定结果如表1所示。

表1　5种茶叶样品测定结果

由表1可知，日照绿茶中茶单宁质量分数最高，为12.48%，其次分别为黄山毛峰、太湖翠竹、太平猴魁3种绿茶，茶单宁质量分数均大于10%，表明绿茶具有良好的抗氧化作用，同时茶单宁与铁结合，影响人体对铁的吸收，导致缺铁性贫血；而铁观音为半熟茶，茶单宁质量分数相对较低，为7.812%，对铁吸收的干扰较小。因此，饮茶者可根据自身需求选择适合的茶叶品种。

6　结论

(1)邻二氮菲分光光度法测定茶叶中茶单宁的最佳实验条件为：pH=4.40 的HAc-NaAC缓冲溶液、0.010 moL/L Fe3+溶液、0.015 moL/L邻二氮菲5 mL。在此条件下测得的工作曲线在0～2 mg/L呈良好线性关系，R=0.989 1，方法的回收率在99.14%～102.07%之间，RSD=2.71%；加标回收率在93.67%～104.3%之间，RSD为0.91%。

(2)测定了5种具有代表性的茶叶中茶单宁的质量分数，其中日照绿茶中茶单宁质量分数最高，为12.48%，铁观音中茶单宁质量分数最低，为7.821%。表明绿茶中茶单宁质量分数较高，因此，经常饮用绿茶具有很好的抗氧化作用，但会妨碍铁和蛋白质的吸收。铁观音为半熟茶，茶单宁质量分数较低，饮用这类茶不用担心茶单宁带来负面的影响，有利于营养物质的吸收。

(3)用茶单宁作还原剂的优点是试剂毒性低，显色体系稳定，灵敏度及准确度较好。

[1]石闪闪，何国庆.单宁酸及其应用研究进展[J].食品工业科技，2012(4)：410-416.

[2]董洁，郭立玮，文红梅，等.中药水提液中鞣质含量测定方法研究[J].江苏中医药，2008，40(11):89-90.

[3]董艳.络合滴定法测定鞣柳硼三酸散中鞣酸含量[J].中国药业，2010，19(15):24-25.

[4]杨伟，曲祥金.吸光光度法测定啤酒花中的鞣酸[J].山东农业大学学报，1990(1):63-66.

[5]王一博，曲范娜，杜莹，等.测定鞣酸蛋白原料及制剂中鞣酸的含量[J].中国药品标准，2014，15(3):196-199.

[6]李晓文，严聃，盛灿梅.邻二氮菲-铁(Ⅲ)分光光度法测定茶叶中微量单宁[J].食品与机械，2006，22(3):90-91.

Determination of Tea Tannin by UV Spectrophotometry

ZHANG Zhi-hong， HE Xiao-nan*， ZHANG Hai-tian

(The department of Chemical Engineering， Beijing Institute of Petrochemical Technology， Beijing 102617, China)

A UV Spectrophotometric method for the determination of tea tanninwas established in this paper. The method was based on the fact that Fe3+can be restored by tannin to Fe2+, and Fe2+canreact with o-phenanthroline to form salmon pink complexin acid medium, by whichthe tea tannin was determined. In order to obtain the optimal determination results, 4 crucial determination parameters, including detection wavelength、pH、 amounts of chromogenic reagent and Fe3+concentration, were investigated. Results showed that the optimal values of the above parameters were as follows: detection wavelength 510 nm, o-phenanthroline amount 5.0 mL, hydroxylamine hydrochloride amount 2.0 mL, EDTA amount 1.0 mL, pH 4.4, and Fe3+concentration 0.010 moL/L. Under such conditions, a good liner relationship between absorbance(A) and tannin concentration(C) in the range 0～2.0 mg/L was observed, which could be expressed asA=0.482 7C+0.009, (r=0.989 1), recovery rate was 99.14%～102.07%, RSD was 2.71%. The method is easy to operate, owning good sensitivity, and low cost, which could be applied to the indirect determination tannin in tea.

tea tannin; iron; o-phenanthroline; UV spectrophotometry

2016-04-22

张志红(1967—)，女，硕士，讲师，研究方向为光化学分析，E-mail:zhangzhihong@bipt.edu.cn；何晓囡(1976—)，女，硕士，实验师，研究方向，仪器分析，通讯联系人，E-mail:hexiaonan@bipt.edu.cn。

TQ061.51

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