超高效液相色谱-串联质谱测定武夷岩茶中咖啡碱、茶氨酸和儿茶素

段联勃，李娟，徐杰，曹士先

武夷星茶业有限公司 福建省企业技术中心，354300

“武夷岩茶韵，馥郁花果香。”武夷岩茶以“岩骨花香”被广大爱茶人士所青睐，是我国的传统名茶，属于半发酵茶，产于福建闽北的武夷山一带，因茶树生长在岩缝之中，而得名“岩茶”。武夷岩茶生长环境冬暖夏凉、雨量充沛，尤以武夷山本地的酸性岩石风化后而孕育出岩茶的独特韵味[1]。除此之外，特有的烘焙技术也是形成武夷岩茶特有香气和独特口感的关键因素。

茶叶内含物质丰富，尤以茶多酚（18%～36%）的含量最高，而茶多酚的主要成分是儿茶素，占总量的70%以上，是影响茶叶苦涩味的主要成分之一。茶叶的鲜味主要取决于茶叶中的游离氨基酸，茶叶中游离氨基酸总量为1%～2%，其中L-茶氨酸占游离氨基酸总量的50%以上。此外，茶氨酸在决定茶汤口感上至关重要，其含量越高，茶叶的涩度越弱[2]。在绿茶中，经常以茶多酚与氨基酸含量之比即酚氨比作为评价绿茶滋味品质的重要量化指标[3]。本文拟以茶多酚和氨基酸中占比最大的儿茶素及L-茶氨酸含量之比，来作为评价武夷岩茶的在不同焙火程度下滋味品质的量化指标。

目前对红茶、绿茶内含物质的主要检测方法有分光光度法[4]、高效液相色谱-紫外法[5-9]、近红外光谱分析法[10]、核磁共振法[11]等，其中高效液相色谱法具有效果好、结果准确的特点，但其弊端为在分析过程中存在操作耗时长、结构相似的物质分离度不高等问题。相比之下，超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）检测的优越性体现在分析时间短，选择性强，且具有很好的抗干扰能力，灵敏度高[12]，结果准确可靠。本研究采用超高效液相色谱-串联质谱仪对样品进行测定，直观体现在不同焙火程度下武夷岩茶内含物的变化，以期为武夷山本地的茶叶内含物检测提供新的技术支持。

一、材料与方法

1.主要仪器设备

FZ102型微型植物粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司；SQP型电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；4500型液相色谱质谱联用仪，美国AB公司；SC-2546型台式低速离心机，科大创新股份有限公司中佳分公司；HH8型恒温水浴锅，金坛市富华仪器有限公司；UPT-Ⅱ-20T型超纯水制备仪，成都超纯科技有限公司。

2.材料与试剂

甲醇：色谱纯，天津市光复科技发展有限公司；L-茶氨酸（L-The）、儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、没食子酸（GA）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表没食子儿茶素（EGC）、咖啡碱（CAF）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）等8种标准品，纯度≥99.90%，上海安谱试验科技股份有限公司；试验用水为自制超纯水。

3.色谱分析条件

色谱柱：Kinetex@2.6um Biphenyl 100A°（3.0 mm×100 mm）；A相为10 mmoL乙酸铵+0.1%甲酸水溶液，B相为乙腈；流动相流速：0.5 mL/min；进样量：10 μL；柱温：40℃，等梯度洗脱A/B为20%，进样4 min[13]。

4.质谱分析条件

质谱条件：电喷雾离子源（ESI+）、（ESI-），温度450℃，电压4.5 kV；雾化气GS1压力50 PSI；雾化气GS2压力50 PSI；定性、定量离子，DP、CE等质谱条件如表1。其中L-The、EGC、C、EC、CAF、EGCG、ECG采用正离子扫描模式，GA采用负离子扫描模式。

5.对照品溶液的配制

内含物质的标准储备溶液2.0 mg/mL[14]：分别精密称取 C、EC、EGC、ECG、EGCG、CAF、GA、L-The标准样品各20 mg，用甲醇溶解并定容至10 mL棕色容量瓶中摇匀，制得2.0 mg/mL的内含物质标准母液。

内含物质的中间标准储备溶液0.05 mg/mL：取内含物质的标准储备溶液0.5 mL于10 mL的容量瓶中，并用甲醇定容至10 mL。

根据样品中8种物质的含量，取内含物质的中间标准溶液进行配制，得到不同浓度的线性标准工作曲线。

6.样品的制备

武夷星茶业有限公司生产的不同焙火程度的茶叶样品，分别为“清雅”大红袍（轻火）、“醇香”大红袍（中火）、“红韵”大红袍（中火）、“蕴藏八载”大红袍（中足火）及“八三茶人”大红袍（足火），其中“蕴藏八载”大红袍为陈年大红袍。

表1 质谱条件参数

（1）将茶叶磨成粉末，过70目分样筛，装入样品自封袋中，贴好样品标签，待用。

（2）提取：称取0.2 g样品于10 mL的离心管中，加入70%甲醇水溶液[15]（事先预热5 min）5 mL，立即移入70℃水浴锅中，浸提10 min后冷却至室温，转入3 500 r/min条件下离心10 min，取上清液转于10 mL的容量瓶中，残渣重复以上操作。

（3）合并以上提取液用70%甲醇水溶液定容至10 mL，摇匀，过滤，待用。

（4）测试液：移液管移取（3）中提取液50 μL至进样瓶中，并用纯水定容至1 mL。组内平行试验3次。

二、结果与分析

1.线性回归方程和相关系数

对不同焙火程度的武夷岩茶样品中L-The、C、EC、GA、EGCG、EGC、CAF、ECG这8种内含成分进行分析。具体操作为将前述工作标准溶液按照线性浓度曲线进行配制，得到线性方程，后将待测样加入此线性方程进行对比，根据峰面积进行推算各成分含量。8种有效成分的线性方程及相关系数见表2。

2.8种内含物质的总离子色谱图

对茶叶中8种内含物质的标准品进行测试，得出每种物质的离子保留时间，见图1。

3.不同焙火程度武夷岩茶中L-茶氨酸、咖啡碱和儿茶素含量

分析各茶样8种内含物质的含量，结果见表3、表4。根据试验结果计算不同焙火程度样品中儿茶素及L-茶氨酸的比值，如图2。

由检测结果可知，随着轻火到足火焙火程度的递增，EC、ECG、EGC、EGCG、L-The等含量总体上呈现下降趋势，这与张蕾等[16]人的研究一致，说明在不同焙火程度下武夷岩茶的滋味发生了明显的变化。儿茶素与L-茶氨酸的比值能体现不同焙火程度的产品的鲜爽度，两者的比值越高，茶样的鲜爽度越低。中足火的“蕴藏八载”大红袍的儿茶素与L-氨基酸比值比足火的“八三茶人”大红袍要高，是因为“蕴藏八载”大红袍为陈茶产品，查阅文献[17]可知是因为陈茶在贮藏的过程中，其内含物成分含量均会随着时间的延长而降低，因此，鲜爽度不高。

表2 8种内含物质的标准工作曲线及相关系数

图1 8种内含物质标准品在正负同时扫描模式下的总离子色谱图

三、讨论

武夷岩茶滋味醇厚，本文采用超高效液相色谱-串联质谱法测定不同焙火程度武夷岩茶的内含物质，可以将武夷岩茶中的内含物质进行定性定量。对数据结果进行分析，通过儿茶素与L-茶氨酸的比值可以直观判断武夷岩茶的焙火程度。本试验所用方法，试验过程中对样品的处理操作简单，对前处理的试剂要求低，相对于超高效液相色谱[18-19]，对相近物质的分离度高、灵敏度高，因此，本文所述的检测方法能够对武夷岩茶品质提供准确的评价，并对茶叶品质的提升具有潜在价值。

表3 不同焙火程度武夷岩茶的L-茶氨酸、咖啡碱、没食子酸的测量值及均值

表4 不同火工下武夷岩茶的儿茶素含量及均值 mg/g

图2 5种武夷岩茶的儿茶素与L-氨基酸的比值