基于高效液相色譜的西湖龍井茶鑒別方法

摘要：通過(guò)高效液相色譜法分析50份龍井茶葉樣品中21個(gè)特征峰，利用主成分分析，建立區(qū)分西湖龍井（XHLJ）與非西湖區(qū)龍井茶（NXHLJ）的方法。結(jié)果表明，通過(guò)主成分分析，提取出3個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為91.3%，21個(gè)特征峰中EGCG和CAF的影響因素相對(duì)較大。

關(guān)鍵詞：西湖龍井茶；高效液相色譜；主成分分析；產(chǎn)地鑒別

中圖分類號(hào)：S571.1；Q946.84+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）21-5628-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.21.049

Identification Method of Xihu Longjing Tea Based on HPLC

ZHAO Ming-ming1，ZHOU You-xiang1，JIN Yu2，HU Ding-jin1，YAN Wei1

（1.Institute of Quality Standards and Testing Technology for Agro-Products， Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China；

2.College of Food Science，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Abstract： The contents of 21 characteristic peaks in 50 Longjing tea samples were measured by high-performance liquid chromatography（HPLC）. Then the method for distinguishing Xihu Longjing（XHLJ） and non-Xihu Longjing（NXHLJ） was established based on principal component analysis（PCA）. The results showed that 3 principal components could be extracted through principal component analysis，the cumulative contribution rate was 91.3%， and the most important factors in the 21 characteristic peaks were EGCG and CAF.

Key words： Xihu Longjing tea； high-performance liquid chromatography； principal component analysis； origin identification

西湖龍井是中國(guó)十大名茶之一，因產(chǎn)于杭州西湖而得名。由于其獨(dú)特的滋味以及悠久的歷史文化背景，西湖龍井廣受中外消費(fèi)者的喜愛。2008年中國(guó)出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定龍井茶的品種與產(chǎn)地，針對(duì)西湖龍井也有嚴(yán)格的區(qū)域劃分[1]。由于產(chǎn)地的局限，西湖龍井在市場(chǎng)上供不應(yīng)求，部分銷售者以假當(dāng)真、以次充好，尤其是以其他茶區(qū)龍井假冒西湖產(chǎn)區(qū)龍井。前期試驗(yàn)研究了基于氨基酸特征分析的西湖龍井茶鑒別[2]，能初步區(qū)分西湖區(qū)與非西湖區(qū)的龍井。本研究通過(guò)高效液相色譜法進(jìn)一步分析西湖龍井茶特征峰，以建立高效準(zhǔn)確區(qū)分西湖龍井與非西湖龍井的方法。

進(jìn)行茶葉品種鑒別、產(chǎn)地追溯，可以利用近紅外、色譜、質(zhì)譜等分析技術(shù)分析茶葉成分中的特征峰，再結(jié)合多種統(tǒng)計(jì)分析方法，如主成分分析、判別分析、聚類分析等[3-5]，建立有效的區(qū)分方法。茶多酚是綠茶中多酚類物質(zhì)的總稱，包括黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等，以兒茶素為主的黃烷醇類化合物占茶多酚總量的60%～80%，是茶葉苦澀味的來(lái)源之一。兒茶素中含量較高的幾種組分為表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）、表沒食子酸兒茶素（EGC）、表兒茶素（EC）、兒茶素（C），尤其是EGCG[6，7]。本研究以茶葉中的有效化學(xué)成分，主要是茶多酚與咖啡因（CAF）為對(duì)象，通過(guò)高效液相色譜方法分析來(lái)自不同區(qū)域的龍井茶葉樣品，以期實(shí)現(xiàn)西湖龍井茶葉產(chǎn)地溯源。

1 材料與方法

1.1 材料

共采集樣品50個(gè)，其中28個(gè)采自龍井茶西湖產(chǎn)區(qū)（編號(hào)為L(zhǎng)J），22個(gè)采自非龍井產(chǎn)區(qū)（13個(gè)樣品來(lái)自R1區(qū)，編號(hào)為R1LJ；9個(gè)來(lái)自R2區(qū)，編號(hào)為R2LJ）。所有茶均為扁形茶，具備龍井的表觀特征，粉碎后過(guò)20目篩，密封保存。表沒食子兒茶素沒食子酸酯、表兒茶素沒食子酸酯、表沒食子酸兒茶素、表兒茶素、兒茶素和咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與試劑

Waters 2695-2998 HPLC系統(tǒng)（美國(guó)，Waters公司）、離心機(jī)等儀器；SPSS、SIMCA-P+、R studio軟件；甲醇、磷酸等試劑。

1.3 方法

1.3.1 樣品測(cè)定 稱量100 mg均勻磨碎的樣品于10 mL離心管內(nèi)，加入5 mL 80 ℃水，于振蕩儀上振蕩混勻，放入80 ℃水中水浴10 min，20 000 r/min離心2 min，所得上清過(guò)0.22 μm濾膜，待測(cè)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 精確稱量EGCG、ECG、 EGC、EC、C和CAF，溶于70%甲醇溶液中，工作液濃度約為100 μg/mL。

1.3.3 色譜條件 色譜柱為inertsil ODS-4 C18 色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；柱溫30 ℃；流速 0.8 mL/min；流動(dòng)相甲醇-0.01%磷酸溶液（V/V），20%～40%甲醇梯度洗脫25 min；檢測(cè)波長(zhǎng)274 nm。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理 樣品經(jīng)高效液相色譜分析得到21個(gè)特征峰，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品的比較確認(rèn)EGCG、ECG、EGC、EC、C、CAF。21個(gè)峰在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析前經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理，將絕對(duì)峰面積進(jìn)行歸一化處理，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)。采用SPSS軟件進(jìn)行樣品的敘述性統(tǒng)計(jì)和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 高效液相色譜分析結(jié)果

樣品經(jīng)過(guò)高效液相色譜分析得到色譜（圖1），檢測(cè)波長(zhǎng)274 nm。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)品定性定量分析，確定其中6個(gè)峰分別為EGCG、ECG、EGC、EC、C和CAF，其中EGCG和CAF含量較高。通過(guò)SPSS軟件分別對(duì)來(lái)自不同區(qū)域的樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析（圖2），不同區(qū)域之間EGCG和CAF的相對(duì)關(guān)系不同，西湖龍井的EGCG和CAF的相對(duì)含量更為接近。為了進(jìn)一步找到西湖區(qū)與非西湖區(qū)龍井的差異，選取主成分分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。

2.2 主成分分析

主成分分析是一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，能有效提取特定數(shù)據(jù)庫(kù)中的重要變量。對(duì)50個(gè)樣本的21個(gè)特征峰進(jìn)行主成分分析，區(qū)分西湖區(qū)與非西湖區(qū)龍井的效果不明顯。由于茶多酚和咖啡因不僅是綠茶中主要的營(yíng)養(yǎng)成分，也是不同茶葉產(chǎn)品的參考標(biāo)志物[7]，所以選取21個(gè)特征峰中經(jīng)過(guò)定性的EGCG、ECG、EGC、EC、C和CAF相對(duì)峰面積作為變量，進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見圖3。提取3個(gè)主成分，見圖3A，累計(jì)貢獻(xiàn)率為91.3%，其中第一主成分（PC1）貢獻(xiàn)率為55.4%。50個(gè)樣品大致分為3個(gè)區(qū)域，西湖區(qū)（XHU）、R1區(qū)（R1U）、R2區(qū)（R2U）。從圖3B中可以發(fā)現(xiàn)，在第一主成分（PC1）的構(gòu)成中，影響較大的因子為EGCG；在第二主成分（PC2）的構(gòu)成中，影響較大的因子為CAF和EGC；所有因子中，對(duì)分區(qū)影響較大的為EGCG，其次是CAF和EGC。

3 小結(jié)與討論

成茶的品質(zhì)特征與較多因素相關(guān)，如生長(zhǎng)環(huán)境、收獲時(shí)間和加工方式等，其中地理環(huán)境是重要的因素[8，9]。本試驗(yàn)以茶多酚和咖啡因?yàn)橹饕獙?duì)象，利用高效液相色譜法研究不同來(lái)源區(qū)域的龍井茶之間是否有明顯差異。試驗(yàn)結(jié)果表明，高效液相色譜法結(jié)合主成分分析統(tǒng)計(jì)方法，可以在一定程度上區(qū)分不同區(qū)域的龍井茶，效果優(yōu)于以水解氨基酸為研究對(duì)象建立的區(qū)分方法[2]，并且找到特征峰EGCG和CAF。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T18650-2008，地理標(biāo)志產(chǎn)品 龍井茶[S].

[2] 趙明明，金 鈺，胡筱波，等.基于氨基酸特征分析的西湖龍井茶鑒別方法研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（24）：6369-6371.

[3] 王麗鴛，成 浩，賀 巍，等.不同產(chǎn)區(qū)龍井茶相似性及線性判別[J].浙江林業(yè)科技.2014（2）：18-23.

[4] 何 昱，洪筱坤，王智華.33批茶多酚高效液相色譜指紋圖譜的質(zhì)量控制研究[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2006（2）：139-143.

[5] HE W，ZHOU J，CHENG H，et al.Validation of origins of tea samples using partial least squares analysis and Euclidean distance method with near-infrared spectroscopy data[J].Spectrochimica Acta Part A：Molecular and Biomolecular Spectroscopy，2012，86（1）：399-404.

[6] KANWAR J，TASKEEN M，MOHAMMAD I，et al. Recent advances on tea polyphenols[J].Frontiers in Bioscience，2012，4（4）：111-131.

[7] SENANAYAKE S N. Green tea extract： Chemistry，antioxidant properties and food applications-A review[J].Journal of Functional Foods，2013，5（4）：1529-1541.

[8] LIN J，ZHANG P，PAN Z，et al. Discrimination of oolong tea （Camellia sinensis） varieties based on feature extraction and selection from aromatic profiles analysed by HS-SPME/GC-MS[J].Food Chemistry，2013，141（1）：2592-2595.

[9] WANG L，WEI K，CHENG H，et al. Geographical tracing of Xihu Longjing tea using high performance liquid chromatography[J].Food Chemistry，2014，146（1）：98-103.