外界因素对茶黄素（TF）水溶液稳定性的影响研究_俞晨秀.pdf

农产品加工2023 年第 1 期文章编号：1671-9646（2023）01b-0018-04第 1 期（总第 568 期）农产品加工No.12023 年 1 月Farm Products ProcessingJan.摘要：研究某些外界因素对茶黄素（TF）水溶液稳定性的影响，为了解茶黄素的稳定性提供参考依据。选用茶黄素（TF）标准品（含量 99.636%），采用 HPLC法测定茶黄素在不同条件下的吸收峰面积（响应值 mAU），通过各条件下吸收峰面积变化值来判断茶黄素的稳定性。结果表明，茶黄素水溶液在 50 以上 30 min 分解明显；在酸中比较稳定，当 pH 值 8 以上时吸收峰面积下降明显；在有 Fe3+存在下不稳定，加入 Fe3+时吸收峰面积下降明显；在温度（10 20 ）放置有缓慢分解，低功率日光灯（20 W）照射基本不影响，加入稳定液能提高茶黄素水溶液的稳定性。茶黄素水溶液不稳定，温度、碱性、Fe3+会明显影响茶黄素的稳定性，1020 下有缓慢分解、低功率日光灯照射不影响，稳定液中放置 1 周较为稳定。关键词：茶黄素；稳定性；外界因素；吸收峰面积中图分类号：R962文献标志码：Adoi：10.16693/ki.1671-9646（X）.2023.01.037Influence of External Factors on Stability of Theaflavins(TF)Aqueous SolutionYU Chenxiu1，SUN Li2，SUN Yimin3，QIN Yadong1，GAO Huan1（1.Department of Pharmacy，Anhui College of Traditional Chinese Medicine，Wuhu，Anhui 241000，Chine；2.WuhuFood and Drug Inspection Center，Wuhu，Anhui 241000，China；3.College of Chemistryl and Materials Science，AnhuiNormal University，Wuhu，Anhui 241000，China）Abstract：To study the influence of some external factors on the stability of theaflavins（TF）solution，and to provide refer-ence for the stability of theaflavins.Theaflavins standard substance（content 99.636%）was selected.The absorption peak area（mAU）of theaflavins under different conditions was determined by HPLC.The stability of theaflavins was judged by the varia-tion of absorption peak area under different conditions.The results showed that the solution of theaflavins was decomposed at50 for half an hour.It was relatively stable in acid，but the absorption peak area decreased when pH8.It was unstable inthe presence of Fe3+，and the absorption peak area decreased significantly when Fe3+was added.The stability of theaflavinsaqueous solution could be improved by adding stabilizing solution.Conclusion In general，the aflavins solution was unstable.Temperature，solution pH，and presence of Fe3+affected the stability of theaflavins.At 1020，theaflavins decomposedslowly.Theaflavins remained stable for a week under low power fluorescent lamp irradiation or with stability solution.Key words：theaflavins；stability；external factors；mAU外界因素对茶黄素（TF）水溶液稳定性的影响研究俞晨秀1，孙莉2，孙益民3，秦亚东1，高焕1（1.安徽中医药高等专科学校 药学系，安徽 芜湖241000；2.芜湖市食品药品检验中心，安徽 芜湖241000；3.安徽师范大学 化学与材料科学学院，安徽 芜湖241000）收稿日期：2022-03-04基金项目：茶多酚生产废液中茶黄素（TFs）的提取工艺研究项目（KJ2018A0791）。作者简介：俞晨秀（1962），女，本科，教授，研究方向为茶叶中有效成分的分离和应用。近年来，茶黄素功效的报道日益增多，其研究也备受关注。茶黄素因其在乙酸乙酯中呈现黄色而得名1，它是 Roberts 在 1957 年从红茶中分离并鉴定获得，是茶叶中多酚类物质氧化聚合而成的一类多酚羟基具苯骈卓酚酮结构的物质2，是形成红茶茶汤“黄金圈”的物质，对红茶茶汤鲜爽度和强度等滋味起着重要作用3。茶黄素具有良好的抗氧化性4、抗炎症5-6、抗尿酸7、抗病毒8、抗菌9、抗肿瘤等作用10-12。到目前为止，各类茶黄素有 28 种之多13，其中最主要的单体有 4 种化合物，即茶黄素（Theafla-vins，TF）、茶黄素-3-单没食子酸酯（Theaflavin-3-gallate，TF-3-G）、茶黄素-3-单没食子酸酯（Theaflavin-3-gallate，TF-3-G）、茶黄素-3,3-双没食子酸酯（Theaflavin-3,3-digallate，TFDG）。茶黄素结构式见图 1。在这 4 种单体中及总的 28 种中，茶黄素是具有最基础结构的单体，其稳定性与其他单体的稳定性密切相关。因此，研究茶黄素的稳定性能较好反映其他单体的稳定性。在茶黄素中有多个酚羟基、多个环和大共轭体系，这种结构有着怎样的稳定性无2023 年第 1 期疑是茶黄素提取、分离和应用中需要考虑的，而这方面系统的专题研究却未见报道。研究了 TF 在多种环境下的稳定性，以期为茶黄素的开发应用和深入研究中提供一定的参考依据。1材料与方法1.1材料茶黄素（TF），纯度 99.636%，成都瑞芬思生物科技有限公司提供；乙酸、EDTA-2Na、抗坏血酸、三氯化铁、硝酸银、盐酸均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司提供；甲醇、乙腈均为色谱纯，德国默克公司提供；水（娃哈哈纯净水）。1.2仪器与设备Agilent HPLC-1260 型高效液相色谱仪、DAD 检测器，美国安捷伦科技有限公司产品；DV215CD 型精密电子天平，上海民桥精密科学仪器有限公司产品；RA24 型电热恒温水浴锅，北京市永光明医疗仪器有限公司产品；FYL-YS-310L 型冰箱，北京福意电器有限公司产品；PHS-25 型 pH 计，上海今迈仪器仪表有限公司产品；JK-250DB 型数控超声波清洗器，合肥金尼克机械制造有限公司产品；20 W 家用日光灯，PAK/三雄极光产品。1.3试验方法1.3.1茶黄素水溶液的配制精密称取一定量的茶黄素（TF）（万分之一天平称取），用 40 水溶解，配成约 40 g/mL 的溶液。1.3.2茶黄素不同 pH 值溶液的配制pH 值约为 4 的茶黄素溶液（茶黄素水溶液：pH值为 3 的盐酸=91），pH 值约为 5 的茶黄素溶液（茶黄素水溶液：pH 值为 4 的盐酸=91），pH 值约为 7 的茶黄素溶液（1.3.1 中所配茶黄素水溶液），pH 值约为 8 的茶黄素溶液（茶黄素水溶液：pH 值为9 的氢氧化钠=91），pH 值约为 9 的茶黄素溶液（茶黄素水溶液：pH 值为 10 的氢氧化钠=91），溶液均过 0.45 m膜。1.3.3不同浓度 Fe3+的茶黄素溶液的配制分别取 1 mmol/L 的三氯化铁溶液 0.1，0.2，0.3，0.4 mL 于 4 支 5 mL 容量瓶中，用茶黄素水溶液（见 1.3.1）稀释至刻度，配成含不同浓度 Fe3+的茶黄素溶液，摇匀后过 0.45 m膜。1.3.4稳定溶液的配制依据 GB/T 31740.320157配制稳定溶液，分别将 EDTA-2Na 溶液 25 mL，抗坏血酸溶液 25 mL，乙腈 50 mL 加入 500 mL 容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀。（1）EDTA-2Na 溶液。10 mg/mL（现配）。精密称取 EDTA-2Na 1.0 g，用水稀释至 100 mL。（2）抗坏血酸溶液。10 mg/mL（现配）。精密称取抗坏血酸 1.0 g，用水稀释至 100 mL。1.3.5茶黄素的稳定液溶液称取一定量的茶黄素（TF），用稳定溶液稀释至刻度，摇匀后过 0.45 m膜。1.3.6茶黄素溶液的含量变化测试茶黄素含量测定采用高效液相色谱法，依据GB/T 31740.320157测定中的色谱条件和梯度条件，以常温下同批次标准品水溶液的吸收峰面积为 100%含量，比较不同环境下样品的峰面积变化值，来确定含量的变化。2结果与分析2.1茶黄素（TF）标准物的测试茶黄素（TF）标准品纯度高，测试其 HPLC 色谱图中峰数单一，峰形尖锐；基线平直，零点吻合，因此可以作为试验中参比的标准。HPLC色谱图见图 2。2.2加热温度的影响试验结果显示，茶黄素水溶液在 40 以下较稳定，50 以上加热 30 min 分解明显，吸收峰面积（响应值）只有空白样的 49.76%，80 以上加热30 min 吸收峰面积为 0，表明此时已经全部分解完全，可见温度对茶黄素水溶液的稳定性影响非常大，温度越高影响越大。温度对茶黄素水溶液稳定性的影响曲线见图 3。俞晨秀，等：外界因素对茶黄素（TF）水溶液稳定性的影响研究图 1茶黄素结构式图 2HPLC 色谱图mAU8006004002000051015202530时间 t/min19农产品加工2023 年第 1 期2.3酸碱度的影响试验结果显示，茶黄素水溶液在 pH 值为 47，酸性和中性条件下比较稳定，在 pH 值 8 的碱性条件下不稳定，pH 值=8 时吸收峰面积（响应值）只有空白样的 26.74%，这与酚类化合物自身是弱酸性物质，在酸性和中性条件下较稳定的推测一致。pH 值对茶黄素水溶性稳定性的影响曲线见图 4。2.4Fe3+的影响试验结果显示，Fe3+极易与茶黄素反应，当 Fe3+的浓度为 0.02 mmol/L 的极低浓度时，茶黄素仍然与Fe3+有明显的反应。不同浓度 Fe3+存在下的吸收峰面积见图 5。2.5室温、低功率照射、稳定液中放置时间的影响试验结果显示，茶黄素水溶液在冬天 1020 下放置有缓慢的分解，8 d 后茶黄素的吸收峰面积是空白样的 87.55%；在低功率照射下（20 W日光灯），茶黄素的吸收峰面积变化曲线与室温下面积变化曲线基本一致，照射 8 d 后茶黄素的吸收峰面积是空白样的 89.91%，与 87.55%接近，说明低功率照射对茶黄素水溶液的稳定性基本无影响；稳定液中的茶黄素在 1020 下放置 8 d 几乎不分解，8 d 后吸收峰面积是空白样的 101.58%，没有降低，说明有稳定液存在对茶黄素的稳定性起到了一定的保护作用。3 种条件下的吸收峰面积变化曲线见图 6。3讨论茶黄素（TF）由中间的苯与七员双烯环酮并合结构，另 2 个苯与四氢吡喃并合结构共 3 个部分构成。中间的并合结构是大共轭体系，七员双烯环酮上有一个烯醇式结构；另 2 个并合结构通过单键与中间并合结构相连，在 2 个并合结构与单键连接的两旁都有氧吸电子基，这些因素使得单键上电子云向两端转移而容易断裂，当温度升高有可能发生断键的分解作用。从温度增加吸收峰面积降低，HPLC 法测定中的吸收峰数目增多，说明了分解反应的发生。在茶黄素中有多个酚羟基而显示弱酸性14，因此茶黄素在酸性和中性中稳定，而在碱性中试验结果是吸收峰面积下降明显，吸收峰数目明显增多，可能是茶黄素发生了开环和断键反应，具体原因还不清楚。酚能与三氯化铁发生显色反应15，茶黄素中有多个酚羟基，所以茶黄素极易与 Fe3+发生反应，反应属于配位反应16，从反应的现象由淡黄色变为淡紫色都说明了该反应的特点。酚具有易氧化的性质15，烯醇式结构不稳定，茶黄素的多酚结构和烯醇式结构使得茶黄素的水溶液容易被氧化，在实验室常温密闭放置下也会缓慢被氧化；加入了由抗氧化剂（VC）和金属离子配合物（EDTA）组成的稳定液，因稳定液能参与氧化，结合大部分金属离子，因此它们能提高茶黄素的稳定性；低功率照射则因照射能力低而几乎没有影响。4结论茶黄素（TF）是由 3 个并合结构通过单键连接图 3温度对茶黄素水溶性稳定性的影响曲线图 4pH 值对茶黄素水溶性稳定性的影响曲线响应值/mAU7006005004003002001003456789pH 值图 5不同浓度 Fe3+存在下的吸收峰面积响应值/mAU400300200100000.020.040.060.08Fe3+浓度/mmol L-1图 63 种条件下的吸收峰面积变化曲线响应值/mAU800700600500400300200100020304050607080温度 /响应值/mAU800700600500400300200012345678时间 t/d-低功率照射放置；-室温（10-20）；-稳定液中室温放置cab202023 年第 1 期脱脂，既能防止过氧化，又能最大程度地优化挥发性风味物质。参考文献：杨龙江，常泓.肉与肉制品风味形成的研究进展 J.肉类工业，2001（5）：17-27.周洁，王立，周惠明.肉品风味的研究综述 J.肉类研究，2003（2）：16-18.刘源.鸭肉风味及其在加工过程中的变化研究 D.南京：南京农业大学，2006.孙宝国，彭秋菊，梁梦兰，等.牛脂控制氧化的工艺研究 J.食品科学，2005，26（4）：133-136.吴娜娜，王磊鑫，吕莹果，等.挤压蒸煮加工对脱脂米糠可溶膳食纤维增加及膳食纤维结构性质的影响 J.粮油食品科技，2022，30（2）：77-84.Xu X Y，Zheng J，Meng J M，et al.Effects of food processing on in vivo antioxidant and hepatoprotective properties of green tea extracts J.Antioxidants，2019（12）：443-453.Das A，Kalita A，Raychaiudhuri U，et al.Synergistic effect of herbal plant extract（Hibiscus sabdariffa）in maintain the antioxidant activity of decaffeinated green tea fromvarious parts of assam J.Journal of Food Science andTechnology，2019（11）：5 009-5 016.谢雨寻，叶有明，李龙越，等.茶酒糟中茶多酚提取工艺优化及其抗氧化活性的研究 J.中国酿造，2022，41（2）：204-209.都津铭，张萍，高德.丁香精油与茶多酚复合抗菌液的抑菌活性协同作用及抗氧化活性 J.现代食品科技，2021，37（10）：87-95.龙立梅，宋沙沙，李柰，等.3 种名优绿茶特征香气成分的比较及种类判别分析 J.食品科学，2015，36（2）：114-119.夏新武.烘烤牛肉中杂环胺形成与抑制研究 D.合肥：合肥工业大学，2014.魏玲，王武，张宏蕊，等.鸭肉脱脂加工工艺研究及挥发性风味物质分析 J.安徽农业科学，2017，45（14）：6-8.Singh R 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