茶叶化学指纹图谱研究进展
摘要 化学指纹图谱技术在茶叶感官审评、质量控制和产地判别等方面的应用越来越广泛，为茶叶的品质鉴定提供了有效的技术支撑。系统地介绍了化学指纹图谱技术和方法，对化学指纹图谱技术在茶叶研究领域中的应用现状进行归纳总结，并对其今后的发展做出了展望，为化学指纹图谱在茶叶上更深入研究提供理论基础和参考依据。
关键词 茶叶；化学指纹图谱；现状；展望
中图分类号 F326.13 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）17-0032-02
茶叶为山茶科植物茶（Cumellia sinesisi O. ktunze）的芽叶，经加工而成，其主要成分为茶多酚、生物碱等化学成分，具有提神益智、消食化积、清除自由基等功能。目前，茶叶的品质鉴定主要通过测定其中的几个主要成分，并结合专家的感官审评方法来评价，具有一定的局限性，且鉴定结果的信息量不足，不能客观地反映茶叶的品质。因此，建立一种科学、有效、全面的茶叶品质评价方法是当前茶叶产业发展中的一个重要课题。化学指纹图谱是一种综合的可量化的鉴定手段，可以解决茶叶质量控制、加工技术的创新及产地识别等问题，为茶叶的品质鉴定起到了指导和推动作用。目前化学指纹图谱技术在茶叶领域研究和应用较多的有色谱和光谱，笔者就近年来化学指纹图谱技术在茶叶领域方面的应用现状进行了综述。
1 色谱指纹图谱
1.1 薄层色谱（TLC）指纹图谱
薄层色谱是植物脂溶性色素分析的主要手段，具有快速、直观、分析成本低、重复性较好等特点，但TLC灵敏度较低。近年来发展的TLC自动扫描仪具有更好的指纹鉴别意义，也比目测的层析图谱更为客观准确。徐步城等[1]为了建立一种快速、简便、稳定的绿茶脂溶性色素检测方法，采用丙酮∶石油醚（体积比3∶2）混合提取液直接浸提绿茶中的脂溶性色素，以石油醚∶丙酮（体积比3∶1）为层析展开溶剂，使用CAMAG高效薄层扫描仪扫描脂溶性色素，结果能系统分离清晰色素斑点13个。宋鲁彬等[2]首次采用高效薄层色谱（HPTLC）分析了普洱茶、六堡茶、茯砖茶、花砖茶、青砖茶、黑砖茶中的叶绿素及其降解产物、类胡萝卜素等主要色素物质。结果表明，不同黑茶中脂溶性色素的组成及含量上差异显著。王丽丽等[3]用5种展开剂对茶叶中的儿茶素进行薄层色谱分离，筛选出较优的展开剂，进一步优化其配比。结果表明，以体积比12.5∶7.5∶2.2的三氯甲烷—丙酮—甲酸为展开剂，茶叶内主要的4种儿茶素单体可得到良好分离。
高效薄层色谱法将传统薄层板的有效板数提高了10倍左右，从而显著提高了该方法的定量结果准确度和重现性，使之在农药残留分析中得到应用。樊 玮等[4]建立了茶叶中高效氯氟氰菊酯和联苯菊酯残留的高效薄层色谱分析法。
1.2 高效毛细管电泳（HPCE）
高效毛细管电泳分离模式多样，具有分析速度快、分离效率高、重现性好等优点，已被广泛应用于药物分离领域，但在茶叶领域上的应用较少。黄建安等[5]应用毛细管电泳四色荧光检测技术对42个茶树品种（系）的16个SSR位点进行遗传分析。结果表明，随着分析SSR位点数的增加，成本的降低效果更加显著，采用建立的方法，还筛选获得了11个多态性丰富的可应用于茶树遗传研究的SSR标记。凌妲思等[6]将改进的集成双向电堆积单元对茶叶中的有机酸离子进行了在线电堆积富集和毛细管电泳测定。结果表明，在优化的条件下，咖啡酸和没食子酸的富集倍数分别为24倍和20倍，倍检出限分别为0.4、0.2 mg/L。陈俊聪等[7]建立了薄层电解池—毛细管电泳联接装置应用于对弱碱性介质中儿茶素电氧化产物的分离检测方法。结果表明，儿茶素的氧化产物多达7种或9种，产物种类及其相对生成量与介质的pH值密切相关。
1.3 高效液相色谱（HPLC）指纹图谱
高效液相色谱（HPLC）作为最常用的指纹图谱研究方法，具有分离效能高、选择性高、检测灵敏高、用样少、应用范围广等优点。绝大多数茶叶样品中的化学成分可以在高效液相色谱仪上进行分析检测，是目前指纹图谱研究应用最多的一项技术。随着科学技术的进一步发展，高效液相色谱指纹图谱技术越来越广泛被应用到茶叶研究领域。1976年，Hoefle et al[8]首次采用液相色谱法测定了茶叶中组分。龚 雪等[9]首次采用Waters公司AccQ.Tag柱前衍生方法对不同系列近100个黑茶样品的18种氨基酸含量进行检测与分析，结果显示，黑茶中的氨基酸及茶中的氨酸含量随着原料越嫩其含量越高；黑茶中的氨基酸含量与样品的类别没有显著相关性；各系列黑茶样品氨基酸组成差异不大。
高效液相色谱法在分析茶叶农药残留量的应用上也逐步广泛。汤富彬等[10]建立了用高效液相色谱法测定茶叶中噻嗪酮农药残留量的方法。结果表明，该方法的灵敏度、准确度和精密度均符合农药残留测定的技术要求。张新忠等[11]首次采用超高效液相色谱—四极杆飞行时间串联质谱（UHPLC-Q-TOF/MS）测定茶叶中手性农药茚虫威对映异构体的残留。结果表明，该方法准确、可靠，能够满足茶叶中茚虫威手性对映体残留分析的需要。
1.4 气相色谱指纹图谱（GC）
气相色谱法（GC）具有灵敏度高、分离度好以及精确度高等优点，主要用于分析气体、挥发性液体以及能够产生足够蒸汽压的固体，或者沸点在500 ℃以下，相对分子质量在400以下的物质。陈 青等[12]通过水蒸气蒸馏提取法对贵州5种名茶中的香气成分进行提取，再采用气相色谱—质谱联用技术对挥发油进行鉴定。试验结果表明，贵州省茶叶的主要香气成分是醇及酯类化合物，不同产地的茶叶品种其香气成分差异较显著。徐奕鼎等[13]选取了皖南6个有性系茶树品种的茶籽，采用气相色谱法测定茶籽油的脂肪酸组成。结果表明，茶籽种仁油脂平均含量为34.55%，茶籽油含有12种脂肪酸。
近年来，茶叶中有机磷农药残留检测的报道较多，气相色谱法是其主要仪器分析方法之一。刘建平等[14]建立了微波辅助萃取—气相色谱法测定茶叶中甲胺磷、乐果、毒死蜱、水胺硫磷、三唑磷5种有机磷农药残留量的分析方法。该方法适合于茶叶中多种有机磷农药残留量的同时检测。
2 光谱指纹图谱
2.1 紫外指纹图谱
紫外光谱法作为一种简便快捷的分析测试方法，与化学计量学多元校正技术结合，能有效地解决紫外吸收光谱共线性现象，但不具备指纹特征，可作为茶叶指纹图谱研究的辅助方法。武晓英等[15]采用超声和醇沉淀法提取黑茶中的茶多糖成分，通过苯酚—硫酸法在紫外光谱下对不同产地黑茶中的茶多糖进行测定，试验结果表明，云南产古云海熟普洱中茶多糖含量最高。袁华芳等[16]采用紫外光谱法对乌龙茶和乌龙茶嫩茎中茶多酚进行分析，测得茶多酚含量分别为26.4%、10.3%。
2.2 红外指纹图谱
红外光谱法是一种无需提取分离、无损、快速、准确、简便、低廉的方法。该方法具有指纹性；对被测试样的状态无苛求，气态、液态与固态皆可；对试样只作物理粉碎压片等简单的处理，无需作十分繁琐的提取分离过程即可直接测试；仪器较为通用，测量操作简便，易于推广应用；可对中药进行的全组分测定获取全貌整体信息，不破坏原形状；可以直接对茶叶标准化测定，不必专门寻求单个的、纯的标准物作对照。
覃小玲等[17]采用傅里叶变换红外光谱法对l6种金花茶组植物物种进行鉴定，结合系统聚类和相关性系数法对所得光谱数据进行比较分析。结果显示，16种金花茶组植物可分为3个类群。周小芬等[18]采用近红外光谱偏最小二乘法（NIRS-PLS），分别建立了大佛龙井茶干茶色泽、汤色、香气、滋味、叶底单因子得分及五因子总分、六因子总分共7个定量分析模型。研究结果表明应用近红外光谱法进行大佛龙井茶的品质评价是可行的。牛智有等[19]利用NIRSystems6500型近红外光谱分析仪对茉莉花茶、苦丁茶、龙井和铁观音4个种类茶叶共120个样本进行光谱定性和定量分析。研究结果表明，定性分析模型的种类识别准确率达到100，定量分析模型的决定系数均大于0.91，相对分析误差RPD均大于3。
3 其他研究方法
核磁共振氢谱（HNMR）指纹图谱是鉴定有机化合物结构的重要方法之一，可以获得化合物中包括各类质子的化学位移、数量、偶合关系等多个结构信息。陈 波等[20]用1HNMR分析测定从福建、云南、广州、江西等地采集及购买的不同种类的35种茶叶。检测出包括多种氨基酸在内的20种物质。所得谱图经主要成分分析，实现了不同种类的茶叶以及铁观音产地的区分，并且发现了引起区分的化学成分。
4 前景及展望
综上所述，化学指纹图谱技术作为近年来的一个研究热点，在茶叶上的应用研究也取得了一定成果。化学指纹图谱不仅能实现在茶叶种类鉴别、质量评价、加工工艺过程的质量控制和最终产品的质量评价，还可以在化学成分的测定等方面都有广阔的应用前景。但由于茶树的品种繁多，生长环境、加工工艺、栽培措施以及贮存条件等许多因素的影响造成了茶叶质量的不稳定性，如何准确无误地评判茶叶质量和保证其重现性是亟需解决的问题。未来茶叶化学指纹图谱技术的研究对象将会以茶叶成品为研究方向，利用现代化学与生物信息学研究的成果，建立茶叶化学指纹图谱研究体系，从而推进我国茶叶产业质量控制的标准化进程。
5 参考文献
[1] 徐步城，程孝，宁静，等.HPTLC法测定绿茶脂溶性色素[J].湖南农业大学学报，2007，33（4）：463-465.
[2] 宋鲁彬，黄建安，刘仲华，等.采用高效薄层色谱测定黑茶脂溶性色素[J].茶叶通讯，2008，35（2）：7-9.
[3] 王丽丽，王坤波，黄建安，等.茶叶中儿茶素薄层色谱分离所用展开剂的优化[J].湖南农业大学学报，2012，38（1）：102-105.
[4] 樊玮，汤锋，岳永德.高效薄层色谱法分析茶叶中高效氯氟氰菊酯和联苯菊酯农药残留[J].分析仪器，2010（2）：36-39.
[5] 黄建安，李娟，谭月萍，等.毛细管电泳四色荧光检测法分析茶树SSR标记[J].生命科学研究，2009，13（3）：251-257.
[6] 凌妲思，何友昭，谢海洋，等.双向电堆积与毛细管电泳联用对茶叶中咖啡酸及没食子酸的测定[J].分析测试学报，2010，29（4）：368-371.
[7] 陈俊聪，孟凡顺，邓宁，等.弱碱介质中儿茶素电氧化产物的分离检测术[J].广州化工，2011，39（5）：109-110.
[8] A C HOEFLE，P COGGON.Reversed-phase high performance liquid chromatography of tea constituents[J].J Chromatogr，1976（129）：460-463.
[9] 龚雪，李银花，雷雨，等.黑茶不同样品氨基酸组分的分析[J].茶叶通讯，2010，37（4）：9-12.
[10] 汤富彬，楼正云，刘光明，等.高效液相色谱法测定茶叶中噻嗪酮的残留量[J].现代科学仪器，2006（5）：66-67.
[11] 张新忠，罗逢健，陈宗懋，等.超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱测定茶叶中手性农药茚虫威对映体残留[J].质谱学报，2012，33（6）：321-326.
[12] 陈青，李祝，刘健.贵州五种名茶的香气成分研究[J].食品工程，2011（2）：24-28.
[13] 徐奕鼎，王文杰，王烨军，等.皖南有性系茶树品种茶籽油的脂肪酸组成测定黑茶中茶多糖含量的测定[J].中国茶叶加工，2011（2）：41-44.
[14] 刘建平，颜鸿飞，刘向荣.微博辅助萃取-气相色谱法测定茶叶中的有机磷农药[J].化学分析计量，2012，21（6）：20-28.
[15] 武晓英，侯冬岩，回瑞华.黑茶中茶多糖含量的测定[J].鞍山师范学院学报，2011，13（2）：36-38.
[16] 袁华芳，侯冬岩，回瑞华，等.紫外光谱法比较乌龙茶和乌龙茶嫩茎中的茶多酚含量[J].鞍山师范学院学报，2007，9（4）：53-55.
[17] 覃小玲，史艳财，李承卓，等.基于FTIR技术金花茶组植物物种鉴定研究[J].光谱学与光谱分析，2012，32（10）：2685-2689.
[18] 周小芬，叶阳，周竹定，等.基于近红外光谱法的大佛龙井茶品质评价研究[J].光谱学与光谱分析，2012，32（11）：2971-2975.
[19] 牛智有，林新.茶叶定性和定量近红外光谱分析方法研究[J].光谱学与光谱分析，2009，29（9）：2417-2420.
[20] 陈波，张巍，康海宁，等.茶叶的1HNMR指纹图谱研究[J].波谱学杂志，2006，23（2）：169-179.