李燕麗,羅瓊仙,楊雪梅,占 琪,李家華,*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)龍潤普洱茶學(xué)院,云南 昆明 650201;2.湄潭縣茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,貴州 湄潭 564100;3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,云南 勐海 666201)
‘紫娟’茶花色苷的分離鑒定
李燕麗1,2,羅瓊仙3,楊雪梅1,占 琪1,李家華1,*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)龍潤普洱茶學(xué)院,云南 昆明 650201;2.湄潭縣茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,貴州 湄潭 564100;3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,云南 勐海 666201)
依次以MCI gel CPH 20P(75~150 μm)樹脂和SephadexTMLH-20葡聚糖凝膠為層析柱填料,對‘紫娟’茶花色苷進(jìn)行分離純化,采用5%乙酸-甲醇溶液和5%乙酸溶液對花色苷提取液梯度洗 脫,得到6 種花色苷組分。采用薄層層析、高效液相色譜及高效液相色譜-電噴霧-串聯(lián)質(zhì)譜對‘紫娟’茶花色苷組成成分進(jìn)行研究。結(jié)果表明:從‘紫娟’茶鮮葉中分離出的花色苷為飛燕草素-3-O-半乳糖苷、矢車菊素-3-O-半乳糖苷、飛燕草素-3-O-(6-(Z)對香豆酸)吡喃半乳糖苷、矢車菊素-3-O-(6-(Z)對香豆酸)吡喃半乳糖苷、飛燕草素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷、矢車菊素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷。
‘紫娟’茶;花色苷;分離純化;高效液相色譜-電噴霧-串聯(lián)質(zhì)譜法;結(jié)構(gòu)鑒定
近年來,隨著研究的不斷深入,天然色素花色苷所具有的功能逐漸明晰,使得天然色素花色苷獲得了廣闊的市場前景。花色苷具有抗氧化[1-5]、抗突變[6-8]、抗腫瘤[1,9-10]、預(yù)防心血管疾病[11-12]及改善人眼機(jī)能[1,6]等作用,廣泛存在于羊齒類植物以上的高等植物中。‘紫娟’茶(Camellia sinensis var. assamica)是云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所培育的茶樹特異新品種,該茶樹變異于云南大葉種群體,2005年被國家林業(yè)局授予新品種保護(hù)權(quán),品種權(quán)號為2005031,因其新梢及加工而成的綠茶干茶和茶湯色皆為紫色,故命名為‘紫娟’[13-18]?!暇辍谐袃翰杷?、茶氨酸和咖啡堿等生化成分外,花色苷含量高是其特有的品種特征之一,亦是其呈紫色的原因[19-21]。費(fèi)旭元[22]認(rèn)為,由‘紫娟’鮮葉加工的綠茶比其他普通茶樹品種鮮葉加工的綠茶中花色苷含量高出10 倍左右。研究表明,‘紫娟’茶中的花色苷種類豐富,與其他紫芽茶中所含花色苷成分并非完全一致[23-26]?!暇辍柙诨ㄉ盏拈_發(fā)與研究方面存在潛在利用價(jià)值。本實(shí)驗(yàn)通過柱層析法、高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)法、薄層層析(thin layer chromatography,TLC)法及HPLC-電噴霧-串聯(lián)質(zhì)譜(HPLC-electrospray ionization-tandem mass spectrometry,HPLC-ESI-MS/MS)法對‘紫娟’茶一芽二葉新梢鮮葉中的花色苷進(jìn)行分離鑒定,為‘紫娟’茶花色苷的研究開發(fā)提供理論依據(jù)。
1.1 材料與試劑
茶樣采自云南省農(nóng)科院茶葉研究所(勐海),采制標(biāo)準(zhǔn)為一芽二葉鮮葉。
MCI gel CHP 20P(75~150 μm)樹脂 日本三菱公司;SephadexTMLH-20葡聚糖凝膠 美國GE Healthcare公司;TLC Silica gel 60 F254(25 Aluminium sheets 20 cm×20 cm) 德國Merck公司;冰乙酸、乙酸乙酯(均為分析純) 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司;三氯甲烷(分析純) 重慶川東化工(集團(tuán))有限公司;甲醇(色譜純) 美國Tedia公司;超純水為實(shí)驗(yàn)室自制。
1.2 儀器與設(shè)備
EPED-E2-20TH實(shí)驗(yàn)室超純水器 南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司;RV8旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、HB10恒溫水浴鍋 德國IKA公司;SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器公司;Acquity Xevo TQ-S LC-MS聯(lián)用儀 美國沃特世公司;HPLC分析儀(1200VWD G1314B UV檢測器、1100/1200 G1316A柱溫箱、1100/1200 G1329A溫控自動進(jìn)樣器、1100/1200G1322A脫氣機(jī)、1100/1200G1311A四元溶劑輸送泵)、Zorbax SB-C18色譜分析柱(4.6 mm×250 mm,5 μm) 美國Agilent公司;TSK gel ODS-80TS QA色譜分析柱(4.6 mm×150 mm)日本Tosoh公司。
1.3 方法
1.3.1 花色苷的提取分離
鮮葉采后用冰壺保鮮,快速帶回實(shí)驗(yàn)室用乙酸-甲醇(1∶1,V/V)溶劑浸提24 h過濾,重復(fù)2 次,合并浸提液。提取液35 ℃真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至膏狀,用少量超純水將其溶解,分別用三氯甲烷、乙酸乙酯依次萃取,取水溶液層作為分析液。分析液依次過填料為MCI gel CHP 20P(75~150 μm)樹脂和SephadexTMLH-20樹 脂的層析柱,以5%乙酸溶液和5%乙酸-甲醇溶液為洗脫液進(jìn)行洗脫。洗脫梯度:5%乙酸溶液依次為90%、70%、50%、30%和10%,按顏色帶收集。
1.3.2 HPLC分析條件
待測液分別經(jīng)0.45 μm有機(jī)膜過濾后待檢測。色譜條件:TSK gel ODS-80TS QA色譜柱(4.6 mm×150 mm);流動相:A相為1.5%磷酸-98.5%水(V/V),B相為1.5%磷酸-20%甲酸-25%乙腈-5%四氫呋喃-48.5%水(V/V),洗脫梯度為0 min,88% A;35 min,30% A;流速1.0 mL/ min,35 min內(nèi)完成;檢測波長525 nm;柱溫40 ℃;進(jìn)樣量10 μL;系統(tǒng)平衡10 min后再次進(jìn)樣。
1.3.3 花色苷的薄層分析
展開劑:展開劑為A、B兩種溶劑的混合液,比例為3∶1(V/V)。其中A溶劑為苯-甲酸乙酯-甲酸(1∶7∶1,V/ V)溶液;B溶劑為甲酸乙酯-甲酸-水(3∶1∶1,V/V)溶液。比移值按下式計(jì)算[27]:
1.3.4 花色苷的HPLC-ESI-MS/MS分析
分析條件:A g i l e n t Z o r b a x S B-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相A為0.1%甲酸溶液,流動相B為乙腈;洗脫梯度:0 min,92.0% A、8.0% B;10 min,85.0% A、15.0% B;40 min,75.0% A、25.0% B;50 min,0% A、100% B。柱溫30 ℃;流速1.0 mL/min;檢測波長525 nm。
HPLC-MS/MS(ESI+)掃描條件:毛細(xì)管電壓2.0 kV;錐孔電壓30 V;脫溶劑溫度350 ℃,脫溶劑氣流量800 L/Hr;錐孔氣流量150 L/Hr。
2.1 ‘紫娟’茶鮮葉中花色苷的分離
圖1 ‘紫娟’茶鮮葉提取液中花色苷的HPLC圖Fig.1 HPLC chromatogram of anthocyanins extracted from fresh leaves of ‘Zijuan’ fresh tea leaves
從圖1可以看出,‘紫娟’茶花色苷化合物中主要有11 種花色苷單體,其色譜峰集中分布在保留時(shí)間12~31 min的 區(qū)段內(nèi)?;ㄉ仗崛∫阂来紊螹CI gel CHP 20P(75~150 μm)樹脂柱和SephadexTMLH-20柱,經(jīng)不同梯度溶劑洗脫后收集到6 個(gè)組分。
如圖2所示,組分1(圖2A)的保留時(shí)間為12.9 min,相對含量為96.75%;組分2(圖2B)的保留時(shí)間為14.5 min,相對含量為88.69%;組分3(圖2C)的保留時(shí)間為24.1 min,相對含量為91.07%;組分4(圖2D)的保留時(shí)間為26.0 min,相對含量為71.85%;組分5(圖2E)的保留時(shí)間為27.4 min,相對含量為95.97%;組分6(圖2F)的保留時(shí)間為29.5 min,相對含量為85.69%。
圖2 花色苷提取液洗脫后不同組分的HPLC圖Fig.2 HPLC chromatograms of differe nt components of anthocyanin extract
圖3 分離純化后花色苷組分的TLC色譜圖Fig.3 TLC chromatogram of purified anthocyanin components
如圖3所示,分離純化出的6 個(gè)‘紫娟’茶花色苷組分中還含有非花色苷物質(zhì)。其中組分3最為明顯,組分3中箭頭所指物質(zhì),推測其可能為茶葉中的黃酮類物質(zhì)。
2.2 花色苷的結(jié)構(gòu)鑒定
2.2.1 組分1的HPLC-ESI-MS/MS分析結(jié)果
圖4 ‘紫娟’茶花色苷組分1的一級質(zhì)譜圖(A)和二級質(zhì)譜圖(B)Fig.4 Mass spectrum (A) and tandem mass spectrum (B) of Fr 1
從圖4可以看出,組分1的母離子為M+(m/z)465,子離子為MS2(m/z)303,相當(dāng)于丟失了一個(gè)己糖分子,主要碎片離子的質(zhì)荷比為303,這表明丟失的部分是連接在飛燕草色素(C15H11O7+)的糖苷配基上,相同分子質(zhì)量的己糖有可能是葡萄糖或半乳糖。而根據(jù)文獻(xiàn)[24,26,28-29],可以推斷其為飛燕草素-3-O-半乳糖苷。
2.2.2 組分2的HPLC-ESI-MS/MS分析結(jié)果
圖5 ‘紫娟’茶花色苷組分2的一級質(zhì)譜圖(A)和二級質(zhì)譜圖(B)Fig.5 Mass spectrum (A) and tandem mass spectrum (B) of Fr 2
如圖5所示,組分2的母離子為M+(m/z)449,子離子為MS2(m/z)287,相當(dāng)于丟失了一個(gè)己糖分子,主要碎片離子的質(zhì)荷比為287,表明丟失的己糖分子是連接在矢車菊色素的糖苷配基上,相同分子質(zhì)量的己糖有可能是葡萄糖或半乳糖。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[24,26,28-29]綜合分析,可以確定‘紫娟’茶花色苷組分2為矢車菊素-3-O-半乳糖苷。
2.2.3 組分3的HPLC-ESI-MS/MS分析結(jié)果
圖6 ‘紫娟’茶花色苷組分3的一級質(zhì)譜圖(A)和二級質(zhì)譜圖(B)Fig.6 Mass spectrum (A) and tandem mass spectrum (B) of Fr 3
如圖6所示,組分3的母離子為M+(m/z)611,子離子為MS2(m/z)303,而C30H27O14+的質(zhì)荷比為611。組分3與組分4的保留時(shí)間差約為1.7 min,和組分5、6之間的保留時(shí)間差相近,并且組分3與組分5的分子質(zhì)量相同,可推斷組分3與組分5為同分異構(gòu)體,根據(jù)文獻(xiàn)[26,30],可推斷組分3為飛燕草素-3-O-(6-(Z)對香豆酸)吡喃半乳糖苷。
2.2.4 組分4的HPLC-ESI-MS/MS分析結(jié)果
圖7 ‘紫娟’茶花色苷組分4的一級質(zhì)譜圖(A)和二級質(zhì)譜圖(B)Fig.7 Mass spectrum (A) and tandem mass spectrum (B) of Fr 4
如圖7所示,組分4的母離子為M+(m/z)595,子離子為MS2(m/z)287。而C30H27的質(zhì)荷比為595。并且組分4與組分6的分子質(zhì)量相同,可推斷組分4與組分6為同分異構(gòu)體,并且組分6與組分4的保留時(shí)間差為3.5 min,和文獻(xiàn)[30]中矢車菊素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷與矢車菊素-3-O-(6-(Z)對香豆酸)吡喃半乳糖苷的保留時(shí)間差接近,由此可推斷組分4為矢車菊素-3-O-(6-(Z)對香豆酸)吡喃半乳糖苷。
2.2.5 組分5的HPLC-ESI-MS/MS分析結(jié)果
如圖8所示,組分5的母離子為M+(m/z)611,子離子為MS2(m/z)303,而C30H27的質(zhì)荷比為611。組分2與組分5的保留時(shí)間差約為13 min,與文獻(xiàn)[26]中矢車菊素-3-O-半乳糖苷和飛燕草素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷的保留時(shí)間差相近,根據(jù)文獻(xiàn)[28],則判定組分5為飛燕草素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷。
圖8 ‘紫娟’茶花色苷組分5的一級質(zhì)譜圖(A)和二級質(zhì)譜圖(B)Fig.8 Mass spectrum (A) and tandem mass spectrum (B) of Fr 5
2.2.6 組分6的HPLC-ESI-MS/MS分析結(jié)果
圖9 ‘紫娟’茶花色苷組分6的一級質(zhì)譜圖(A)和二級質(zhì)譜圖(B)Fig.9 Mass spectrum (A) and tandem mass spectrum (B) of Fr 6
如圖9所示,組分6的母離子為M+(m/z)595,子離子為MS2(m/z)287。而C30H27O13+的質(zhì)荷比為595。組分2與組分6的保留時(shí)間差約為16 min,與文獻(xiàn)[26]中矢車菊素-3-O-半乳糖苷與矢車菊素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷的保留時(shí)間相接近,根據(jù)文獻(xiàn)[26,28],則判定組分6為矢車菊素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷。
2.2.7 ‘紫娟’茶各組分鑒定結(jié)果
表1 ‘紫娟’茶花色苷各成分鑒定結(jié)果Table1 Identification of6 anthocyanin components from ‘Zijuan’ tea leaves
‘紫娟’茶花色苷各分離成分經(jīng)上述綜合分析,得出各組分的分子結(jié)構(gòu)結(jié)果見表1,結(jié)構(gòu)式如圖10、表2所示。
圖10 ‘紫娟’茶鮮葉中花色苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.10 Structures of anthocyanins purified from ‘Zijuan’ fresh tea leaves
表2 ‘紫娟’茶鮮葉中分離出的6 種花色苷Table2 Six anthocyanins separated from ‘Zijuan’ fresh tea leaves
采用MCI gel CHP 20P(75~150 μm)樹脂和SephadexTMLH-20葡聚糖凝膠柱對‘紫娟’茶花色苷分離純化后,經(jīng)HPLC和TLC分析,得到6 種主要的‘紫娟’茶花色苷成分,其HPLC相對含量分別達(dá)到96.75%、88.69%、91.07%、71.85%、95.97%、85.69%。將6 種‘紫娟’茶花色苷成分經(jīng)HPLC-ESI-MS/MS分析,推斷出這6 種‘紫娟’茶花色苷為飛燕草素-3-O-半乳糖苷、矢車菊素-3-O-半乳糖苷、飛燕草素-3-O-(6-(Z)對香豆酸)吡喃半乳糖苷、矢車菊素-3-O-(6-(Z)對香豆酸)吡喃半乳糖苷、飛燕草素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷、矢車菊素-3-O-(6-(E)對香豆酸)吡喃半乳糖苷。
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Separation and Identification of Anthocyanins from ‘Zijuan’ Tea Leaves
LI Yanli1,2, LUO Qiongxian3, YANG Xuemei1, ZHAN Qi1, LI Jiahua1,*
(1. College of Longrun Pu-erh Tea, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; 2. Tea Industry Development Center of Meitan, Meitan 564100, China; 3. Tea Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Menghai 666201, China)
The anthocyanins from leaves of the tea cultivar ‘Zijuan’ were separated and purified by sequential column chromatography using MCI gel CHP 20P resin (75-150 μm) and SephadexTMLH-20, through gradient elution with 5% acidmethanol and 5% acid-water. A total of6 anthocyanins were separated from the purified extract, which were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC), thin layer chromatography (TLC) and HPLC-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS). The results showed that the anthocyanins were identified a s delphinidin 3-O-β-D-galactoside, cyanidin 3-O-β-D-galactoside, delphinidin 3-O-β-D-(6-(Z)-p-coumaroyl)galactopyranoside, cyanidin 3-O-β-D-(6-(Z)-p-coumaroyl)galactopyranoside, delphinidin 3-O-β-D-(6-(E)-p-cou maroyl)galactopyranoside and cyanidin 3-O-β-D-(6-(E)-p-coumaroyl)galactopyranoside.
‘Zijuan’ tea; anthocyanin; separation and purification; high performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS); structure identification
10.7506/spkx1002-6630-201712019
TS272.2;Q946.8
A
1002-6630(2017)12-0125-06
李燕麗, 羅瓊仙, 楊雪梅, 等. ‘紫娟’茶花色苷的分離鑒定[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(12): 125-130.
10.7506/spkx1002-6630-201712019. http://www.spkx.net.cn
LI Yanli, LUO Qiongxian, YANG Xuemei, et al. Separation and identification of anthocyanins from ‘Zijuan’ tea leaves[J]. Food Science, 2017, 38(12): 125-130. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201712019. http://www.spkx.net.cn
2016-05-20
國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目(31360196)
李燕麗(1990—),女,碩士,研究方向?yàn)椴枞~生物化學(xué)。E-mail:395352616@qq.com
*通信作者:李家華(1970—),男,教授,博士,研究方向?yàn)椴枞~生物化學(xué)與功效。E-mail:1136475074@qq.com