茶叶中有机酸的测试方法概述

茶叶中有机酸的测试方法概述

谭和平，叶善蓉，陈

丽，邹燕

（中国测试技术研究院，四川成都610021）

摘

要：针对茶叶中有机酸测定前处理分析测试条件等不统一，导致测试结果无可比性的问题，该文在参阅1907

年以来国内外关于茶叶中有机酸分析的30余篇文献的基础上，对茶叶中有机酸的分析方法做了较系统的归纳阐述，并对目前常用的分析方法包括高效液相色谱法、离子色谱法以及毛细管电泳色谱法等进行了评述，提出了茶叶中有机酸测定应进行标准化，以确保测试结果的可比性。

关键词：茶叶；有机酸；分析；高效液相色谱法；离子色谱法中图分类号：TS272；TS207.3

文献标识码：A

文章编号：1672-4984（2008）06-0077-04

Determination Overview of organic acids in tea

TAN He-ping ，YE Shan-rong ，CHEN Li ，ZOU Yan

（National Institute of Measurement and Testing Technology ，Chengdu 610021，China ）

Abstract ：The measurement results of organic acids in tea were incomparable for the different pre-treatments and

test conditions.More than 30literatures since 1907about the organic acid determinations in tea had been consulted.And these determination methods of organic acids in tea were introduced in detail.The most general methods at present such as high performance liquid chromatography ，ion chromatography ，capillary electrophoresis ，and so on were emphasized.Based on which ，the determination method of organic acids in tea should be standardized to improve the comparability of the measurement results.Key words ：Tea ；Organic acids ；Analysis ；HPLC ；IC

收稿日期：2008-05-18；收到修改稿日期：2008-07-25基金来源：国家科技基础条件平台（2004DEA71180）作者简介：谭和平（1957-），男，重庆市人，研究员，主要从事

茶树生理生化研究。

第34卷第6期2008年11月中国测试技术

CHINA MEASUREMENT &TESTING TECHNOLOGY Vol.34No.6Nov.2008

1引言

茶叶中有机酸的种类较多，含量为干物质总量的3%左右。茶叶中的有机酸是香气和滋味的主要成分之一，并且参与茶树的新陈代谢，在生化反应

中常为糖类分解的中间产物。此外，

某些有机酸对茶多酚激活α-淀粉酶、胰蛋白酶酶活性具有协同效应[1]。因此有机酸的定性与定量分析对茶叶品质开

发有重要意义，在茶叶生产管理过程中必不可少。

本文就目前应用于茶叶中有机酸分析的主要方法作一综述。

2茶叶中有机酸的组成

广义地说，凡含有羧基（-COOH ）的有机化合物

都可以叫做有机酸。然而从茶叶的化学成分和实际测定观点来说，某些有机酸已各有归属。例如氨基酸为蛋白质的基本组成而自成一类；抗坏血酸是一

种维生素；没食子酸和绿原酸可划归多酚类；而乙

酸、

丙酸、丁酸以及己烯酸则属于挥发性化合物。于是茶叶中所论有机酸，通常指以下两类：一是二元羧酸和羟基多元羧酸（在分子中含有两个或多个羧

基），如琥珀酸、

苹果酸、柠檬酸等；二是环状结构脂肪酸，如奎尼酸、

莽草酸等[2-3]。据文献报道，茶叶（汤）中经发现的有机酸有40余种。其中，茶汤中的有机酸有10余种，香气成分中的有机酸有30余

种。有些有机酸如亚油酸本身虽无香气，

但经氧化后可转化为香气成分；有些有机酸是香气成分的良好吸附剂，如棕榈酸等。

3茶叶中有机酸的分析方法

关于茶叶中有机酸分析的研究报道还不是很多，

已有报道的方法有滴定法、原子吸收法、气相色谱法、高效液相色谱法、离子色谱法、毛细管电泳法等。3.1滴定法

滴定法包括酸碱滴定法、电位滴定法等，常用于有机酸总量的测定。酸碱滴定法一般根据酸碱指

2008年11月中国测试技术

示剂的颜色变化来确定滴定终点，但茶叶样品的水提液或醇提液常常具有较深的颜色，会干扰滴定终点的确定。而电位滴定法是利用电位的变化来确定滴定终点的。因此，电位滴定法用于茶叶中有机酸总量的测定更为准确[4]。

3.2原子吸收法

此法常用于测定茶叶中的草酸含量。其原理是先用磷钨酸将茶样浸提液中所含多酚类化合物沉淀分离，然后再用氨水中和，并借助含有钙离子的醋酸缓冲液，使草酸根沉淀为草酸钙。由于草酸钙溶解度最小，而其它各种有机酸已被氨水中和而溶解，用火焰原子吸收法测出钙含量，即可得知草酸含量。

尹方[3]使用原子吸收法，对红茶和绿茶中草酸进行了测定，并用高锰酸钾滴定法做为对照。结果表明，红茶及绿茶每100g茶样中皆含草酸根10mg 左右。

3.3气相色谱法（GC）

气相色谱法的原理是根据试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，从而达到分离的目的。该方法适用于测定茶叶中低分子量的有机酸。气相色谱与不同的检测器的联用，大大提高了其检测灵敏度。其中气相色谱和质谱联用（GC-MS）已成为一种具有高分离能力、高灵敏度、高分析速度和高鉴定能力的分离检测技术，它是目前低分子有机酸检测中最常见和最精密的方法。该方法在中药材、酒类、发酵液、果汁中的有机酸检测方面都有着广泛的应用。

文献[5]使用气相色谱-飞行时间质谱联用法（GC-TOF/MS）测定了日本绿茶中草酸、苹果酸、琥珀酸、莽草酸、柠檬酸、奎尼酸等六种有机酸的含量，使用石英毛细管柱（30m×0.25mm，0.25μm），升温程序为：80℃保持2min，升温至330℃（15℃/min），然后保持6min，各种有机酸的保留时间在5min～12min 之间。

气相色谱法虽然可以对低分子量有机酸进行分析，但也存在着局限性。如需对难挥发有机酸进行衍生，从而导致样品的前处理比较困难且费时、回收率不高等。

3.4离子色谱法（IC）

离子色谱法在有机酸分析中有着非常广泛的应用，可以按分离原理分为离子交换色谱法（IEC）和离子排斥色谱法（ICE）两种。

3.4.1离子交换色谱法（IEC）

离子交换色谱法的原理是树脂上可电离离子与流动相中具有相同电荷的离子及被测组分的离子进行可逆交换，根据各离子与离子交换基团具有不同的电荷吸引力而分离。该法主要用于分析有机酸、氨基酸、多肽及核酸。有机酸的IEC利用了有机酸在水溶液中的可离解性。有机酸在水溶液中部分离解成羧酸根阴离子和氢离子，羧酸根阴离子在阴离子交换柱中与固定相的阴离子交换基团相交换而被保留。各种有机酸因离解度、荷电性、亲水性等差异而得到分离。一般来说，容易离解的有机酸在阴离子交换柱中的保留值较大。

用于无机阴离子分离的阴离子交换柱一般都可以用来分离有机酸。近年来开发出的几种高性能的低交换容量阴离子交换柱使得多种有机酸的相互分离得以实现。日本横河电机（Yokogawa systems）的化学结合型阴离子交换柱SAM3-075、日本的TSK gel IC Anion-PW和Shim-pack IC-A1阴离子交换柱都可用于茶叶中主要有机酸的同时分离。近年来，低电导淋洗液的非抑制型离子交换色谱法的使用逐渐增多，这类淋洗液多为有机羧酸及其盐，如邻苯二甲酸氢钾等。

张光军等[6]使用离子交换色谱法同时检测了信阳毛尖、龙井和茉莉花茶中的有机酸含量。样品前处理方法为：各取茶样0.5g，分别浸泡于80mL新沸后蒸馏水中20min，过滤，过Shim-pack IC阴离子交换柱（4.6mm×100mm），用0.75mmol/L邻苯二甲酸氢钾及0.25mmol/L邻苯二甲酸混合液洗脱，然后用离子色谱仪进行分析。三种茶样有机酸含量分别为：苹果酸3.66mg/g～5.18mg/g，柠檬酸6.94mg/g～8.94mg/g，酒石酸0.80mg/g～1.59mg/g，琥珀酸49.49mg/g～66.79mg/g。Casella等[7]使用铜修饰电极-阴离子交换色谱法测定了茶叶中的酚酸及有机酸。样品处理方法为：1.5g茶叶用150mL蒸馏水浸泡3.5min，0.45μm微孔膜过滤后直接测定。文献[8]使用阴离子交换色谱法测定了茶叶中的酒石酸、苹果酸、柠檬酸以及琥珀酸。样品前处理简单方便，各种有机酸的检出限在0.48mg/L～1.34mg/L 之间。文献[9]使用阴离子交换色谱法测定了黑茶、绿茶及乌龙茶中的的苹果酸、柠檬酸以及琥珀酸。三种有机酸的检出限分别为：1.7mg/L、6.4mg/L及1.5mg/L。黑茶中三种有机酸含量分别为0.57mg/g、

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