茶叶中糖类物质分析方法综述

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｌｍｏｓｔａｌｌｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓｒｅｌａｔｉｎｇｔｏｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓｉｎｃｅ１９０７，ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓｉｎｔｅａａｎｄｔｈｅｉｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｏｓｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｏｓｅｍａｉｎｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓｃｈｅｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＧＣ），ｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＩＥＣ），ｇｅｌｐｅｒｍｅａｔｉｏｎｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＧＰＣ），ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｇｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＨＰＬＣ），ｃａｐｉｌｌａｒｙｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（ＣＥ）ａｎｄｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｕｍ（ＭＳ）ｗｅｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｂｏｖｅ，ａｓｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄ，ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓｉｎｔｅａｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＨＰＬＣｗａｓａｄｖｉｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｅａ；Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ；Ａｎａｌｙｚｅ；Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；Ｍｅｔｈｏｄ；ＨＰＬＣ第３３卷第５期２００７年９月中国测试技术ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．３３Ｎｏ．５Ｓｅｐｔ．２００７１引言糖类物质是自然界存在的一大类具有广谱化学结构和生理功能的有机化合物，主要是由绿色植物经光合作用形成，不仅是动植物的能源（贮能材料如糖元）和燃料，也是代谢过程的中间产物，在生物过程中起着非常重要的作用，是除蛋白和核酸之外的又一类重要的生物大分子。

茶叶中的糖类物质占干物质的２０％－２５％，除构成细胞壁的纤维素、木质素，果胶质外，还有部分游离糖、结合态糖脂，蛋白糖等，是茶叶品质成分的重要组成部分。

本课题组全面地检索了至１９０７年以来的国内外所有关于糖类物质分析的研究文献，涉及１５０多个国家、５６种文字出版的２万多种科技期刊、科技报告、会议论文、学位论文、资料汇编、技术报告等，在此基础上本文介绍了茶叶中的糖类物质及其分析方法现状，并对糖类物质的主要分析方法进行了较为系统地评述。

２茶叶中糖类物质的组成茶叶中的糖类物质包括单糖、寡糖、多糖及少量其他糖类，茶叶中可溶性糖占干物质的４％左右，是茶汤滋味和香气成分之一，是茶汤的主要甜味成分［１］。

单糖和双糖是构成茶叶可溶性糖的主要成分，但茶叶中的游离单糖含量很少，故至今未见有系统的研究报告。

据资料报道茶叶中单糖主要有葡萄糖、果糖，半乳糖、甘露糖，少量阿拉伯糖、鼠李糖、核糖和木糖等８种，含量为０．３％－１％；双糖主要是蔗糖，加工过程中还形成麦芽糖，此外还存在少量三糖的棉子糖和四糖的水苏糖。

多糖主要包括纤维素、半纤维素、淀粉和果胶。

在茯茶、康砖及普洱茶等特种茶加工中由于微生物的大量存在，纤维素酶将纤维素和半纤维素分解为可溶性糖。

淀粉在茶叶加工过程中也可水解成可溶性糖，参与茶叶的品质构成。

原果胶在茶叶加工过程中水解形成水溶性果胶素、半乳糖、阿拉伯糖等物质参与茶汤的滋味品质。

茶多糖（ＴｅａＰｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ，ＴＰＳ）由糖类、蛋白质、果胶和灰分等物质组成，具有多种生物活性且结构复杂的杂多糖或其复合物，但相关研究文献报道的关于茶多糖组成及分子量研究结果差别很大［２］。

大收稿日期：２００７－０３－０６；收到修改稿日期：２００７－０５－１５基金项目：国家科技条件平台（２００４ＤＥＡ７１１８０）。

作者简介：谭和平（１９５７－），重庆市人，研究员，主要从事茶树育种、生理生化研究。

茶叶中糖类物质分析方法综述谭和平，叶善蓉，陈丽，邹燕（中国测试技术研究院，四川成都６１００６１）摘要：在全面检索１９０７年以来国内外所有关于糖类物质分析方法研究文献的基础上，介绍了茶叶中的糖类物质及其分析方法现状，对糖类物质的主要分析方法进行了系统地介绍，并对化学分析法、气相色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳法、质谱法等主要分析方法进行了评述，并提出了用高效液相色谱法建立茶叶中糖类物质测定的标准方法。

关键词：茶叶；糖类物质；分析；测定；方法；液相色谱法。

中图分类号：ＴＳ２７２．７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０５－０００１－０４ＲｅｖｉｅｗｏｆｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｆｏｒｔｅａＴＡＮＨｅ－ｐｉｎｇ，ＹＥＳｈａｎ－ｒｏｎｇ，ＣＨＥＮＬｉ，ＺＨＯＵＹａｎ（ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６１，Ｃｈｉｎａ）中国测试技术２００７年９月量研究文献表明茶多糖具有降血糖、降血脂，提高机体免疫力、抗凝血、抗血栓、耐缺氧、抗紫外线、Ｘ射线辐射等作用。

３糖类物质的分析方法糖类物质的分析是茶叶品质成分分析的重要部分。

由于糖类物质不是茶叶的特征物质，所以国内外对茶叶中糖类的研究不如多酚类、咖啡碱那样地系统和深入。

至１９０７年以来国内外关于茶叶糖的研究文献共１５００余篇，国内近３０年来有５００余篇，但是研究热点主要集中在茶叶多糖的提取、分离、纯化及其生理作用方面。

涉及茶叶糖类分析方法的文献仅１０余篇，其中５篇采用分光光度法测总糖；仅１篇文献采用了液相色谱法，是２００１年由浙江大学屠幼英教授报道；此外气相法、气质法、薄层色谱法、凝胶色谱法分别有１篇文献报道。

但据资料检索结果可以看到涉及食品、植物样品中糖类物质分析方法的研究文献共计７万余篇，报道糖类组分分析的方法有很多，其中最多的是液相色谱法３６００余篇，其次气相色谱法２７００余篇。

另外，美国ＡＯＡＣ测定糖类物质的方法主要有比色法、气相色谱法、高效液相色谱法等。

下面对糖类物质的主要分析方法作一系统地介绍：３．１化学分析法美国ＦＤＡ早期的ＡＯＡＣ方法为化学分析法，不具有专一性，仅能测一类糖如还原糖，无法测定某一种甚至同时测定几种糖。

如化学滴定法是将样品除蛋白后，利用某些试剂如硫酸铁、（亚）铁氰化钾等与样品发生氧化还原反应，再滴定氧化还原后的样品溶液，发生显色反应。

目前，我国测定糖的国家标准方法中单独测定某一种糖或同时测定几种糖的方法很少，大多是对还原糖、蔗糖和总糖的测定，这些方法以化学滴定法为主，如ＧＢ／Ｔ５００９．７－２００３《食品中还原糖的测定方法》第一法高锰酸钾滴定法，第二法直接滴定法。

化学滴定法虽然沿用已久，但是测定结果只是近似值。

酶比色法和酶电极法都是对葡萄糖具有专一性的分析方法，是葡萄糖氧化酶在有氧条件下催化β－Ｄ－葡萄糖氧化。

在ＧＢ／Ｔ１６２５８－１９９６中酶比色法的最低检出限是０．０１μｇ／ｍＬ，酶电极法的检出限为１０μｇ／ｍＬ；ＧＢ／Ｔ５４１３．５－１９９７中第三法酶比色法的检出限为０．０４μｇ／ｍＬ。

可见，酶比色法和酶电极法的检出限都很低，具有较高灵敏度，但是这两种方法前处理过程有其他组分转化为要测定的糖，导致测定结果并非真实值。

分光光度法是样品中的糖经热水提取，用硫酸脱水生成糠醛或糠醛衍生物，该物与芳香族酚类或胺类缩合生成黄色物质，在４７０ｎｍ处有最大吸收。

此方法同酶比色法和酶电极法都是通过化学反应生成有色物质。

但分光光度法测定的仍然是样品中的总糖。

总之，传统的滴定法、分光光度法等，由于无法对体系中的各种单糖进行预先分离，所以得到的只是单糖的总分析结果。

酶分析法虽然检测灵敏度高，但受到特异性及样品中污染物干扰的限制，所以这些方法现在已较少使用。

３．２糖类物质的气相色谱（ＧＣ）法和气质联用（ＧＣ－ＭＳ）法气相色谱法（ＧＣ）具有选择性好，样品用量少，分辨率高，灵敏度高等优点，在国内外得到广泛应用。

但由于糖类物质结构中通常含有ＮＨ，ＯＨ，ＳＨ等极性基团，这些基团的内氢键作用增强了分子内部的吸引力，使得一般糖和糖醇具有沸点高、挥发性低、难气化、热稳定性差等特点，不能用ＧＣ直接分析。

采用ＧＣ分析时，需要先将糖通过硅烷化法或乙酰化法衍生制成如三甲基硅醚、糖醇醋酸酯等低沸点的衍生物，然后才能进行ＧＣ分析。

ＧＣ常用的衍生化试剂包括甲基化类、酰基化类、三甲基硅醚化类等。

由于衍生化反应操作非常麻烦、误差也较大，使该类方法的实际应用受到了很大限制。

气相色谱－质谱联用（ＧＣ－ＭＳ）在复杂糖类物质定性定量分析方面具有独特优势，如多糖样品中的游离羟基通过甲基化反应全部被甲氧基取代得到甲基化多糖，经水解得到甲基化的单糖混合物，用硼氢化钠还原，再通过乙酰化得到甲基化链状多羟基醇的乙酰衍生物，应用ＧＣ－ＭＳ测定混合物，可了解多糖样品中单糖的组成及大致的分支情况。

３．３离子交换色谱法（ＩＥＣ）和凝胶色谱法（ＧＰＣ）离子交换色谱法是目前糖类物质分析的主要方法之一，通过改变固定相上离子交换基团类型可以获得不同的分离效果。

阴离子交换色谱［３］的分离主要基于糖分子的电荷大小、组成、结构特性（如支链、连接方式、同分异构体和位相异构体等）及疏水性相互作用，以氢氧化钠作流动相，使用脉冲安培检测直接检测，几乎所有的单糖和大部分的寡糖及低聚糖都能分析，检测限可达到μｇ／Ｌ水平。

此法具有高的选择性和灵敏度，勿须衍生，但必须使用金电极的脉冲安培检测器。

阳离子交换色谱包括多种金属配位离子，如钨、铅和银等，这类色谱柱包括多种分离机理，如配位交换、离子交换、离子排斥、正向和反向分配等，根据所２第３３卷第５期用的流动相和温度，以上述的一种和多种分离机理为主，如对单糖和二糖的分析，一般在高温下（８５℃）等度洗脱，用水作流动相，其选择性与阴离子交换不同，大分子糖的保留时间小于小分子糖，还原单糖较大分子糖保留时间长。

凝胶色谱法是２０世纪６０年代初发展起来的一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很高的分离效果。

常用于大分子多糖的分析，其分子筛作用使得多糖按照其分子的大小顺序先后流出色谱柱，因此可以通过一系列多糖的分子量－保留时间标准曲线得出相应的分子量［４］。

此法用于测定多糖的纯度和分子量，具有快速、分辨率高、重现性好等特点。

目前最常用的商品柱是μＢｏｎｄａｇｅｌ柱系列和ＴＳＫ柱系列，可用水、缓冲液和含水的有机溶剂作流动相。

３．４高效液相色谱法（ＨＰＬＣ）ＧＣ和ＨＰＬＣ都应用于糖类物质的分析检测中，一般地ＨＰＬＣ法更具优势。

ＨＰＬＣ分析糖类物质时不存在挥发性限制的问题，同时ＨＰＬＣ的多种分离模式可满足大部分不同性质糖的分离分析，已成为目前糖类物质分析的最主要方法。

在ＡＯＡＣ批准的糖类分析方法中ＨＰＬＣ是被公认为最合理的并被广泛应用的方法。