CN109870519A

CN109870519A - 一种利用蔗糖和果糖折算含量来表征茶叶中蔗糖掺杂水平的检测方法

Info

Publication number: CN109870519A
Application number: CN201910124392.5A
Authority: CN
Inventors: 郝振霞; 刘新; 鲁成银
Original assignee: Tea Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Tea Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2019-06-11
Anticipated expiration: 2039-02-19
Also published as: CN109870519B

Abstract

本发明公开了一种利用蔗糖和果糖折算含量来表征茶叶中蔗糖掺杂水平的检测方法，包括以下步骤：(1)待测茶叶样品中用热水提取得到待测样品提取液；(2)待测样品提取液用液相色谱或液相色谱‑串联质谱仪分析定量，检测并换算得到待测样品中蔗糖和果糖两种成分的含量；(3)按照公式I计算，得到待测茶叶样品中的蔗糖折算含量，以蔗糖折算含量表征茶叶中蔗糖掺杂水平指标。本发明首次将检测到的果糖含量折算为蔗糖含量，用蔗糖折算含量这个指标能更为准确的表征茶叶中蔗糖掺杂水平。本发明兼顾了茶叶中蔗糖的检出和转化两部分数据，避免了由于加工过程中蔗糖转化造成的假阴性检测结果，解决了现有技术中对茶叶加工过程中掺杂蔗糖含量水平检测不准确的问题。

Description

一种利用蔗糖和果糖折算含量来表征茶叶中蔗糖掺杂水平的检测方法

技术领域

本发明属于食品检测领域，具体涉及一种茶叶中掺杂蔗糖的检测方法。

背景技术

近年来，在茶叶(特别是红茶和绿茶)生产过程中，添加蔗糖的行为时有发生。茶叶加工中添加蔗糖可以提升成品茶叶的外形、味道和香气，做出来的茶叶容易以次充好，扰乱茶叶市场秩序，损害消费者利益，并且，由于蔗糖易吸潮、易变质和易滋生细菌等特点，添加蔗糖后生产出来的茶叶的质量安全有较大隐患，容易变质长霉，损害消费者健康。

因此，检测茶叶中糖类成分含量是检验判定茶叶质量好坏的重要指标。

目前，对食品中各种糖类的检测技术相对成熟，例如利用液相色谱、液质联用等技术，可以准确测定茶叶中不同的糖类成分。但是，在实际检测中发现，以液相色谱等定量方法直接测定样品中的蔗糖含量时，绿茶掺糖样品的检测结果较为准确，容易做出判定，但液相色谱检测方法对红茶样品的检测结果却与样品真实情况不符，研究人员经过大量检测实验发现，在红茶加工过程中加入外标蔗糖，但成品茶叶中液相色谱检测到的蔗糖含量却非常低，远远低于原始加入量。这导致红茶加工过程中掺入的蔗糖含量难以进行准确检测和判断。

因此，现有技术对于红茶中掺杂蔗糖水平的检测遇到了技术难题，目前尚无有效的利用液相色谱来检测红茶中掺杂蔗糖水平的技术手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用蔗糖和果糖折算含量来表征茶叶中蔗糖掺杂水平的检测方法，该方法具有操作方便、结果准确率高等特点。

为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种利用蔗糖和果糖折算总量来表征茶叶中蔗糖掺杂水平的检测方法，所述方法包括以下步骤：

(1)待测茶叶样品中用热水提取得到待测样品提取液；

(2)待测样品提取液用液相色谱或液相色谱-串联质谱仪分析定量，检测并换算得到待测样品中蔗糖和果糖两种成分的含量；

(3)按照公式I计算，得到待测茶叶样品中的蔗糖折算含量，以蔗糖折算含量表征茶叶中蔗糖掺杂水平指标；

本发明的检测依据及原理是：申请人通过茶叶加工过程中的蔗糖加标实验，具体研究了红茶和绿茶加工中所加入的蔗糖含量及相应成茶中所测得的蔗糖含量间的关系。结果发现，绿茶成茶中所直接测得的蔗糖含量与原始加入量之间呈线性关系；但红茶成茶中直接检出的蔗糖含量远远低于原始加入量，故而直接测得的蔗糖含量不能反映样品中的蔗糖掺杂情况。进一步通过红茶加工过程中的同位素加标实验，研究所加入的蔗糖在加工过程中的转化去向，发现红茶加工过程中绝大部分蔗糖成分水解成果糖和葡萄糖，因此无法在成茶中直接检出。而蔗糖的分解成分中，由于果糖的化学性质更为稳定，从而在成茶中保存较好，因此可以将果糖折算为蔗糖，作为掺杂蔗糖定量的依据。最终以此为依据确立了上述的蔗糖原始加入量与成茶中蔗糖-果糖含量之间的算术关系公式。

因此，本发明可用于红茶和绿茶中蔗糖掺杂水平的检测，尤其适用于红茶中蔗糖掺杂水平的定量检测。

进一步，所述步骤(1)可按以下方法进行：准确称取待测茶叶样品，按照茶、水的质量比为1:30～150(优选1:100)，加入沸水，提取5～60min，过滤、滤液定容后得到待测样品提取液，所述定容的体积以茶叶的质量计为50～200mL/g。

所述茶叶提取条件，可在超声或无超声辅助的条件下进行，也可在加热或不加热的水浴中浸提5～60min。

进一步，步骤(1)优选为：称取0.5g(通常精确到0.01g)茶叶样品，置于具塞锥形瓶中，加入50ml沸水，热水浴中超声振荡10min，过滤，滤液定容至100mL，作为待测样品提取液备用。

进一步，所述步骤(2)可按以下方法操作：

待测样品提取液稀释后得到供试品溶液，供试品溶液用液相色谱或液相色谱-串联质谱检测，得供试品溶液的液相色谱图；

配制含有蔗糖和果糖不同浓度的混合标准溶液，按照供试品溶液同样条件进行液相色谱或液相色谱-串联质谱检测，以标准溶液的液相色谱图分别绘制蔗糖和果糖的工作曲线，将供试品溶液的液相色谱图中蔗糖和果糖的色谱峰面积与相应的工作曲线对照，计算得到供试品溶液中蔗糖和果糖的浓度，并换算得到待测样品中蔗糖和果糖两种成分的含量。

更具体的，步骤(2)可采用液相色谱-串联质谱分析定量，具体步骤如下：

(2-1)溶液配制：以体积分数75％的乙腈-水溶液溶解分析纯的蔗糖和果糖，配制不同浓度的混合溶液作为标准溶液；步骤(1)所得样品提取液溶液用体积分数75％乙腈-水溶液稀释500倍，作为供试品溶液；

进一步，所述标准溶液的浓度范围为0.001～10.00mg/L；

(2-2)将步骤(2-1)所得标准溶液和供试品溶液进行液相色谱-串联质谱检测，分别得到相应的液相色谱图；色谱条件为：使用氨基色谱住，梯度洗脱，梯度洗脱程序见表1，流动相总流速0.15mL/min，流动相A为含体积分数0.1％的氨水-乙腈溶液，流动相B为含体积分数0.1％氨水的水溶液；质谱条件为：离子源为点喷雾离子源，扫描方式为多反应监测，采用负离子模式检测；

表1液相色谱梯度洗脱程序

时间/min	B相占比*/％
		0.20	0
8.00	40
		8.01	0
14.00	0

注：*流动相总流速0.15mL/min；A为有机相，B为水相。

(2-3)根据步骤(2-2)各标准溶液的液相色谱图中的峰面积进行工作曲线绘制，将供试品溶液的液相色谱图中蔗糖和果糖的色谱峰面积与相应的工作曲线对照，计算出供试品溶液中蔗糖和果糖的浓度，并换算得到待测样品中蔗糖和果糖两种成分的含量。

或者可以根据供试品溶液中蔗糖和果糖的浓度，先计算供试品溶液中的蔗糖折算浓度，然后再换算得到待测茶叶样品中的蔗糖折算含量。

供试品溶液中的蔗糖折算浓度的计算公式如下：

本发明的有益效果在于，本发明可以提供一种针对目前茶叶产业现状的简便、实用、可靠的掺杂蔗糖检测技术，为茶叶产业的质量安全管理提供技术支持。与常用见的糖类检测技术相比，本发明首次提出利用蔗糖折算含量来表征茶叶中蔗糖掺杂水平的方法，首次确认，在茶叶，特别是红茶加工过程中，蔗糖会转化为果糖和葡萄糖，因此在进行液相色谱检测时，蔗糖含量往往会显著低于实际掺杂量。而本发明首次提出，将检测到的果糖含量折算为蔗糖含量，由此用蔗糖折算含量这个指标更为准确的表征茶叶中蔗糖掺杂水平。本发明方法兼顾了茶叶中蔗糖的检出和转化两部分数据，避免了由于加工过程中的蔗糖转化造成的假阴性检测结果。该方法结果能够准确地反映样品中蔗糖含量(掺杂)情况，解决了现有技术中对茶叶，特别是红茶加工过程中掺杂蔗糖含量水平检测不准确的问题。

附图说明

图1加标绿茶和加标红茶中蔗糖的检出量与加工过程中蔗糖加入量的关系图。

图2利用¹³C同位素蔗糖示踪蔗糖在红茶加工后的转化图。

图3加标绿茶和加标红茶中蔗糖折算含量与实际蔗糖加入量的关系图。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步说明，但是本发明的保护范围不限于此。

实施例1、红茶和绿茶加工过程中蔗糖掺杂与成茶中蔗糖成分检测试验

(1)取适量茶鲜叶，在鲜叶揉捻过程加入适量蔗糖，分别按常规炒青绿茶和红茶加工方法制备成茶叶样品；分别记录各样品中蔗糖的加入量和成茶重量，两者相除计算得到相应样品中蔗糖的含量。本实验共制备12个加标茶叶样品，其中包括绿茶样品6个和红茶样品6个。6个绿茶样品中蔗糖的添加量(％)分别为：0.00，1.05，1.55，3.16，6.97，9.51；6个红茶样品中蔗糖的添加量(％)分别为0.00，1.44，2.10，4.15，9.14，12.07。

(2)依次称取上述加标样品各0.5g(通常精确到0.01g)茶叶样品，置于编号的具塞锥形瓶中，各加入约50ml沸水，热水浴中超声振荡10min，过滤，各滤液分别定容至100mL并摇匀。分别取定容后的滤液10μL，各加入4.99mL75％的乙腈水溶液。过膜后得到样品溶液备用。

(3)以75％的乙腈-水溶液溶解分析纯的蔗糖，配制成分别含0.02，0.05，0.20，0.50，1.00mg/L蔗糖的标准溶液。将所得标准溶液和步骤(2)制备的样品溶液进行液相色谱-串联质谱检测，得相应的液相色谱图。色谱条件为：使用氨基色谱住，梯度洗脱(梯度洗脱程序见表1)，流动相总流速0.15mL/min，流动相A为含体积分数0.1％的氨水-乙腈溶液，流动相B为含体积分数0.1氨水的水溶液；质谱条件为：离子源为点喷雾离子源，扫描方式为多反应监测，采用负离子模式检测。

(4)计算得到12个蔗糖加标样品中的蔗糖含量，对比蔗糖加入量与检出量之间的关系，得图1。

由实验结果证实，加标绿茶样品中蔗糖的加入量与检出量之间成线性关系，通过蔗糖定量检测数据基本可以反映茶叶中是否有蔗糖掺杂以及掺杂水平；而红茶样品中的蔗糖检出量与加入量数据上有显著差异，单纯依靠蔗糖检出量数据并不能反映样品中的蔗糖掺杂情况。

实施例2、红茶加工过程中¹³C蔗糖示踪实验

(1)与实施例1操作相似，在红茶加工中的鲜叶揉捻过程中加入¹³C蔗糖，分别记录样品中蔗糖的加入量和成茶重量，两者相除计算得到相应样品中蔗糖的含量。本实验所得的红茶样品中蔗糖的添加量为4.35％。

(2)称取上述加标样品0.543g茶叶样品，置于编号的具塞锥形瓶中，加入约50ml沸水，热水浴中超声振荡10min，过滤，滤液定容至100mL并摇匀。取定容后的滤液10μL，加入4.99mL75％的乙腈水溶液。过膜后备用。

(3)以75％的乙腈-水溶液溶解分析纯的蔗糖和果糖，配制成分别同时含0.02，0.05，0.20，0.50，1.00mg/L蔗糖和果糖的混合标准溶液。将所得标准溶液和步骤(2)制备的样品溶液进行液相色谱-串联质谱检测，得相应的液相色谱图。色谱条件和质谱条件同实施例1的步骤(3)。

(4)分别计算得到同位素蔗糖加标样品中的蔗糖和果糖含量，结果如图2所示：

借助同位素示踪，对比蔗糖加入量与检出量之间的关系，红茶加工过程中外源蔗糖的主要转化情况实验结果显示：红茶加工过程中，约有86.7％的蔗糖发生了水解反应生成果糖，仅剩下4.3％的蔗糖保留在成茶中，另有9％的蔗糖在加工过程中发生了其他反应而损失。以本发明所提供的公式计算蔗糖折算量，加标回收率为91.0％，证实蔗糖折算量这个指标适合用来评价蔗糖添加情况。

实施例3、蔗糖加标红茶绿茶样品的实际检测及方法验证

(1)样品准备：本实施例对实施例1中所制备的12个加标茶叶样品进行检测。其中包括绿茶样品6个和红茶样品6个。6个绿茶样品中蔗糖的添加量(％)分别为：0.00，1.05，1.55，3.16，6.97，9.51；6个红茶样品中蔗糖的添加量(％)分别为0.00，1.44，2.10，4.15，9.14，12.07。

依次称取上述加标样品各0.5g(通常精确到0.01g)茶叶样品，置于编号的具塞锥形瓶中，各加入约50ml沸水，热水浴中超声振荡10min，过滤，各滤液分别定容至100mL并摇匀。分别取定容后的滤液10μL，各加入4.99mL75％的乙腈水溶液。过膜后备用。

(2)以75％的乙腈-水溶液溶解分析纯的蔗糖和果糖，配制成分别含0.02，0.05，0.20，0.50，1.00mg/L蔗糖和果糖的混合标准溶液。将所得混合标准溶液和步骤(1)制备的样品溶液进行液相色谱-串联质谱检测，得相应的液相色谱图。色谱条件和质谱条件同实施例1的步骤(3)

(3)计算分别得到12个蔗糖加标样品中的蔗糖和果糖含量，然后按照公式I进行折算，进一步计算得到各样品相应的蔗糖折算含量，所得结果见表2。将蔗糖加入量与蔗糖折算含量作图，得图3。按照本发明方法测得的样品中蔗糖加入量与检出量(折算)之间呈线性关系，证实该方法可以用于蔗糖掺杂水平的检测。

表2加标回收实验蔗糖加入量及折算检出量结果

实施例4、实际样品检测

(1)分别称取0.522g、0.510g、和0.511g待测茶叶样品，置于具塞锥形瓶中并编号，分别计为样品1、样品2和样品3；各加入约50ml沸水，热水浴中超声振荡10min，过滤，滤液分别定容至100mL并摇匀。取各定容后的滤液10μL，分别加入4.99mL75％的乙腈水溶液。过膜后备用。

(2)以75％的乙腈-水溶液溶解分析纯的蔗糖和果糖，配制成分别含0.02，0.05，0.20，0.50，1.00mg/L蔗糖和果糖的混合标准溶液。将所得混合标准溶液和步骤(1)制备的样品溶液进行液相色谱-串联质谱检测，得相应的液相色谱图。色谱条件和质谱条件同实施例1的步骤(3)。

(3)计算得到样品中的蔗糖和果糖含量：

积分、读取各色谱图的峰面积，得以下数据：

表3峰面积原始数据

进行线性拟合，分别得到蔗糖和果糖的工作曲线为：

Y＝1.262e⁷x(蔗糖，r²＝0.9954)和Y＝4.0586e⁶x(果糖，r²＝0.9965)

由此，计算3个样品测试液(乙腈稀释后)中蔗糖和果糖的浓度分别如下表4所示：

表4样品测试液中蔗糖和果糖的浓度检测结果

根据公式II，计算得到

样品1测试液中蔗糖折算浓度＝0.021*342/180+0.004＝0.044mg/L

样品2测试液中蔗糖折算浓度＝0.184*342/180+0.046＝0.396mg/L

样品3测试液中蔗糖折算浓度＝0.006*342/180+0.254＝0.265mg/L

进一步计算，根据称样量和样品稀释倍数，计算得到样品中蔗糖折算含量如表5所示：

表5茶叶样品中的蔗糖折算含量检测结果

名称	样品1	样品2	样品3
				蔗糖折算含量/％	0.42	3.88	2.59

Claims

1.一种利用蔗糖和果糖折算含量来表征茶叶中蔗糖掺杂水平的检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)待测茶叶样品中用热水提取得到待测样品提取液；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(1)按以下方法进行：准确称取待测茶叶样品，按照茶、水的质量比为1:30～150，加入沸水，提取5～60min，过滤、滤液定容后得到待测样品提取液，所述定容的体积以茶叶的质量计为50～200mL/g。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)按以下方法操作：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤(2)采用液相色谱-串联质谱分析定量，具体步骤如下：

(2-2)将步骤(2-1)所得标准溶液和供试品溶液进行液相色谱-串联质谱检测，分别得到相应的液相色谱图；色谱条件为：使用氨基色谱住，梯度洗脱，流动相总流速0.15mL/min，流动相A为含体积分数0.1％的氨水-乙腈溶液，流动相B为含体积分数0.1％氨水的水溶液；质谱条件为：离子源为点喷雾离子源，扫描方式为多反应监测，采用负离子模式检测；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤(2-2)中液相色谱梯度洗脱程序如下表1：

表1梯度洗脱程序

时间/min B相占比/％ 0.20 0 8.00 40 8.01 0 14.00 0

。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤(2-3)中，根据供试品溶液中蔗糖和果糖的浓度，先计算供试品溶液中的蔗糖折算浓度，然后再换算得到待测茶叶样品中的蔗糖折算含量；

供试品溶液中的蔗糖折算浓度的计算公式如下：