串联质谱法实时直接测定茶叶中γ-氨基丁酸含量

    屠钰 李无双 朗文成 马琳 武国华

    

    

    

    摘?要?对茶叶中γ-氨基丁酸（γ-Aminobutyric acid，GABA）等多种功能性活性物質的快速检测，有利于茶叶资源的开发和有效利用。本研究建立了一种利用实时直接分析（DART）离子源与三重四极杆串联质谱联用快速高效定量分析茶叶中GABA含量的方法，测定了10种茶叶中GABA的含量。结果表明，不同茶叶中GABA的含量存在较大差异，其中九香翠芽中GABA含量最高，达到227.2 μg/g; 其次是信阳毛尖，含量为161.2 μg/g; 日照绿茶的GABA含量最低，为75.6 μg/g。本方法测得的结果与2，4-二硝基氟苯柱前衍生高效液相色谱（HPLC）检测法有较好的一致性。本方法简便、高效，为快速筛选具有高含量GABA的茶叶品种提供了一种简单有效的方法。

    关键词?茶叶; γ-氨基丁酸; 实时; 直接分析; 三重四极杆串联质谱; 高效液相色谱

    1?引 言

    茶叶是世界三大植物性饮料之一，其中，氨基酸是茶叶中重要的含氮物质。茶叶中含有的主要氨基酸包括茶氨酸、谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、γ-氨基丁酸（GABA）等[1～3]，这些氨基酸不仅对茶叶的口感、香气的形成有重要影响，同时也具有一定的保健功能[4～8]。其中，GABA是一种天然的非蛋白质氨基酸，也是一种重要的中枢神经系统抑制性神经递质，具有丰富的生理活性[5]。药理学研究表明，GABA具有一定的降血压、降血糖、治疗神经退行性疾病、抗抑郁、抗肿瘤、抗病毒、抗炎、促进睡眠、增强记忆力等作用[6～13]。

    目前，测定GABA的方法包括放射受体法[14]、氨基酸分析仪法[15]、气相色谱-质谱联用法（GC-MS）[16]、液相色谱法[17]、电泳法[18]、比色法[19]等。Syu等[17]采用高效液相色谱（HPLC）法测定了茶叶中的游离氨基酸含量，结果表明，利用丹磺酰氯作为氨基酸的发色标记试剂可准确地测定茶叶中氨基酸的含量。汤茶琴等[18]采用纸电泳法测定了茶叶中GABA和谷氨酸含量，结果表明，GABA和谷氨酸分离效果较好，斑点清晰，洗脱液在520 nm处的吸光度与其浓度的线性关系良好。范霞等[19]用分光光度法测定了乌龙茶中GABA的含量，结果表明，利用丙酮和AlCl3能有效去除藤茶中的色素，准确测定藤茶中GABA的含量。但是，目前报道的方法普遍存在操作繁琐、前处理过程复杂和需要使用有毒有害试剂等问题，如GABA需与显色剂反应后，才能被检测器检测等。因此，建立一种简单、快速、准确、高效的茶叶中GABA定量分析方法具有重要的现实意义。

    实时直接分析（DART）离子源是一种非表面接触的常压电离技术，是目前发展较成熟的大气压电离技术，也是生化分析中常用的方法[20，21]。该方法的特点是样品无需复杂的前处理过程，所需优化的参数少，因此大大简化了实验步骤，缩短了分析时间; 在开放环境下进行分析，检测方便快捷; 利用高能气体作为电离试剂，无需特定溶剂; 无记忆效应，避免了实验数据之间的相互影响。此外，还具有离子化效率高、抗干扰能力强、灵敏度高等优点，因此，在医药、食品、农药残留分析等领域得到了广泛应用[22，23]。同时，DART离子源还可直接对固体、液体和气体状态的物质直接进行快速分析[24，25]。基于DART离子源的以上优点，本研究建立了DART-MS法测定不同茶叶中GABA含量的方法，为快速筛选具有高含量GABA的茶叶品种提供了方便快捷的方法。为了验证本方法的可靠性，将本方法测得的结果与采用2，4-二硝基氟苯进行柱前衍生化HPLC传统检测方法[26]的结果进行了比较，两者一致性良好。

    2?实验部分

    2.1?仪器与试剂

    TSQ Quantum Access MAX三重四极杆液相色谱-质谱联用仪（美国Thermo Fisher Scientific公司），配DART SVP离子源; 样品传动轨道（美国Parker Hannifin公司）; DIP-it Samplers（美国IonSense公司）; 隔膜泵（德国Vacuubrand公司）; GENIUS-NM32LA氮气发生器（英国Peak Scientific公司）; Waters Alliance 2695 HPLC（配Waters 2475多波长荧光检测器）和Empower 2色谱工作站（美国Waters公司）; MS205DU分析天平（瑞士Mettler Toledo精密仪器有限公司）; Milli-Q超纯水系统（美国Millipore公司）; Puluerisette14粉碎机（德国Fritsch仪器设备有限公司）; SHZ-D型循环水真空泵（巩义市予华器设备有限公司）; KH-700DE 型数控超声波清洗器（昆山禾创超声仪器有限公司）; WGL-230B电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）; QHZ-98A 全温振荡培养箱（太仓华大实验仪器科技有限公司）。

    10种茶叶品种分别为： 金骏眉（福建省南平市武夷山）、祁门红茶（安徽祁门）、九香翠芽（江苏宜兴）、五洲山绿茶（江苏镇江五洲山）、桑叶茶（江苏镇江）、茉莉花茶（浙江杭州）、龙井绿茶（浙江杭州）、信阳毛峰（河南信阳）、信阳毛尖（河南信阳）和日照绿茶（江北无公害绿茶基地）。

    GABA标准品（≥ 98%，北京世纪奥科生物技术有限公司）; NaHCO3、2，4-二硝基氟苯（FDBN）、乙酸钠、冰醋酸、KH2PO4（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）; 甲醇、四氢呋喃（色谱纯，国药集团化学试剂有限公司）; 高纯氩气、氮气（纯度99.999%，苏州金宏气体股份有限公司）。

    2.2?样品制备方法

    2.2.1?茶叶样品预处理?将茶叶晾干，放入电热鼓风干燥箱中，在80℃下烘干至恒重，用粉碎机粉碎，过40目筛后，于20℃贮藏，备用。

    3.4?DART-MS法测定不同茶叶提取液中的 GABA含量

    3.4.1?标准曲线?取适量GABA标准储备液，用超纯水稀释得到一系列浓度梯度的标准溶液，采用DART-MS法进行测定。以GABA的DART-MS峰面积作为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。结果表明，GABA浓度在2.5～40.0 μg/mL范围内，DART-MS峰面积与浓度之间有很好的线性关系，标准曲线方程为y=1.36×107x-1.29×107（R2=0.998）。同时，以GABA标准溶液的HPLC峰面积作为纵坐标，溶液的浓度为横坐标，绘制标准曲线。结果表明，GABA浓度在2.0～48.0 μg/mL范围内，峰面积与浓度之间有良好的线性关系，标准曲线方程为y = 3.87×106x-1.69×106 （R2=0.995）。

    3.4.2?DART-MS精密度实验?分别制备含GABA高（4.03 μg/mL）、中（2.02 μg/mL）、低（1.01 μg/mL）3种浓度的茶叶提取液（信阳毛尖），每种浓度3份，每份进样8 针，进行DART-MS测定，计算每份 8 针的峰面积平均值，以及 3份平均峰面积的RSD，所得3个浓度水平样品的结果的精密度分别为2.1%、3.6%和2.8%，表明DART-MS方法的精密度良好。

    3.4.3?HPLC精密度实验?分别制备含GABA高（3.92 μg/mL）、中（1.96 μg/mL）、低（0.98 μg/mL）3种浓度的茶叶提取液（信阳毛尖），按2.2.5节的步骤进行衍生化处理，每种浓度3份，计算3份峰面积的RSD，所得3种浓度样品精密度分别为2.0%、2.6%和2.9%，表明HPLC方法精密度良好。

    3.4.4?加标回收实验?为确保实验数据的准确性和可行性，采用HPLC法和DART-MS法分别进行加标回收实验。平行取3份茶叶（信阳毛尖）提取液，分别加入 5.00、10.00 和15.00 μg/mL GABA标准溶液，样品与加入的标准溶液体积相等，结果见表1。实验结果表明，HPLC法测定的样品加标回收率为91.6%～103.2%; DART-MS法样品加标回收率在85.4%～98.7%范围内，表明DART-MS测定茶叶中GABA的回收率较好，可用于实际样品测试。

    3.5?不同茶叶提取液中GABA的含量测定

    使用DART-MS和HPLC分别测定了10种不同茶叶提取液中的GABA含量。结果见图5和表2。由图5可见，传统HPLC法测得的结果和DART-MS法测得的结果相近，具体结果见表2。不同茶叶中的GABA含量存在明显差异，其中，九香翠芽的GABA含量最高，为227.2 μg/g; 其次是信阳毛尖，GABA含量为161.2 μg/g; GABA含量最低的是日照绿茶，为75.6 μg/g。不同茶叶品种中GABA含量的差异可能是由于茶叶的品种、所处的地理位置、气候、湿度以及不同的加工处理方法等因素造成的。

    4?结 论

    利用DART-MS法测定了10种不同茶叶中的GABA含量。10种不同茶叶中GABA含量各不相同，由高到低依次为： 九香翠芽，信阳毛尖，茉莉花茶，桑叶茶，祁门红茶，龙井绿茶，金骏眉，五洲山绿茶，信阳毛峰和日照绿茶。 其中，九香翠芽的GABA含量高达227.2 μg/g，而日照绿茶的GABA含量为75.6 μg/g。 采用DART-MS法所测得的GABA含量的精密度较好，测得的结果和传统HPLC法测得的结果一致，表明本方法的准确性较好。与传统的HPLC法相比，本方法前处理过程简单，无需衍生化，分析时间短，灵敏度高，具有良好的实用性。本研究为茶叶中GABA的定性与定量测定提供了一种快速高效的方法，同时也为测定茶叶中其它种类氨基酸的分析检测提供了参考。

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