基于特征溶剂残留鉴别绿茶中香精

时间：2024-05-22

郝莉花巩凡罗莉潘鹏云乔青青赵芳曹硕

摘要［目的］研究绿茶香精溶剂的组成，探索通过测定绿茶中溶剂残留鉴别绿茶中添加香精的方法。［方法］采用气相色谱法研究绿茶香精组成，确定香精中主要溶剂。绿茶样品用乙醇超声提取，固相萃取小柱净化，采用气相色谱分析，外标法定量，测定溶剂残留量。［结果］绿茶香精主要溶剂是1，2-丙二醇；采用气相色谱方法检测茶叶中1，2-丙二醇残留，方法检出限为0.05 g/kg，定量限为0.10 g/kg，1，2-丙二醇质量浓度在13.4～1 340.0 μg/mL具有良好的线性关系（R2=0.999 9），加标水平为0.1、1.0、10.0 g/kg时，加标回收率为95.6%～115.8%，相对标准偏差（RSD）为 3.47%～4.45%（n=6）。［结论］该方法前处理简单快速，准确性和灵敏度较好，可实现绿茶中1，2-丙二醇残留检测，并辅助判断绿茶中是否添加香精。

关键词绿茶；香精；固相萃取；气相色谱法；特征溶剂残留

中图分类号 TS 272.7 文獻标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）05-0191-03

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.043

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Identification of Essence in Green Tea Based on Characteristic Solvent Residue

HAO Li-hua，GONG Fan，LUO Li et al

（Henan Institute of Product Quality Supervision and Inspection，Zhengzhou，Henan 450000）

Abstract ［Objective］ To study the composition of green tea essence solvent and explore the method of identifying green tea essence by measuring the residual solvent in green tea. ［Method］The composition of green tea essence was studied by gas chromatography and the main solvent was determined. The green tea samples were extracted by ethanol ultrasonic， purified by solid phase extraction column， analyzed by gas chromatography， quantified by external standard method， and the residual solvent was determined. ［Result］The main solvent of green tea essence was 1， 2-propanediol. Gas chromatography was used to detect 1， 2-propanediol residues in tea. The detection limit was 0.05 g/kg， and the limit of quantification was 0.10 g/kg.

The mass concentration of 1，2-propanediol had a good linear relationship in 13.4-1 340.0 μg/mL （R2=0.999 9）. The recovery rates were 95.6%-115.8%， and the relative standard deviation （RSD） was 3.47%-4.45% （n=6） at the spiked levels of 0.1， 1.0 and 10.0 g/kg. ［Conclusion］ The method is simple， rapid， accurate and sensitive， and can detect 1， 2-propanediol residues in green tea， and help to determine whether green tea essence is added.

Key words Green tea;Essence;Solid phase extraction;Gas chromatography;Characteristic solvent residue

我国茶叶历史悠久，种类繁多，不仅含有丰富的氨基酸、茶多酚、咖啡碱等成分，还具有抗氧化、杀菌消炎、降三高、抗动脉硬化、保护心血管及减肥等功效［1-3］。茶叶由于其独特的风味和对健康的良好促进作用，多年来受到广大消费者的喜爱，也被誉为世界三大饮料之一［4-6］。

随着茶产业生产、消费量增加，许多茶叶质量问题也纷纷出现，如等级混乱、标准不统一等品质评价问题，重金属超标及农药残留等安全问题，尤其是非法添加香精、香料等问题［7-8］。目前一些茶叶生产厂家受经济利益驱动，违规在茶叶中添加香精等成分以改善和增强茶叶的香气，采取非法的手段牟取商业利润。根据现行有效的国家标准GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定，茶叶中不得添加任何食品用香料、香精。

目前，关于茶叶中香精检测的研究主要检测特定的呈香化合物，检测方法主要有超高效液相色谱-串联质谱法、气相色谱-串联质谱法等。梁志森等［8］建立了基于超高效液相色谱-串联质谱法同时检测茶叶中7种可能非法添加的香料的定性、定量方法。也有研究采用QuEChERS-气相色谱-串联质谱法，建立了同时检测茶叶中6种禁用香精成分的方法［9］。梁嘉慧［10］运用二维气相色谱飞行时间质谱法优化了检测条件，建立了茶叶中非法添加香精的高通量筛查检测方法。以上研究均采用直接测定特定呈香化合物的方式，但测定的化合物可能是茶叶中天然存在的，即使检出也无法准确认定呈香化合物是人为添加。此外，也有间接测定香精的方法，如补充检验方法（BJS 202004）《凉拌菜中1，2-丙二醇和1，3-丙二醇的测定》，旨在通过测定1，2-丙二醇和1，3-丙二醇的残留量，推断凉拌菜中添加香精的情况。

溶剂是香精的载体介质，茶叶中添加香精可能会导致溶剂残留［11］。香精的主要溶剂有乙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇和丙三醇等［11-12］。其中1，2-丙二醇、1，3-丙二醇是一种无色的吸水性液体，性质稳定，无味无臭，常作为香精的主要溶剂［11-13］。有关丙二醇的检测方法主要有GB 5009.251—2016《食品安全国家标准食品中1，2-丙二醇的测定》、SN/T 5112—2019《进出口食用动物、饲料丙二醇含量测定气相色谱法和气相色谱-质谱法》及食品补充检验方法《凉拌菜中1，2-丙二醇和1，3-丙二醇的测定》（BJS 202004）。此外，采用气相色谱法能够很好地检测糕点［14-16］、化妆品［17］、烟草［18］及医药中丙二醇［19-20］。但以上标准及方法均不适用茶叶中丙二醇的测定。

由于茶叶基质复杂，茶叶中丙二醇的测定需要尽可能降低基质干扰。在茶叶基质前处理方面，采用固相萃取法，具有操作简单、快速高效的特点，可以更大程度地减少基质干扰［21］。该研究选择消费量最大的绿茶为研究对象，通过调查绿茶香精主要溶剂残留确定检测目标物，通过气相色谱法建立绿茶中溶剂残留的检测方法，以期通过检测绿茶中的香精溶剂残留，从而为检测茶叶是否存在非法添加香精提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试材。

绿茶样品、绿茶香精为市售。

1.1.2 试剂。

正己烷（色谱纯，德国Maker公司）；乙腈（色谱纯，美国Honeywell公司）；乙醇（色谱纯，天津市康科德科技有限公司）；1，2-丙二醇（色谱纯，德国DR.Ehrenstorfer GmbH公司）；1，3-丙二醇（色谱纯，德国DR.Ehrenstorfer GmbH公司）；丙三醇（色谱纯，德国DR.Ehrenstorfer GmbH公司）；乙酸乙酯（色谱纯，美国Honeywell公司）；丙酮（色谱纯，烟台市双双化工有限公司）；CNWBOND 固相萃取柱（2 g，10 mL，上海安谱实验科技股份有限公司）。

1.1.3 仪器与设备。

6890N气相色谱仪（美国Agilent）；QL-866漩涡振荡器（海门市其林贝尔仪器制造有限公司）；VELOCITY 10R台式离心机（上海天美仪器有限公司）；ME204分析天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；SB-25-12DT 超声波发生器（宁波新芝生物科技有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理。

1.2.1.1 绿茶香精样品处理。

绿茶香精样品过0.45 μm有机相滤膜过滤，滤液进气相色谱仪分析。

1.2.1.2 茶叶样品处理。

茶叶样品经粉碎后过60目筛，准确称取混匀试样2 g（精确到0.000 1 g）于50 mL离心管中，准确加入20.00 mL乙醇，超声提取5 min，涡旋1 min混匀，然后以4 000 r/min离心5 min，取上清液，过固相萃取柱净化，净化液过0.45 μm有机相滤膜过滤，滤液进气相色谱仪分析。

1.2.2 标准溶液配制。

1.2.2.1

标准品混合液。分别称取100 mg乙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇和丙三醇于进样小瓶中，旋紧瓶盖后涡旋混匀。

1.2.2.2

标准储备液。称取1.34 g的1，2-丙二醇用无水乙醇定容至100 mL，配制成质量浓度为13.4 g/L的1，2-丙二醇标准储备液，储存于4 ℃冰箱待用。

1.2.2.3

标准工作液。准确移取1，2-丙二醇标准储备液10、30、50、100、500、1 000 μL置10 mL容量瓶中，用无水乙醇定容，配制成13.4、40.2、67.0、134.0、607.0、1 340.0 μg/mL的混合标准溶液。

1.2.3 仪器参数条件。

色谱柱为HP-INNOWAX（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序：60 ℃保持1 min，以10 ℃/min升至160 ℃，以30 ℃/min升至230 ℃，保持5 min；载气（N2）流速1.0 mL/min；进样口温度220 ℃，进样量1.0 μL；绿茶1，2-丙二醇测定时分流比20 ∶1，香精特征溶剂分析时分流比为100 ∶1；检测器为氢火焰离子化检测器。

1.2.4 定性定量方法。

绿茶香精特征溶剂分析以标准品保留时间定性，面积归一法定量。

茶叶中1，2-丙二醇测定以标准品保留时间定性。以1，2-丙二醇质量浓度（X）为横坐标、对应的色谱峰面积（Y）为纵坐标绘制标准曲线，外标法定量。

2 结果与分析

2.1 绿茶香精特征溶剂分析

该研究对网购5个省份13个品牌绿茶香精按照“ 1.2.1.1 ”方法进行绿茶香精样品处理，按照“ 1.2.3 ”仪器参数条件上机检测，同时采集“ 1.2.2.1 ”标准品混合液用于定性分析，结果采用“ 1.2.4 ”定性定量方法进行分析。标准品混合液色谱图见图1，绿茶香精特征溶剂分析见表1。

由图1可知，在该方法下乙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇这4种溶剂在色谱柱上基线完全分离，分离效果好。因此使用HP-INNOWAX色谱柱在给定的试验条件下能够获得較好的分离效果。

從表1可以看出，香精主要成分是溶剂，在13种香精中检出乙醇8批，检出率为61.5%；1，2-丙二醇13批，检出率为100%；丙三醇检出3批，检出率为23.1%；未检出1，3-丙二醇。该研究13种香精中1，2-丙二醇检出率最高，同时样品中1，2-丙二醇平均含量最高。1，3-丙二醇在13种香精中均未检出，说明此物质作为香精溶剂的可能性较小。由于1，2-丙二醇在测定的绿茶香精中检出率最高、含量最高，同时该化合物较难挥发，容易残留［12］。因此该研究将1，2-丙二醇作为绿茶香精特征溶剂，通过检测绿茶中1，2-丙二醇残留，判断绿茶中是否添加香精。

2.2 提取溶剂的优化

为了测定绿茶中1，2-丙二醇残留，首先确定合适的提取溶剂。向茶叶中加入0.1%的1，2-丙二醇，分别采用乙醇、正己烷、乙腈、丙酮、乙酸乙酯提取，并按照“ 1.2.1.2 ”对样品进行前处理，按照“ 1.2.3 ”仪器参数条件上机检测，结果采用“ 1.2.4 ”定性定量方法进行分析，最后计算5种提取溶剂的回收率，衡量提取效果，结果如图2所示。当使用乙醇为提取溶剂时，回收率最高（94.4%），提取效果最好。在该研究中，乙醇极性大，提取极性同样较大的丙二醇提取效率高。此外，乙醇作为提取溶剂，毒性和成本均较低，故该试验选择乙醇为最佳提取溶剂。

2.3 提取次数的优化

以乙醇为提取溶剂，向茶叶中加入0.1%的1，2-丙二醇作为检测样品。分别以不同提取次数（1、2和3次）对茶叶提取。1次提取使用20 mL乙醇，2次提取每次使用8 mL乙醇，3次提取每次使用6 mL乙醇，最终均定容至20 mL。以回收率为指标，考察不同提取次数（1、2和3次）对提取效率的影响，结果见图3。从图3可以看出，提取1次的回收率最高（94.6%），多次提取回收率低；提取3次的回收率（82.5%）高于提取2次（77.4%），但均低于提取1次。原因可能是多次提取时，茶叶残渣中的丙二醇无法充分提取，而提取1次，丙二醇在提取液和茶叶中达到分配平衡，直接取提取液定量较准确，因此该研究选择提取1次的方法。

2.4 检出限、定量限、线性范围、准确性和精密度

该研究通过空白茶叶基质加标的方法在茶叶中添加1，2-丙二醇标准品，并逐渐减少加标量。以3倍信噪比响应时所对应的质量浓度作为检出限［22-23］，以10倍信噪比对应的质量浓度作为定量限。由此获得该方法的检出限为0.05 g/kg，定量限为0.10 g/kg。

按照“ 1.2.2.3 ”方法配制标准工作液，绘制标准曲线，见图4。从图4可以看出，1，2-丙二醇质量浓度在 13.4～1 340.0 μg/mL的线性回归方程为Y=0.432X-3.060（R2 =0.999 9），表明具有良好的线性关系。

在空白茶叶基质中添加3个不同浓度（0.1、1.0、10.0 g/kg）水平的标准溶液进行加标回收试验，每个添加水平平行测定6次，计算平均回收率及精密度，结果见表2。从表2可以看出，加标回收率为95.6%～115.8%，表明该方法回收率良好；相对标准偏差（RSD）为3.47%～4.45%，表明该方法精密度良好。

3 结论

该研究通过分析市售绿茶香精特征溶剂，发现绿茶香精主要溶剂是1，2-丙二醇。同时探索通过测定绿茶中1，2-丙二醇残留鉴别绿茶中添加香精的方法。

该研究建立的气相色谱法检测绿茶中1，2-丙二醇，样品用乙醇超声提取，固相萃取小柱净化，采用气相色谱分析，外标法定量，测定溶剂残留量。方法检出限为0.05 g/kg，定量限为0.10 g/kg，1，2-丙二醇质量浓度在 13.4～1 340.0 μg/mL具有良好的线性关系（R2=0.999 9），加标回收率为95.6%～115.8%，RSD为3.47%～4.45%，表明该方法准确性和精密度良好。该方法前处理简单快速，回收率和灵敏度较高，重现性好，成本低，可辅助判断绿茶中是否添加了香精。

虽然绿茶香精主要溶剂是1，2-丙二醇，但不排除少数香精使用了其他种类的溶剂或者载体。因此准确判断香精茶仍需要采用多种不同原理的方法进行。

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