Спектрофотометрическое определение теафлавинов и теарубигинов в черном быстрорастворимом чае

КАТЕХИНЫ

Катехины - наиболее восстановленные флавоноидные соединения, в основе структуры которых лежит система 2-фенилхромана (флавана).

Впервые катехины были обнаружены в 1821 году Ф.Рунге в экстракте древесины Acacia catechu (катеху в переводе с малайского означает - сухой сок).

Функции катехинов в растениях недостаточно изучены, установлено, что они участвуют в фотосинтетическом фосфорилировании. Доказательством активной роли катехинов в жизнедеятельности растений является интенсивное их образование в наиболее молодых и активно растущих тканях. Известно также, что они обладают антиоксидантной активностью, это объясняется способностью катехинов образовывать внутрикомплексные соединения с ионами тяжелых металлов и тем самым связывать металлы, активирующие ПОЛ.

Катехин

Катехин оптически активное вещество, может существовать в виде 4 изомеров, отличающихся направлением и величиной угла вращения: D-катехин, L- катехин, D- эпикатехин, L- эпикатехин. Для катехинов характерна ярко выраженная способность к полимеризации.Лейкоантоцианидины - соединения, близкие к катехинам. Они тоже бесцветные, но при нагревании с кислотами превращаются в антоцианидины и становятся окрашенными веществами. Обычно лейкоантоцианидины существуют в свободном виде. Они встречаются в основном у древесных растений, у травянистых лейкоантоцианидины отсутствуют.

Катехины, как и лейкоантоцианидины, являются предшественниками конденсированных дубильных веществ. В процессе ферментативного окисления катехинов чая образуются так называемые димерные катехины.

В растениях катехины существуют в виде мономеров или более сложных конденсированных соединений, относящихся к дубильным веществам. Катехины - бесцветные кристаллические вещества, легко окисляющиеся при нагревании и на свету, в результате чего они приобретают темную окраску.

Катехины широко распространены в растительном мире, особенно много их накапливается в листьях чая, плодах винограда, какао и колы. Человек постоянно получает их с растительной пищей. Катехины имеют важное значение для животных и человека. Они способны укреплять стенки кровеносных сосудов, регулируют обмен аскорбиновой кислоты, активизируют дыхание тканей. В связи с тем, что они регулируют "прочность" капилляров эти соединения получили название витамина Р от латинского слова permeare - проникать.

Высокое содержание катехинов в зеленом чае, содержащем характерные полифенолы - эпигаллокатехин-3-галлат, 3-эпигалло-катехин, катехин-3-галлат и эпикатехин. Катехины легко поддаются окислению, в результате чего приобретают различную окраску. Вследствие этого цвет чая, обуславливаемый степенью окисления катехинов, может быть черным, красным или желтым.

При производстве черного чая, листья измельчают, чтобы активизировать полифенолоксидазу, катализирующую окисление и полимеризацию катехинов. Характерный цвет и вкус черного чая определяют теафлавины - теафлавин, теафлавин-3-галлат и теафлавин- 3,3'-дигалла. Основная фракция полифенолов черного чая известна как теарубигины. Они имеют большую молекулярную массу и плохо изучены. Теарубигины дают чаю красновато-коричневые тона, а теафлавины золотисто-желтую гамму. При окислении теафлавины быстро переходят в теарубигины, поэтому некачественный или долго стоящий чай буреет.

Отсутствие или присутствие теафлавинов в чае служит довольно точным и наглядным показателем качества чая. Так, постоянное соотношение теафлавинов и теарубигинов в хорошем чае равно 1:10, а в плохом - 1:20. Это дало возможность разработать простую и точную шкалу качества чая, выражаемого в точных цифровых показателях, и следить за изменением его по этой шкале. Согласно международным правилам любой купаж чая должен иметь соотношение теафлавинов и теарубигинов не ниже чем 1:16, т. е. быть по крайней мере средним чаем по качеству, а при соотношении выше 1:25 чай не пригоден к употреблению.

Из чая, произведенного во всем мире, 78 % составляет черный чай, который обычно используется в Западных странах, 20 % - зеленый чай, который популярен в Азиатских странах и 2 % - оолонг (частично ферментированный чай), который производится главным образом в южном Китае. Зеленые чаи содержат больше экстрактивных веществ (40- 50%), а черные - меньше (30-45%). Кроме того, чем моложе, выше качеством листья чая, тем богаче экстрактивными веществами полученный из них сухой чай. И наоборот, чем старее, грубее листья, тем менее выходят в настой растворимые вещества, тем менее вкусен чай.

Выделение катехинов из зеленого чая

10 г неферментированного (зеленого) чая загрузить в коническую колбу емкостью 250 мл, залить 50 мл горячей воды и нагреть в течение 1 часа на кипящей водяной бане. Раствор повторно отфильтровать через полотняный фильтр на фарфоровой воронке, а остаток повторно обработать водой. С объединенным экстрактом провести качественные реакции.

Оптические свойства и качественные реакции на катехины

Катехины дают качественные реакции, свойственные фенольным соединениям, и, в частности, окрашивание и (или) осадки с солями тяжелых металлов. Их водные и водно-спиртовые растворы показывают максимумы поглощения в ультрафиолетовой области при 270-280 нм, что объясняется наличием в составе молекул хромонового ядра.

Качественные реакции катехинов основаны главным образом на присутствии в их молекулах фенольных оксигрупп мета- орто- или рядового расположения. К ним относятся реакции со следующими веществами:

1. Ванадат аммония, насыщенный раствор, - образование оливковой окраски.

2. Соли ртути дают окрашенные осадки.

3. 20% раствор карбоната натрия - красно-фиолетовая окраска.

4. Хлорное железо или железоаммонийные квасцы; используется 0,1 % водный раствор. Катехины, содержащие орто-гидроксильную группировку (пирокатехиновую) дают с этими реактивами зеленое окрашивание; катехины с рядовым расположением оксигрупп (аналоги пирогаллола) дают синее окрашивание.

5. Пара-диметиламинобензальдегид (растворить 1 г пара-диметиламино-бензальдегида в 17 г концентрированной серной кислоты и добавить 17 мл воды). При наличии катехинов появляется красная или красновато-фиолетовая окраска.

6. Ванилин (1% раствор в концентрированной HCl) дает оранжево-красную, малиновую окраску.

Реакцию с ванилином дают фенольные соединения с мета-расположенными оксигруппами. Максимум светопоглощения продукта реакции ванилина с катехинами колеблется в пределах 490-508 нм. Ценной отличительной особенностью ванилиновой реакции служит то обстоятельство, что разнообразные широко распространенные в растительных тканях флавонолы, флавоны и флавононы не дают этой реакции.

7. Диазотированные сульфаниламиды дают с растворами, содержащими катехины окрашенный комплекс (λ=425 нм).

Ход анализа. 3.0 г навески растения залить 10 мл диэтилового эфира и проэкстрагировать в течение суток. Упарить экстракт в выпарительной чашке, остаток растворить в 20 мл горячей дистиллированной воды. Провести качественные реакции с водным экстрактом катехинов. Снять спектр поглощения комплекса катехинов исследуемого растения с ванилином.

Провести количественное определение катехинов. Для этого в мерную пробирку внести 1 мл исследуемого экстракта и прибавить 5 мл 1% раствора ванилина в концентрированной соляной кислоте. Через 2-3 минуты определить интенсивность окраски образовавшегося комплекса.

Спектрофотометрическое определение теафлавинов и теарубигинов в черном быстрорастворимом чае

Ход анализа. Навеску черного быстрорастворимого гранулированного чая 0,4 г поместить в плоскодонную колбу на 100 мл с доведенной до кипения дистиллированной водой (42 мл) и перемешать до полного растворения чая. Порцию охлажденного до комнатной температуры раствора (30 мл) внести в делительную воронку на 200 мл с этилацетатом (30 мл) и в течение 10 мин воронку равномерно и осторожно покачивать, добиваясь экстракции, но не допуская образования эмульсии. В этилацетат переходят все теафлавины и часть теарубигинов. После полного расслоения прозрачный этилацетатный слой перенести в колбу на 50 мл. Порцию полученного этилацетатного раствора (1 мл) поместить в пробирку с этиловым спиртом (3 мл) и после перемешивания фотометрировать против этилового спирта при 380 нм.

Для отделения теафлавинов от теарубигинов 20 мл этилацетатного раствора и 20 мл свежеприготовленного 2,5% водного раствора двууглекислого натрия поместить в делительную воронку на 100 мл и энергично встряхнуть в течение 30 секунд.

Примесь теарубигинов при этом переходит в нижний водный слой, а в этилацетате остаются теафлавины. После отстаивания этилацетатный слой перенести в колбу на 50 мл. Порцию полученного этилацетатного раствора (1 мл) поместить в пробирку с этиловым спиртом (3 мл) и после перемешивания смесь фотометрировать при 380 нм против этилового спирта.

Основная часть теарубигинов остается в нижнем водном слое при экстракции этилацетатом водного раствора чая в самом начале анализа. Для их определения 0,5 мл водного слоя, 0,5 мл насыщенного водного раствора щавелевой кислоты, 1,5 мл дистиллированной воды и 3,8 мл этилового спирта поместить в пробирку, перемешать и фотометрировать при 380 нм против этилового спирта.

Содержание теафлавинов (в % от сухого веса чая) рассчитать по формуле:

а общее содержание теарубигинов (% от сухого веса) вычислить с помощью следующей формулы:

,

где Е₁ -оптическая плотность этилацетатного экстракта до прoмывки бикарбонатом;

Е₂-оптическая плотность промытого бикарбонатом этилацетатного раствора;

Е₃-оптическая плотность водного раствора после экстракции этилацетатом;

А - навеска чая ( г);

W- содержание сухих веществ в чае, %.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: