Fresenius Zeitschrift ffir Fresenius Z Anal Chem (1983) 316: 594-599

�9 Springer-Verlag 1983

Post-chromatographische Derivatisierungs- und Detektionstechniken zur Charakterisierung von Elementbindungsformen in Kaffee und Tee *

G. Weber und G. Schwedt

Institut ftir Anorganische Chemie der Universit~it G6ttingen, Tammannstr. 4, D-3400 G6ttingen, Bundesrepublik Deutschland

Post-Chromatographic Derivatisation and Detection Techniques for the Characterisation of Element Binding Types in Coffee and Tea

Summary. The binding of the elements Cu, Zn and Fe to organic complexing compounds in coffee and tea is examined. After extraction of organically complexed metals with ethyl- acetate, the extract is separated by RP-HPLC. Besides usual detectors like UV-VIS- and conductivity detector some continuous-flow systems are used for the derivatisation of organic compounds like phenols, amines, thiols and car- bonylic compounds on-line to HPLC. The determination of labile metal complexes with photometric reagents is also possible with this technique. The determination of the total amount of individual metals and their distribution in coffee and tea is possible by coupling HPLC with AAS. The results show correlations between the distribution of metals and of some functional groups. Especially phenolic compounds are important for the binding of the metals. Further exam- inations of those compounds in tea show that they belong to the group of flavonoids.

Zusammenfassung. Die Bindung der Elemente Cu, Zn und Fe an organische Komplexbildner in Kaffee und Tee wird untersucht. Nach Extraktion organisch-komplexierter Me- talle mit Essigs~iureethylester wird der erhaltene Extrakt mit RP-HPLC aufgetrennt. In On-line-Kopplung HPLC werden neben herk6mmlichen Detektoren wie UV-VIS- und Leitfg- higkeitsdetektor verschiedene chemische Reaktionsdetek- toren in Continuous-flow-Technik zur gezielten Derivatisie- rung organischer Verbindungsklassen wie Phenole, Amine, Thiole und Carbonylverbindungen eingesetzt. Augerdem werden mit dieser Technik Bestimmungen labiler Metallkom- plexe m6glich. Zur Bestimmung des Gesamtgehaltes einzel- her Metalle und deren Verteilung wird die HPLC mit der AAS gekoppelt. Die erhaltenen Ergebnisse ergeben Korrelationen zwischen Metallgehalten und den Gehalten an verschiedenen funktionellen Gruppen. Hierbei spielen vor allem phenolische Inhaltsstoffe eine Rolle. Im Tee lassen sich diese Stoffe nach Abtrennung und weiterer Untersuchung der Gruppe der Flavonoide zuordnen.

Einleitung

Neben der spurenanalytischen Gesamtbestimmung yon Ele- menten in verschiedenen Materialien gewinnt die Element- Spezies-Analytik, d.h. die Unterteilung der Gesamtgehalte in verschiedene definierte Anteile, die sich durch die chemische bzw. physikalisch-chemische Bindungsform des betreffenden Elementes unterscheiden, zunehmend an Bedeutung. Dies gilt insbesondere auch ftir Lebensmittel, da Aussagen fiber biolo- gische Verffigbarkeiten bzw. Toxizit/iten yon Elementen in Lebensmitteln nur unter Berficksichtigung der vorliegenden Bindungsformen m6glich sind.

Entsprechende analytische Verfahren existieren vor allem ffir Wasseruntersuchungen bzw. wfil3rige Systeme wie Boden/Wasser-Gleichgewichte usw. und nur ansatzweise ffir Lebensmittel [4]. Die meisten der angewendeten Verfahren orientieren sich an unterschiedlichen Bindungsst~irken oder L6slichkeiten, d.h. sie benutzen sequentielle Extraktionen mit Komplexbildnern oder Pufferl6sungen. Aussagen iiber kon- krete Bindungspartner lassen sich hieraus meist nicht ablesen, was aber gerade bei Materialien mit einer Vielzahl organi- scher Stoffgruppen (wie z.B. Tee und Kaffee) interessant w/ire. Ausgehend yon frfiheren Untersuchungen [5] zeigt dagegen die vorliegende Arbeit M6glichkeiten der Auftren- nung yon organisch komplexierten Metallionen mittels Chromatographie und diskutiert verschiedene Arten der Detektion (mit und ohne Derivatisierung) im AnschluB an die Trennung zur Identifizierung sowohl der Metallionen, als auch yon Strukturmerkmalen der organischen Bindungspart- net wie funktionellen Gruppen. Dabei steht im Vordergrund das Ziel eines einfachen Konzeptes, das schnell und zuverl~is- sig Daten fiber die organischen Bindungspartner yon Metall- ionen liefert.

Experimenteller Teil

a) Chemikalien

Methanol, Essigs/iureethylester, Eisen(iII)chlorid, ~,c(- Bipyridyl, p-Nitroanilin, Natriumnitrit, p-Dimethylamino- zimtaldehyd, 5,5'-Dithio-bis(2-nitrobenzoes[iure), 2,4-Dini- trofluorbenzol, p-Nitrophenylhydrazin, Zincon, Pyridyl- azoresorcin (PAR), Diol-Einmaltrenns/iule (Baker), Sepha- dex-Gel LH 20 (alle Chemikalien p.a.).

Offprint requests to: G. Schwedt * Teile vorgetragen wS, hrend des Jiilicher Symposiums fiber ,,Anorgani-

sche Analytik in Umweltforschung und Umweltschutz", 13.- 16. Juni 1983

b) Geriite

HPLC-Pumpe (Knauer Typ 801 208) mit UV-Fluorescenz- Detektor (Knauer Nr. 790322), LeitfS~higkeitsdetektor

(Knauer Typ 7109400000), peristaltische Schlauchpumpe Gilson Minipuls 2, Perkin-Elmer AAS-Gerfit 290 G (mit Acetylen/Luft-Brenner und mit Graphitrohrkfivette HGA 70), Membranfilter (0,45pm), Extraktionsapparatur. Die ben6tigten Einzelteile ffir die Continuous-flow-Systeme sind Abb. 1 mit Tabelle I zu entnehmen.

c) Arbeitsvorschriften

1. HPLC-Bedingungen

Stahls~ule (250• Lichrosorb RP-18 (10pro) mit Vors~ule (30 x 4 ram) Perisorb RP- 18 (30 - 40 gm). Laufmit- tel: Methanol/Wasser (70 + 30) 1,26 ml/min.

2. Extraktionen

2 g Instant-Kaffee bzw. 0,75 g Instant-Tee wurden mit Essig- sfiureethylester eine Stunde in der Extraktionsapparatur

$1

'G44/VVb

$ 2 _ _ J , / , ,,,,: ,~,,! ,._

,; l,'~, r ~'

Abb. l . Schematische Darstel lung der Reaktionssysteme. 1 - 5 Reagen- tienschlfiuche; S1 und $2 Mischspiralen; D Debubbler ; DET Detektor; P peristaltische Schlauchpumpe

595

extrahiert (beide Phasen ca. 100 ml), das L6sungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt und der Rfickstand in 10inl Methanol/Wasser (70 + 30) gel6st und filtriert (0,45 pm).

3. Chemische Reaktionsdetektoren

Die verwendeten Reaktionssysteme sind schematisch in Abb. 1 dargestellt; Tabelle 1 zeigt die genauen Reaktionsbe- dingungen.

4. AAS-Bedingungen

Zn (213,8 nm) und Fe (248,3 nm) wurden mit Acetylen/Luft- Brenner bestimmt; Cu (324,7nm) wurde im Graphitrohr bestimmt (Programm: 40 s bei 100~ C, 60 s bei ca. 750~ 25 s bei ca. 2400 ~ C, Einspritzmenge: 20 pl).

5. Gel-Chromatographie

Der wie unter 2 beschrieben hergestellte Tee-Extrakt wird in 50ml Wasser gel6st, filtriert (0,45pm) und auf die Diol- Trenns/iule aufgegeben. Die S/iule wird dann mit 5 ml Metha- nol eluiert. Von diesem Eluat werden 200 pl auf die Gel-Sfiule aufgetragen (40 x l c m Sephadex LH 20; Elutionsmittel: Methanol 0,8 ml/min).

Ergebnisse und Diskussion

Ffir die Untersuchungen wurden ein Instant-Kaffee (Nescaf~ Gold Mocca) und ein Instant-Tee (Mel3mer-Tee, Ceylon Blend) eingesetzt. Die Gesamtgehalte an den Elementen Fe, Zn, Cu und Ni - bezogen sowohl auf das Instant-Pulver, als auch auf das wfiBrige Getrfink - sind in Tabelle 2 aufgeffihrt. Diese Daten wurden nach AufschluB mit Salpetersfiure mit Hilfe der Differential-Puls-Polarographie ermittelt [6]. Ffir

Tabelle 1. Verwendete Reaktionssysteme (vgl. Abb. 1)

Reagens Detektiert Reagentienschlfiuche werden

S 1 S 2 2 [nm] (Filter)

i ~ 2 ~ 3 4 ~ 5 ~ n T [ ~ n T [ ~

FeC13/Bipy" Phenole R1 0,51 L 1,02 H P L C R 2 0,51 - - 28 20 - - >470 (je 0,25 %)

p-Nitr. 0,76 R 0,51 14 20 28 20 >408 (0,15 ~ ) Phenole - - L 1,02 H P L C 0,5SodaN

D T N B P (0,04%) Thiole R 0,76 L 1,02 HPLC pH 8 0,51 - - 14 20 - - >408

p - D A Z Ar. Amine - - L 1,02 HPLC R 0,76 - 14 20 - - >470 (0,05 %) D N F B HC1 (0,06 %) Amine - L 1,14 H P L C R 1,02 2% 1,02 56 60 14 20 3 0 0 - 4 0 0

p -NPH C = O-Verb. - - L 1,14 H P L C R 1,02 - - 56 60 14 20 > 3 7 0 (0,04 ~ )

Zincon P (0,01%) Metalle R 0,51 L 1,14 H P L C p H 9 0,76 - - 28 20 - - >470

PAR P (0,025 ~ ) Metalle R 0,51 L 1,14 H P L C p H 9 0,76 - - 28 20 - - >470

~ : Schlauchdurchmesser in m m ; n: Windungszahl der Mischspiralen (S1 und $2); R: Reagens; P : Puffer; L: Luft; HPLC: HPLC-Eluat ; Bipy: e,c(-Bipyridyl; p-Nitr: diazotiertes p-Nitroanil in; DTNB: 5,5'-Dithio-bis(2-nitrobenzos~ure) ; p-DAZ: p-Dimethylaminozimtaldehyd; DNFB: 2,4-Dinitrofluorbenzol; p -NPH : p-Nitrophenylhydrazin; PAR: Pyridylazoresorcin

596

Tabelle 2. Gesamtgehalte der Metalle in Kaffee und Tee

Element lag/g ppm im Getr/ink" mit EE gg/g ppb im Getrfink b in EE Instant-Kaffee extrahierbar (~o) Instant-Tee extrahierbar (~o)

Fe 252 3 3 72 160 31,5

Zn 1250 15 1 32 70 66,7

Cu 370 4,4 4 91 200 23,5

Ni 1,3 0,015 40 11,7 26 40

EE : Essigs~iureethylester a Getrfink = 1,8 g Instant-Kaffee auf 150 ml Wasser b Getr/ink = 0,33 g Instant-Tee auf 150 ml Wasser

~ / 2 ~ ~ Abb. 2 HPLC eines Tee-Extraktes. S UV-Absorption (250 - 400 rim) Kurve 1 bzw. Leitf~ihigkeit

, , , ~ Kurve 2. HPLC-Bedingungen 0 2 �88 6 Min s. exp. Teil

die HPLC-Trennungen wurden jeweils Essigs/iureethylester- Extrakte der Getr~inke eingesetzt, um die organisch gebunde- hen Metalle von labilen (ionogenen) F0rmen abzutrennen. Die folgenden Aussagen beziehen sich also auf die extrahier- baren organischen Komplexe der Metal l ionen in Kaffee und Tee. Die in Essigs/iureethylester extrahierbaren Mengen der Metalle sind ebenfalls in Tabelle 2 aufgeffihrt.

Detektion mit konventionellen HPLC-Detektoren

In Abb. 2 ist das Chromatogramm des Tee-Extraktes mit UV- Detekt ion (Filter 2 5 0 - 4 0 0 nm), Kurve 1, und mit Leitf/ihig- keitsdetektion, Kurve 2, abgebildet. Durch die groBe Anzahl der organischen Stoffe im Extrakt erhfilt man ohne Gradien- tenelution keine Basistrennungen einzelner Verbindungen, sondern eine Verteilung mit 3 - 4 ausgeprhgten Maxima. Aus der UV-Detekt ion k6nnen Aussagen vor allem durch Varia- t ion der Wellenl~inge erhalten werden. So fSJlt bei Verwen- dung eines 270 nm-Fil ters z.B. das Maximum bei ta = 3 min weg und das Haup tmax imum dieser Detekt ion (die einen ftir Phenole typischen Absorpt ionsbereich anzeigt) fS.11t mit dem Maximum bei tR = 2,4 rain (UV und Leitf~higkeit) zusam- men. DaB eine Detekt ion mit Leitffihigkeitsdetektor (gemes-

sen gegen das Elutionsmittel als Referenz) i iberhaupt m6glich ist, deutet darauf hin, dab trotz vorangegangener Extrakt ion mit einem organischen L6sungsmittel Inhaltsstoffe mit ioni- sierbaren Gruppen vorliegen, die z.B. als Ionenpaare oder auch als Komplexe mit Metal l ionen extrahierbar sind. Eine Detekt ion mit einem Fluorescenzdetektor bietet im Hinblick auf Metal lbindungsformen keine wesentlichen zusfitzlichen Informationen. Die Chromatogramme von Tee und Kaffee unterscheiden sich in einigen Punkten, abet allein aus diesen Chromatogrammen lassen sich wenige Anhal tspunkte gewin- nen und auch diese (wie z.B. Hinweise auf Ionen, Aromaten, Phenole usw.) miissen noch durch andere Methoden abgesi- chert werden. Die konventionellen HPLC-Detektoren erm6g- lichen also eine schnelle und einfache Detektion, sie haben aber bei unbekannten Stoffgemischen nut beschr~inkte Aus- sagef/ihigkeit. Daher erscheint der Einsatz von chemischen Reaktionsdetektoren in F o r m von , ,Continuous-flow"- Systemen im AnschluB an die HPLC sinnvoll, um m6glichst selektiv einzelne Verbindungsklassen wie Phenole, Amine, Thiole und Carbonylverbindungen zu erfassen. Die verwen- deten Systeme sind in Abb. 1 und Tabelle 1 dargestellt. Neben den funktionellen Gruppen, die ftir die Komplexierung von Metal!en eine Rolle spielen k6nnen, wurden auch zwei Reagentien ftir Metall ionen eingesetzt, um damit die freien bzw. labil gebundenen Metal l ionen zu erfassen. Die verwen- deten Reagentien Zincon und P A R unterscheiden sich dabei haupts~ichlich in einer unterschiedlichen Empfindlichkeit gegentiber verschiedenen Metallen; w/ihrend Zincon vor allem Zn und Cu empfindlich detektiert, spricht P A R beson- ders empfindlich auf Fe, Co und Ni an. Insgesamt erfassen beide Reagentien die Summe verschiedener Metalle. Unter Berficksichtigung des pH-Wertes und der Konzentrat ionsver- hg.ltnisse in den untersuchten Material ien kommen daffir wohl haupts/ichlich die Elemente Fe, Zn und Cu in Betracht (evtl. noch A1 und Mn). Die Ergebnisse der einzelnen Detek- tionssysteme sind in Tabelle 3 aufgefiihrt, wobei anstelle der einzelnen Chromatogramme die Haup tmaxima mit evtl. Ne- benmaxima und Schultern und die F1/ichen als Konzentra- tionsmaB angegeben sind. ZusS.tzlich sind Werte ffir Eichsub- stanzen aufgeffihrt, die den Flfichen entsprechen. Hierbei ist zu beachten, dab verschiedene Stoffe sehr unterschiedliche Extinktionskoeffizienten haben und diese Werte daher be- stenfalls Gr6Benordnungen der Gehalte an den einzelnen funktionellen Gruppen darstellen. Zu den einzelnen Reakt io- hen ist zu sagen, dab die Detekt ionen der Thiole und der aromatischen Amine sehr selektiv sind, wfihrend bei den anderen Reakt ionen verschiedene St6rungen zu berficksichti- gen sind. Dies wird deutlich an den zwei Verfahren zur Phenolbestimmung, die auf unterschiedlichen Reaktionsme- chanismen beruhen (Redukt ion bzw. Azokupplung). Da die Retentionsbereiche und auch die F o r m der Kurven weitge-

Tabelle3. Ergebnisse der Anwendung yon chernischen Reaktionsdetektoren auf Tee- und Kaffee-Extrakte

597

Reagens Detektiert Extr.- Tee Kaffee werden Menge

t R [rain] F1. t R [min] F1. [cm 2] ~ --12g ES [cm 2] -~ - - gg ES

Max. NM ml Max. NM ml

Eichsubstanz (ES)

Fe/Bipy. Phenole 10 121 2,4 1,6 22,7 68,4 2,6 1,7 28,3 85,3 Gallussfiure

Diaz. 1,8 1,7 p-Nitr. Phenole 10121 2,3 1,3 60,6 215 2,8 2,1 34,0 121 Gallussfiure

DTNB Thiole 100121 3,0 2,5 13,3 59 2,7 2,1 23,2 103 Furfurylmercaptan 1,9

p-DAZ Ar. Amine 100 gl 2,5 1,9 4,6 2,2 2,8 3,0 1,5 p-Aminobenzoesfiure

DNFB Amine 100 121 3,7 3,0 17,2 154 3,0 21,5 192 Alanin

p-NPH C= O-Verb. 100 121 2,9 4,4 84 2,5 1,7 18,1 345 Quercetin

1,6 8,8 6,6 . . . . . Zink Zincon Metalle i00 121 2,4 3,3

PAR Metalle 100 121 2,1 3,0 10,3 6,1 2,5 5,6 3,3 Nickel (2,1) (1,1) (Zink)

Abkfirzungen der Reagentien siehe Tabelle 1; Extr.-Menge: auf die HPLC aufgegebene Extrakt-Menge; Max.: Hauptmaximum; NM: Neben- maxima bzw. Schultern

hend fibereinstimmen, erkl/iren sich die Unterschiede in den angegebenen Werten durch die unterschiedlichen Eigenschaf- ten der Phenole in bezug auf Redox- bzw. Kupplungsreakt io- nen. Wfihrend die Aussagem6glichkeiten in quanti tat iver Hinsicht bei unbekannten Stoffgemischen (durch Eichproble - me) nur eingeschr/inkt gegeben sind, lassen sich durch Vergleich der organischen Stoffgruppenverteilungen mit der Verteilung der detektierten Metalle Aussagen fiber die Bin- dungspartner der Metalle machen. Dies verdeutlicht die Abb. 3, die die Reaktionen auf Phenole, Amine und Metall io- nen im Tee-Extrakt zeigt. Man erkennt, dab die Metallvertei- lung mit der Phenolverteilung korreliert, wogegen die Amine ffir die detektierten Metalle offensichtlich keine grol3e Bedeu- tung als Bindungspartner haben. In Abb. 4 ist ein/ihnliches Bild ffir Kaffee aufgetragen. Hier wird deutlich, dab die Metallverteilung wiederum mit der Phenolverteilung und gleichzeitig mit der Verteilung an C = O-Gruppen korreliert. Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, liegen die Maxima der verschiedenen Gruppen bei Kaffee allerdings dicht zusam- men, was daraufhindeute t , dal3 in Kaffee Stoffe mit mehreren verschiedenen Struktureinheiten wie z.B. Derivate von Hete- rocyclen (die in grol3er Zahl im Kaffeearoma vertreten sind) eine wichtige Rolle spielen. Im Tee scheinen dagegen fiberwie- gend phenolische Stoffe Bindungspartner ffir Metalle zu sein.

Kopplung H P L C - A A S

Die photometrischen Reagentien Zincon und P A R erfassen in der Regel nur einen Teil der Metalle, da stark komplexierte oder sterisch abgeschirmte Metall ionen nicht oder nur zum Tell miterfaBt werden. Beim Kaffee 1/il3t sich mit Zincon fiberhaupt kein Metallanteil mehr erfassen (siehe Tabelle 3). Um auch die stark komplexierten Metallanteile mit in die Untersuchungen einzubeziehen, sind daher Methoden erfor- derlich, die die Gesamtmenge eines Metalles erfassen. Hierffir eignet sich die AAS, die w/ihrend der Analyse einen Auf- schlul3 der organischen Substanz beinhaltet. Ffir die Elemente Zn und Fe, die in den untersuchten Materialien in ausreichen- der Konzentra t ion vorliegen, konnte eine direkte Kopplung

0 ' k ' Z ' ; '~Min

A b b . 3

Anwendung chemischer Reaktionsdetektoren auf Tee. A Absorption (vgl. Tabelle 1); 1 Det. yon Phenol- Gruppen; 2 Det. yon Amin- Gruppen; 3 Det. yon Metallen

mit der HPLC durchgeffihrt werden (Verbindung des HPLC- Ausganges mit dem Ansaugschlauch des Acetylen/Luft- Brenners der AAS). Die Ergebnisse sind in Abb. 5 dargestellt. Man erkennt, dab die Maxima ffir Zn und Fe in etwa mit der Direktbest immung fibereinstimmen und - besonders bei Tee - mit der Leitffihigkeitsmessung korrelieren. Das Zink wird schon vor dem Eisen eluiert, d.h. es liegen polarere Komplexe

598

v[

I l l l ,

2 4 6 8 ) Min

Abb. 4. Anwendung chemischer Reaktionsdetektoren auf Kaffee. A Ab- sorption (vgl. Tabelle 1); 1 Det. von Phenol-Gruppen; 2 Det. yon C= O-Gruppen; 3 Det. yon Metallen

KAFFEE S TEE

' ~. ' ~ ' ; ~ i ~ o ~ ' Z ' ~ i )

Min

Abb. 5. Ergebnisse der On-line-Kopplung HPLC-Flammen-AAS (Ver- gleich von Kaffee- und Tee-Extrakten). 1 Leitffihigkeitsdetektion; 2 Fe (AAS); 3 Zn (AAS)

TEE S KAFFEE

, \1

\ i

, , J , ) , , , , >

2 4 6 Min 0 2 4 6 Min

Abb. 6. Cu-Bestimmung in HPLC*Fraktionen mit flammenloser AAS (vgl. auch Abb. 5)

5l 0 2 Min

Ab5.7 Anreicherung einer HPLC- Fraktion dutch Adsorption an einer chemisch-gebundenen Diol-Phase. A UV-Absorption (250- 400 nm); 1 Gesamt-Tee- Extrakt; 2 an DiN-Phase adsorbierter Anteil

vor; allerdings ist im Kaffee mit seinen hohen Zinkkonzentra- tionen ein zweiter Peak erkennbar, der mit dem des Eisens zusammenf~illt. Zur Interpretation der Unterschiede zwi- schen den Materialien mtissen daher neben den verschiedenen Inhaltsstoffen auch die Konzentrationsverhfiltnisse der Me- talle berficksichtigt werden (siehe auch [6]). Die Bestimmung des Cu mit AAS lfiBt sich wegen der geringeren Konzentra- tion nicht direkt mit der HPLC koppeln, sondern muB mit Graphitrohr-AAS in Frakt ionen durchgef~hrt werden. Die Ergebnisse sind in Abb. 6 dargestellt. Hier erkennt man neben dem Hauptmaximum bei tR = 2,5 min, das mit dem Maxi- mum der Direktbestimmung iibereinstimmt, noch einen weiteren Bereich bei ca. & = 5 min, der Kupfer enth~ilt, das nicht direkt nachweisbar ist. Vergleicht man dieses Ergebnis mit den einzelnen Reaktionen auf funktionelle Gruppen, so findet man, dab in diesem Bereich nur eine Bindung an Amin- Gruppen in Frage kommt, was auch damit ~ibereinstimmt,

599

A 1

~0 20 30 ~.0 50 6'0 7b ' 8'o i

Min

t~g Zn

3

i

2-

1-

m l , , J J i ,

10 2'0 30 /,0 5'0 ' 6'0 gb Min

] 7O

Abb. 8. Gel-Chromatogramm der abgetrennten Phenolfraktion in Tee a und zugeh6rige Zn-Mengen in Fraktionen b. A UV-Absorption (250- 400 nm)

dab Cu (neben Ni) besonders feste Bindungen zu NH- Gruppen eingehen kann.

Zusammenfassend 1/il3t sich aus den verschiedenen Unter- suchungen der Schlu6 ziehen, dab zur Komplexierung von Metallionen wie Cu, Zn und Fe in wgl3rigen Systemen wie Kaffee und Tee phenolische Inhaltsstoffe eine wesentliche Rolle spielen. Dies gilt insbesondere ftir Tee, wfihrend bei Kaffee verschiedene andere Gruppen wie Thiole und Carbo- nylverbindungen an der Komplexbindung beteilig t sin& Eine Bindung an Amin-Gruppen ist besonders fiir Cu wahrschein- lich.

Anmerkung zur genaueren Charakterisierung der Komplexbildner in Tee

Wie aus den Abb. 3, 5 und 6 ersichtlich ist, findet sich die Hauptmenge der Metalle Cu, Zn und Fe in Tee im tg-Bereich um 2,4 rain. Dieser Bereich 1/il3t sich durch Anreicherung aus

dem Essigs~iureethylesterextrakt auf einer chemisch gebunde- hen Phase (Diol-Trennsgule; Fa. Baker) abtrennen. In Abb. 7 ist in Kurve 2 das Chromatogramm der abgetrennten Frak- tion gegentiber dem des Gesamtextraktes in Kurve 1 aufgetra- gen (beides UV-Detektion). Durch dieses einfache und schnelle Trennverfahren, das gleichzeitig mit einer Anreiche- rung verbunden ist, lassen sich also die Verbindungen abtren- nen, die haupts/ichlich ffir die Komplexierung der Metalle verantwortlich sind. Die so erhaltene Fraktion kann chroma- tographisch welter aufgetrennt werden. Die Abb. 8 a zeigt das Chromatogramm (UV-Detektion) nach Trennung an Sepha- dex LH 20 mit Methanol als Elutionsmittel und Abb. 8b die zugeh6rigen Zinkkonzentrationen in einzelnen Fraktionen. Die exakte Aufklfirung der Struktur einzelner Verbindungen ist wegen der sehr kleinen Mengen schwierig, abet es lassen sich doch erste Aussagen machen, die den Verbindungstyp eingrenzen:

1. Aus dem chromatographischen Verhalten der Substan- zen - sowohl an Sephadex-Gel, als auch auf DC mit verschiedenen in der Literatur ftir phenolische Inhaltsstoffe genannten Laufmittelgemischen - zeigt sich, dab es sich bei den getrennten Substanzen um Flavonoide handeln dfirfte, und zwar in der Hauptsache um st/irker polare wie z.B. Flavonolglykoside (mit Laufmittelgemischen ffir Aglykone bleibt die Substanz am Start) [1, 3].

2. Die UV-Spektren weisen Maxima in den Bereichen um 270 nm und um 370 nm auf, wobei das erstere intensiver ist.

3. Das IR-Spektrum der Hauptfraktion, die das Maxi- mum des Zn beinhaltet (siehe Abb. 8; t = 30 - 40 rain), weist eine Lage der Carbonylfrequenz von 1610 cm- 1 (Schulter bei 1630 cm-1) auf. Dies deutet auf 3-OH-Flavone bin [2]. Diese Fraktion lfil3t sich auch mit dem Natriumstoffreagens (nach Neu) [3] fluorimetrisch detektieren.

Aus den genannten Aussagen ist zwar nicht mit Sicherheit die Struktur der Komplexbildner abzuleiten, aber es erscheint begrfndet, eine wichtige Rolle von Flavonoiden, insbesonde- re yon Flavonolen (bzw. Flavonolglykosiden) anzunehmen.

Dank. Die Arbeiten wurden dankenswerterweise vom Fonds der Che- mischen lndustrie durch Sachmittel unterstfitzt.

Literatur

1. Hiermann A, Karting T (1977) J Chromatogr 141:322 2. Looker JH, Hanneman WW (1962) J Org Chem 27:381 3. Schmid P (1978) J Chromatogr 157:217 4. Schwedt G, Weber G (1983) Deut Lebensmittel-Rdsch, im Druck 5. Weber G, Schwedt G (1982) Anal China Acta 134:81 6. Weber G, Schwedt G (1983) Fresenius Z Anal Chem 314:114

Eingegangen am 11. Juni 1983