Chemometric Methods for the Analysis of Graftage-Related Black Tea Aroma Variation by Solid Phase Mirco-Extraction and Gas Chromatography-Mass Spectrometry

Význam tématu

Aroma černého čaje je klíčovým ukazatelem jeho senzorické kvality a výrazně ovlivňuje spotřebitelskou akceptaci. Metoda kombinující přípravu vzorku pomocí SPME a analýzu GC/MS/MS umožňuje citlivé a komplexní sledování těkavých sloučenin, jejichž profil se může měnit v důsledku šlechtitelských a provozních zásahů, jako je roubování čajovníků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a aplikovat nepřímou chemometrickou strategii pro analýzu aromatických odlišností mezi černými čaji z neroubovaných a roubovaných odrůd YingHong No.9. Výzkum zachytil variabilitu těkavých látek v pěti skupinách vzorků a využil software Agilent MassHunter Profinder a Mass Profiler Professional pro extrakci dat a statistické analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorku bylo 3,5 g černého čaje extrahováno horkou vodou a interním standardem ethyl decanoatem. SPME extrakce proběhla při 60 °C po dobu 40 minut s vlákny DVB/CAR/PDMS. GC/MS/MS analýza byla prováděna na systému Agilent 7890B spojeném s hmotovým spektrometrem Agilent 7000D:

• Kolona: DB-5MS (60 m × 0,32 mm, 0,25 μm)
• Program pece: 50 °C (3 min), nárůst 5 °C/min do 250 °C (5 min)
• Přenosové teploty: injektor 270 °C, interface 280 °C
• Režim skenování: 35–500 m/z, EI 70 eV

Pro extrakci chromatografických špiček byl použit Profinder (MFE) a pro filtrování a chemometrické zpracování Mass Profiler Professional (frekvenční filtry, CV, ANOVA).

Hlavní výsledky a diskuse

Celkem bylo po filtrace z 584 entit vybráno 34 klíčových sloučenin, především aldehydů, ketonů, alkoholů a esterů. PCA ukázala, že první tři komponenty vysvětlují ~90 % variability a jasně rozlišují neroubované (CK) od roubovaných vzorků. HCA pak seskupila vzorky do pěti shluků odpovídajících jednotlivým ošetřením, přičemž některé roubované skupiny sdílely podobný profil s kontrolou a jiné vykazovaly výrazné odchylky.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a necílená charakterizace těkavých látek ve vzorcích čaje.
• Možnost odlišit vliv roubování na aroma a kvalitu čaje.
• Podpora rozhodování při výběru vhodných podnoží pro pěstování.
• Automatizované zpracování pomocí pokročilého softwaru zrychluje analýzu a snižuje chyby.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dat z dalších senzorických metod (např. elektronický nos) pro komplexnější hodnocení kvality.
• Využití pokročilých strojových učících algoritmů pro přesnější klasifikaci.
• Rozšíření aplikace na další typy čajů a rostlinných produktů.
• Studium metabolických drah ovlivněných roubováním pro cílené šlechtění.

Závěr

Kombinace SPME-GC/MS/MS a chemometrických nástrojů poskytuje spolehlivý přístup k odhalení variací aromatických profilů černého čaje v důsledku roubování. Metoda umožňuje rychlou klasifikaci vzorků, podporuje výzkum čajových kultivarů a optimalizaci pěstebních postupů.

Reference

1. Warschefsky E. J. a kol. Rootstocks: diversity, domestication, and impacts on shoot phenotypes. Trends in Plant Science, 21(5):418–437, 2016.
2. Joshi R. a kol. Fractionation and identification of minor and aroma-active constituents in Kangra orthodox black tea. Food Chemistry, 167:290–298, 2015.
3. Wang M. a kol. An integrated approach utilising chemometrics and GC/MS for classification of chamomile flowers, essential oils and commercial products. Food Chemistry, 152:391–398, 2014.
4. Baumann S. a kol. Olive Oil Characterization using Agilent GC/Q-TOF MS and Mass Profiler Professional Software. Agilent Technologies Application Note, 5991-0106EN, 2017.