GC-MS Combined with Chemometric Method for Analysis of Rapid Aged White Tea Compared with Natural Aged and Fresh White Tea

Význam tématu

Volatilní aroma sloučeniny výrazně ovlivňují senzorické vlastnosti čaje. Proces stárnutí bílého čaje rozvíjí jeho specifický aromatický profil, přičemž tradiční stárnutí trvá roky. Vývoj rychlých metod umožňuje zkrátit dobu přípravy a otestovat kvalitu stárnutého čaje v laboratorních podmínkách.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat profil těkavých aromatických sloučenin čtyř různých úprav bílého čaje: čerstvého (FWT), kontrolního skladovaného 180 dní v suchu (CKWT), rychle stárnutého 180 dní (RAWT) a přirozeně stárnutého 12 let (NAWT). Studie využívá kombinaci solid-phase micro-extraction a GC-MS s následnou chemometrickou analýzou.

Použitá instrumentace

• GC-MS systém: Agilent 7890B s kolonkou DB-5MS (60 m×0,32 mm×0,25 µm)
• MS detektor: Agilent 7000D triple quadrupole, režim full scan 35–500 m/z
• SPME vlákno: DVB/CAR/PDMS 50/30 µm
• Software: MassHunter Qualitative pro extrakci dat, Mass Profiler Professional (MPP) pro chemometrické členění

Použitá metodika

Vzorky: 3,5 g čaje zalité 10 mL vroucí vody, 10 µL ethyl decanoátu jako interní standard. Infuze 5 min při 60 °C, extrakce na SPME vlákně 40 min při 60 °C, desorpce 4,5 min při 270 °C.

GC program: 50 °C (3 min), 5 °C/min do 250 °C (5 min). Nosný plyn helium 1,0 mL/min.

Datová analýza: chromatografické dekonvoluce v MassHunter, přenos .cef souborů do MPP, filtry frekvence (>60 %) a koeficientu variability (<25 %), ANOVA (p<0,05), fold change ≥2, PCA, HCA a Vennův diagram pro identifikaci a vizualizaci rozdílů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Bylo detekováno 164 entit; 40 byly identifikovány jako klíčové aroma sloučeniny (alkoholy, aldehydy, ketony, estery, heterocykly, alkanes).
• PCA: první tři komponenty vysvětlily 97,96 % variability. RAWT se jasně oddělilo od CKWT; FWT, CKWT a NAWT se lišily především po PC1.
• HCA: FWT a CKWT tvořily shluk, RAWT byl samostatnou větví, NAWT tvořilo samostatnou skupinu od ostatních.
• Vennův diagram odhalil specifické skupiny sloučenin: 4 pouze v CKWT, 5 pouze v RAWT, 4 pouze v NAWT a 5 společných ve všech skupinách.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda SPME-GC-MS s chemometrií umožňuje rychle a spolehlivě profilovat aroma složky bílého čaje. Umožňuje rozlišit různé postupy stárnutí a podporuje vývoj rychlých technologií pro výrobu aromaticky bohatého stárnutého čaje v laboratorních i průmyslových podmínkách.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace rychlého stárnutí pro co nejvěrnější napodobení přirozeného procesu.
• Rozšíření chemometrických přístupů o neuromarketingové a senzorické korelace.
• Implementace multi-omics metodik pro komplexní charakterizaci bioaktivních a aromatických látek.

Závěr

Kombinace SPME-GC-MS a pokročilé chemometrie představuje účinný nástroj pro analýzu a porovnání aromatických profilů bílého čaje při různých postupech stárnutí. Rapid aging technologie nabízí perspektivu zkrácení výrobního času při zachování aromatických vlastností přirozeně stárnutého čaje.

Reference

1. Dai W. et al. Food Research International, 96, 40–45 (2017).
2. Lorenzo C. et al. Food Research International, 42(9), 1281–1286 (2009).