Precise Catechin Profiling in Various Types of Tea

Význam tématu

Analýza katechinů v čaji je klíčová pro hodnocení kvality suroviny a hotových produktů, neboť tyto polyfenoly ovlivňují chuť, senzorické vlastnosti a biologickou aktivitu nápoje (antioxidační, protizánětlivé účinky). Přesné profilování katechinů je důležité pro kontrolu surovin, sledování vlivu pěstebních a zpracovatelských podmínek a pro vědecký výzkum zdravotních účinků.

Cíle a přehled studie / článku

Studie měla za cíl vyvinout a aplikovat rychlou a selektivní UHPLC-UV metodu pro separaci a kvantifikaci devíti sloučenin souvisejících s čajem (sedm látek podle ISO-14502-2 plus (+)-gallocatechin a (–)-gallocatechin gallate). Metoda využívá nový pentafluorfenylový (PFP) stacionární fázový materiál a optimalizovaný gradient získaný s pomocí nástroje KNAUER Gradient Prediction Tool. Metoda byla ověřena na čtyřech reálných extraktech (zelený čaj Sencha, černé čaje ze South India a Darjeeling a kořeněný „chai“ bez čajových listů).

Použitá metodika

Klíčové body přípravy vzorku a analytických podmínek:

• Příprava vzorkového rozpouštědla: 10 % acetonitrilu ve vodě obsahující 0,5 mg/ml EDTA a 0,5 mg/ml kyseliny askorbové (pH přípravy EDTA 10 mg/ml v H2O upraveno na pH 8 NaOH; oba roztoky filtrovány 0,45 µm).
• Příprava standardů: zásobní roztoky 1–2 mg/ml ve vzorkovém rozpouštědle; kalibrace v rozsahu 2–400 µg/ml (u některých látek až 2 řády koncentrace).
• Extrakce vzorků: 40 mg sušeného čaje extrahováno dvakrát 1 ml 70 % methanolu za 70 °C (2 × 5 min inkubace s mezivíření a odstředěním), extrakty sloučeny, naředěny 1:5 a filtrovány 0,22 µm.
• Chromatografické podmínky (shrnutí): kolona Eurospher II 100-3 PFP (50 × 2 mm), teplota 40 °C, průtok 0,47 ml/min, injekční objem 1 µl (sandwich mód), detekce DAD, datová frekvence 20 Hz. Eluent A: voda s 0,1 % formic acid; Eluent B: methanol s 0,1 % formic acid. Gradient byl optimalizován tak, aby devět analytů bylo separováno pod 23 minut.

Použitá instrumentace

Seznam použitých přístrojů a komponent (souhrn z konfigurace):

• Pumpa: P8.1L high pressure gradient.
• Míchaná komora: rozšířená na 200 µl.
• Autosampler / liquid handler: LH 8.1L s FastWash stanicí, chlazením; loop 20 µl.
• Termostat: CT 2.1L.
• Detektor: DAD 6.1L (diode array detector) s analytickou LightGuide flow cell 50 mm, 6 µl.
• Řídící software: ClarityChrom 10.1.

Hlavní výsledky a diskuse

Hlavní analytické poznatky a výsledky měření:

• Metoda dosáhla separace devíti cílových sloučenin v méně než 23 minut, s použitím PFP kolonové fáze, jež poskytuje kombinaci hydrofilních, hydrofóbních a π‑π interakcí pro lepší rozlišení izomerů katechinů.
• Kalibrace byla lineární napříč zvolenými rozsahy; koeficient determinace R² > 0,999 pro všechny analyty, což indikuje vynikající linearitu a kvantifikační spolehlivost.
• Ve čtyřech testovaných extraktech se profil katechinů výrazně lišil: nejvyšší celkové zastoupení katechinů vykázal South India black tea; Darjeeling měl nejvyšší hladiny galové kyseliny a kofeinu; zelený čaj Sencha vykazoval vyvážené množství všech katechinů s nižším podílem gallátových derivátů; kořeněný chai neobsahoval katechiny ani kofein v detekovatelném kalibračním rozsahu a obsahoval pouze nízké množství galové kyseliny (8,7 ± 0,2 µg/ml).
• PFP fáze se ukázala jako vhodná pro separaci izomerických katechinů, kde tradiční silikagelové endcapped C18 kolony vykazují omezenou selektivitu.

Přínosy a praktické využití metody

Praktické výhody a aplikace navržené metody:

• Rychlá a reprodukovatelná analýza profilu katechinů a kofeinu vhodná pro kontrolu kvality surovin a hotových produktů v potravinářském průmyslu.
• Využití PFP stacionární fáze umožňuje lepší rozlišení strukturálně podobných polyfenolů, což je důležité pro autentizaci produktů a sledování zpracovatelských vlivů (fermentace, pražení apod.).
• Metoda je kompatibilní s 100 % vodnými podmínkami a kyselým elučním prostředím, což zvyšuje retenci hydrofilních fenolů a stabilitu separace.

Budoucí trendy a možnosti využití

Směry dalšího rozvoje a potenciální aplikace:

• Rozšíření metody o LC‑MS/MS detekci pro zvýšení selektivity, nižších detekčních limitů a spolehlivější identifikaci v komplexních matricích.
• Automatizovaná příprava vzorků a vysokopropustné provedení pro rutinní kontrolní laboratoře a komerční testování velkého množství vzorků.
• Propojení katechinového profilu s metabolomickými přístupy a chemometrickými metodami pro autentizaci původu čaje, sledování šarží a odhalování aditiv či kontaminantů.
• Další optimalizace fází PFP a gradientů pro separaci širšího spektra polyfenolů a jejich konjugátů.

Závěr

Uvedená UHPLC‑UV metoda založená na PFP koloně poskytuje rychlou, robustní a vysoce lineární separaci a kvantifikaci devíti katechinů a kofeinu v čajových extraktech. Metoda demonstruje význam volby stacionární fáze pro rozlišení izomerů a ukazuje praktickou použitost při hodnocení kvality různých typů čaje. Rychlost separace a vysoká lineárnost činí metodu vhodnou pro rutinní analýzy i výzkumné studie.

Reference

1. Musial C., Kuban‑Jankowska A., Gorska‑Ponikowska M. International Journal of Molecular Sciences 2020, 21, 1744.