Theearoma-analyse op basis van oplosmiddelondersteunde smaakverdampingsverrijking
Summary
Hier wordt een methode gepresenteerd voor het verrijken en analyseren van de vluchtige componenten van thee-extracten met behulp van oplosmiddelondersteunde smaakverdamping en oplosmiddelextractie gevolgd door gaschromatografie-massaspectrometrie, die kan worden toegepast op alle soorten theemonsters.
Abstract
Theearoma is een belangrijke factor in de theekwaliteit, maar het is een uitdaging om te analyseren vanwege de complexiteit, lage concentratie, diversiteit en labiliteit van de vluchtige componenten van thee-extract. Deze studie presenteert een methode voor het verkrijgen en analyseren van de vluchtige componenten van thee-extract met geurbehoud met behulp van solvent-ondersteunde smaakverdamping (SAFE) en oplosmiddelextractie gevolgd door gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS). SAFE is een hoogvacuümdestillatietechniek die vluchtige stoffen uit complexe voedselmatrices kan isoleren zonder enige niet-vluchtige interferentie. Een volledige stapsgewijze procedure voor theearoma-analyse wordt in dit artikel gepresenteerd, inclusief het thee-infusiepreparaat, oplosmiddelextractie, SAFE-destillatie, extractconcentratie en analyse door GC-MS. Deze procedure werd toegepast op twee theemonsters (groene thee en zwarte thee) en zowel kwalitatieve als kwantitatieve resultaten over de vluchtige samenstelling van de theemonsters werden verkregen. Deze methode kan niet alleen worden gebruikt voor de aroma-analyse van verschillende soorten theemonsters, maar ook voor moleculaire sensorische studies erop.
Introduction
Thee is een favoriete drank van veel mensen over de hele wereld 1,2. Het aroma van de thee is een kwaliteitscriterium en een prijsbepalende factor voor theebladeren 3,4. De analyse van de aromasamenstelling en het gehalte aan thee is dus van groot belang voor moleculaire sensorische studies en de kwaliteitscontrole van thee. Als gevolg hiervan is aromasamenstellingsanalyse de afgelopen jaren een belangrijk onderwerp geweest in theeonderzoek 5,6,7.
Het gehalte aan aromacomponenten in thee is erg laag, omdat ze over het algemeen slechts 0,01% -0,05% van het droge gewicht van de theebladeren uitmaken8. Bovendien interfereert de grote hoeveelheid niet-vluchtige componenten in de monstermatrix aanzienlijk met de analyse door gaschromatografie 9,10. Daarom is een monstervoorbereidingsprocedure essentieel om de vluchtige stoffen in thee te isoleren. De belangrijkste overweging voor de isolatie- en verrijkingsmethode is het minimaliseren van de matrixinterferentie en tegelijkertijd het maximaliseren van het behoud van het oorspronkelijke geurprofiel van het monster.
Oplosmiddelondersteunde smaakverdamping (SAFE), oorspronkelijk ontwikkeld door Engel, Bahr en Schieberle, is een verbeterde hoogvacuümdestillatietechniek die wordt gebruikt om vluchtige stoffen te isoleren uit complexe voedselmatrixen11,12. Een compacte glazen assemblage aangesloten op een hoogvacuümpomp (onder een typische bedrijfsdruk van 5 x 10−3 Pa) kan efficiënt vluchtige stoffen verzamelen uit oplosmiddelextracten, oliehoudende voedingsmiddelen en waterige monsters.
Dit artikel beschreef een methode die de SAFE-techniek combineert met oplosmiddelextractie om vluchtige stoffen uit een zwarte thee-infusie te isoleren, gevolgd door analyse met GC-MS.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit artikel beschrijft een efficiënte methode voor het analyseren van vluchtige stoffen in thee-infusies met behulp van SAFE- en GC-MS-analyse.
Thee-infusies hebben een complexe matrix met een hoog gehalte aan niet-vluchtige componenten. In de literatuur zijn verschillende methoden beschreven voor het isoleren van de vluchtige componenten uit thee-infusies. Een veelgebruikte methode is gelijktijdige destillatie-extractie (SDE)15,16. H…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit onderzoek werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (32002094, 32102444), het China Agriculture Research System van MOF en MARA (CARS-19) en het Innovation Project for Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS-ASTIP-TRI).
Materials
| Alkane mix (C10-C25) | ANPEL | CDAA-M-690035 | |
| Alkane mix (C5-C10) | ANPEL | CDAA-M-690037 | |
| AMDIS | National Institute of Standards and Technology | version 2.72 | Gaithersburg, MD |
| Analytical balance | OHAUS | EX125DH | |
| Anhydrous ethanol | Sinopharm | ||
| Anhydrous sodium sulfate | aladdin | ||
| Black tea | Qianhe Tea | Huangshan, Anhui province, China | |
| Concentrator | Biotage | TurboVap | |
| Data processor | Agilent | MassHunter | |
| Dichloromethane | TEDIA | ||
| GC | Agilent | 7890B | |
| GC column | Agilent | DB-5MS | |
| Green tea | Qianhe Tea | Huangshan, Anhui province, China | |
| MS | Agilent | 5977B | |
| p-Xylene-d10 | Sigma-Aldrich | ||
| SAFE | Glasbläserei Bahr | ||
| Ultra-pure deionized water | Milipore | Milli-Q | |
| Vacuum pump | Edwards | T-Station 85H |
References
- Liang, S., et al. Processing technologies for manufacturing tea beverages: From traditional to advanced hybrid processes. Trends in Food Science & Technology. 118, 431-446 (2021).
- Guo, X. Y., Ho, C. T., Schwab, W., Wan, X. C. Aroma profiles of green tea made with fresh tea leaves plucked in summer). Food Chemistry. 363, 130328 (2021).
- Feng, Z. H., Li, M., Li, Y. F., Wan, X. C., Yang, X. G. Characterization of the orchid-like aroma contributors in selected premium tea leaves. Food Research International. 129, 108841 (2020).
- Hong, X., et al. Characterization of the key aroma compounds in different aroma types of Chinese yellow tea. Foods. 12 (1), 27 (2023).
- Flaig, M., Qi, S. C., Wei, G., Yang, X., Schieberle, P. Characterisation of the key aroma compounds in aLongjinggreen tea infusion (Camellia sinensis) by the sensomics approach and their quantitative changes during processing of the tea leaves. European Food Research and Technology. 246 (12), 2411-2425 (2020).
- Feng, Z., et al. Tea aroma formation from six model manufacturing processes. Food Chemistry. 285, 347-354 (2019).
- Wang, J. -. Q., et al. Effects of baking treatment on the sensory quality and physicochemical properties of green tea with different processing methods. Food Chemistry. 380, 132217 (2022).
- Zhai, X., Zhang, L., Granvogl, M., Ho, C. -. T., Wan, X. Flavor of tea (Camellia sinensis): A review on odorants and analytical techniques. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 21 (5), 3867-3909 (2022).
- Chaturvedula, V. S. P., Prakash, I. The aroma, taste, color and bioactive constituents of tea. Journal of Medicinal Plants Research. 5 (11), 2110-2124 (2011).
- Ridgway, K., Lalljie, S. P. D., Smith, R. M. Sample preparation techniques for the determination of trace residues and contaminants in foods. Journal of Chromatography A. 1153 (1-2), 36-53 (2007).
- Engel, W., Bahr, W., Schieberle, P. Solvent assisted flavour evaporation – A new and versatile technique for the careful and direct isolation of aroma compounds from complex food matrices. European Food Research and Technology. 209 (3-4), 237-241 (1999).
- Wang, B., et al. Characterization of aroma compounds of Pu-erh ripen tea using solvent assisted flavor evaporation coupled with gas chromatography-mass spectrometry and gas chromatography-olfactometry. Food Science and Human Wellness. 11 (3), 618-626 (2022).
- Zou, C., et al. Zijuan tea- based kombucha: Physicochemical, sensorial, and antioxidant profile. Food Chemistry. 363, 130322 (2021).
- Vandendool, H., Kratz, P. D. A generalization of the retention index system including linear temperature programmed gas-liquid partition chromatography. Journal of Chromatography. 11, 463-471 (1963).
- Khvalbota, L., Virba, M., Furdikova, K., Spanik, I. Simultaneous distillation-solvent extraction gas chromatography-mass spectrometry analysis of Tokaj Muscat Yellow wines. Separation Science Plus. 5 (8), 393-406 (2022).
- Ayalew, Y., et al. Volatile organic compounds of anchote tuber and leaf extracted using simultaneous steam distillation and solvent extraction. International Journal of Food Science. 2022, 3265488 (2022).
- Zhu, M., Li, E., He, H. Determination of volatile chemical constitutes in tea by simultaneous distillation extraction, vacuum hydrodistillation and thermal desorption. Chromatographia. 68 (7-8), 603-610 (2008).
- Lau, H., et al. Characterising volatiles in tea (Camellia sinensis). Part I: Comparison of headspace-solid phase microextraction and solvent assisted flavour evaporation. Lwt-Food Science and Technology. 94, 178-189 (2018).
- Li, Z. W., Wang, J. H. Analysis of volatile aroma compounds from five types of Fenghuang Dancong tea using headspace-solid phase microextraction combined with GC-MS and GC-olfactometry. International Food Research Journal. 28 (3), 612-626 (2021).
- Dong, F., et al. Herbivore-induced volatiles from tea (Camellia sinensis) plants and their involvement in intraplant communication and changes in endogenous nonvolatile metabolites. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 59 (24), 13131-13135 (2011).
- Acena, L., Vera, L., Guasch, J., Busto, O., Mestres, M. Comparative study of two extraction techniques to obtain representative aroma extracts for being analysed by gas chromatography-olfactometry: Application to roasted pistachio aroma. Journal of Chromatography A. 1217 (49), 7781-7787 (2010).
- Kumazawa, K., Wada, Y., Masuda, H. Characterization of epoxydecenal isomers as potent odorants in black tea (Dimbula) infusion. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 54 (13), 4795-4801 (2006).
- Wu, H. T., et al. Effects of three different withering treatments on the aroma of white tea. Foods. 11 (16), 2502 (2022).
- Wang, J., et al. Decoding the specific roasty aroma Wuyi rock tea (Camellia sinensis: Dahongpao) by the sensomics approach. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 70 (34), 10571-10583 (2022).
