Summary

Tee-Aromaanalyse basierend auf lösungsmittelunterstützter Aromaverdampfungsanreicherung

Published: May 26, 2023
doi:

Summary

Hier wird eine Methode zur Anreicherung und Analyse der flüchtigen Bestandteile von Teeextrakten mittels lösungsmittelunterstützter Aromaverdampfung und Lösungsmittelextraktion mit anschließender Gaschromatographie-Massenspektrometrie vorgestellt, die auf alle Arten von Teeproben angewendet werden kann.

Abstract

Das Teearoma ist ein wichtiger Faktor für die Teequalität, aber es ist aufgrund der Komplexität, der geringen Konzentration, der Vielfalt und der Labilität der flüchtigen Bestandteile des Teeextrakts schwierig zu analysieren. In dieser Studie wird eine Methode zur Gewinnung und Analyse der flüchtigen Bestandteile von Teeextrakt mit Geruchskonservierung unter Verwendung von lösungsmittelunterstützter Aromaverdampfung (SAFE) und Lösungsmittelextraktion mit anschließender Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) vorgestellt. SAFE ist eine Hochvakuum-Destillationstechnik, die flüchtige Verbindungen aus komplexen Lebensmittelmatrices ohne nichtflüchtige Interferenzen isolieren kann. In diesem Artikel wird ein vollständiges Schritt-für-Schritt-Verfahren für die Teearomaanalyse vorgestellt, einschließlich der Teeaufgusszubereitung, der Lösungsmittelextraktion, der SAFE-Destillation, der Extraktkonzentration und der Analyse mittels GC-MS. Dieses Verfahren wurde an zwei Teeproben (Grüntee und Schwarztee) angewandt und es wurden sowohl qualitative als auch quantitative Ergebnisse über die flüchtige Zusammensetzung der Teeproben erzielt. Diese Methode kann nicht nur für die Aromaanalyse verschiedener Arten von Teeproben verwendet werden, sondern auch für molekularsensorische Untersuchungen an diesen.

Introduction

Tee ist ein bevorzugtes Getränk vieler Menschen auf der ganzen Welt 1,2. Das Aroma des Tees ist sowohl ein Qualitätskriterium als auch ein preisbestimmender Faktor für Teeblätter 3,4. Somit ist die Analyse der Aromazusammensetzung und des Gehaltes von Tee von großer Bedeutung für molekularsensorische Untersuchungen und die Qualitätskontrolle von Tee. Daher ist die Analyse der Aromazusammensetzung in denletzten Jahren ein wichtiges Thema in der Teeforschung 5,6,7.

Der Gehalt an Aromakomponenten im Tee ist sehr gering, da sie in der Regel nur 0,01%-0,05% des Trockengewichts der Teeblätter ausmachen8. Darüber hinaus stört die große Menge an nichtflüchtigen Bestandteilen in der Probenmatrix die Analyse mittels Gaschromatographieerheblich 9,10. Daher ist ein Probenvorbereitungsverfahren unerlässlich, um die flüchtigen Verbindungen im Tee zu isolieren. Die Hauptüberlegung bei der Isolierungs- und Anreicherungsmethode ist die Minimierung der Matrixinterferenz und gleichzeitig die Maximierung der Erhaltung des ursprünglichen Geruchsprofils der Probe.

Die lösungsmittelunterstützte Aromaverdampfung (SAFE), die ursprünglich von Engel, Bahr und Schieberle entwickelt wurde, ist eine verbesserte Hochvakuum-Destillationstechnik, die zur Isolierung flüchtiger Verbindungen aus komplexen Lebensmittelmatrizen verwendet wird11,12. Eine kompakte Glasbaugruppe, die mit einer Hochvakuumpumpe (unter einem typischen Betriebsdruck von 5 x 10−3 Pa) verbunden ist, kann flüchtige Verbindungen aus Lösungsmittelextrakten, öligen Lebensmitteln und wässrigen Proben effizient auffangen.

In diesem Artikel wurde eine Methode beschrieben, die die SAFE-Technik mit der Lösungsmittelextraktion kombiniert, um flüchtige Substanzen aus einem Schwarzteeaufguss zu isolieren, gefolgt von einer Analyse mittels GC-MS.

Protocol

1. Zubereitung des internen Standards und des Teeaufgusses Stammlösung: 10,0 mg Paraxylol-d10 (siehe Materialtabelle) werden in 10,0 ml wasserfreiem Ethanol gelöst, um eine 1.000 ppm Stammlösung des internen Standards herzustellen. Arbeitslösung: 1 ml der Stammlösung (Schritt 1.1) auf 100 ml mit reinem Wasser verdünnen, um eine 10 ppm Arbeitslösung des internen Standards herzustellen.HINWEIS: Die Arbeitslösung muss am selben Tag wie die Analyse vorbereitet…

Representative Results

Das oben beschriebene analytische Vorgehen wird in diesem Abschnitt am Beispiel der Aromaanalyse von Schwarztee- und Grünteeproben veranschaulicht. Ein repräsentatives GC-MS-Chromatogramm ist in Abbildung 3 dargestellt. Abbildung 3A zeigt einen Satz von n-Alkanen und Abbildung 3B zeigt das Profil eines internen Standards. Die Auswertungsergebnisse für die Extrakte aus den Proben aus grünem Tee und sch…

Discussion

Dieser Artikel beschreibt eine effiziente Methode zur Analyse flüchtiger Verbindungen in Teeaufgüssen mittels SAFE- und GC-MS-Analyse.

Teeaufgüsse haben eine komplexe Matrix mit einem hohen Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen. In der Literatur wurden mehrere Methoden zur Isolierung der flüchtigen Bestandteile aus Teeaufgüssen beschrieben. Eine gängige Methode ist die simultane Destillationsextraktion (SDE)15,16. Es ist jedoc…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Forschung wurde von der National Natural Science Foundation of China (32002094, 32102444), dem China Agriculture Research System of MOF and MARA (CARS-19) und dem Innovation Project for Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS-ASTIP-TRI) unterstützt.

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

Referenzen

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Hong, X., et al. Characterization of the key aroma compounds in different aroma types of Chinese yellow tea. Foods. 12 (1), 27 (2023).
  5. 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).
  6. Feng, Z., et al. Tea aroma formation from six model manufacturing processes. Food Chemistry. 285, 347-354 (2019).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Zou, C., et al. Zijuan tea- based kombucha: Physicochemical, sensorial, and antioxidant profile. Food Chemistry. 363, 130322 (2021).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Wu, H. T., et al. Effects of three different withering treatments on the aroma of white tea. Foods. 11 (16), 2502 (2022).
  24. 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).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Feng, Z., Yang, X., Zou, C., Yin, J. Tea Aroma Analysis Based on Solvent-Assisted Flavor Evaporation Enrichment. J. Vis. Exp. (195), e65522, doi:10.3791/65522 (2023).

View Video