ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ В РАСТВОРИМОМ КОФЕ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОГО ЗОННОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ СТЭКИНГА С БОЛЬШИМ ОБЪЕМОМ ОБРАЗЦА

Nicotinic acid (vitamin РР) - is a biologically active micro component of the instant coffee. It is formed from the trigonelline during the roasting process of coffee beans. The methods of nicotinic acid determination in coffee, their advantages and disadvantages are discussed in this article. Current studies are devoted to the development of a new method for the nicotinic acid determination in soluble coffee by capillary zone electrophoresis using on-line analyte concentration / stacking with a large sample volume and polarity inversion (CZE-LVSS). The separation of the instant coffee components was carried out in the borate buffer (70 mM, pH 9.0) with the voltage of +30 kV to the capillary inlet (64.5 (56) cm × 50 μm). Stacking parameters: sample injection time 500s (at 50 mbar), stacking voltage -10 kV, stacking time 4.5 minutes. In these conditions the stacking efficiency factor of nicotinic acid calculated for instant coffee is 70. The developed method has passed the metrological certification and allows determining the nicotinic acid contents in instant coffee in the range from 250 to 2500 μg/g with the relative error (accuracy) of 14%. The nicotinic acid content in the instant coffee samples was obtained by СZE-LVSS method and varied in the range from 250 to 750 μg/g.Keywords: capillary zone electrophoresis, on-line concentration, large volume sample stacking (LVSS), nicotinic acid, coffeeDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.008(Russian)E.A. Tishchenko, T.G. Tsiupko, O.B. Voronova Kuban State University, Stavropolskaia ul., 149, Krasnodar, 350040,Russian FederationНикотиновая кислота (витамин PP) – является биологически активным микрокомпонентом растворимого кофе, образующимся из тригонеллина в процессе обжаривания кофейных зерен. В работе обсуждены известные методы определения никотиновой кислоты в кофе, их преимущества и недостатки. Исследования посвящены разработке новой методики определения никотиновой кислоты в растворимом кофе методом капиллярного зонного электрофореза с применением процедуры on-line концентрирования аналита – стэкинга с большим объемом образца и обращением полярности (CZE-LVSS). В качестве фонового электролита использован боратный буферный раствор (рН 9.0, концентрация 70 мМ). Разделение компонентов растворимого кофе проведено при наложении напряжения +30 кВ на входной конец немодифицированного кварцевого капилляра (64.5 (56) см× 50 мкм). Параметры стэкинга: время ввода пробы 500 с (при 50 мбар), напряжение обращения полярности -10 кВ, время обращения полярности 4.5 минуты. В этих условиях фактор эффективности концентрирования никотиновой кислоты, рассчитанный по результатам анализа растворимого кофе, составляет 70. Разработанная методика прошла метрологическую аттестацию (№ 08-47/411.01.00143-2013.2018 от 25.09.2018 г.) и позволяет проводить определение никотиновой кислоты в растворимом кофе в диапазоне 250-2500 мкг/г с относительной погрешностью (±d) 14 %. Содержание никотиновой кислоты в различных образцах растворимого кофе, полученное методом CZE-LVSS, варьируется от 250 до 750 мкг/г.Ключевые слова: капиллярный зонный электрофорез, on-line концентрирование, стэкинг с большим объемом образца (LVSS), никотиновая кислота, кофеDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.00

ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ФЕНОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ В РАСТВОРИМОМ КОФЕ

In the current paper, the importance of determination of phenolic compounds in the instant coffee for the coffee’s quality evaluation was discussed. Particular attention was paid to the components of "natural" and "technological" origin such as caffeoylquinic acids (CQA) and catechol (C) respectively. The conditions for the simultaneous determination of CQA and C in the instant coffee samples by the capillary zone electrophoresis (KZE) method were chosen. The separation of phenolic compounds was carried out in the borate buffer (40 mM, pH 9.5) with the voltage of +25 kV applied to the capillary inlet (60.5 (52) cm × 50 μm). The summary determination of the CQA isomers by the KZE method was proposed. The accuracy was estimated by spiked samples (the relative error was 4 %) and by comparison of the analysis results with the results obtained by an independent HPLC-UV method (the relative error was 7 %). To substantiate the "technological" nature of the catechol formation in the investigated product, the ground green and roasted coffee samples of varying roasting degrees, as well as instant coffee samples, were analyzed by the electrophoretic method. The CQA and C contents in the instant coffee samples were in the ranges of 9-55 and 0.40-0.85 mg / g, respectively. It was shown that increasing the coffee roasting degree leads to the decrease of CQA content and increase of C content in the ground roasted coffee samples. For the instant coffee samples, the inverse correlation between the CQA and C contents (rcalcul = 0.80; rtab = 0.40; n = 24), and the positive correlation between the C content and the roasting index (rcalcul = 0.68; rtab = 0.51; n = 15) were established. This combination of facts confirmed the "technological" nature of the studied compound formation.Keywords: capillary zone electrophoresis, HPLC-UV, phenolic compounds, caffeoylquinic acids, catechol, coffee(Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2018.22.2.008E.A. Tishchenko, T.G. Tsiupko, O.B. Voronova Kuban State University, Stavropolskaia ul., 149, Krasnodar, 350040,Russian FederationВ данной работе обсуждена важность определения фенольных компонентов в растворимом кофе для оценки его качества. Особое внимание уделено компонентам «природного» и «технологического» происхождения, в качестве которых рассмотрены кофеилхинные кислоты (КХК) и катехол (КТ). Выбраны условия одновременного определения ХГК и КТ в образцах растворимого кофе методом капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ). Разделение фенольных соединений проведено в среде боратного буфера (40 мМ, рН 9.5) при наложении напряжения +25 кВ на входной конец капилляра (60.5 (52) см × 50 мкм). В рамках рассматриваемой методики предложено суммарное определение изомеров КХК методом КЗЭ. Правильность определения оценена способами «введено-найдено» (Δотн = 7 %) и сравнением результатов анализа с результатами, полученными независимым методом, в качестве которого применяли метод ВЭЖХ-УФ (Δотн = 4 %). Для обоснования «технологической» природы образования КТ в исследуемом продукте проанализированы образцы молотого зеленого и жареного кофе разной степени обжаривания, а также образцы растворимого кофе на содержание в них КХК и КТ электрофоретическим методом. Содержание КХК и КТ в образцах растворимого кофе варьируются в диапазонах 9-55 и 0.40-0.85 мг/г соответственно. Показано, что с увеличением степени обжаривания кофе наблюдается изменение содержания компонентов в образцах жареного молотого кофе: уменьшение КХК и увеличение КТ. Для образцов растворимого кофе установлена обратная корреляция (rрасч = 0.80; rтабл= 0.40; n = 24) между содержаниями КХК и КТ, а также положительная корреляция (rрасч = 0.68; rтабл = 0.51; n = 15) между содержанием КТ и индексом обжарки кофе. Это в совокупности подтверждает «технологическую» природу образования катехола в исследуемом продукте.Ключевые слова: капиллярный зонный электрофорез, ВЭЖХ-УФ, фенольные соединения, кофеилхинные кислоты, катехол, кофеDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2018.22.2.00

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЖЕЛЕЗОВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РАСТВОРИМОГО КОФЕ

The methods of antioxidant activity determination of foodstuffs using different indicator systems were discussed. The investigation of ferric reducing power (FRP) of coffee and its individual phenolic components such as chlorogenic (CGA), caffeic (СА), ferulic (FA), gallic (GA), vanillic (VA), protocatechuic (PCA) and uric (UA) acids as well as quercetin (Qu) and catechol (C) using the spectrophotometric method with Fe(III) - o-Phen indicator system was carried out. It was shown that the sensitivity of the individual component determination decreased in the following sequence: Qu GA PCA ≈ CGA CA С ≈ UА FA VA. The examination of ferric reducing power for 15 different brands of instant coffee samples was conducted, and the evaluation of their determining conditions was done. It was shown that FRP is a sensitive criterion for the raw material (sort of coffee) as well as for production technology of the instant coffee. For the analyzed samples this criterion was between 360-420 µmoll GA/l. The relation of the investigating criterion to other quality characteristics of the instant coffee was discussed. The positive linear correlation between FRP and the total phenolics content (using the Folin-Ciocalteau method) for the instant coffee and the feedback tendency between FRP and coffee roasting index have been obtained.Keywords: antioxidant activity, ferric reducing power, antioxidant, instant coffeeDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.003 T.G. Tsiupko, E.A. Tishchenko, O.B. Voronova Kuban State University, Stavropolskaia ul., 149, Krasnodar, 350040,Russian Federation Обсуждены способы определения антиоксидантной активности пищевых продуктов с использованием различных индикаторных систем. Спектрофотометрическим методом с использованием индикаторной системы Fe(III)–o-Phen проведено изучение железовосстанавливающей способности (ЖВС) кофе и индивидуальных компонентов фенольной природы, входящих в его состав – хлорогеновой (ХГК), кофейной (КК), феруловой (ФК), галловой (ГК), ванилиновой (ВК), протокатеховой (ПКК), мочевой (МК) кислот, кверцетина (КВ) и катехола (КТ). Установлено, что чувствительность определения индивидуальных антиоксидантов снижается в ряду КВ ГК ПКК ≈ ХГК КК КТ ≈ МК ФК ВК. Проведены выбор условий определения железовосстанавливающей способности растворимого кофе и оценка этого показателя для образцов кофе 15 наименований разных торговых марок. Показано, что ЖВС является показателем, чувствительным к используемому сырью (сорту кофе) и технологии изготовления растворимого кофе; для исследуемых образцов этот показатель лежит в диапазоне 360-420 мкмоль ГК/дм3. Обсуждена связь железовосстанавливающей способности растворимого кофе с другими характеристиками качества. Установлены положительная линейная корреляция величин ЖВС и суммарного содержания веществ фенольной природы (по Фолину-Чокальтеу) для образцов растворимого кофе и тенденция обратной связи между величинами ЖВС и индексом обжарки.Ключевые слова: антиоксидантная активность, железовосстанавливающая способность, антиоксидант, растворимый кофеDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.003

ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОАКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ОБРАЗЦАХ РАСТВОРИМОГО КОФЕ

This work is devoted to the identification of chlorogenic acids and their lactones as well as to the determination of the main isomers of these acids and caffeine in the instant coffee samples by HPLC-UV-MS. The features of HPLC determination of bioactive components (alkaloids and phenolic compounds) in coffee are discussed. The conditions for chromatographic separation of the main phenolic compounds - isomers of chlorogenic acids (CGA) and their derivatives, as well as for the caffeine in instant coffee, are selected. As a result of these studies the major components corresponding to the main isomers of caffeoylquinic acids (CQA) - 5-caffeoylquinic acid (5-CQA), 3-caffeoylquinic acid (3-CQA) and caffeine were identified. Using the literature data and the results of HPLC-UV-MS analysis the isomers of caffeoylquinic acids, feruloylquinic acids (FQA) and dicaffeoylquinic acids (diCQA) and some of their lactones were identified in the test samples of instant coffee. The components with m/z values of their deprotonated ions, which correspond to the coumaroylquinic, caffeoylferuloylquinic acids (CFQA) and some conjugates of cinnamic acid and tryptophan derivatives, were found. The content of 5-CQA, 3-CQA and caffeine in thirteen analyzed samples of instant coffee was determined and varied in the ranges of 3.4-11.6, 5.3-23.0 and 23.5-42.4 mg/g respectively. It was shown that the content of CGA in instant coffee can be an effective indicator of the quality of the product.Keywords: HPLC-UV-MS, isomers of chlorogenic acids, lactones of chlorogenic acids, caffeine, instant coffeeDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2017.21.3.008 E.A. Tishchenko, T.G. Tsiupko, V.V. Milevskaia, А.Z. Temerdashev Kuban State University, Stavropolskaia ul., 149, Krasnodar, 350040,Russia FederationРабота посвящена идентификации хлорогеновых кислот и их лактонов, а также определению основных изомеров этих кислот и кофеина в растворимом кофе методом ВЭЖХ-УФ-МС. Обсуждены особенности ВЭЖХ определения биоактивных компонентов (алкалоидов и фенольных соединений) в кофе. Выбраны условия хроматографического разделения основных фенольных соединений – изомеров хлорогеновых кислот (ХГК) и их производных, а также кофеина в растворимом кофе. В результате проведенных исследований идентифицированы мажорные компоненты, соответствующие основным изомерам кофеилхинных кислот (КХК) – 5-О-кофеилхинной (5-О-КХК), 3-О- кофеилхинной (3-О-КХК) и кофеину. С использованием литературных данных и результатов ВЭЖХ-УФ-МС анализа в испытуемых образцах растворимого кофе идентифицированы изомеры кофеилхинных, ферулоилхинных (ФХК) и дикофеилхинных (диКХК) кислот, а также некоторые их лактоны. Обнаружены компоненты со значениями m/z их депротонированных ионов, которые соответствуют кумароилхинной, ферулоил-кофеилхинным кислотам и некоторым конъюгатам производных коричной кислоты и триптофана. Определено содержание 5-О-КХК, 3-О-КХК и кофеина в тринадцати проанализированных образцах растворимого кофе, которое варьируется в диапазонах  3.4-11.6, 5.3-23.0 и 23.5-42.4 мг/г соответственно. Показано, что содержание ХГК в растворимом кофе может являться эффективным показателем качества данного продукта.Ключевые слова: ВЭЖХ-УФ-МС, изомеры хлорогеновых кислот, лактоны хлорогеновых кислот, кофеин, растворимый кофеDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2017.21.3.00

Electrophoretic determination of phenolic compounds in instant coffee

In the current paper, the importance of determination of phenolic compounds in the instant coffee for the coffee’s quality evaluation was discussed. Particular attention was paid to the components of "natural" and "technological" origin such as ca?eoylquinic acids (CQA) and catechol (C) respectively. The conditions for the simultaneous determination of CQA and C in the instant coffee samples by the capillary zone electrophoresis (KZE) method were chosen. The separation of phenolic compounds was carried out in the borate buffer (40 mM, pH 9.5) with the voltage of +25 kV applied to the capillary inlet (60.5 (52) cm ? 50 ?m). The summary determination of the CQA isomers by the KZE method was proposed. The accuracy was estimated by spiked samples (the relative error was 4 %) and by comparison of the analysis results with the results obtained by an independent HPLC-UV method (the relative error was 7 %). To substantiate the "technological" nature of the catechol formation in the investigated product, the ground green and roasted coffee samples of varying roasting degrees, as well as instant coffee samples, were analyzed by the electrophoretic method. The CQA and C contents in the instant coffee samples were in the ranges of 9-55 and 0.40-0.85 mg / g, respectively. It was shown that increasing the coffee roasting degree leads to the decrease of CQA content and increase of C content in the ground roasted coffee samples. For the instant coffee samples, the inverse correlation between the CQA and C contents ( r calcul = 0.80; r tab = 0.40; n = 24), and the positive correlation between the C content and the roasting index ( r calcul = 0.68; r tab = 0.51; n = 15) were established. This combination of facts confirmed the "technological" nature of the studied compound formation.В данной работе обсуждена важность определения фенольных компонентов в растворимом кофе для оценки его качества. Особое внимание уделено компонентам «природного» и «технологического» происхождения, в качестве которых рассмотрены кофеилхинные кислоты (КХК) и катехол (КТ). Выбраны условия одновременного определения ХГК и КТ в образцах растворимого кофе методом капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ). Разделение фенольных соединений проведено в среде боратного буфера (40 мМ, рН 9.5) при наложении напряжения +25 кВ на входной конец капилляра (60.5 (52) см ? 50 мкм). В рамках рассматриваемой методики предложено суммарное определение изомеров КХК методом КЗЭ. Правильность определения оценена способами «введено-найдено» (?отн = 7 %) и сравнением результатов анализа с результатами, полученными независимым методом, в качестве которого применяли метод ВЭЖХ-УФ (?отн = 4 %). Для обоснования «технологической» природы образования КТ в исследуемом продукте проанализированы образцы молотого зеленого и жареного кофе разной степени обжаривания, а также образцы растворимого кофе на содержание в них КХК и КТ электрофоретическим методом. Содержание КХК и КТ в образцах растворимого кофе варьируются в диапазонах 9-55 и 0.40-0.85 мг/г соответственно. Показано, что с увеличением степени обжаривания кофе наблюдается изменение содержания компонентов в образцах жареного молотого кофе: уменьшение КХК и увеличение КТ. Для образцов растворимого кофе установлена обратная корреляция ( r расч = 0.80; r табл= 0.40; n = 24) между содержаниями КХК и КТ, а также положительная корреляция ( r расч = 0.68; r табл = 0.51; n = 15) между содержанием КТ и индексом обжарки кофе. Это в совокупности подтверждает «технологическую» природу образования катехола в исследуемом продукте.Исследование проводилось при финансовой поддержке РФФИ (грант №17-03-01254) с использованием научного оборудования ЦКП «Эколого-аналитический центр» Кубанского госуниверситета, уникальный идентификатор RFMEFI59317X0008.Current work was financially supported by RFBR (grant 17-03-01254) with the use of the scientific equipment of the «Environmental Analysis» Center of Collective Use of the Kuban State University, unique identifier RFMEFI59317X0008

Theobromine and theophylline determination in black tea by capillary zone electrophoresis using large volume sample stacking

В работе обсуждаются некоторые особенности формирования метилксантинов в процессе роста и развития чайного листа, обобщена информация о содержании минорных метилксантинов – теобромина (ТБ) и теофиллина (ТФ) в чайной продукции. Обоснована целесообразность применения ТБ и ТФ в качестве веществ - маркеров, характеризующих качество чая. В работе изучены возможности и ограничения электрофоретических методов определения ТБ и ТФ в чайной продукции. Проведены экспериментальные исследования по разработке методики определения ТБ и ТФ в черном чае методом капиллярного зонного электрофореза с применением процедуры он-лайн концентрирования аналитов – стэкинга с большим объемом образца (LVSS-КЗЭ-УФ). Оптимизированными условиями разделения аналитов являются: электролит - боратный буферный раствор с рН 9.8 и концентрацией 90 мМ, напряжение в системе – 20 кВ. Для концентрирования аналитов предложены: время ввода разбавленного в 40 раз экстракта чая (1.00 г на 100 мл воды) – 200 с при 50 мбар; время обращения полярности 1.5-1.7 мин при напряжении -10 кВ. В выбранных условиях факторы эффективности концентрирования ТБ и ТФ составили 28 и 38, соответственно. Время анализа не превышало 22 мин. Для разработанной методики оценены повторяемость, внутрилабораторная прецизионность, правильность и точность результатов определения аналитов в образцах черного чая. Установлено, что при определении ТБ (в диапазоне 0.04 – 4.0 мг/г чая) и ТФ (в диапазоне 0.04 – 1.0 мг/г) в чае относительное стандартное отклонение результатов определения аналитов σ(Δ) составляет 7 и 12 %, соответственно. Содержания аналитов в различных образцах черного чая, полученные по разработанной методике, варьируются в диапазонах от 0.14 до 2.32 мг/г для ТБ и от «< 0.040» до 0.15 мг/г для ТФ.Some features of the formation of methylxanthines during growth and development of tea leaves are discussed, and the information about the content of minor methylxanthines, theobromine (TB) and theophylline (TF), in tea products is summarized. The expediency of using TB and TF as marker substances characterizing the quality of tea is substantiated. Possibility and limitations of using electrophoretic methods for TB and TF determination in tea products were investigated. Experimental studies were carried out to develop a method for TB and TF determination in black tea by capillary zone electrophoresis using the procedure of analytes online concentration – large volume sample stacking (LVSS-CZE-UV). Optimized conditions for the analytes separation were using the borate buffer solution (pH = 9.8, 90 mM concentration) and 20 kV voltage in the system. The following conditions for the analytes concentrating were proposed: time for introducing a 40-fold diluted tea extract (1.0 g per 100 ml of water) was 200 s at 50 mbar; the polarity reversal time was 1.5–1.7 min at a voltage of –10 kV. Under the selected conditions, the TB and TF concentration efficiency factors were 28 and 38, respectively. The analysis time did not exceed 22 min. For the developed method, the repeatability, intralaboratory precision, trueness and accuracy of the results of analytes determination in black tea samples were evaluated. Determining TB (0.04–4.0 mg/g concentration range) and TF (0.04–1.0 mg/g concentration range) in tea showed that the relative standard deviation of the results of the analytes determination σ(Δ) did not exceed 7 and 12 %, respectively. Analysis of various samples of black tea using the developed method showed that TB content ranged from 0.14 to 2.32 mg/g and TF content ranged from "< 0.040" to 0.15 mg/g.Исследование проводилось при финансовой поддержке РФФИ (грант № 19-43-230010) с использованием научного оборудования ЦКП «Экологоаналитический центр» Кубанского госуниверситета, уникальный идентификатор RFMEFI59317X0008.This work was financially supported by RFBR (grant 19-43-230010) with the use of the scientific equipment of the Center of Collective Use “Environmental Analysis Center” of the Kuban State University, unique identifier RFMEFI59317X0008

Spectrophotometric assessment of ferric reducing power of the instant coffee

The methods of antioxidant activity determination of foodstuffs using different indicator systems were discussed. The investigation of ferric reducing power (FRP) of coffee and its individual phenolic components such as chlorogenic (CGA), caffeic (СА), ferulic (FA), gallic (GA), vanillic (VA), protocatechuic (PCA) and uric (UA) acids as well as quercetin (Qu) and catechol (C) using the spectrophotometric method with Fe(III) - o-Phen indicator system was carried out. It was shown that the sensitivity of the individual component determination decreased in the following sequence: Qu > GA > PCA ≈ CGA > CA > С ≈ UА > FA > VA. The examination of ferric reducing power for 15 different brands of instant coffee samples was conducted, and the evaluation of their determining conditions was done. It was shown that FRP is a sensitive criterion for the raw material (sort of coffee) as well as for production technology of the instant coffee. For the analyzed samples this criterion was between 360-420 μmoll GA/l. The relation of the investigating criterion to other quality characteristics of the instant coffee was discussed. The positive linear correlation between FRP and the total phenolics content (using the Folin-Ciocalteau method) for the instant coffee and the feedback tendency between FRP and coffee roasting index have been obtained.Обсуждены способы определения антиоксидантной активности пищевых продуктов с использованием различных индикаторных систем. Спектрофотометрическим методом с использованием индикаторной системы Fe(III)–o-Phen проведено изучение железовосстанавливающей способности (ЖВС) кофе и индивидуальных компонентов фенольной природы, входящих в его состав – хлорогеновой (ХГК), кофейной (КК), феруловой (ФК), галловой (ГК), ванилиновой (ВК), протокатеховой (ПКК), мочевой (МК) кислот, кверцетина (КВ) и катехола (КТ). Установлено, что чувствительность определения индивидуальных антиоксидантов снижается в ряду КВ > ГК > ПКК ≈ ХГК > КК > КТ ≈ МК > ФК > ВК. Проведены выбор условий определения железовосстанавливающей способности растворимого кофе и оценка этого показателя для образцов кофе 15 наименований разных торговых марок. Показано, что ЖВС является показателем, чувствительным к используемому сырью (сорту кофе) и технологии изготовления растворимого кофе; для исследуемых образцов этот показатель лежит в диапазоне 360-420 мкмоль ГК/дм3. Обсуждена связь железовосстанавливающей способности растворимого кофе с другими характеристиками качества. Установлены положительная линейная корреляция величин ЖВС и суммарного содержания веществ фенольной природы (по Фолину-Чокальтеу) для образцов растворимого кофе и тенденция обратной связи между величинами ЖВС и индексом обжарки

Black tea classification based on its electrophoretic profile

Проблема контроля подлинности пищевых продуктов является актуальной как с теоретической, так и практической точки зрения. По отношению к идентификации продукции применяются различные подходы, например, поиск веществ-маркеров и методы распознавания образов. Последний рассматривает профили различной природы как единую характеристическую особенность продукта, что позволяет получать классификационную модель объектов. Другой способ сравнения профилей – построение и визуальное сравнение лепестковых диаграмм. Данная работа направлена на изучение электрофоретического профиля черного чая и выявление характеристик, позволяющих классифицировать чай по географическому происхождению, не учитывая технологию его изготовления. Проведена апробация методики определения кофеина, катехина, эпигаллокатехин галлата, эпикатехина и галловой кислоты в экстрактах чая методом мицеллярной электрокинетической хроматографии. Установлен диапазон линейности определения, который для всех изучаемых компонентов составляет 0.5-200 мкг/см3, погрешность определения аналитов не превышает 15 %, стандартное отклонение величины площади пиков на электрофореграмме менее 10 %. Изучение электрофоретических профилей экстрактов черного чая различного происхождения позволило выявить девять характеристических пиков, которые удовлетворительно воспроизводятся, разрешены и присутствуют во всех образцах. Сформирован массив данных на основе площадей характеристических пиков электрофореграмм, зарегистрированных для экстрактов ассамского, цейлонского и «оригинального» краснодарского чая. Для нивелирования влияния разброса значений площадей характеристических пиков проведено их соотнесение друг к другу. Применение к матрице данных, включающих соотношения площадей характеристических пиков, дисперсионного анализа с последующей обработкой его результатов методом главных компонент, позволило установить соотношения, оказывающие наибольшее влияние на отнесение образца к группе чая соответствующего происхождения На основе выбранных соотношений площадей построена графическая модель классификации черного чая по происхождению. Проведена ее проверка и получены удовлетворительные результаты. «Визуальные образы», построенные по медианам соотношений площадей характеристических пиков, наглядно показывают различия в группах образцов чая цейлонского, ассамского и краснодарского происхождения.The problem of food authenticity control is relevant from both a theoretical and a practical point of view. Various approaches are applied to product identification, for example, the search for marker substances and pattern recognition methods. The latter considers profiles of various nature as a single characteristic feature of the product, which allows one to obtain a classification model of objects. Another way to compare profiles is to build and visually compare the petal diagrams. This paper is aimed at studying the electrophoretic profile of black tea and identifying characteristics which make it possible to classify tea according to the geographical origin, without considering the technology of its manufacture. The methodology for the determination of caffeine, catechin, epigallocatechin gallate, epicatechin and gallic acid in tea extracts was tested by micellar electrokinetic chromatography method. The range of determination linearity was established and amounted to 0.5-200 μg / ml for all the components under study, the error in the analytes determination did not exceed 15%, the standard deviation of the peak area on the electrophoregram was less than 10%. We have examined the electrophoretic profiles of black tea extracts of various origins and observed nine characteristic peaks that were satisfactorily reproduced, were legal, and were present in all the samples. An array of data was generated based on the characteristic peaks areas on the electrophoregrams recorded for extracts of Assamese, Ceylon and “original” Krasnodar tea. To level the influence of values spread of the characteristic peaks areas, they were related to each other. The application to the matrix of data, which included the ratio of the characteristic peak areas, of the variance analysis with subsequent processing of its results using the principal component method, made it possible to establish the ratios most influencing the sample reference to a certain tea group. Based on the selected area ratios, a graphic model for classifying black tea by origin was constructed. It was verified, and satisfactory results were obtained. “Visual images”, built on the medians of the characteristic peaks areas ratio, clearly show the differences in the tea sample groups of Ceylon, Assamese and Krasnodar origin.Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Администрации Краснодарского края грант р_а №19-43-230010.Current work was funded by RFBR and Krasnodar Krai Administration according to the research project № 19-43-230010