Analýza aromatických látek v kávě metodou Purge & Trap a GC/MS

Abstrakt

Silná nebo slabá, světlá či tmavá, černá nebo s mlékem – každý milovník kávy má své preference. Dnes si už nevybíráme jen to, co chceme mít v kávě, ale také způsob, jakým ji připravíme. Dáváte přednost klasickému překapávači, jednoduché filtrované kávě, moderním kávovarům na kapsle, nebo instantní kávě? Možností je opravdu mnoho. Tato studie analyzuje čtyři různé směsi instantní kávy a jejich charakteristické aromatické sloučeniny pomocí koncentrátoru Purge & Trap.

Diskuse

Většina z nás, kdo pijeme kávu, zná své preference – víme, kterou směs máme rádi, jakou sílu preferujeme a jak si kávu upravujeme. Jen málokdo si ale uvědomuje, jaké chemické látky dávají kávě chuťové a aromatické vlastnosti, které nás k ní přitahují. Výrobci kávy se proto neustále snaží vyvíjet nové směsi a vylepšovat chuť, aby jejich produkty byly pro spotřebitele co nejpřitažlivější.

Tato studie se zaměřila na čtyři různé kávové směsi a na vybrané látky, které ovlivňují jejich chuťový profil. Pomocí techniky Purge & Trap byly z kávových roztoků odstraněny těkavé aromatické látky, zachyceny na adsorpční pasti a následně analyzovány pomocí plynového chromatografu s hmotnostním detektorem (GC/MS).

Výzkum se soustředil na šest klíčových aromatických sloučenin:

• 2-methylfuran – kořenitá kouřová vůně
• 5-methylfurfural – karamelovo-mandlové aroma
• 2,3-butanedion a 2,3-pentanedion – máslové tóny
• 2- a 3-methylbutanal – přispívají k chuti hořké čokolády a sladu

Experimentální část

Systém EST Analytical Encon Evolution Purge and Trap byl propojen s autosamplerem Centurion WS a plynovým chromatografem s hmotnostním detektorem (GC/MS). Autosampler pracoval v režimu soil mode a koncentrátor byl vybaven analytickou pastí Vocarb 3000 (K). Použitá chromatografická kolona byla Rtx-1 (60 m × 0,25 mm × 1 µm).

EST Analytical: Encon Evolution Purge&Trap a autosampler Centurion WS

Parametry Purge & Trap

• Koncentrátor: EST Encon Evolution
• Typ pasti: Vocarb 3000
• Teplota pece: 150 °C
• Teplota transfer line: 150 °C
• Teplota pasti: 35 °C
• Teplota pasti pro redukci vlhkosti (MoRT): 39 °C
• Doba proplachování: 11 min
• Průtok proplachování: 40 mL/min
• Teplota desorpce: 260 °C
• Čas desorpce: 0,5 min
• Teplota vypalování: 260 °C
• Doba vypalování: 8 min

Parametry autosampleru (Centurion WS)

• Typ vzorku: soil
• Objem vzorku: 10 mL
• Teplota ohřevu vody: 85 °C
• Teplota transfer line: 150 °C
• Počet oplachů: 1
• Objem oplachu: 5 mL

Parametry GC/MS

• Přístroj: Agilent 7890/5975
• Injektor: split mód, 200 °C, poměr 20:1
• Kolona: Rtx-1 (60 m × 0,25 mm, 1 µm)
• Program pece: 35 °C (1 min) → 4 °C/min → 230 °C, celkem 49,75 min
• Nosný plyn: helium, průtok 1 mL/min
• Teplota zdroje: 230 °C
• Teplota kvadrupólu: 150 °C
• Teplota transfer line: 180 °C
• Rozsah m/z: 35–265

Instantní kávy byly zakoupeny v maloobchodní síti a zahrnovaly čtyři pražení od světlého po tmavé. 0,5 g každé směsi bylo rozpuštěno ve 40 mL deionizované vody, protřepáno a analyzováno ve třech opakováních.

Výsledky

Obrázky 1–3: Srovnání intenzity máslových, kouřových a čokoládových tónů mezi jednotlivými směsmi.

EST Analytical: Obrázek 1: Porovnání sloučenin pro máslové aroma

EST Analytical: Obrázek 2: Porovnání sloučenin kouřového aroma a kořeněného karamelu

EST Analytical: Obrázek 3: Porovnání sloučenin pro aroma tmavé čokolády/sladového aroma

Obrázky 4–7: Chromatogramy čtyř káv – světlé, střední, středně tmavé a tmavé pražení.

EST Analytical: Obrázek 4: Chromatogram - světlé pražení

EST Analytical: Obrázek 5: Chromatogram - střední pražení

EST Analytical: Obrázek 6: Chromatogram - středně tmavé pražení

EST Analytical:Obrázek 7: Chromatogram - tmavé pražení

Závěr

Nejsvětlejší pražení vykazovalo nejvyšší intenzitu máslových a čokoládově-sladových tónů, zatímco nejtmavší káva měla výraznější kouřové aroma. Zajímavé je, že střední a tmavé pražení měly podobné zastoupení hlavních sloučenin, s výjimkou kouřové složky. Světlá káva sice obsahovala vyšší koncentrace zkoumaných látek, ale její chromatogram byl jednodušší než u tmavších pražení.

Celkově se systém Encon Evolution Purge and Trap v kombinaci s autosamplerem Centurion WS ukázal jako vynikající nástroj pro analýzu aromatických látek v kávě. Poskytl reprodukovatelné výsledky a cenné informace o chuťových profilech jednotlivých směsí.