Uncovering the Volatile Profile of Potato Taste Defect in Roasted Arabica Coffee using GC-MS, GC×GC-MS, and Chemometrics

Význam tématu

Pražená káva obsahuje stovky až tisíce těkavých látek, které formují její aroma a chuť. Region Velkých jezer v Africe je postihován defektem s chutí bramborovou, spojeným s broukem Antestiopsis orbitalis, což má významné ekonomické i kvalitativní důsledky.

Cíle a přehled studie

Tato práce si klade za cíl komplexně charakterizovat těkavý profil defektu Potato Taste Defect (PTD) v pražené kávě. Studie porovnává vzorky s různou intenzitou PTD (čisté, mírné, střední, silné), kvantifikuje 2-isopropyl-3-methoxypyrazin (IPMP) a identifikuje další významné těkavé látky.

Použitá metodika a instrumentace

• GC-MS pro cílenou analýzu koncentrace IPMP.
• GC×GC-TOFMS pro komplexní dvourozměrnou separaci těkavých sloučenin.
• Chemometrické přístupy: dlaždicová analýza F-pomeru (Tile-Based F-ratio) a PLS regresní model částečných nejmenších čtverců.

Hlavní výsledky a diskuse

• ANOVA ukázala statisticky významné rozdíly v koncentraci IPMP mezi skupinami (p<0,05), s nejvyššími hodnotami ve vzorcích silně postižených PTD.
• Tile-Based F-ratio analýza identifikovala 359 látek rozlišujících třídy vzorků: 327 vyšších v čistých vzorcích a 32 ve silně defektních.
• PLS regresní model postavený na signálech z F-pomeru předpovídá koncentraci IPMP s nízkou chybou (NRMSECV 10,6 %, NRMSEP 9,9 %).
• Dimethylpyraziny a thiophenkarboxaldehydy (oříškové a květinové tóny) byly snížené v PTD, zatímco fenoly a látky spojené s mikrobiálním růstem byly ve vzorcích s PTD zvýšené.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda nabízí komplexní screening těkavých defektů v kávě a přesnou identifikaci markerů kvality.
• Rychlá a spolehlivá predikce intenzity PTD usnadňuje kontrolu kvality (QA/QC) a rozhodování při zpracování.
• Přístupy lze adaptovat na další potravinářské matice s komplexními těkavými profily.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace metabolomických a senzorických dat pro hlubší porozumění defektům.
• Vývoj automatizovaných on-line systémů pro sledování kvality během pražení.
• Využití chemického otisku pro sledování původu a autenticity kávy.

Závěr

Kombinace GC×GC-TOFMS a chemometrických metod efektivně odhaluje a kvantifikuje klíčové markery PTD, především IPMP a související těkavé sloučeniny. Tento integrovaný přístup zlepšuje diagnostiku defektů v kávičce a poskytuje robustní nástroj pro udržení konzistentní kvality pražené kávy.

Reference

1. Cain, C. N.; Synovec, R. E. J. Agric. Food Chem., 2021, 69, 2253–2261.
2. Cain, C. N.; Synovec, R. E.; Focant, J.-F. Microchem. J., 2024, 196, 109578.
3. Marney, L. C.; Synovec, R. E. Talanta, 2013, 115, 887–895.
4. Parsons, B. A.; Synovec, R. E. Anal. Chem., 2015, 87, 3812–3819.
5. Sunarharum, W.; Williams, D.; Smyth, H. Food Res. Int., 2014, 62, 325–332.
6. Toci, A.; Farah, A. Food Chem., 2014, 153, 298–314.
7. Jackels, S. C.; Synovec, R. E. J. Agric. Food Chem., 2014, 62, 10222–10229.