Vegetable Juice Evaluation by Particle Analyzer and GC/MS

Význam tématu

Vývoj zeleninových šťáv vyžaduje objektivní metody hodnocení kvality, které zohlední jak fyzikální vlastnosti částic ovlivňující pocit v ústech, tak aromatický profil. Kombinace analýzy velikosti částic a analytické chemie aromatických sloučenin přispívá k lepší kontrolu senzorických vlastností a konzistence produktu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo demonstrovat integrovanou analýzu čtyř komerčních zeleninových šťáv pomocí dynamické analýzy obrazu částic a plynové chromatografie s hmotnostní detekcí. Studie sledovala:

• rozdíly v koncentraci a velikosti částic,
• komplexní profil aromatických sloučenin,
• vztah mezi fyzikálními vlastnostmi částic a aromatickým spektrem.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: čtyři komerční zeleninové šťávy (označené A–D), naředěné vodou (100× pro A, B; 500× pro C, D).
Analytické techniky:

• Dynamická analýza obrazu částic: iSpect DIA-10 se speciální 300 µm kyvetou pro stanovení distribuce velikosti a tvaru částic.
• Gas chromatography–mass spectrometry: GCMS-TQ™ 8040 NX s automatizovaným dávkováním AOC-6000Plus a Smart Aroma Database™ pro kvantifikaci 484 aromatických složek v módu MRM.
• Integrovaná analýza: Multi-Omics Analysis Package (Garuda) pro korelační a vícerozměrné statistické zpracování.

Hlavní výsledky a diskuse

Distribuce částic:

• Vzorek A: nejnižší koncentrace částic (170 částic/mL), nejmenší medián průměru.
• Vzorek C: nejvyšší koncentrace (1520 částic/mL), převaha částic 20–50 µm i větších frakcí.

Korelace velikosti částic a aromatických složek:

• Velké částice (250–500 µm) pozitivně korelovaly s 2-ethylhexanolem (gumový vjem), β-pinenem (dřevitá vůně) a propyl-acetátem (hruška).
• Malé částice (20–50 µm) korelovaly se 2-pentylfuranem (sladká vůně), geranyl-butyrátem, pentyl-butyrátem a 3-oktanonem (ovocné tóny).

Volcano plot odhalil specifické složky v šťávách s malými částicemi (např. 1-hexanol, octanal) a s velkými částicemi (např. 6-methyl-5-hepten-2-on, 2-ethylfuran).
Analýza tvaru částic a PCA ukázala, že průměrná plocha a průměr na základě plochy byly hlavními diskriminačními parametry mezi vzorky.

Přínosy a praktické využití metody

• Objektivní hodnocení struktury šťáv z hlediska části- cové velikosti a tvaru.
• Komplexní profil aromat usnadňuje návrh chuťových profilů odpovídajících očekáváním spotřebitelů.
• Podpora vývoje nových receptur a QC procesů v potravinářském průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Aplikace strojového učení pro predikci senzorických vlastností na základě dat o částicích a aromatech.
• Real-time monitoring výrobních linek s integrovanou analýzou částice-aroma.
• Propojení dalších „-omics“ metod (metabolomika, proteomika) pro širší charakterizaci surovin a finálních produktů.

Závěr

Integrovaná analýza fyzikálních vlastností částic a aromatického profilu zeleninových šťáv umožňuje objektivní hodnocení kvality a cílený vývoj nových produktů. Kombinace iSpect DIA-10, GCMS-TQ™ 8040 NX a Multi-Omics Analyses otevírá cestu k preciznímu řízení senzorických vlastností.

Reference

1. Shimadzu Corporation. Particle Size Analysis for Food & Beverage. Online, s. d., přístup 27. 12. 2023.
2. Journal of the NARO Research and Development. Effect of Temperature, Taste, and Flavor on Intraoral Granular Sensations Produced by Particles. Online, přístup 27. 12. 2023.