Coffee Characterization Using Clarus SQ 8 GC/MS, TurboMatrix HS Trap and GC SNFR Olfactory Port

Význam tématu

Pro potravinářský a analytický průmysl je klíčové objektivně hodnotit aroma kávy, která patří mezi nejvíce obchodované zemědělské produkty. Kombinace chemické analýzy pomocí GC/MS, kvantitativní detekce FID, chemometrie a simultánního olfaktorického hodnocení umožňuje komplexní charakterizaci aroma, která je zásadní pro kontrolu kvality, vývoj nových produktů i konkurenční strategie.

Cíle a přehled studie

Studie měla za cíl analyzovat 27 odrůd předem i čerstvě pražené kávy z různých částí světa. Úloha spočívala v zachycení a identifikaci těkavých sloučenin ovlivňujících aroma, objektivním srovnání rozdílů mezi vzorky a korelaci chemických profilů s vjemem odborníka.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků a analýzu byla použita následující instrumentace:

• TurboMatrix 110 HS Trap: automatizovaný headspace-trap, equilibration 80 °C/20 min, přenosové vedení 140 °C.
• PerkinElmer Clarus SQ 8 GC/MS: polarní колонa Elite Wax 60 m×0,25 mm×1,0 µm, program 40 °C → 200 °C (5 °C/min).
• Flame Ionization Detector (FID): 275 °C, pro kvantitativní chemometrii.
• Mass Spectrometer (MS): elektronová ionizace, rozsah m/z 35–350, zdroj 250 °C.
• PerkinElmer SNFR olfaktorický port: přívod vlhkého vzduchu 500 mL/min při 37 °C.
• PerkinElmer S-Swafer v konfiguraci S1: split GC výstupů na MS, FID a olfaktorický port.
• Software InfoMetrix Pirouette 4.0 pro principal component analysis (PCA).

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatogramy prokázaly bohaté spektrum těkavých látek, jejichž identifikace byla potvrzena knihovnou TurboMass. PCA ukázala jasné oddělení všech 27 vzorků do úzkých, dobře definovaných klastrů podle rozdílů v chemickém profilu. Překryvy chromatogramů a detailní analýza PCA loadingů zvýraznily oblasti, kde se vzorky nejvíce liší. Současně olfaktorické hodnocení umožnilo odborníkovi zaznamenat intenzitu a charakter aroma konkrétních složek během eluce jednotlivých píků.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a reprodukovatelnou kontrolu kvality aroma čerstvých i balených káv.
• Podporu vývoje nových pražení a směsí na základě chemicko-senzorického profilu.
• Možnost sledovat změny během skladování či porovnávat konkurenční produkty.
• Objektivní chemometrické nástroje pro rychlé rozlišení mezi podobnými odrůdami.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další integrace senzorických dat s pokročilými algoritmy strojového učení, zvýšení automatizace procesu měření a rozšíření metodiky na jiné potravinářské a aromatické matrixy. Real-time monitoring aroma ve výrobních linkách přispěje k optimální kontrole procesů pražení a balení.

Závěr

Demonstrace GC/MS s headspace trapem, FID, chemometrií a olfaktorickým portem potvrdila vysokou účinnost pro komplexní charakterizaci aroma kávy. Tento přístup nabízí silný nástroj pro výzkumné i průmyslové laboratoře zaměřené na kvalitu a vývoj produktů.

Reference

• Tipler A. Coffee Characterization Using Clarus SQ 8 GC/MS, PerkinElmer Application Note, 2013.