UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURETIFACULTATEA DE CHIMIE APLICATA I TIINA MATERIALELORMASTER: EXPERTIZAREA PRODUSELOR CHIMICE, ALIMETARE I A MATERIALELOR

Autentificarea nivel calitativ al ceaiul verde (Camellia sinensis (L.)) n funcie de continutul de catechine principale i cafein

Prof. Dr. Ing. Ana Maria Joceanu Masteranda: Docan Georgiana

Bucureti20151. IntroducereCeaiul verde ( Camellia sinensis ( L. ) ) este una dintre cele mai populare buturi din ntreaga lume, care este de mare interes datorita proprietatilor sale benefice medicinale. Exist tot mai multe dovezi c substanele specifice gsite n frunzele de ceai pot mbunti starea general de sntate . Cercetari recente sugereaza ca unii compusi , inclusiv cofeina si catechine gsite n frunzele de ceai poate juca un rol important pentru a preveni bolile cardiovasculare, gastrit cronic i unele forme de cancer . Cei mai importanti constitueni chimici care influeneaz gustul i aroma de infuzii de ceai sunt polifenoli, flavonoli , cafeina , zaharuri, aminoacizi i compui volatili de arom din frunze de ceai verde. S-a demonstrat c exist o relaie ntre nivelul de calitate a ceaiul verde i coninutul su de catechine principale . Conceptul de indice catechine ( CI ) a fost oferit pentru a estima calitatea ceaiului verde . Aceti compui sunt principalii responsabili pentru gustul caracteristic astringent i amar de brews ceai . n afar de aceste catechine , cafeina este un alt factor important n determinarea nivelului de calitate de ceai verde . Este recunoscut ca un factor important al calitii , datorit efectului su stimulativ. n contrast cu catechine din frunze de ceai verde , cofeina poate spori aroma de ceai perceptibil. Un numr mare de nutraceutice sunt derivate din ceaiul din plante. n prezent, ceaiul verde ( Camellia sinensis ) este cultivat n special n China i India ( Graham , 1992). Exist diferite tipuri de ceai , pot fi clasificate n trei mari categorii n funcie de procesul de fabricaie ca nefermentate, fermentate i semi- fermentate ( Prayong , Weerapreeyakul, si Sripanidkulchai, 2007). Prima categorie include ceai alb i verde , n timp ce a doua categorie este reprezentat de ceai negru si ceai pu-erh ( Bansal et al , 2013 ).

Fig. 1. Structurile chimice ale catechine i cafein.Clasificarea calitii ceaiului poate fi realizata n funcie de mai multe instrumente analitice . Cu toate acestea , clasificarea soiurilor de ceai n funcie de compoziia chimic a oferit rezultate excelente . Componentele volatile, aminoacizii liberi i un coninut de metal, au fost folosite ca parametri chimici pentru a diferenia soiuri de ceai. Pn acum , compoziiile chimice din frunze de ceai verde nu au fost utilizate pentru identificarea nivelului de calitate a ceaiului .n aceast lucrare , cinci catechine principale ( EGCG , EGC , ECG , CE i C) i cafein din frunze de ceai verde au fost msurate simultan prin HPLC . Rezultatele au fost folosite pentru a identifica nivelul calitati ceaiului verde .

2. Pregtirea probelor i preprocesarePatru categorii de ceai verde au fost investigate n aceast lucrare , acestea au fost achiziionate de la supermarketul local n Zhenjiang City din China . Toate probele de ceai erau deja depozitate n recipiente nchise ermetic timp de patru luni . Lund in considerare eterogenitatea probelor de ceai , s-a acordat atenie mare n etapa de eantionare . Probele au fost mrunite nainte de analiz.Dup cum tim, gradul calitai ceaiului este determinat de degusttori de ceai acreditati n calitate totala inclusiv, aroma i aspectul ceaiului . n general , atribuile interne (inclusiv gustul i aroma ) de ceai verde sunt adesea importante ca referine n determinarea gradului sau. Atributele interne ale ceaiului verde sunt adesea legate cu multe componente, cum ar fi alcaloid i catechine , care sunt legate de zonea geografa i climatic.n experiment , 1,500 0,001 g de pulberi de ceai au fost ponderate cu exactitate ca prob i fiecare grad de grup avea 15 probe , astfel , n toate 60 de probe pentru 4 grupuri de grade. nainte analizei prin HPLC, o parte din prob de preprocesare a fost analizata : fiecare prob ( 1,500 0,001 g de pulberi de ceai ) este extrasa de dou ori cu 80 ml de 70 % soluie apoas care conine metanol fiecare timp de 30 minute, la o temperatur de 80 C . Dup rcire , extractele sunt centrifugate la 3500 rpm timp de 10 minute . Fazele lichide din ambele extracte sunt colectate ntr- un vas de 250 ml i se aduse la volum cu 70 % solutie apoas care contine metanol . Dupa care ceaiul este filtrat printr-un filtru cu membran de 0,45 pm , diluat de 5 ori cu ap distilata i analizat imediat cu HPLC.

2.1. Condiii de cromatografierePentru a determina coninutul de catechine i cafein , metoda RP-HPLC a fost aplicata n seria Shimadzu LC - 20A ( Shimadzu Co. , Kyoto , Japonia ) . Coloana utilizat a fost o coloan Shim - Pack ODS - VP - Rx C18 cu 4,6 mm x 250 mm (id x lungime ) i 5 pm dimensiunea particulei nominal . Debitul a fost stabilit la 1,0 ml / min i volumul injectat este de 10 pl . Temperatura coloanei a fost meninut la 35 0,5 C utiliznd un cuptor coloan. Catechinii separri sunt verificate deSPD - 20A UV - detector , care a fost stabilit la 278 nm . Separrile HPLC ale catechine i cafein sunt prezentate n Fig . 2 .

Fig. 2 .Separare HPLC de catechine i cafein : ( a) cromatogram de catechine i cafein ca standarde calibrari ; ( b ) cromatograma probei de ceai .

2.2. Standarde i calibrareCurbele standard pentru toate standardele au fost reprezentate grafic prin injectarea a 6 tipuri de amestecuri standard i au fost obinut suprafa cu peak-uri (vrfuri). Un grafic standard a fost obinut prin trasarea concentratiei fa de suprafa. Toate peak-urile (vrfurile) au fost reprezentate grafic i integrate cu ajutorul software-ului . Suprafaa i timpul de obtinere a peack-urilor analizei au fost comparate cu cele ale standardelor respective .

3 Rezultate i interpretrin aceast lucrare , 60 de probe de ceai au fost ncercate , i fiecare grad are 15 probe . ase compui din coninutul de probe de la fiecare grad au fost msurate simultan prin HPLC aa cum se arat n Tabelul 2. Acestea au fost folosite pentru a identifica nivelul de calitate al ceaiului verde i ase descriptori chimici.Tabel1. Coninut (% w / w, baz uscat) de catechine i cafein n probe de ceai verde.GradeS.N.ParametriEGCCCAFECEGCGECG

Grade 115Gam2.8134.7940.981-1.4002.5013.6530.7201.3385.86710.621.3374.060

Medie3.3591.1443.1780.9799.3033.468

S.D.0.4610.1290.3750.1471.3280.755

Grade 215Gam2.5434.0670.6581.1982.1993.4730.7571.3985.9629.7471.9323.974

Medie3.2610.9162.8920.9778.4483.332

S.D.0.3980.1640.3880.1650.9440.512

Grade 315Gam2.9693.6920.7901.2102.4203.4140.7331.0267.790-10.4141.6883.771

Medie3.4231.0042.8940.9479.3652.569

S.D.0.2010.1170.3010.0780.8080.850

Grade 415Gam3.6694.5300.7261.1062.1662.8410.7201.6108.2429.1531.0222.022

Medie4.0370.8532.5140.8978.6191.639

S.D.0.2920.1260.1930.2110.2600.245

Cromatografia lichid de nalt performan (HPLC) a identificata la nivel de calitate al ceaiului verde, prin msurarea de catechine i cafein coninuta. Patru categorii de ceaiuri verzi de ardere au fost ncercate n aceast lucrare. Cinci catechine principale ((-) - galat epigallocatechin (EGCG), (-) - epigallocatechin (EGC), (-) - galat de epicatechina (ECG), (-) - epicatechin (CE), i (+) - catechine (C )) i coninutul de cafein au fost msurate simultan prin HPLC. 3.1. SVC model i de identificare rezultateleCa o nou recunoatere a modelului/tiparului vectorului suport chimice/ca o noua forma chimica de recunoastere , clasificarea vectorului suport ( VPC) a fost aplicat pentru a dezvolta modelul de identificare. Unii parametri , inclusiv parametrul de regularizare ( R ) i parametrul kernel ( K) au fost optimizai prin cross- validare . Modelul optim SVC a fost realizat cu R = 20 i K = 2. Ratele de identificare au fost de 95% n setul de inceput i de 90 % n setul de predicie . Algoritm SVC arat performanele sale excelente n rezultatele de identificare . Rezultatele generale arat c este posibil s se identifice nivelul de calitate a ceaiului verde , n conformitate cu msurarea de catechine principale i coninutul de cafein prin HPLC i SVC recunoasterea formelor.Tabel 2 Matrice confuya pentru rezultatele de recunoatere din setul de pregatire i predicie .SubsetGradeNr. probRezultate obinuteEvaluarea inregistrari totate

Grad 1Grad 2Grad 3Grad 4

Set de formareGrad 1101000095%

Grad 2100910

Grad 3100190

Grad 41000010

Set de predicieGrad 15500090%

Grad 250110

Grad 350440

Grad 450005

3.2 . Discutarea rezultatelor de identificareInvestigat din tabelul 2 , clasificarea eronat apare adesea ntre grupe de gradul 2 i grup de gradul 3, datorit calitii lor apropiate. Ceaiul din frunze proaspete sunt adesea culese la sfritul lunii martie i nceputul lunii aprilie - iulie n fiecare an . Ceaiul verde prelucrat cu frunze proaspete este cunoscut ca fiind de calitate nalt iar calitatea scade cu trecerea timpului . Dupa cum stim, ceaiul din aceeai categorie s-ar putea s mprt unele calitai senzoriale similare, dar totui exist diferene subtile n compui chimici , cum ar fi catechine i cafein . Frunzele de ceai culese devreme au cteva efecte asupra catechinei i cafeinei din coninut .Perioada cand au fost culese frunzele de la proba cu gradul 2 este apropiata de proba cu gradul 3 , astfel , catechine acestora i coninutul de cafein sunt foarte similare . Acesta ar putea explica clasificarea gresit care apare adesea ntre grupul de gradul 2 i grupul de gradul 3.

4. ConcluziiMetoda HPLC a fost folosit pentru a msura simultan cinci principale catechine i cafein din ceaiul verde . Coninutul lor a fost folosit ca descriptori chimici pentru a identifica nivelul calitatati ceaiului verde . SVC ca un instrument de recunoatere a tiparului a fost aplicat pentru a dezvolta modelul de identificare. Rezultatele totale demonstreaz c HPLC cuplat cu SVC de recunoastere a formelor poate fi folosit pentru a indica nivelul calitai ceaiului. Spre deosebire de abordrile BP -Ann i LDA , algoritmul SVC arat performanele sale excelente n identificarea rezultatelelor . Se poate concluziona c analiza HPLC cu SVC de recunoastere a formelor are un mare potenial pentru identificarea caliti si a altor produselor agricole .

5. Concluzii propriiAcest studiu stabilete un bun exemplu in evaluarea calitaii i ajuta la autentificarea produselor prin combinarea metodelor HPLC i SVC pentu rezultate bune .Cromatografia de nalt Performan (HPLC) este o metod uzual utilizat pentru separarea unor antioxidani de cafeina i catechinele. Analiza HPLC s-a realizat cu ajutorul unui sistem Shimadzu LC-20A. Pentru a determina calitatea ceaiului verde a fost folosita metoda HPLC pentru determinarea componentilor catechine (GC, C, EC, EGC, EGCG, ECG, GCG, GC) si cafein din extracte de ceai verde. Calitatea ceaiului este influentata atat de originea geografica, cat i de perioada in care sunt culese frunzele , daca frunzele de ceai culese sunt proaspete ceaiul are un nivel mai ridicat de cafeina dar si de catechine, dar in timp isi pierd din proprietati si atunci ceaiul ii pierde din calitate.