Классификация черного чая по происхождению на основе его электрофоретического профиля

Abstract

Проблема контроля подлинности пищевых продуктов является актуальной как с теоретической, так и практической точки зрения. По отношению к идентификации продукции применяются различные подходы, например, поиск веществ-маркеров и методы распознавания образов. Последний рассматривает профили различной природы как единую характеристическую особенность продукта, что позволяет получать классификационную модель объектов. Другой способ сравнения профилей – построение и визуальное сравнение лепестковых диаграмм. Данная работа направлена на изучение электрофоретического профиля черного чая и выявление характеристик, позволяющих классифицировать чай по географическому происхождению, не учитывая технологию его изготовления. Проведена апробация методики определения кофеина, катехина, эпигаллокатехин галлата, эпикатехина и галловой кислоты в экстрактах чая методом мицеллярной электрокинетической хроматографии. Установлен диапазон линейности определения, который для всех изучаемых компонентов составляет 0.5-200 мкг/см3, погрешность определения аналитов не превышает 15 %, стандартное отклонение величины площади пиков на электрофореграмме менее 10 %. Изучение электрофоретических профилей экстрактов черного чая различного происхождения позволило выявить девять характеристических пиков, которые удовлетворительно воспроизводятся, разрешены и присутствуют во всех образцах. Сформирован массив данных на основе площадей характеристических пиков электрофореграмм, зарегистрированных для экстрактов ассамского, цейлонского и «оригинального» краснодарского чая. Для нивелирования влияния разброса значений площадей характеристических пиков проведено их соотнесение друг к другу. Применение к матрице данных, включающих соотношения площадей характеристических пиков, дисперсионного анализа с последующей обработкой его результатов методом главных компонент, позволило установить соотношения, оказывающие наибольшее влияние на отнесение образца к группе чая соответствующего происхождения На основе выбранных соотношений площадей построена графическая модель классификации черного чая по происхождению. Проведена ее проверка и получены удовлетворительные результаты. «Визуальные образы», построенные по медианам соотношений площадей характеристических пиков, наглядно показывают различия в группах образцов чая цейлонского, ассамского и краснодарского происхождения.

The problem of food authenticity control is relevant from both a theoretical and a practical point of view. Various approaches are applied to product identification, for example, the search for marker substances and pattern recognition methods. The latter considers profiles of various nature as a single characteristic feature of the product, which allows one to obtain a classification model of objects. Another way to compare profiles is to build and visually compare the petal diagrams. This paper is aimed at studying the electrophoretic profile of black tea and identifying characteristics which make it possible to classify tea according to the geographical origin, without considering the technology of its manufacture. The methodology for the determination of caffeine, catechin, epigallocatechin gallate, epicatechin and gallic acid in tea extracts was tested by micellar electrokinetic chromatography method. The range of determination linearity was established and amounted to 0.5-200 μg / ml for all the components under study, the error in the analytes determination did not exceed 15%, the standard deviation of the peak area on the electrophoregram was less than 10%. We have examined the electrophoretic profiles of black tea extracts of various origins and observed nine characteristic peaks that were satisfactorily reproduced, were legal, and were present in all the samples. An array of data was generated based on the characteristic peaks areas on the electrophoregrams recorded for extracts of Assamese, Ceylon and “original” Krasnodar tea. To level the influence of values spread of the characteristic peaks areas, they were related to each other. The application to the matrix of data, which included the ratio of the characteristic peak areas, of the variance analysis with subsequent processing of its results using the principal component method, made it possible to establish the ratios most influencing the sample reference to a certain tea group. Based on the selected area ratios, a graphic model for classifying black tea by origin was constructed. It was verified, and satisfactory results were obtained. “Visual images”, built on the medians of the characteristic peaks areas ratio, clearly show the differences in the tea sample groups of Ceylon, Assamese and Krasnodar origin.