Quantitative Analysis of Carotenoids in Tea Leaves

Význam tématu

Carotenoidy jsou přírodní barviva s významnými antioxidačními vlastnostmi, které přispívají k ochraně buněk před oxidačním stresem a představují důležitou složku lidské výživy. Měření jejich obsahu v rostlinných potravinách, jako jsou lístky čaje, je klíčové pro hodnocení funkčních vlastností suroviny a kontrolu kvality v potravinářském i farmaceutickém průmyslu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout jednoduchou, rychlou a přesnou metodu založenou na vysokotlaké kapalinové chromatografii (HPLC) pro kvantifikaci sedmi klíčových karotenoidů (astaxanthin, α-karoten, β-karoten, β-kryptoxanthin, zeaxanthin, neoxanthin a lutein) ve dvou odrůdách čajových lístků (Yabukita a Benifuuki). Studie zkoumá linearitu, opakovatelnost a obsah jednotlivých sloučenin ve vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Sample pretreatment:

• Odměření 100 mg drcených lístků
• Extrahování etanolem s pyrogallolem a 60% KOH
• Šarže: saponifikace při 70 °C po dobu 30 min
• Oddělení organické fáze pomocí směsi hexanu/ethylacetátu (9:1) a 1% NaCl
• Odpaření pod proudem dusíku, doplnění BHT v etanolu a filtrace

Chromatografická analýza:

• Systém: Shimadzu Nexera X3
• Kolona: YMC Carotenoid (150 mm × 4,6 mm I.D., 3 µm)
• Mobilní fáze A: 5 g/L uhličitanu amonného v methanolu/acetonitrilu (4/15, v/v), B: ethanol
• Gradient: B 5 % → 50 % (0–20 min) → 95 % (20,01–25 min) → 5 % (25,01–30 min)
• Průtok: 1,0 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 10 µL
• Detekce PDA při 438 nm (neoxanthin), 445 nm (α-karoten, lutein), 450 nm (β-karoten, β-kryptoxanthin, zeaxanthin), 470 nm (astaxanthin)

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky pro všechny karotenoidy vykázaly vynikající linearitu s koeficientem determinace R² ≥ 0,999 v dynamickém rozsahu přibližně 0,07–2,4 µg/mL. Opakovatelnost metody (RSD) byla nižší než 10 % pro většinu sloučenin. Analýza ukázala významné rozdíly v obsahu karotenoidů mezi odrůdami:

• α-karoten: 0,92 mg/g (Yabukita) vs. 4,7 mg/g (Benifuuki)
• β-karoten: 11,3 mg/g vs. 16,3 mg/g
• β-kryptoxanthin a zeaxanthin pod kvantifikačním limitem v Benifuuki
• Neoxanthin: 9,5 mg/g u Benifuuki
• Lutein: 34,0 mg/g vs. 53,7 mg/g

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a přesnou simultánní analýzu více karotenoidů v komplexních rostlinných matricích. Je vhodná pro rutinní kontrolu kvality surovin, výzkum funkcionality potravin, selekci odrůd a sledování nutričního profilu v agro-potravinářských aplikacích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metody na další potravinové matrice, automatizace předspracování vzorků, integrace s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci minoritních karotenoidů, standardizace a validace pro širší průmyslové aplikace.

Závěr

Vyvinutá HPLC-PDA metoda pro kvantifikaci karotenoidů v čajových lístcích je robustní, citlivá a reprodukovatelná. Umožňuje odhalit významné rozdíly v obsahu bioaktivních pigmentů mezi odrůdami a poskytuje nástroj pro kontrolu kvality a výzkum potravin.

Reference

• Japanese Agricultural Standard Determination of the lutein in spinach ― High-performance liquid chromatographic method (JAS 0008)
• Standards for Labelling of Food Items (Consumer Affairs Agency Notification No. 139, 2015)
• Analytical Manual for Standard Tables of Food Composition in Japan 2015, Chapter 3 Vitamins
• Japanese Agricultural Standard Determination of the β-cryptoxanthin in ‘Satsuma Mandarin’ (JAS 0003)