Caratterizzazione del profilo chimico e sensoriale di tè neri (Camellia sinensis) per prodotti pronti da bere

Tea is the most popular beverage consumed worldwide; it is traditionally prepared by hot water infusion of tea (Camellia sinensis) dried leaves. Besides healthy properties, tea is characterized by a pleasant sensory profile that promotes positive consumer experience. The chemical characterisation of tea aroma code, i.e., the quali-quantitative distribution of sensorial active compounds, and its correlation to sensorial properties is a fundamental step to evaluate new origins and/or to select products for new markets. During the thesis project, made in collaboration with a food company, it was developed a comprehensive database collecting information about: (a) teas composition and processing, with a focus on flavour active compounds; (b) techniques and methodologies adopted to isolate and identify flavour active components; (c) teas/products sensory features as described by sensory testing; and (d) key-aroma components distribution. Five different black tea samples from three different origins (China, India and Sri-Lanka) were selected for their different flavour profile, as confirmed by the sensory evaluation done by the food company expert panel. The interactive database, protected by a non-disclosure agreement, was then used to guide the experimental part of the thesis where the volatile fraction of the tea samples was profiled by comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to time-of-flight mass spectrometry. More than 350 chemical features were consistently tracked across samples (leaves and alcoholic extracts); of them about 150 were confidently identified with a sub-set of 25 analytes selected because of their know role in describing tea aroma. Chemical patterns of potent odorants were then compared to a quantitative descriptive analysis of relevant sensory features (bergamot, earthy mushroom, floral herbal, fruity raisins, green tea, hay, roasted – nutty, spicy - smoked) and correlations established by Pearson’s correlation analysis. Results confirmed positive correlation between floral and herbal notes intensity with hexanal, nonanal, linalool, β-damascenone and phenylacetaldehyde distribution. Moreover, hay sensations were coherently correlated with higher amounts of (E,E)-2,4-nonadienal, (E)-2-octenal and 1-penten-3-ol. Correlation results give solid foundation to a rational approach in the development of new tea blends and/or selection for tea products with desired sensory features.

Il tè è la bevanda più popolare al mondo; è tradizionalmente preparata dall’infusione delle foglie secche di tè (Camellia sinensis) in acqua calda. Oltre alle sue proprietà benefiche sulla salute, il tè è caratterizzato da un piacevole profilo sensoriale che incentiva l’esperienza positiva del consumatore. La caratterizzazione chimica del codice aromatico del tè, come per esempio la distribuzione quali-quantitativa dei composti sensorialmente attivi e la sua correlazione alle proprietà sensoriali, è un passaggio fondamentale per scoprire nuove origini e/o per selezionare prodotti da lanciare su nuovi mercati. Durante il progetto di tesi, svolto in collaborazione con un’azienda alimentare, è stato sviluppato un database comprehensive che raccolga informazioni su: (a) composizione e lavorazione dei tè, focalizzandosi sui composti attivi dell’aroma; (b) tecniche e metodiche adottate per isolare ed identificare i composti attivi dell’aroma; (c) caratteristiche sensoriali di tè/prodotti come descritte da test sensoriali; e (d) distribuzione dei componenti aromatici chiave. Cinque differenti campioni di tè nero provenienti da diverse origini (Cina, India e Sri-Lanka) sono stati selezionati per il loro differente profilo aromatico, come confermato dalla valutazione sensoriale fatta dal panel di esperti dell’azienda alimentare. Il database interattivo, protetto da un accordo di riservatezza, è stato poi usato per guidare la parte sperimentale della tesi dove la frazione volatile dei campioni di tè è stata caratterizzata dalla gas cromatografia bi-dimensionale accoppiata alla spettrometria di massa a tempo di volo. Più di 350 composti chimici sono stati tracciati tra i diversi campioni (foglie ed estratti alcolici); di questi, circa 150 sono stati identificati con sicurezza e da essi è stato selezionato un sottogruppo di 25 analiti per il loro ruolo riconosciuto nel descrivere l’aroma del tè. Il modello chimico dei potenti odoranti è stato successivamente comparato, grazie all’analisi descrittivo quantitativa, a caratteristiche sensoriali rilevanti (bergamotto, funghi terrosi, fiorito erbaceo, fruttato uvetta, tè verde, fieno, arrostito-noce, speziato-affumicato) ed è stata stabilita la loro correlazione grazie all’analisi di correlazione di Pearson. I risultati hanno confermato la correlazione positiva tra l’intensità delle note fiorite ed erbacee e la distribuzione di molecole quali esanale, nonanale, linalolo, β-damascenone e fenilacetaldeide. Inoltre, la sensazione di fieno è stata coerentemente correlata a grandi quantitativi di (E,E)-2,4-nonadienale, (E)-2-octenale and 1-penten-3-olo. I risultati della correlazione forniscono solidi fondamenti ad un approccio razionale nello sviluppo di nuove miscele di tè e/o alla loro selezione per prodotti del tè aventi caratteristiche sensoriali desiderate.