Technologie und Deep Learning zur Identifizierung der Authentizität von Tee

Tee ist eines der bekanntesten alkoholfreien Getränke mit wohltuenden Eigenschaften für die menschliche Gesundheit. Abhängig von den unterschiedlichen Herstellungsprozessen wird Camellia Sinensis in sechs verschiedene Teesorten umgewandelt.¹:

• Weißer Tee
• Grüner Tee
• gelber Tee
• Oolong-Tee
• schwarzer Tee
• dunkler Tee

Analyse der Teequalität

Metabolomik-Wissenschaft (Wissenschaft, die für die Identifizierung und Quantifizierung der relevanten Endprodukte verantwortlich ist). -Metaboliten– der Expression eines Genoms), die in Tee angewendet wird, hat im letzten Jahrzehnt exponentielle Fortschritte gemacht. Dies ist hauptsächlich auf den untrennbaren Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein und der Menge wichtiger Metaboliten und den Unterschieden zurückzuführen, die bei jeder Teesorte in Bezug auf Qualität und Authentizität auftreten.

In Anlehnung an schwarzen Tee aus der chinesischen Provinz Fujian²das in diesem Land (75 %) und weltweit zu den am häufigsten konsumierten Lebensmitteln gehört, enthält nachweislich bioaktive Substanzen, die sich positiv auf die menschliche Gesundheit auswirken, darunter Phenole, Aminosäuren und Alkaloide.³.

Darüber hinaus steht seine chemische Zusammensetzung in direktem Zusammenhang mit seiner geografischen Herkunft und den verschiedenen Sorten und Verarbeitungstechniken, die in den einzelnen Produktionspolen verwendet werden, was bei der Betrachtung der elementaren Faktoren hilft, die seine Qualität bestimmen.

Besonderheiten von schwarzem Tee

Bei der Klassifizierung von schwarzem Tee sind zwei grundlegende Elemente zu beachten:

1. Reiner Schwarztee wird aus den Blättern und Knospen zweier Pflanzenarten gewonnen: Camellia sinensis var. Sinensis ursprünglich aus China und Camellia sinensis var. Assamica ursprünglich aus Indien. Dies bedeutet nur, dass diese Sorten zwar auch an anderen Orten wachsen und angebaut werden können, diese Sorten jedoch dort entstanden sind und sich an andere Gebiete angepasst haben.
2. Um schwarzen Tee zu erhalten, folgt ein Trocknungsprozess, gefolgt vom Brechen der Stränge, um deren Oxidation zu erzeugen, dem Kräuseln und dem Trocknen der Camellia Sinensis.

Um auf das Beispiel des schwarzen Tees aus China zurückzukommen: Er wird entsprechend seiner Aufmachung in drei Arten unterteilt: Gongfu-Tee (Congou), geräucherter Tee (Souchong) und komprimierter Tee (Ziegeltee).

Weitere Unterteilungen von schwarzem Tee finden sich in der Größe der Fragmente, in die die Stränge zerbrochen werden und so zu ganzen Blättern werden, CTC (Crush, Tear and Curl), Fanning (Bruchstücke, die nach dem Sieben der Stränge erhalten werden) und Staub (fein gemahlen, konzipiert für Teebeutel oder Beutel).

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Die Authentizität des Tees als aktuelle Herausforderung

Kongou-Schwarztee wird in einem verketteten Prozess hergestellt, der das Welken, Einweichen, Fermentieren und Trocknen umfasst, während beim CTC-Schwarztee-Prozess die Schwarztee-Matrix vor dem Rollen zerkleinert wird.⁴.

Unterschiede in der Sorte und Art der Verarbeitung verleihen schwarzem Tee unterschiedliche sensorische Eigenschaften. Beispielsweise weist der Anhui-Schwarztee eine Zusammensetzung aus flüchtigen Bestandteilen auf, die ihm blumige, fruchtige und honigartige Noten verleihen, während sich der Yunnan-Schwarztee durch starke florale Noten und der Assam-Schwarztee durch Malzaromen und Rosen auszeichnet⁵.

Angesichts all dieser vielfältigen sensorischen Vorzüge sind Verbraucher bereit, viel Geld auszugeben, um diese einzigartigen Aromen von Schwarztees zu probieren, was gleichzeitig die Zunahme von Betrug auf dem Teemarkt fördert, wo die häufigste betrügerische Praxis darin besteht, Tees anderer Herkunft zu kennzeichnen als Tees Camellia sinensis var. sinensis Und Camellia sinensis var. Assamica verarbeitet mit Congou- und/oder CTC-Methoden von hohem kommerziellem Wert⁶.

Wissenschaft jenseits der Teeindustrie

Ebenso wie in Mexiko begann man, die Qualität, Identität und Authentizität nationaler Spirituosen wie Mezcals und mexikanischer Weine zu identifizieren und zu quantifizieren.⁷Seit 2023 werden „molekulare Fingerabdrücke“ im Zusammenhang mit der Herkunft, Sorte und Art des Teeprozesses gewonnen von:

• Chinesische Regionen wie Anhui, Yunnan, Fuijan und Guang-dong
• Darjeeling und Assam Indien
• Und srilankischer, wie Kandy-Schwarztee

Alle diese Beispiele sind für ihren hohen kommerziellen Wert bekannt⁸ein Produkt aus der Kombination hochauflösender Analysetechniken und multivariater statistischer Analysen mit Algorithmen auf Basis künstlicher Intelligenz, die auf Deep Learning basieren.

Es wurde eindeutig nachgewiesen, dass die geografische Herkunft von Schwarztees anhand der Sorte, des durchgeführten Prozesses und der Auswirkungen des Klimas bzw. anhand ihrer Koffein-, Alanin-, Lysin-, Asparaginsäure-, Serin- und Tyrosinprofile identifiziert und quantifiziert werden kann. Bernsteinsäure – Theaflavindigalat – Apfelsäure und Beta-Glukose – Saccharose.

Daher hat sich gezeigt, dass durch die Kombination künstlicher Intelligenz mit modernster Agrar- und Lebensmitteltechnologie ein Modell zur Betrugsbekämpfung bei Tees zum Nutzen der Verbraucher und der Industrie selbst möglich ist.

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Verweise

1. Cai, H.; Zhong, Z.; Li, Z.; Zhang, X.; Fu, H.; Yang, B.; Zhang, L. Metabolomik bei der Qualitätsbildung und Charakterisierung von Teeprodukten: eine Übersicht. Internationale Zeitschrift für Lebensmittelwissenschaft und -technologie (2022), 57, 4001-4014.
2. Yao, SS; Guo, W.F.; Lu, Y.; Jiang, YX Geschmackseigenschaften von Lapsang Souchong und geräuchertem Lapsang Souchong, einem speziellen chinesischen Schwarztee mit Kiefernrauchverfahren. Zeitschrift für Agrar- und Lebensmittelchemie (2005), 53, 8688-8693.
3. Zhang, L.; Ho, CT; Zhou, j.; Santos, JS; Armstrong, L.; Granato, D. Chemie und biologische Aktivitäten von verarbeiteten Camellia sinensis Tees: Eine umfassende Rezension. Umfassende Übersichten zu Lebensmittelwissenschaft und Lebensmittelsicherheit. (2019), 18, 1474-1495.
4. Zhu, K.; Ouyang, J.; Huang, J.; Liu, Z. Forschungsfortschritt der Thearubigins aus schwarzem Tee: Ein Rückblick. Kritische Rezensionen in Lebensmittelwissenschaft und Ernährung. (2021), 61, 1556-1566.
5. Yun, J.; Cui, C.; Zhang, S.; Zhu, J.; Peng, C.; Cai, H.; Yang, X.; Hou, R. Verwendung von Headspace-GC/MS in Kombination mit chemometrischer Analyse zur Identifizierung der geografischen Herkunft von schwarzem Tee. Lebensmittelchemie. (2021), 130033.
6. Medina, S.; Perreira, JA; Silva, P.; Perestrelo, R.; Camara, JS Lebensmittel-Fingerabdrücke – ein wertvolles Instrument zur Überwachung der Authentizität und Sicherheit von Lebensmitteln. Lebensmittelchemie (2019), 278, 144-162.
7. López Aguilar, R.; Zuleta-Prada, H.; Hernández-Montes, A.; Herbert-Pucheta, JE Vergleichende NMR-Metabolomics-Profilierung zwischen Mezcals mexikanischer Vorfahren und Handwerker und industrialisierten Weinen zur Unterscheidung geografischer Herkunft, Agavenarten oder Rebsorten und Herstellungsverfahren als Funktion ihrer Qualitätsmerkmale. Lebensmittel. (2021), 10, 157.
8. Cui, C.; Xu, Y.; Jin, G.; Zong, J.; Peng, C.; Cai, H.; Hou, R. Anwendungen des maschinellen Lernens zur Identifizierung der geografischen Herkunft, Sorte und Verarbeitung von schwarzem Tee mithilfe des chemischen 1H-NMR-Fingerabdrucks. Lebensmittelkontrolle. (2023), 148, 109686