| Çay Uçucuları
Üzerine İşleme
Tekniklerinin Etkisi Ramaswamy Ravichandran
& Ramaswamy Parthiban Çay
Teknolojisi Bölümü, UPASI Çay
Araştırma Enstitüsü, Valparai - 642 127,
Hindistan Kabul
01.04.1997; kabul
edilmiş versiyonun gözden geçirilmesi ve onay 10.09.1997
Çay
kalitesiyle ilişkisi yönünden aromanın üretimi ve muhafazası için koşul
ları optimize
etmek amacıyla,
uçucu aroma kompozisyonu üzerinde kültürel işlemler ve imalat
farklılıklarının
etkisi çalışıldı. Aroma indeksi sırayla Tomurcuk + 1.yaprak >>
2.yaprak
>> 3.yaprak, toplama aralığı; 7 gün> 14 gün, işleme;
yeşil yaprak> solmuş yaprak – fermente dhool <kurutulmuş
çay <<demli çay soldurma;
yumuşak <normal< sert. Genelde, I.grup VFC ne trans-2-hexenal ve
II.gruba da linalool, phenylacetaldehyde ve geraniol
hakimdi. Taze yeşil yapraklar; hexanol, hexanal, hexenol, hexenal ve methyl salicilate’nin yüksek bir içeriğine
sahipti. Soldurmada I.
grupta keskin bir artış dikkat çekti. En çok dikkat çeken hexenol
oldu. II.Grupta arttı, ancak miktarı linalool
hariç
azdı. Fermantasyon süresince, I.grup alkollerinin keskin bir azalma
göstermesiyle birilikte aldehyde’ler,
özellikle trans-2-hexenal
arttı. II.
Gruptaki tüm bileşikler metyhylsalicilate
ve ionone hariç tüm bileşikler artmıştı.
Kurutma
aşamasında I. ve II. grupta yüksek kayıplar kayıt edildi. Soldurmanın
ilerlemesiyle
I. gruptaki tüm bileşiklerde bir azalma görüldü ancak alkoller hariç
II. grup
bileşiklerde tam aksi görüldü. Kesmeden önce yaprakların elle
toplanması süre
since mekanik hasar, I.grubun içeriğini aşırı derecede arttırmıştır. Eksojen yağ asitleri başlıca linoleik
aside ilaveten, trans-2-hexenal
ve hexenal in hakim olduğu I.grup
bileşikleri önemli
miktarlarda üretti. Lipoxygenase’nin inhibisyonuyla I. grup uçucucuların oluşumu
toplamda
azaldı.
Çay (Camellia sinensis L. (O) Kuntze) önemli
bir tarımsal ürün olduğun dan dünyada 3 milyon ha. dan daha fazla
alanda
yetiştirilmektedir. Diğer tarımsal ürünlere hiç benzemeyen çayın
kalitesi
tarlada belirlenir ve sağlık bilinci daha yüksek olan tüketicilere göre
kalite
kazancı arttırmada önemlidir ve bu yüzden kalite kontrol , modern çay
teknolojisini bütünleyen bir bölümdür (1).
Çay sürgünü
yapraklarında flavonoidler, proteinler ve
lipitlerle birlikte hidrolitik
ve oksidatif
enzimlerin yaygın oluşu, siyah çayın imalatı süresince bir çok kalite
özelliklerinin oluşumunda önemli bir rol oynar (1).
Çay aroması , ki onu çay işleme süresince oluşan uçucu aroma
bileşenleri (VFC
) meydana getirmektedir, son günlerde mamul çayın fiyatını belirleme de
önemli
bir kalite parametresi olduğu görülmüştür. Bu VFC iki gruba ayrılabilir
(2). I.
Grup bileşikler lipoxygenase
aktivitesi aracılığıyla
çoğunlukla doymamış
yağ asitlerinin lipit bozunması ürünleridir (4). Bu
yüzden, linoleik
asit
formları cis-3-hexenal
ki o alkol oksideredüktaz yoluyla trans-2- kadar kısmen hexenal’eizomerize
olur. Bunun bir bölümü, trans-2-hexanol’e
kadar dönüşerek azalmaktadır (5). Aynı
şekilde linoliek
asit formları n-hexanal ki
o, n- kadar
azalır. Benzer şekilde oleik ve hexanol’epalmitoleik
asitler
sırayla, n-nonanal, n-nonanol,
n-heptanal ve n-heptanol
üretir (6).
Benzer şekilde, izomeraz ve oksideredüktazların aktivitesiyle linolenik
asitten; 1-penten-3-one,
1-penten-3-ol, cis-3-penten-1-ol ve cis-3-penten-1one üretilir ve linoleik
asitten; 1-octen-3-one ve 1-octen-3-ol
üretilir (7). Bu
bileşiklerin oluşumunun mekaniz ması, linoleik
asit için; 13-hydroperoxy- cis-9-trans- 11-octadecadienoic asit (8) ve linolenik
asit içinde
13-hydroperoxy-cis-9trans-11cis-15octadecatrienoic
asit (9) in enantio
– selektif oluşum yoluyla meydana
getirdiği görüldü
ve tespit edilmiş oldu. Siyah çay imalatı süresince yağ asidi
bozunmasıyla
I.grubu %90 ‘ın üzerinde bu ürünler
oluşturur ken, istenmeyen otsu bir koku
verirler. Bununla birlikte
ikinci grup bileşikler, siyah çaya tatlı çiçeğimsi bir aroma verirken
çoğunlukla terpenoid’e bağlı bileşiklerin glikozidlerinden türemişlerdir (10).
Onlar, terpenoidler aromatikler ve diğer olmayanlardan oluşmaktadır. Onlar,
terpenoidglikozid terpenoidlerin hidrolizi (11) ve karetenoidlerin enzimle başlayan oksidatif bozunması yoluyla oluşmuşlardır (12).
Ayrıca
gıdaların enzimatik olmayan
kahverengileşmelerinin
çok önemli bir nedeni olan Maillard
reaksiyonu ve Strecker bozunması yoluyla amino
asitler ve şekerlerden türemişlerdir (13).Tüm
bu uçucu aroma bileşenleri
Hindistan klonal
siyah çaylarında kayıt edilmiştir. Aroma oluşumunun biogenetik alt yolları tümüyle çalışılmışken (14)
imalatın değişik aşamalarında kompozisyonlarında meydana gelen
değişimler henüz
çalışılmamıştı. Mamul çayın aramasının aroma indeksine bağlı olduğu
biliniyor (15).
ve bu II. grup VFC ‘nin
toplamının
I.grubunkine
oranıdır ki onun kompozisyonunda ki değişim işleme tekniğine bağlı dır.
Bu
çalışmanın esas amacı, aroma potansiyeline değer biçmek için bir metod tanımlamak amacıyla farklı yetiştirme
ve
işleme
teknikleriyle etkilendiğin de VFC oluşumunda ki değişimleri keşfetmek
ve farklı biogenik mekanizmaların uygulana
bilirliğini
anlamaktır.
Assam, Çin ev
Kamboçya kültürlerini temsilen
UPASI-3, UPASI-9 ve UPASI-7 klonlarının
bir tepe tomurcuğu ve sondan üçüncü
yaprağı
içeren standart çay yaprağı sürgünleri UPASI TRI deneme çiftliğinden
hasat
edildi. 16 saat süreyle 6 oF lık
bir higrometrik farkta, yapraklar 25 cfm/kg
‘lık sabit bir hava akışıyla 20 cm ‘lik bir kalınlıkta solduruldu. Solmuş
yapraklar
4 kesicili
sürekli bir sistemde ezme, yırtma, bükme (CTC) kıvırmaya tabi
tutuldu.
Makinede kıvrılan yapraklar, optimum fermantasyon süreleri kadar (TRI
standardı) fermente edildi ve siyah çaylarda %3 nem içeriği oluşana
kadar
sıcak hava ile 30 dk süreyle
130oC
de kurutuldu. Sadece, BSS 18 – 24 mesh
numaralı
elekler arasından geçen materyal ler
analiz için
alındı. Toplamadan sonra (üç yaprak ev bir
tomurcuk), her bir sürgünün; tomurcuk, 1.yaprak, 2.yaprak ve
3.yaprağı
ayrıldı ve VFC ‘ne bireysel katkılarını incelemek için ayrılarak
işlendi.
Solmuş yaprakların nem içeriği sırayla; %53, %73 %65 olarak tespit
edilerek yaprak; sert soldurulmuş , yumuşak soldurulmuş ve normal
soldurulmuş
olarak sınıflandırıldı. Hasarlı taze yeşil yaparlar bir havanda
kıvrıldı ve oda
sıcaklığında 2 saat süreyle kahverengileşene kadar bırakılarak
hazırlandı. Yağ
asidi ilave edilmiş örnekler; yeşil yaprakların farklı gruplarına linolenik asit ve linoleik
asit’in 500 µL si eklenerek
hazırlandı, kesik dhool’lerle üniform
bir karışım için 3 kez CTC de kesildiler ve geleneksel tarzda
üretimleri
sürdürüldü. İnhibisyon çalışmaları için, (0.2 M) NaCN solüsyonu uygun volümler de kıvrılmış dhool’lere karıştırıldı.
Bir
alev iyonizasyon dedektörü
(FID) ve 60mx0.25mm çaplı DB-Wax zar
kalınlığı
0.25 µm olan erimiş slika kapiler kolon ile donatılmış
bir Shimadzu GC – 14A kullanıldı. Fırın
sıcaklığı, 2oC/dk da 50 den 230 ye kadar programlandı.
Enjektör ve oCdedektör
sıcaklıkları sırayla; 200 ve 250 oC
ye programlandı. Bileşikler, orijinal
kimyasalların (Sigma) ki ile GC alı
konma süreleri
karşılaştırılarak tanımlandı. GC deki bileşikleri doğrulamak için
QP-5000 (quadrupole) kütle spektrosu ile
donatılmış, bir GC – 17A kullanılmıştı. MS iyon kaynağının sıcaklığı
200 oC ve elektron enerjisi 70
eV idi. Her bir
bileşiğin, MS ayrışma modeli ve GC kovats
indeksi
orijinal bileşiklerinkiyle karşılaştırıldı. Kullanılan method, ekstraksiyon ve analiz bakımından % 100
tekrarlanabilirdir. Hassasiyet 0.01 ppm
den az
değildi. Çay uçucularının tipik gaz karomatogramları şekil 1
de görülmektedir. Sonuçlar
ve Tartışma
Doku
kültürü veya vejetatif
çoğaltma yada aşı teknikleri yoluyla çoğaltıla
bilen, istenilen verim ve/veya kalitedeki elit klon
seçimine klonal farklılıkların ince lenmesi yardımcı olur. VFC de ki varyete
farklılıkları ve klonlar
üzerinden elde
edilen veri Tablo
1 de
özetlenmiştir. Assam, Çin ve Kamboçya Güney Hindistan da
yetiştirilebilen üç
büyük genetik çeşittir. Benzer koşullar altında büyümelerine rağmen VFC
kompozisyonlarında ki geniş farklılıkları, veriler açık bir şekilde
göster mektedir. En az Çin ve en yüksek
aroma indeksini Assam çayı
gösterirken Kamboçya arada yer aldı. I. Grupta trans-2-hexenal ve II. Grupta linalool phenylacetakdehyde ve geraniol
hakimdi. Yüksek lipoxygenase
içeriği ve aktivi tesi ile
okside olmuş
doymamış yağ asitlerinin yüksek oranları yüzünden I.grubun içeriği
yüksektir (16).
Aroma
indeksinde gözlenen eğilimin
I.ve II.grubun toplamları ile ilişkisi tespit edilemedi. Böylece,
aroma
potansiyelini II. grubun I. ye daima oranı belirler, miktarı değil.
Ayrıca
uçucuların tek tek araların
da ki aroma
yoğunluk
farklılıkları sadece aroma yoğunluk indeksini göstermek için seçilmiş
bir
değerdir (17) . Her bir uçucu kendi eşik düzeyine
sahiptir ve sadece konsantre
olduğu
zaman aromaya katkıda bulunmuş olur. Aramaya bir bileşiğin nispi
etkisi,
konsantrasyon eşiği ile konsantras yonu arasında ki orana bağlıdır.
VFC’ nin
kompozisyonu ayrıca, toplama aralıklarıyla etkilendi ve bu neden le kalite etkilenirken , ticari değer
üzerine
büyük etkiye
sahipti. Bileşiklerdeki tek tek
farklılıklar yerine
mutlak farklılıklar temel alınarak yapılan değerlendirme önemlidir.
İmalatın
farklı aşamaları süresince,
uçucuların üretiminde ki değişimler üzerinde elde edilen veriler Tablo
3 de
sunulmuştur. Taze yeşil yapraklar uçucu ların
yüksek
bir miktarını kendinde tutar. Bununla birlikte, I. grup bileşiklerin
miktarı nın II. grubunkilerden çok daha
yüksek olduğu tespit
edilmiştir. I.Gruba; n-hexanol, n-hexanal, cis-3-hexanal, trans-2-hexanal ve cis-3-hexanol hakimdi. II. grupta, miktarlar
karşılaştırıldığında sadece methyl salicylate ve phenylacet aldehyde hakimdi.
Bununla birlikte,
soldurma işlemiyle VFC
de büyük değişimler ortaya çıkmaktadır.
İşleme
süresince I.grup ve II. grup
uçucuların toplamına bakıldığında imalatın ilerlemesiyle öncelikle bir
artış
gösterir ancak kurutmada azalırlar. Bu kullanılan yüksek ısı
nedeniyledir, ki
uçucular kolaylıkla kaçarlar. II.Grup uçucu larda
benzer bir eğilim göstermekle kurutmada çok az miktarda azalmışlardır.
Bununla
birlikte aroma indeksinde ki oranları soldurmada azaldı ve fermantasyon
süresince düşük kaldı ancak kurutmada çok arttı ve delmeden sonra
tekrar
azaldı. Deneysel kalite kontrol, siyah çayda aroma karakteristikleri ve tat gelişimi konularında sadece uygun bir şekilde yaprak soldurmayı temin etmek için kullanılmıştı. Soldurma denemeleri, kuru ve yaş termometreler arasında ki 6, 8 ve 10 oF lık higrometrik farklar sürdürülerek yönetildi ve çay yaprakları yumuşak, normal ve sert solmuş yaprakları elde etmek için farklı zaman aralıklarında (soldurma teknelerine) dolduruldu. Soldurmanın farklı dereceleri altında, tek tek uçucu bileşenleri ve toplamdaki değişimleri Tablo 4 de verilmiştir. Soldurma süresince uçucu içeriğinde hem kalitatif hem de değişimler meydana geldi. Sonuçlar gösterdi ki, sert bir soldurmaya karşın yumuşak soldurulan yaprak kantitatiflar benzer miktarlarda uçucular içerdi ancak II. I. grup bileşikler arasında ki oran asgari uygunluktaydı. Solma ilerledikçe I.
grup ve
II. grup bileşikleri azaldı ve II. grubun alkolleri hariç derece derece arttılar. Bu yüzden soldurma derecesine
bağlı olarak
aroma indeksi derece derece
arttı. Bununla
birlikte,
bu eğilimin bir limiti olmalıydı çünkü biyokimyasal reaksiyonların
başlaması
için minimum miktar da bir su gereklidir. Gerçektende soldurmanın türü
ve
derecesi hidrolitik ve oksidatif
enzim aktivitelerinin göreceli kontrolünün bir yolu olabilir. Mamul çay
kalitesinde kötüleşmeye neden olan (makasla) kesme aşamasından önce
yeşil
yapraklara herhangi bir mekanik zarar vermeden yeşil yaprakları elle
toplama
uygulamasın da çayın kalitesinin geliştiği denemelerde görülmüştür.
Yeşil
yaprakların mekanik hasarıyla VFC deki
değişimler Tablo 5 de
görülmektedir.
Linalool,
oksitleri, phenylacetaldehyde, 2-phenyllethanol ve benzaldehyde
hasarsız yapraklarda hiç yokken hasarlı ve yeşil yapraklarda
bulunmaktadır.
Hasarlı yapraklarda uçucu üretimi üzerine oksidasyon
ve oksijenin rolünü çalışmak amacıyla aynı deneme bir azot atmosferinde
yürütüldü. Burada I. grupta ki tüm alkoler de hafif bir artışla trans-2-hexenal’e
bağlı büyük bir artış kayıt edildi.
Sonuçta, I.grup bileşiklerin toplamı azaldı. Diğer taraftan methylsalicilate ve linalool oksitler attı. II. grubun diğer tüm bileşiklerinde önemsiz değişimler görüldü. Sonuç olarak, havanın yerini azotun alması aroma index değerini arttırmıştır. Doymamış
yağ asitlerinden uçucuların enzimatik
oluşumu, lipid
içeren başlıca gıda ürünlerinde görülmektedir. Bu çalışmada, linoleik ve linolenik
asit
eklemenin VFC üzerine etkileri gözlendi (Tablo 6). Linoleik
asit ilavesi ; trans-2-hexenal’de
hemen hemen küçük bir azalma ile, n-hexenal’in konsantrasyonunu 10’a katlamaya neden
oldu.
Diğer I.grup bileşikleri, hemen hemen
etkilenmeden
kaldı. Linolenik asit ilavesindeyse ;
diğer lipid bozunması ürünlerinde sadece
önemsiz değişimlerle trans-2-hexenal de göze çaptan
bir artış sağladı. Beklenildiği gibi, iki
yağ
asidinin her ikisinin de ilavesinde II. grup uçucularda değişim olmadı.
Yağ
asitlerinin ilavesiyle aroma indeksinin azalmasında linoleik
asit en büyük
etkiye sahipti.Cis-3-hexenal’in
trans-2-isomer’e
kadar
hızlı bir enzimik izomeri zasyon
göstermesi, trans-2-hexenal’in
miktarını yükseltti.
Uçucu
üretimi üzerine Lipoxygenase
aktivitesinin etkisi çalışılmıştır (Tablo
7). Lipoxgenase,
mamul çayda otsu bir kokuya neden olan alkoller ve istenmeyen aldehyde’ lerin
oluşumuna yol
açar (19). Normal de çay imalatının
son aşaması olan kurutma işleminde çay
yaprakları 30 dk sürey
le 130 oC
de
kurutulur. Bununla birlikte, mamul siyah çayda bazı enzim aktiviteleri
devam
eder. Bu nedenle, Lipoxygenase inaktivasyonu
için büyük ısı gereklidir. İnhibisyondan
sonraki oksidasyonda lipoxygenase
katalizinden hemin (Fe+3)
katalizini ayırmak için geleneksel olarak
siyanür
iyonu kullanılmaktadır. Uçucuların oluşumu üzerine etkisini
değerlendirmek için
kesilen dhool’lere son konsantrasyo nu 20
mM olan siyanür eklendi. I.Grup
bileşiklerde
önemli bir azalma meydana gelirken, II. grup bileşiklerde hemen hemen bir değişme olmadı. Böylece aroma
indeksinde keskin
bir artış meydana geldi. I.Grup uçucular 100 mM luk
siyanür konsantrasyonunda hemen hemen
üretilemedi.
Düz zincirli alkoller ve aldehyde ler lipidlerden
oluşurken, terpenoidler
onların glikozidlerinin hidrolizi ile
meydana
gelmektedir. Aromatik aldehyde’ler
aminoasitlerde oluşmuş olup,
alkollere muka bil redüksiyona neden
olurlar. Ionon’lar karotenoid
bozunmasıyla meydana
gelmişlerdir. Çay
yaprağında , lipoxygenase’nin
konumsal spesifikliği bilinmiyor. Oksijen in varlığında linoleik
asit, hydroperoxid’lere kadar okside olur.
N-hexenal, lyases
yoluyla 13-hydroperoxylinoleik asitin
bölünmesiyle oluşmuş olabilir. Homojen kesilmiş çay dhoollerine
n-hexenal eklendiğinde alkol oksideredüktazı
yoluyla hızlı bir redüksiyon göstererek, n-hexanol’ü
önemli miktarlarda arttırmıştır.Linoliek
asit, 9 ve
13 hydroperoxid’e kadar okside olabilir. Cis-3-hexenal, 13-hydroperoxid’in bölünmesiyle oluşmuş olabilir.
Homojen çay
yapraklarında cis-3-hexenal’in
trans-2-hexenal’e
kadar
hızlı izomerize olduğunu gözledik. Bu iki aldehyde kesilen dhoollere
eklendiği zaman, alkol oksideredüktaz
yoluyla
redüksiyon göstererek, alkollerdekine benzer bir artış verdi. Benzer
şekilde,
kesilen dhoollere 1-penten-3-one eklendiğinde, 1-penten-3-ol
üretildi. 1-penten-3-ol, 16-hydroksiperoxidazın enzimatik
izomerizasyonu
yoluyla oluşmuş olabilir. Bu
araştırma, farklı işleme
teknikleriyle VFC içeriği ve kompozisyonunun çok değişebildiğini , çok
net bir
şekilde kanıtlamıştır. Ayrıca siyah çayın aromasının nasıl geliştiğini,
kontrolünü ve korunması üzerinde fikirler sağladı. İlaveten, siyah çay
imalatı
süresince VFC bileşiklerinde ki değişimler, optimum koşulların kontrolü
ve
uygun bir kalite kontrol metodu geliştirmek için izlendi. İlerideki
çalışmalar, lyases ve alkol oxideredüktazları, hydroperoxydase‘ın
konum
spesifikliğini belirle mek ve çay
yaprağının aroma
enzimleri üzerinde sürdürülecektir. Tercüme:
Kamil Engin İSLAMOĞLU, Ziraat Mühendisi, E-Mail
Kaynak
:R.Ravichandran,
R.Psarthiban.,
1997. The Impact of processing
techniques on tea
volatiles. Tea Technology Division,
UPASI Tea Research Institute,
642 127, ValparaiIndia. Food Chemistry, Vol.62
, No.3, pp. 347-353
9) Kajiwara et, al., 1982 11)
Akeo,
1981 |