Siyah Çayda Kaliteden Sorumlu Bileşiklerin Gelişimi Üzerine Fermantasyon Zamanının Etkisi

Özet

1.    Takdim

Fermantasyon süresince; zaman, ısı, pH, nispi rutubet ve O₂ kullanıla bilirliği istenilen ürünlerin yüksek düzeyde oluşmasından sorumlu kritik faktörlerdir (4). Bunlardan fermantasyon zamanı önemlidir.

Fermantasyon zamanının hem artması hem de azalması zayıf çay kalitesine yol açabilir. Çay kalitesi üzerinde fermantasyon zamanının  etkilerini göstermek için bazı denemeler yapılmış olmasına rağmen, fermantasyon süresince kateşinlerin oksidasyonu ve theaflavinlerin oluşumu üzerine raporlar çok sınırlıdır (5). Ayrıca fermantasyon süresince bireysel olarak kateşinlerin oksidasyon seyirleri üzerinde rapor olmadığıda görülmüştür. Bu nedenle, siyah çay imal edilen klonların fermantasyon işlemi süresince theaflavinlerin oluşumu ve bireysel olarak kateşinlerin oksidasyonu üzerine fermantasyon zamanın etkisini çalışmak için bir deneme yapılmıştır.   

canlılık indeksi (BI) ve renk indeksi (CI) yani, kalite parametreleri için analiz edildi. Çay örnekleri su ekstraktları (WE), kafein (6), theaflavin fraksiyonları (7) ve kateşin fraksiyonları (ISO,1999) için ayrıca analiz edildi. Deneme üç tekrarlıydı ve sonuçların istatistiksel analizinde SPSS versiyon 7.5 kullanıldı.

Şekil 3. de siyah çayın fermantasyonu süresince meydana gelen değişim ler gösterilmiştir.

Fermantasyon süresince polifenoller polifenoloksidaz enzimi (PPO) yoluyla  o-quinon‘lara kadar (yüksek derecede karasız form) okside olur ve TFs ve TR formuna kadar dönüşürler.

Thearubiginler, komleks formlu yüksek polimerize maddelerin (HPS), proteinler ve TF ile reaksiyonlarıyla oluşur. Theaflavinler, çay likörünün parlaklığı ve canlılığı yönünde katkıda bulunurken, TR genellikle likörün dolgunluk ve renginden sorumludur.

Yüksek derecede polimerize maddeler demin rengini artırır. Toplam likör rengi (TLC) infüzyonun parlaklığının ölçüsüdür. TFs’nin oluşumu fermantasyonun erken aşamaları süresince zamanla artar. Zaman ilerledikçe TF maksimuma ulaşır ve sonra yavaşça azalır. Özel klonlar için TFs formunun maksimum olduğu zaman, optimum fermantasyon zamanı olarak kabul edildi.

Klon UPASI – 3 hızlı fermente olan kalonlardan biridir ve optimum fermantasyon zamanı 45 dakikadır. Mevcut çalışmadaki gözlemler ilk bulgularla bağlantılıydı. Fermantasyonu 45. dakikasında bir maksimuma ulaşana dek TFs nin eğrisinin oluşumunda ki durmadan yükseliş şekil 3. de gösterilmiştir. Bununla birlikte 110. dakikadan sonra ferman tasyon süresince TFs nin düzeyindeki değişim çok azdı. Bu PPO’ın aktivitesinde ki değişime bağlı olabilir.

Fermantasyon süresince polifenollerin oksidasyonu farklı bir eğilim izledi. Substrat konsantrasyonunda başlangıç aşaması süresince hızlı, fermantasyon ilerledikçe sürekli bir azalma tespit edildi. Fermantasyon zamanına bağlı olarak PPO ın aktivitesi de azaldı. Bu, enzimle okside olmuş polifenoller arasında oluşan komplekslerden dolayıdır. Polifenollerin oksidasyonuna bağlı olarak çözünmeyen kompleksler arttı. Enzim reaksiyon hızı maksimumdayken polifenol konsantras yonunun yükselmesiyle enzim reaksiyon hızı azaldı (8). Bu fermantasyon zamanına bağlı olarak, daha çok polimerik TR nin oluşumunun sonucudur.

Siyah çayda kalite parametreleri analiz edildi ve sonuçlar Tablo 1. de gösterildi.

Çaylarda demin zayıflığına neden olabildiğinden, fermantasyon zamanın artışı anlaşılabilir. Kafein düzeyi fermantasyon zamanından etkilenmemiştir. Bu, purin metabolizmasının sadece soldurma işlemiyle sınırlanmış olmasından dolayı olabilir. 

Daha iyi çay için likör canlılık ve renk dengesine sahip olmalı ve renk indeksi 5 ile 11 arasında olmalıdır. Renk indeksi 11 değerini geçerse o zaman çay renksiz olur, 5’in altına düşerse likör düşük canlılıkta ve mat renkli olacaktır. Çalışmada görüldü ki, tüm çayların renk indeksi değerleri 6 ile 10 arasındaydı. Canlılık indeksi değerinde en çok canlılık, çay imalatının 45. dakikasında görül dü. Güney Hindistan çayları için önerilen canlılık indeksinin normal oranı 12.5 – 22.5 dur. Parlak likörler 22.5 dan yüksek bir canlılık indeksine sahip olacaktır. Ancak 17.5 ‘un altına indiği zaman likörler sert bir tada sahip olma eğiliminde olur ve o zaman canlı likör elde etmek için 17.5 aşılmalıdır (9)

Çalışmada mevcut çayların tümünde canlılık indeksi 30’un üzerindeydi.

Theaflavin ve galatlarının antioksidan aktivetelerinden başka (Lai Kwok Leung et al., 2004 ) fermantasyon zamanına bağlı olarak siyah çay türlerinde ki nispi dağılımlarıyla buruklukları benzeşmez. Theaflavin digallat, basit theaflavinden 6,4 kat ve theaflavin monogallattan 2,8 kat daha buruktur (10). Bu nedenle, TF siyah çayın kalitesi için tek başına iyi bir gösterge değildir. Thanaraj ve Seshadri (1990), siyah çayın burukluğunu belirle mek için theaflavin eşdeğeri digallat (DGETF) adında yeni bir faktör oluşturdu. Kenya çayları için tavsiye edilen satış fiyatı ile DGETF değeri arasındaki ilişki uygundu (11). İmal edilen çaylar için farklı zaman aralıklarında ki DGETF değeri Tablo 1 ve 2 de sunuldu. En yüksek değer çay imalatının 45. dakikasında tespit edildi, 15. dakikadan 180. dakikaya kadar artan fermantasyon zamanıyla basit theaflavinler azalırken TF-3-G ve TF-3,3’-DG ın arttığı gözlemlendi (Tablo 2).

Bu, optimum fermantasyon zamanıyla kurutmanın, burukluk özellikleri iyi ve dolayısıyla iyi kaliteli bir çaya neden olduğunu gösterdi.         

Siyah çay imalatında farklı zamanlarda ki kateşin fraksiyonları Tablo 3’de verilmiştir. Kateşinlerin fermantasyon zamanına bağlı olarak okside oluğu tespit edilmiş olmasına rağmen hem kateşin (C) hem de gallik asit hemen hemen etkilenmemiştir. Bu, oksidatif digalltlar vasıtasıyla EGCG , ECG ve EGC gibi diğer kateşin fraksiyonlarından, kateşin ve serbest gallik asidin oluşumu nedeniyledir.

Serbest gallik asidin, serbest kalması Coggan,  Moss, Graham ve Sanders (1973) tarafından ayrıca gözlemlendi. Fernandez, Pablo, Martin ve Gon alez (2002) ile Xie, Von Bohlen, Klocken Kamper, Jian ve Gunther (1998) tarafında da benzer sonuçlar rapor edilmişti.

Fermantasyon süresince EGCG , ECG ve EGC büyük miktarlarda theaflavin ve digallat formuna kadar okside olur. Oksidasyon oranları EGC > EGCG > ECG sırasını izler. Obando et al., 2001 in sonuçlarıyla çelişkisi, sadece kateşinlerin (C) tamamen tükenmiş olduğunun tespitiydi. Fermantasyonun 3. saatinden sonra dahi siyah çaylarda ki tüm kateşinler belirlenebildi ki bu okside olmuş falvanollerle aralarında oluşturdukları kopleksler nedeniyle PPO’ın inaktive olmasına bağlıdır.