|
Çayın
Kalitesi ve Piyasa Fiyatının NIR ile Değerlendirilmesi
Shou-He
Yan
Catholique
de
Louvain Üniversitesi (UCL), Gıda Biyokimyası Bölümü (BNUT)
Croix du
Sud 2/8,
1348 Louvain La-Neuve, Belçika.
Takdim
Siyah,
yeşil, ve oolong çay başlıca üç çay
tipidir. Camellia sinensis bitkisinin genç sürgünlerinin yapraklarından
üretilirler.
Yeşil çay üretimi süresince prosedür, sadece yaprakların kurutulması
(stimleme
vb.) yoluyla polifenoller ile birlikte
yeşil renginde korun masıdır. Siyah çay üretim sürecindeki fermantasyon
prosedürü, koyu kırmızı bir renkle sonuçlanana kadar polifenollerin,
theaflavin
ve thearubigin’lere kadar dönüşümü içerir. Yarı fermente bir çay olan
oolong
çay üretiminde hem yeşil hem de siyah çayların üretimi için gerekli
prosedürler
birleştirilir, kısmi fermente çaylar kırmızımsı olduğundan “kırmızı
kenarlı
yeşil yapraklar” olarak ta adlandırılırlar.
|
Çay
kalitesinin değerlendirilmesi halen, duyusal
olarak analistlerin muayene – taktirlerine bağlıdır. Bir çayın kalite
derecesine; görüntü, tat, aroma ve koku duyuları yoluyla karar verilir
ki bu,
piyasa değerini de belirler. Çay kalitesini değerlendirmek için
kullanılan “Çin çay
değerlendirme sistemi’nde” ki 100’lük maksimum kalite puanı
ile tüm
çay değerlendirmeleri Çin’de ki uzmanlar tarafından çok ayrıntılı
olarak
yürütülmektedir. Test için seçilen 3 gr çay, 200 mL kaynar suda 5
dakika
süreyle demlenir. Önce, çay yaprakları hem boyut hemde şekillerine göre
10
puana kadar değerlendirilir ardından deme ait renk, aroma ve tat içinde
sırasıyla; 15, 30, 35 puan olarak toplam 80 puana kadar
değerlendirilir
(toplamı 100 puan olan çok nadirdir veya yoktur).
Çayın asıl değerini toplam puanı sunar ki en
kalitelisi en yüksek puana sahip olandır. Bu değerlendirme,
en
yüksek kaliteyi 1. derecenin oluşturduğu yaklaşık 7 kategorilik kalite
derecelendirmesine kadar bir sınıflandırma yapmayı mümkün kılar.
|
|
 |
|
Çayın
kalite
derecesi, çayın adı ve derece kategorisi kullanılarak ifade edilir
örneğin;
Keemun–1 (K1), Keemun–2 (K2). En yaygın çay kalite dereceleri 1’den 5’e
kadar
sıralananlardır. Farklı bir tip veya farklı bir orijinden elde dilen
çayın aynı
kalite derecesine sahip olanları karşılaştırılmaz. Yeşil ve siyah
çayların veya
Keemun ve Fengquing çaylarının aynı derecelilerini karşılaştırmak
anlamsızdır.
Bu olgu, uluslararası pazarlarda özellikle çay kalitesinin taktir
edilmesinde
duyusal değerlendirmelerin yararlılığınıda sınırlandırır.
Bu
makale, çay kalitesinin duyusal
değerlendirilmesine karşı bir potansiyel yol olarak “Yakın İnfrared (NIR) Spektroskopisi“nin
kullanılabilirliği üzerine odaklanmış olacaktır. Çalışmada,
çay kalitesini değerlendirmek için NIR teknolojisinin, çayın kalitesi
ve piyasa
fiyatı arasında tarafsız bir değerlendirmeyi mümkün kılarak; hızlı,
uluslararası geçerliliği olan ve objektif bir metot olduğu görülmüştür.
Kalibrasyon
ve Tahmin
Çalışmamızda,
Çin Ulusal
standartlarına (CNS)
göre
ihraçlık çaylardan seçilmiş olan 24 yeşil ve 24 siyah çay,
kalibrasyonuda
içeren NIR analizleri için bir örnek grubunu oluşturmuşlardır.
Bunlar,
19
eyaletten 100’den fazla çay değer biçme uzmanı tarafından değerlendiril
miş
olan örneklerden “Çin Değer Biçme ve Kalite Kontrol Komitesi” yoluyla
temin
edilmiştir.
|
|
Kullanılan
her iki gruptaki: Yeşil çaylar; Chunmee (14)
ve Hyson
(10), siyah çaylar; Keemun (10) ve Fengquing (14, Camellia
assamica)’dir.
Chunmee ve Fengquing çayları 1’den 7’ye kadar farklı derece
ayrılmıştır. 48 CNS
ihraçlık çayları, Shanghai Çay Bilim Kurulu tarafından temin
edilmiştir.
NIR
analizleri için, CNS
grubundakilere eşdeğer, ancak An-Hui (Camellia sinensis) ve Yun-Nan
(Camellia
assamica) eyaletlerindeki çay ihracat şirketleri tarafından seçilmiş
olan 48
Çin Eyalet Standartlı (CPS)
çay
örneklerini de içeren ikinci bir grup oluşturulmuşdu. Her bir örnek NIR
analizleri için eyaletlerden gönderilmeden önce yaklaşık olarak 15 çay
tadımcısı tarafından tekrar test edilmişti.
NIR
spektral (tayf) reflektans
(yansıma) kayıtları, 6 gr’lık her bir çay örneği bir cam elyaf filtresi
ve bir normal
cam arasına yerleştirildikten sonra 1100 – 2500 nm aralığında
yapılmıştır.
Türetilen NIR spektra’ları “Çoklu
Linear Regresyon (MLR)”
prosedürü kulanı larak işlemiş ve
değerlendirilmiştir (Tablo 1).
|
|
Tablo
1 |
|
1.
ve 2. spektral türevlere dayalı olarak kalibrasyon (R2)
ve tahmin (r2)’e ait MLR
kalite
göstergeleri ve tadımcıların kalite sınıflandırmaları arasındaki ilişki. |
|
MLR
kalitesi |
1.
türev |
2.
türev |
|
Göstergeler |
1* |
2* |
1* |
2* |
|
R2
(Kalibrasyon) |
0.86 |
0.79 |
0.89 |
0.83 |
|
r2
(Tahmin) |
0.81 |
0.72 |
0.86 |
0.68 |
|
|
|
1*:
Tadımcıların kalite
derecelendirmelerine bağlı girdi verisi sırasıyla; Chunmee ve Fengquing
için 1–7, Keemun’larda 3’den 7’ye kadar ve Hyson’larda 2.5 ve 3.5’den
6.5’a
kadardır.
Bu modifikasyon önceki çalışmalarımızda rapor edilmiş, temel bileşeni
elde etme
analizi yoluyla oluşturulmuş girdi bilgisi olarak (polifenol,
aminoasit, kafein
ve lignin) kimyasal bileşen analizleri kullanılarak elde dilmiştir.
2*:
Tadımcıların kalite
derecelendirmelerine bağlı girdi verisi; Hyson ve Keemun için 1–5,
Chunmee
ve Fengquing için 1 – 7 olarak verişmiştir.
|
Tablo
1’de gösterildiği üzere,
yukarıda da belirttiğimiz gibi farklı orijinli çaylar arasın da derece
kategorileri karşılaştırılmamıştır. Önceki çalışmamızda, çayın
kalitesini bir
NIR MLR modeliyle saptamak için çayı öncelikle kimyasal bileşenlerine
göre
(polifenol, aminoasit, kafein ve lignin) analiz etmenin gerektiğini
göstermiştik. Diğer kimyasal analizler yerleşmiş metotlar veya UV
spektrometresi yoluyla yapılmıştır. Bu veriler bir sonraki MLR
analizleri için
derecelendirme girdi verilerinin bazılarını modifiye etmede kullanılan
temel
bileşen analizlerindeki puan dağılımlarıyla birleştirilmiştir.
Tablo
1’den görülebileceği
gibi, 2. spektral türev kullanılarak elde edilen MLR kalibrasyonu en
iyi
sonuçları 0.89’luk kalibrasyon R2 noktasında (48 CNS
örneklerinde)
ve 0.86’lık tahmin r2 noktasında (CPS örneklerinde)
vermiştir. Bu
değerlendirmeye göre, çayların %70’den daha fazlası bir grup içinde
sınıflandırılmıştır
ki burada da MLR kalite indeksiyle tadımcılar tarafından belirlenen
arasındaki
fark 0.5’den daha azdır. Çay örneklerinin sadece %9.7’si 1.sınıf olarak
hatalı
tahmin edilmişken, çayların %20.3’de girdi verilerinden 0.6 – 0.9’luk
sapma ile
sınıflandırılmıştır.
96
çay spektrası (kalibrasyon +
tahmin değerleri), Unschambler 5.5 paket yazılımını (CAMO A/S
Trondheim,
Norway) kullanan
“Kısmi
en küçük kareler regresyonu”
(PLS)
kullanılarak analiz edilmiştir. PLS analizlerinde 86 çay (%89.6‘sı) 0.5
dereceden
daha küçük bir sapma ile doğru olarak değerlendirilmiş, 8 adet çay
(%8.3’ü) 0.5
ve 0.8 derecelik bir sapma ile “şüpheli” bulunmuş ve 2 adet çay’da
(%2.1’i) 1
dereceden daha büyük bir sapma ile hatalı sınıflandırılmıştır. Böylece,
PLS
analizinin çok umut verici olduğu görülmüştü.
NIR
Spektroskopisi Yoluyla Çay Kalitesini ve Piyasa Fiyatını
Değerlendirmek
Japon
Yeşil Çayları
1985
ve 1987’de Tokyo’da ki bir
dükkandan piyasa fiyatları üzerinden satın alınan Japon çaylarından
(Sencha ve
Gyokuro) iki seride toplam 18 örneğin NIR spektraları kayıt edilmiş ve
değerlendirilmiştir. Sencha çaylarının 7 tanesinin fiyatı 500’den 2000
Yen/100
gr’a kadar sıralanmakta ve 11 adet Gyokuro çayı da 400’den 5000 Yen/100
gr’a
kadar sıralanmak taydı. Onlara ait kalite dereceleri Tablo 2’de
gösterilmiş,
geliştirilen en iyi MLR denklemi tarafından tahmin edilebilmişlerdir.
|

|

|

|
|
Tablo
2’de Sencha çayının
kalite derecesi MLR kalite değerindeki artış yoluyla gösterilmiş, çay
kalitesindeki artış ile piyasa fiyatındaki artışa bağlı olarak,
artışlar; 1.12,
1.02, 1.11 ve 1.53 aralığındaydı. Bir yıl süreyle depoda korunan iki
Sencha
çayının (10 Yen/gr ve 20 Yen/gr) MLR değerlerindeki yaklaşık 1
derecelik artış dikkate
alındığında, kalite değerlerinin azaldığı belirlenmişti.
Bu farklılık
daima
taze çayların eskilerden daha iyi olduğunu teyit eden, çay değer
takdiri uzmanların
duyusal ekspertizleriyle mutabıktır.
|
...
|
| Tablo
2 |
| Sencha
ve Gyokuro çayının piyasa fiyatı ve MLR kalite değerleri |
MLR
tahmini
kalite değeri |
100
gr çay fiyatı (Yen) |
| 500 |
1000 |
1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
| Sencha |
2.35 |
1.23
2.11a |
0.21 |
-
1.31
-
0.41a |
-
|
- |
| Gyokuro |
4.28 |
2.40
3.39a |
2.78 |
1.80
2.81a |
-
0.21 |
-
0.81 |
|
| a
: Çay
örnekleri, bir yıl süreyle depolanmış olanlardan satın alınmıştır.
|
|
|
Gyokuro
çayının MLR kalite
değeri, 1500 Yen/100 gr ’dan 3000 Yen/100 gr’a kadarki piyasa fiyatında
sırasıyla her 500 Yen’lik artışla, 1 (2.01/2) ve 0.98 kadar azalmıştır.
Gyokuro
çaylarının diğer örneklerinde, MLR kalite göstergeleri 400, 800 ve 5000
yen/100
gr’lık fiyatlara göre 1.3, 3.65 ve 5.53’dü. Bu Gyokuro için dikkat
çekici bir
problemdi, kalitesi göreceli olarak azaldığında en yüksek piyasa
fiyatına
ulaştığı tespit edilmişti ! HPLC
ve
NIR yoluyla yapılan analizler ile tadımcılar tarafından yapılan duyusal
değerlendirmeler bir çayın piyasa fiyatına gereği gibi yansımıyordu.
Gyokuro
çayı için depolamanın
negatif etkisi ayrıca görülmüştü ; çayın kalite değeri bir yıl süreyle
depolanmış iki örnekte yaklaşık 1 derece kadar aleyhte artmıştı. Sencha
ve
Gyokuro kalite dereceleri arasında bir karşılaştırma yapılmamasına
rağmen,
tablo 2’den de görüleceği gibi piyasa fiyatlarının artışı ile MLR
kalite
değerlerinde bir azalma olmaktadır. Farklı çay tipleri için, ayrı ayrı
MLR
denklemleri oluşturmak gerekli bir zorunluluk olacaktır.
Almanya
Pazarında Satılan Siyah Çaylar
1991’de
Almanya’da ki aynı
dükkandan, 6.0’dan 9.8 DM/100 gr’a kadar fiyatlandırılmış 5 Hindistan
siyah
çayı ve 3.9’dan 4.2 DM/100gr’a kadar fiyatlandırılmış Seylan siyah çayı
satın
alınmıştır. “Institut
für Lebensmittelchemie der Technischen Universitat’dan”
sekiz Alman tadımcı, çayların kalitesini en kaliteli olan en yüksek
puanı
alacak şekilde 1’den 9’a kadar puanlarla tayin ettmiştir. Yani 3, 5 ve
7
puanları “iyi”, “çok iyi” ve “mükemmel” tadımcı değerlendirmelerine
karşılık
geliyordu. Aynı örnekler MLR kalibrasyonu içinde kullanıldı (Tablo 3).
|
Tablo
3’de fiyatlar, HPLC kateşin içerikleri veya Almanya’da ki
tadım paneli değerleri ile mutabık değildir. Tüm çaylar içerisinde en
yüksek
kaliteye sahip olan Seylan Uva dağlık arazisi çayı, fiyatı düşük olandı
ve Hindistan’ın
ünlü Darjeeling 1.sürgün çay fiyatının sadece %43 kadardı. Üstelik,
Seylan Uva
dağlık arazisi çayı, en düşük kaliteli Seylan düşük rakımlı alan,
çayından sadece
%7 (0.3 DM) yüksek olacak şekilde hatalı fiyatlandırılmıştı.
Çayın
kalitesi ve
piyasa fiyatları arasında göze çarpan bu çelişki, uluslararası serbest
piyasa
ekonomisindeki anormal dengesiz durumu da açığa çıkarmaktadır. |
|
| Tablo 3 |
Hindistan
ve Seylan siyah çayları için NIR MLR kalite indeks
değerleri ve HPLC
ile NIR
Spektroskopisi yoluyla belirlenen toplam kateşin
içeriğinin tadım panelindeki puanlarla ilişkisi |
Siyah
Çaylar
(Almanya’da
pazarlanan) |
Fiyatlar
(DM/100gr) |
Toplam.Kateşin
(g
100g-1) |
Kalite
Puanları |
| HPLC |
NIR |
Panel |
NIR |
| Hindistan,
Darjeeling 1. Sürgün |
9.8 |
8.16 |
7.39 |
5.63 |
5.39 |
| Hindistan,
Darjeeling 2. Sürgün |
8.5 |
5.88 |
4.78 |
4.75 |
4.96 |
| Hindistan,
Darjeeling, Sonbahar |
7.5 |
5.52 |
5.36 |
4.88 |
5.25 |
| Hindistan,
Assam, bütün yaprak |
6.8 |
4.22 |
4.63 |
3.81 |
4.46 |
| Hindistan,
Assam, kırılmış |
6.0 |
5.31 |
5.49 |
5.28 |
4.39 |
| Seylan,
Uva dağlık arazisi |
4.2 |
12.48 |
12.44 |
7.31 |
7.05 |
| Seylan,
düşük rakımlı alan |
3.9 |
2.04 |
2.03 |
2.20 |
2.06 |
|
Değerlendirmeler
Çay
kalitesini belirlemek için
bir metot olarak NIR Spektroskopisi’nin benimsenmesi için öncelikle NIR
Spektroskopisi çay kalite metotları tespit edilmeli ve bunlar, dünya
çapındaki
tüm tadımcıların oluşturacağı bir panel tarafından onaylanmalıdır. NIR
kalibrasyonu, polifenollerin,
aminoasitlerin, aroma ve en iyi çay kalitesini üreten diğer bileşen
içeriğinin
en yüksek olduğu çoğunlukla körpe yaprak ve tomurcukların niteliğine
dayalıdır.
Tüm
tadımcı panelleri, çay tomurcuğunun 0 yaşındayken en kaliteli olduğuna
ve kaliteyi,
birinciden (1.yaş) itibaren beşinciye (5.yaş) kadar yaprağın yerinin
(yaşının)
azalttığında mutabıktır.
Diğer
bir ifadeyle, büyük
yapraklı çay (C. assamica) ve küçük yapraklı çay (C. sinensis) aynı
kalitede
değildir, her ikisi içinde ayrı ayrı NIR kalite kalibrasyonunu tespit
etmek
asgari gerekli koşuldur. Bu hedefe, önceki denemelerimizle ulaşmıştık. İki
varyetenin, MLR çay kalite belirleme
verisi ve yaprak yaşı (0’dan 5‘e kadar) arasındaki korelasyon katsayısı
(r2)
0.96’dır.
Aynı zamanda, MLR kalite değerleri assamica için -8’den 11’e ve
sinensis içinde -7’den 8’
kadar sıralanmıştır. Her
100
gr kurutulmuş tomurcuk sırasıyla ; büyük yapraklılarda (assamica)
yaklaşık
olarak 4000 taze tomurcuk ve küçük yapraklılarda (sinensis) yaklaşık
olarak
10000 taze tomurcuk içerir.
Sinensis varyetesin de tomurcuğun 1 (tek)
olarak kabul edilmesi durumunda, ağırlığa oranı 1. yapraktan 4. yaprağa
kadar
1.8, 3.6, 7.6 ve 10.3’e kadar artar. Tomurcuk
ağırlığının yaprak ağırlığına oranı yoluyla ifade edilen,
yaprakların körpelik farklılıklarına göre,
incelenen örneklerin NIR
kalibrasyonlarını tespit etmek, NIR tahminlerinin doğruluğunu sağlamak
ve
birleştirilmiş kimyasal ve PCA analizleri yoluyla bunları doğrulamak
için
tomurcuk ve yaprak oranları analiz edilerek tanımlanmış olmalıdır.
Ümit
verici olan, bir
uluslararası bir şirketin Japonya’da yetiştirilen sinensis ve Hindistan
veya
Seylan’da yetiştirilen assamica ile, Çin’de yetiştirilen sinensis ve
assamica’nın
standardize edilmiş kalite tahminleri için NIR kalite metotlarını
yerleştirmeye
başlamasının Çin tarafında kabul edilebileceğidir. Çay üreticileri, çay
satıcıları ve diğer tüketiciler ile birlikte araştırmacıların, çayın
kalitesini
değerlendirmede ve ardından bunu piyasa fiyatlarına yansıtmada birlikte
çalışmaya ihtiyaçları vardır.
Tercüme: Kamil Engin
İSLAMOĞLU, Ziraat Mühendisi, E-Mail
Kaynaklar
:
http://www.spectroscopyeurope.com/NIR_19_2.pdf
http://www.buchi.com/Polarization-interferometer.469.0.html |
|