Gıda Teknolojisi

Özet

 

Aroma, siyah çayın  kalitesini ve fiyatını belirleyen önemli bir parametredir.  Siyah çay aromasını oluşturan hidrokarbonlar, alkoller, karboniller, asitler, esterler, laktonlar ve diğer bileşikler, büyük ölçüde çayın işlenmesi sırasında aminoasitler, karotenoitler,  doymamış yağ asitleri ve terpenoitlerden oluşmaktadır. Bu makalede, siyah çay üretiminde aroma oluşumu ele alınmaktadır.

 

Giriş

Dünyada en yaygın tüketilen içeceklerden biri olan çay hoş tad  aroması, uyarıcı özelliği ve sağlık üzerine olan pozitif etkisi nedeniyle  ilgi görmektedir.  Çayın tad ve aroması üzerine yeşil çay yaprağında %25-35 oranında bulunan uçucu olmayan katı bileşiklerle, kuru maddede %0.1’in altında bulunan uçucu bileşikler etkili olmaktadır (1). Uçucu olmayan bileşiklerin çayın tadı üzerine, uçucu olanların ise aroması üzerine etkili olduğu bildirilmektedir (2).

Siyah çay üretimi sırasında, yeşil çay yaprağında bulunan flavonoidler, proteinler ve lipidler, hidrolitik ve oksidatif enzimlerin etkisiyle değişime uğrayarak, siyah çaya özgü  aromayı kazandırmaktadırlar. Siyah çay üretimi sırasında oluşan aroma, diğer özelliklerle birlikte çay kalite ve fiyatının belirlenmesinde rol oynamaktadır (3). Çayın  tüketici tarafından kabul edilebilirliğinde en önemli kalite kriteri olan aroma, birçok bileşikten oluşmaktadır. Günümüze kadar, çay aromasını oluşturan 600’den fazla bileşik tespit edilmiştir (4,5). Çay aroma bileşenleri, birincil veya ikincil ürünler olarak sınıflandırılabilir. Birincil ürünler taze yeşil yaprakta bulunurken, ikincil ürünler çay üretimi sırasında oluşur (6).

Çayın aroma bileşenleri yetiştiği ülke ve bölgeye göre değişir. İklim faktörlerinde hafif bir değişim aroma kompozisyonunu etkiler. Özellikle yüksek rakımlarda yetiştirilen çaylar daha aromatik özelliktedir. Aroma bileşenleri hasat sezonuna göre de önemli ölçüde değişir ve bu değişimler sub-tropikal iklimler veya yüksek sıcaklıklarda daha fazladır (6). Siyah çay üretiminde dört ana yöntem (Ortodoks, CTC, Rotorvan ve LTP)  kullanılmaktadır (7). Siyah çay üretim yöntemine bağlı olarak çayın aroma bileşenleri değişmektedir. CTC yöntemiyle işlenen çaylar, Ortodoks yöntemiyle işlenenlere göre daha düşük aroma yoğunluğuna sahiptir. CTC yönteminde cis-3-hekzenol, linalol, linalol oksit, metil salisilat, geraniol daha az oranda olup, uçucu aroma bileşenlerinin oranı da daha düşüktür (8).

 

Siyah çaya işleme ve depolama süresince aromadaki değişim

Siyah çay, taze çay yaprak ve filizlerinin soldurma, kıvırma, fermentasyon ve kurutma proseslerine tabi tutulması ile elde edilir. Hasat edilen yapraklardaki karotenoid, amino asit ve flavanol ön maddelerinden  çeşitli aroma bileşikleri  oluşur. Siyah çay üretiminde ilk aşama, yaprakların soldurulmasıdır (9).  Soldurma sırasında çeşitli biyokimyasal değişiklikler meydana gelir, aroma maddelerinin ön maddeleri oluşur ve hücre geçirgenliği artar (1). Soldurma koşulları (özellikle sıcaklık) aromayı önemli ölçüde etkiler. Arzu edilen siyah çay aromasının oluşumu için soldurma sıcaklığının 30 ^oC’nin üzerine çıkılmaması önerilir (10). Soldurulan yapraklar; kıvrılır, parçalanır ve hücredeki oksidaz enzimleri serbest hale geçerek ön maddeler ile temas eder (9). Kıvrılan, parçalanan çay yaprakları fermentasyona  bırakılır. Bu aşamada, çay yaprağında bulunan kateşol oksidaz enzimi eşliğinde çay flavonolleri atmosferik oksijen ile oksidasyona uğrar.  Okside olmuş flavanoller, ortamda bulunan başka bileşikleri okside etme yeteneğindedir. Bu mekanizma ile değişikliklere maruz kalan aminoasitler, karotenoidler ve doymamış yağ asitleri çay aromasına katkıda bulunan bileşiklerin oluşmasını sağlar (1). Fermente yapraklar daha sonra 90-105 °C’de kurutulur.  Kurutma işlemi ikinci derecedeki oksidasyonu sağlar ve siyah çaya özgü tad, aroma ve renk oluşur (9). Kurutma sırasında bir yandan kaynama dereceleri düşük olan aroma bileşikleri buharlaşarak kaybolurken, diğer yandan ß-iyonon, theaspiron gibi siyah çayın çok önemli aroma bileşikleri oluşur. Kurutma sonucu aroma bileşiklerinin miktar ve oranlarındaki değişme, üretilen siyah çayın aroması üzerine önemli etki yapar. Ayrıca kurutma süresince şekerler ile amino asitler arasındaki interaksiyonun bir sonucu olarak siyah çayın temel bileşiklerinden pirazinler, piridinler ve quinolinler oluşur. Fermentasyon ve kurutma işlemlerinden sonra elde edilen siyah çayda, yeşil çay yaprağının aromasına göre tamamıyla farklı bir aroma ortaya çıkar (1,8,9).

 

Siyah çay aroma bileşenleri hidrokarbonlar, esterler, karboniller, alkoller, fenoller, furanlar, piridinler ve pirazinler ile uçucu asitlerden oluşmaktadır (11). Çayda bulunan uçucu aroma bileşikleri 2 ana grupta incelenmektedir (Çizelge 1). Grup I bileşikleri, lipoksigenaz etkisiyle gerçekleşen,  lipitlerin (esas olarak doymamış yağ asitlerinin) parçalanmasıyla oluşan ürünlerdir. Bu gruptaki bileşikler çaya hoşa gitmeyen, otsu yavan bir tat verir. Bununla birlikte grup II bileşikleri siyah çaya hoş kokulu çiçeksi bir aroma verir. Grup II siyah çaya işleme sırasında terpenoidler, karotenoidler  ve aminoasitlerden oluşan ürünlerdir (3, 12).

 

Çizelge 1. Grup I ve Grup II uçucu aroma bileşikleri (13)

Grup	Aroma bileşikleri
I	hekzanal, 1-penten-3-ol, cis-3-hekzenal, trans-2-hekzanal, pentanol, cis-2-pentenol, n-hekzenol, cis-3-hekzenol, trans-2-hekzanol, nonanal, 2,4-heptadienal
II	cis-linalol oksit, trans-linalol oksit, benzaldehit, linalol, α-sedren, β-siklositral, α-terpineol, cis-linalol oksit, metilsalisilat, geraniol, β-iyonon, 5.6-epoksi- β-iyonon, nerolidol, sedrol, n-nonanoik asit, bovolit, 6,10,14-trimetilpentadekan-2-on, trans-geranik asit, metil-9,12-oktadekadienoat

 

Siyah çay üretimi süresince aroma bileşiklerin çoğu karotenoidler, aminoasitler, doymamış yağ asitleri ve terpen glikozitlerden oluşur.  Karotenoidler, taze yapraklarda bulunan ve üretim süresince parçalanma sonucu siyah çaydaki terpenoid aroma bileşiklerinin oluşumuna yol açan pigmentlerdir. Karotenoitler, yüksek kaliteli siyah çay üretimi için yeşil yapraktaki önemli öncü bileşiklerdir Yapılan çalışmalar, taze çay yaprağında bulunan karotenlerin fermentasyon sırasında, özellikle de fermentasyonun ilk aşamalarında azaldığını göstermektedir. Bu çalışmalar, β-karotenin β-iyonona dönüştüğünü göstermiştir. Diğer karotenlerden β-iyonon, α-iyonon, 3-hidroksi-5,6-epoksi iyonon, 3,5-dihidroksi-4,5-dihidro-6,7-didehidro- α -iyonon, linalool ve diğer terpenoid aldehit ve ketonlar; β-iyonon gibi karotenin birincil oksidasyon ürünlerinden de dihidroaktinidiolit, 2,2,6-trimetilsiklohekzanon, 5,6-epokiyonon, 2,2,6-trimetil-6-hidroksisiklohek-zanon ve tiaspiron; diğer karotenoitlerden β-damaskenon, α-damaskenon, 3-okso-β-iyonon, 1,2-epoksi-1’,2’-dihidro-β-iyonon, loliolide, dehidrovomifoliol ve 3,7-dimetil-1,5-oktadien-3.7-diol oluştuğu bildirilmiştir (12).

Yeşil çay yaprağı ve filizlerinde bulunan, siyah çaya işleme sırasında soldurma aşamasında proteinlerin parçalanmasıyla miktarı artan amino asitler, diğer bir aroma ön  maddelerindendir (1). Soldurma süresince artan serbest aminoasitler fermentasyon süresince azalmaktadır. Yapılan çalışmalarda,  lösin, izolösin, valin ve fenilalaninin Strecker parçalanması sonucu  kısmen sırasıyla izovaleraldehit, 2-metil bütanal, izobütiraldehit ve fenilasetaldehite dönüştüğü tespit edilmiştir (14). Enzimatik oksidasyondan sonra, çayın kurutulması sırasında uygulanan ısıl işlem de çayın aminoasit içeriğinin azalmasına neden olur. Siyah çayda oksidasyon boyunca aldehit derişiminin artması ile birlikte aminoasitlerin azalması, aminoasitlerin önemli aroma ön maddeleri olduğunu göstermektedir (8).

 

Linolenik asit, çay yaprağı lipitlerinin en önemli bileşenidir (14). Çoklu doymamış yağ asitleri, çaydaki aldehitler ve alkollerin öncüleri olarak tanımlanmışlardır (3). Çaydaki uçucu bileşikler arasında önemli bir yeri olan trans-2-hekzenal’in, çay yapraklarında bulunan linolenik asitin lipoksigenaz enzimi etkisiyle oksidasyona uğrayarak parçalanması sonucu oluştuğu bildirilmektedir. Aynı şekilde izomeraz ve oksidoredüktaz aktivitesiyle oleik asitten n-nonanal, n-nonanol; palmitoleik asitten n-heptanal ve n-heptanol; linoleik asitten 1-okten-3-one ve 1-oktan-3-ol; linolenik asitten de 1-penten-3-one, 1-penten-3-ol, cis-3-penten-1-ol ve cis-3-penten-1-on oluştuğu kaydedilmiştir (15).

Glikozitler, siyah çayın aroma bileşenlerinden alkollerin ön maddesi olarak görev yaparlar. Siyah çayın karakteristik çiçeksi aromasını veren linalol ve geraniol gibi alkol çeşitlerinin, glikozit formunda bulunduğu ve çayın üretimi sırasında hücre içi enzimler tarafından glikozidik aroma ön maddelerinden oluştuğu belirtilmektedir (15). Çay yaprağının işlenmesi süresince aroma maddelerinde meydana gelen değişimler depolama süresince devam etmektedir. Depolama şartlarına bağlı olarak lipit hidrolizi ve otoksidasyon sonucu tat, aroma ve burukluk azalmaktadır. Bu değişimler depolama ortamının nem ve sıcaklığındaki artışa paralel olarak hızlanmaktadır (16).

Siyah çayda aromanın korunumu üzerine ambalaj çeşidinin etkisi büyüktür. Yapılan bir çalışmada; siyah çayın oksijen geçirgenliği olan bir ambalajda 16-48 hafta depolanması sonucunda, oksidasyon nedeniyle hekzanal, trans-2 oktenal, trans, cis-2,4 heptadienal, tran,trans-2,4-heptadienal, β-siklositral ve β-iyonon miktarının arttığı kaydedilmiştir. Bu değişim, vakumda ve azot gazı içeren ambalajlarla paketlenenlerde gerçekleşmemiştir (17).

 

Sonuç

Yeşil çay yaprağındaki çeşitli bileşikler siyah çaya işleme sırasında önemli değişime uğrayarak aroma oluşumunda etkili olmaktadırlar. Siyah çay üretim yöntemine bağlı olarak birçok aroma bileşeni kaybolurken bir kısmı ise oluşmaktadır. Aromadaki bu değişimler depolama süresince de devam etmektedir. Gerek işleme gerekse depolama süresince miktarı artan veya azalan bu bileşikler çayın aromasını ve kalitesini önemli ölçüde etkilemektedir.

 

Kaynaklar

1. Sanderson, G.W., Graham, H.N., 1973. On the formation of black tea aroma. J Agric. Food Chem., 2, 576-585.

2. Rawat, R., Gulati, A., Kiran Babu, G.D., Acharya, R., Kaul, V.K., Singh, B., 2007. Characterization of volatile components of kangra orthodox black tea by gas chromatography-mass spectrometry. Food Chem., 105, 229-235

3. Ravichandran, R., Parthiban , R., 1998. The impact of processing techniques on tea volatiles. Food Chem., 62, 347-353.

4. Yamanishi, T., Kobayashi, A., 1999. Progress of tea aroma chemistry: 30 years of progress. Flavor Chem., 135-145.

5. Wang, H., You, X., Chen, Z., 2002. The chemistry of tea volatiles. Tea: Bioactivity and Therapeutic Potential. (Ed.: Zhen, Y. Chen, Z. Cheng, S. Chen, M.), Beijing, China, 89-121.

6. Chen, F., Chung, H.Y., Wang, Xi., 2006. Natural flavors. Handbook of Food  Science, Technology, and Engineering.  (Ed.: Hui, Y.H.), CRC Press,  Boca Raton, FL.

7. Özdemir, F., Gökalp, H.Y., Nas, S., 1993. Effects of shooting period, times within shooting periods and processing systems on the extract, caffeine and crude fiber contents of black tea.  Zeitschrift für Lebensmitteluntersuchung und- Forschung A, 197, 358-362.

8. Çalıkoğlu, E., Bayrak, A., 2009. Çay işleme sırasında aroma maddelerindeki değişim. Gıda, 34, 115-119.

9. Bayrak, A., 2006. Gıda aromaları. Gıda Teknolojisi Derneği Yayın No:32, 497s, Ankara.

10.Owuor, P.O., Obanda, M., 1996. The impact of withering temperature on black tea quality. J.Sci. Food Agric., 70, 288-292.

11. Çalıkoğlu, E., Bayrak, A., 2006. Siyah çay aroması. Türkiye 9. Gıda Kongresi, 24-26 Mayıs 2006, 387-390, Bolu.

12. Ravichandran, R., 2002. Carotenoid composition, distribution and degradation to flavour volatiles during black tea manufacture and the effect of carotenoid supplementation on tea quality and aroma. Food Chem., 78, 23-28.

13. Özdemir, F., 1995. Siyah çayda uçucu aroma bileşikleri ve önemi. Akdeniz Üniv. Zir. Fak. Der., 8, 230-237.

14. Howard, G.E., 1978. The volatile constituents of tea. Food Chem., 4, 97-106.

15. Çalıkoğlu, E., Bayrak, A., 2008. Siyah çayda aroma maddelerinin oluşumu. Gıda, 33, 137-142.

16. Stagg, G.V., 1974. Chemical changes occuring during the storage of black tea. J.Sci.Food Agric., 25,1015-1034.

17. Springett, M.B., Williams, B.M., Barnes, R.J., 1994. The effect of packaging conditions and storage time on the volatile composition of Assam blacktea leaf. Food Chem., 49, 393-398.