Идентификационные критерии черных сортов чая

Введение. Известно, что черный чай является популярным напитком в России. Растительным сырьем для приготовления различных сортов чая (черного, зеленого, красного и пр.) являются молодые верхние побеги растения

C. sinensis , произрастающего в Китае, Индии, Шри-Ланке, Европе, Северной и Южной Америке, а также в России [1]. В таблице 1 представлен состав органических соединений чайных листьев [2].

Таблица 1

Класс соединений		Основные представители
1		2
о co X аз co аз е	Катехины	Агликоны флаванолов: (+)-катехин, (-)- эпикатехин, (-)-галлокатехин, (-)-эпигаллокатехин; гликированные формы флаванолов в виде галлатов
	Фенольные кислоты	Галловая, кофейная, хининовая, хлорогеновая, n-кумаровая
	Флавонолы	Кверцетин, кемпферол, мирицетин
	Теафлавины	Теафлавин, теафлавин-3-О-галлат и его производные
	Тигаллины	Тигаллины
	Тиарубины	Катехин-галлаты молекулярной массой 1 кДа–40 кДа
Пигменты		Каротиноиды, хлорофилл
Алкалоиды		Кофеин, теофиллин, теобромин
Мономерные углеводы		Глюкоза, фруктоза, сахароза
Аминокислоты		Изолейцин, лейцин, метионин, треонин, фенилаланин, глютамин, аспарагин, аланин, серин, пролин, гистидин, глютаминовая и аспарагиновая кислоты, треонин
Витамины		Аскорбиновая кислота (С), α-, β-, γ-, δ-токоферолы (Е), рибофлавин (В 2 )

Окончание табл. 1

1	2
Органические кислоты	Янтарная, яблочная, лимонная, винная, хинная, оксалатная
Минеральные соединения	К, Na, Ca, Mg, NH-, Al, Fe, Zn, Cu, Ni, Al
Лигнаны, терпеновые сапонины	Смесь органических соединений

Органический профиль листьев C. sinensis

Отмечено, что химический состав чая зависит от географического места произрастания или таких факторов, как тип почвы, количество солнечных и дождливых дней в году, высота местности над уровнем моря и пр., а также от особенностей технологии растительного сырья (наличие/отсутствие ферментационной стадии, температура, длительность стадий и пр.) [3].

Наиболее значимыми соединениями растительного сырья для производства чайных напитков являются фенольные соединения (флавоноиды, флавонолы, флавоны, флаваноны и антоцианидины), они составляют до трети от сухой массы листьев [4, 5]. Наряду с терпеноидами, алкалоидами и фитостеролами фенольные соединения входят в группу нутрицевтических соединений [6]. Некоторые из фенольных веществ образуются в ходе ферментативного окисления полифенолоксидазами, что характерно для технологии черного чая и имеет отношение к конденсированию катехинов до теа-рубигинов и теафлавинов: катехины ассоциируются связыванием колец В в структуре катехинов с галлоильной группой (димеры) наряду с образованием тримеров – бистеафлаватов А, получаемых в растительной матрице листьев посредством межмолекулярного связывания двух бензотрополоновых фрагментов теафла-вата А [7]. Необходимо сказать, что именно продукты окисления отвечают за органолептический профиль чая: теафлавины влияют на терпкость и яркость экстракта чая, а теагруби-ны – на цветообразование и интенсивность ощущений при дегустации. Установлено, что при образовании теафлавинов и теарубигинов в количестве 2–6 % задействовано 10–20 % катехинов, изначально присутствующих в листовом чайном сырье [1].

Как отмечается, стадия финальной сушки растительного материала положительно влияла на увеличение содержания флавоноидов в черных чаях [8].

Наряду с флавоноидами в экстрактах чая обнаружены фенольные кислоты, подразде- ляющиеся на гидроксибензойные и гидроксико-ричные. Распространенной формой гидрокси-бензойных кислот является галловая кислота, которая служит строительной субъединицей для образования более сложных гидроксибензой-ных кислот [9, 10]. Подобной функцией, но для группы гидроксикоричных кислот, обладает п-кумаровая кислота, более сложная по строению и обладающая ароматическим кольцом с одним гидроксильным замещением [10]. Мономерные фенольные соединения также влияют на органолептические характеристики экстрактов. Так, было показано, что фенольные кислоты имели кислый и вяжущий тон и влияли на горечь и терпкость чая [11]. Показано, что галловая кислота усиливает терпкость в присутствии кверцетина и рутина, а кофейная и хлорогеновая кислоты в тех же условиях – сглаживает терпкие тона во вкусе [11].

Таким образом, качественный и количественный профиль фенольных соединений структуры чайного листа зависит от многих факторов и оказывает влияние на органолептический профиль экстрактов, данная проблема актуальна, поскольку в связи с развитием приборных методов анализа дальнейшие исследования в этой области имеют перспективный характер.

Цель исследования – установление идентификационных критериев черных сортов чая для определения географического места происхождения и выяснения характера влияния некоторых фенольных соединений на вкусовой профиль чайных экстрактов.

Задачи: исследовать органолептические и физико-химические показатели качества образцов экстрактов чая; выявить зависимость изменения количественных характеристик отдельных фенольных соединений в зависимости от образца чая; применить принципы статистической обработки для нахождения функциональных зависимостей.

Объекты и методы. Объектами исследования являлись образцы черного чая, расфасованного и реализуемого на территории России. Об- разцы чая № 1, 3–5 были крупнолистовыми, а образец № 2 – среднелистовым, причем, согласно маркировке производителя, место сбора образцов № 1–4 был Цейлон, а № 5 – Азербайджан. Все образцы чая при проведении экспериментов хранились при соблюдении установленных условий: при температуре (20±5) °С и относительной влажности не более 75 %, в отсутствии прямых солнечных лучей, герметично укупоренными для сохранения качества продукции.

Исследование образцов чая проводилось следующими методами: органолептический анализ – по [12]; определение общего содержания фенольных соединений – по [13]; определение массовой концентрации отдельных фенольных соединений – по [14]; определение массовой концентрации кофеина – по [15]. Статистические данные обрабатывались программой Statistics (MS Corp., Redmond, WA, USA, 2006).

Количественная оценка фенольного профиля чайной продукции проводилась в водных экстрактах при гидромодуле 1:40 и продолжительности 60 мин, температура процесса составляла (98±2) °С.

Результаты и их обсуждение. Образцы чая исследовали по органолептическим показателям. В отношении всех образцов чая можно сказать, что внешний вид настоя чая был ярким и прозрачным, с нежным ароматом и терпким вкусом, как и надлежит данному виду продукции. Остальные результаты представлены в таблице 2.

Органолептические характеристики образцов чая

Таблица 2

Показатель	Характеристики образцов
	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Цвет разваренного чая	Коричневокрасный	Коричневый	Коричнево-красный
Внешний вид чая	Однородный, ровный, хорошо скрученный	Разнородный, мелкий, не-скрученный	Однородный, ровный, хорошо скрученный		Неоднородный, ровный, скрученный
Общий дегустационный балл	7,3	6,8	8,5	8,8	7,2

Ориентируясь на полученные органолептические показатели образцов чая (табл. 2), образец № 2 по внешнему виду, аромату и вкусу настоя не соответствовал заявляемому производителем типу чая. Остальные образцы полно- стью удовлетворяли требованиям ГОСТ 325732013 в части органолептических показателей.

В таблицах 3, 4 представлены фенольные профили образцов чая.

Таблица 3

Показатель	Фактическая концентрация соединений в экстрактах чая
	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Полифенолы, %	16,2±0,15	11,6±0,10	11,9±0,10	15,7±0,15	11,6±0,10
Кофеин, %	0,71±0,07	0,71±0,07	0,64±0,06	0,57±0,06	0,64±0,06
Катехины, мг%	440,0±40	656,0±65	802,0±80	866,0±85	619,0±60
Кверцетин, мг/дм3	0,37±0,04	0,32±0,03	0,45±0,04	0,45±0,04	0,47±0,05
Рутин, мг/дм3	62,86±0,6	60,96±0,6	78,87±0,8	94,22±0,9	77,11±0,8

Таблица 4

Показатель, мг/дм3		Содержание в экстрактах образцов
		№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Ф e	Галловая	12,48±0,1	6,99±0,7	12,37±0,1	13,06±0,1	13,13±0,1
	Ванилиновая	0,43±0,04	0,54±0,05	0,37±0,04	0,67±0,07	0,60±0,06
	Сиреневая	0,87±0,08	1,45±0,1	1,50±0,1	1,60±0,02	1,06±0,02
7 3 с; ф O C[ Ф q о 05	Ванилин	2,92±0,3	2,89±0,3	4,64±0,5	5,55±0,5	4,42±0,4
	Сиреневый	0,35±0,04	0,29±0,03	0,21±0,02	0,66±0,07	0,46±0,05
	Канифериловый	0,15±0,02	0,12±0,1	0,18±0,02	0,11±0,01	0,76±0,07
	Синаповый	0,14±0,01	1,87±0,2	1,33±0,1	1,54±0,2	0,39±0,04

Состав сложных фенольных соединений экстрактов чая

Состав мономерных фенольных соединений экстрактов чая

Содержание общих полифенолов по данным таблицы 3 в экстракте колеблется от 116,0 до 162,0 мг/г, что несколько выше заявляемых другими авторами (50,2–131,0 мг/г) [16].

Согласно данным таблицы 3, содержание кофеина в экстрактах образцов чая колеблется в узких пределах 5,7–7,1 мг/г чая, что соответствует показателям ранее опубликованных исследований [17], где заявляется об уровнях от 6,1 до 34,8 мг/г кофеина. Авторы [18] подразделяют сорта чая на некрепкие с содержанием кофеина 10,0–40,0 мг/г и крепкие – до 50,0 мг/г кофеина. Следуя данной классификации, исследуемые сорта чая можно отнести к некрепким сортам чая.

Уровень катехинов в исследуемых образцах составил 4,4–8,7 мг/г чая, это несколько ниже заявляемого другими авторами (11,7–55,3 мг/г) [16], что может быть связано с особенностями технологии производства чая [8].

Судя по совокупности содержания фенольных соединений образцы чая № 3 и № 4 обладали наибольшим содержанием различных классов фенольных соединений. Уровень содержания кверцетина в образцах составил 0,32– 0,47 мг/дм3, причем наибольшее содержание кверцетина (0,45±0,02 мг/дм3) наблюдалось в образцах № 3–5. Содержание рутина было в диапазоне 60,96–94,22 мг/дм3.

Согласно данным таблицы 4, можно сказать, что концентрация галловой кислоты была в узком диапазоне значений 12,37–13,13 мг/дм3 для всех образцов, кроме № 2, в котором содержание данной кислоты было в 2 раза ниже

(6,99 мг/дм3). Концентрация ванилиновой кислоты находилась в пределах 0,37–0,67 мг/дм3, сиреневой – 0,87–1,60 мг/дм3, причем для образцов № 2–4 сиреневая кислота была представлена в узком диапазоне 1,45–1,60 мг/дм3. Концентрация ванилина экстрактов образцов чая была в диапазоне 2,9–5,55 мг/дм3, причем для образцов № 3–5 содержание данного альдегида было в узком диапазоне 4,42–5,55 мг/дм3. Содержание сиреневого альдегида в экстрактах чая находилось в диапазоне 0,21–0,66 мг/дм3, а кониферилового и синапового – 0,11–0,76 и 0,14–1,87 мг/дм3 соответственно. Отметим, что для большинства образцов содержание кони-ферилового альдегида соответствовало узкому диапазону 0,11–0,18 мг/дм3 и принадлежало образцам, приготовленным из сортов цейлонского региона, в образце чая из другого региона количество данного альдегида соответствовало уровню 0,76 мг/дм3. В отношении синапового альдегида наблюдалось изменение его концентрации в узком диапазоне 1,33–1,87 мг/дм3 для образцов № 2–4, а для образцов № 1 и 5 – в диапазоне 0,14–0,39 мг/дм3, что также можно отнести к месту географического произрастания сырья для данных видов чая. Содержание конкретных видов фенольных соединений было в пределах ранее определенных значений [2].

С целью установления степени влияния фенольных соединений на дегустационную оценку качества образцов результаты исследований были оценены с помощью множественной линейной регрессии, коэффициенты корреляции которой представлены в таблице 5.

Таблица 5

	h О Ф	X Ф о ^	X X Ф 1— Ф ^	X 1— Ф Ф	X 1— [L	05 2 g i 05	Ф о 5 5 О	g cr -8S 05 О	co E 2 ф s S 3*
	y	x 1	x 2	x 3	x 4	x 5	x 6	x 7	x 8
y	1	-0,83	0,77	0,64	0,86	0,58	0,59	-0,32	0,78
x 1	-0,83	1	-0,80	-0,80	-0,99	-0,60	-0,55	-0,11	-0,69
x 2	0,77	-0,80	1	0,48	0,79	0,10	0,93	-0,21	0,97
x 3	0,64	-0,80	0,48	1	0,81	0,84	0,12	0,53	0,30
x 4	0,86	-0,99	0,79	0,81	1	0,63	0,54	0,08	0,70
x 5	0,58	-0,60	0,10	0,84	0,63	1	-0,26	0,36	-0,01
x 6	0,59	-0,55	0,93	0,12	0,54	-0,26	1	-0,44	0,96
x 7	-0,32	-0,11	-0,21	0,53	0,08	0,36	-0,44	1	-0,45
x 8	0,78	-0,69	0,97	0,30	0,70	-0,01	0,96	-0,45	1

Парные коэффициенты корреляции системы

Данные таблицы 5 показывают, что сильная зависимость (при r > 0,8) наблюдается между изменением содержания кофеина, а также рутина, и положительной дегустационной оценкой экстрактов чая. Сильная корреляционная связь наблюдается между изменением содержания кофеина и рутина (r = 0,99), а также содержанием катехинов и сиреневой кислотой и синапо-вым альдегидом (r = 0,93 и r = 0,97 соответственно). В отношении связи сиреневой кислоты и синапового альдегида известно, что данная кислота в растительных объектах является источником образования синапового альдегида [19]. В отношении влияния кофеина на восприятие чайных экстрактов другие авторы подтверждают, что кофеин в составе продуктов стимулирует «вкусовые» рецепторы дегустаторов, что и объясняет связь балловой оценки качества образцов чая и содержания кофеина [20]. Влияние катехинов в составе чая положительно связывают с качеством настоя (цветом, терпкостью, ароматом) [21]. Вероятнее всего, в растительной структуре чайного листа катехины прочно связаны с летучими органическими соединениями, а также фенольными соединениями, отвечающими за ароматические и вкусовые преимущества настоев.

Заключение. Органолептическая оценка образцов чая выявила несоответствие образца чая № 2 требованиям ГОСТ 32573-2013 в части органолептических показателей. Физикохимический анализ образцов продукции показал завышенный относительно известных показателей уровень общих полифенолов в экстрактах в диапазоне 116,0–162,0 мг/г; концентрация кофеина в экстрактах образцов чая колебалась в пределах 5,7–7,1 мг/г чая; уровень катехинов образцов составил 4,4–8,7 мг/г чая. Анализ содержания мономерных фенольных соединений показал, что экстракты содержат галловую, ванилиновую и сиреневую кислоты, а также ванилин и альдегиды вышеперечисленных кислот. Содержание кислот находилось в диапазоне 0,37–13,13 мг/дм3, а концентрация альдегидов – в диапазоне 0,11–5,55 мг/дм3, причем диапазоны изменения некоторых фенольных соединений (кониферилового и синапового альдегидов) коррелировало с местом географического произрастания сырья. Количество димерных фенольных соединений коррелировало с органолептической оценкой образцов чая. Статистическая обработка результатов исследования подтвердила сильную зависимость между изменением содержания кофеина, а также рутина, и положительной дегустационной оценкой экстрактов чая. Была выявлена корреляционная связь между содержанием кофеина и рутина, а также содержанием катехинов и сиреневой ки-

Технология продовольственных продуктов слотой и синаповым альдегидом, что связано с органическими превращениями внутри растительной матрицы чая.

Таким образом, можно рекомендовать исследовать содержание сиреневой кислоты, ко-ниферилового и синапового альдегида как маркера региона произрастания продукции, а общее содержание фенольных соединений (рутина, катехинов, галловой кислоты) и кофеина – как маркера качества чая.