1
advertisement
1 2 ОГЛАВЛЕНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………. 5 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………..……….. 12 1.1 Анализ научно-технической литературы по оценке качества чая ... 12 1.1.1 Зависимость качеств чая от состава входящих в него веществ 12 1.1.2 Углеводно-белковый и кислотный состав чая ……………….. 13 1.1.3 Влияние компонентного состава эфирного масла на качество чая ……………………………………………………………………………. 15 1.1.4 Характеристика алкалоидсодержащих веществ чая …………. 16 1.1.5 Полифенолы чая, их характеристика и содержание в чае …... 18 1.1.6 Контроль содержания в чае минеральных веществ …………. 29 1.2 Анализ научно-технической литературы по оценке качества кофе 33 1.2.1 Углеводно-белковый комплекс кофе …………………………. 34 1.2.2 Зависимость качества кофе от содержания липидов и органических кислот …………………………………………………………….. 42 1.2.3 Влияние компонентного состава эфирного масла на качество кофе ………………………………………………………………………….. 43 1.2.4 Характеристика алкалоидсодержащих веществ кофе ……….. 45 1.2.5 Полифенолы кофе, их характеристика и содержание в кофе .. 46 1.2.6 Контроль содержания в кофе минеральных веществ ………... 48 1.3 Анализ литературного обзора по оценке качества чая и кофе …… 49 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ …………………………… 50 2.1 Схема исследования, сырье и материалы ………………………….. 50 2.2 Характеристика образцов и используемое оборудование ………... 50 2.3 Анализ качества чая по стандартизированным методам …………. 52 2.4 Анализ качества кофе по стандартизированным методам ……….. 60 2.5 Обработка экспериментальных данных с использованием пакета прикладных программ ……………………………………………………… 65 3 3 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВИДОВ ЧАЙНОЙ И КОФЕЙНОЙ ПРОДУКЦИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОЦЕНКИ ИХ КАЧЕСТВА 69 3.1 Исследование качественных характеристик чая …………….. …… 69 3.1.1 Определение содержания жирных кислот чая на основе хроматографического анализа …………………………………………….. 69 3.1.2 Оценка водорастворимых веществ чая методом одноступенчатого процесса экстрагирования ……………………………………... 76 3.1.3 Изучение пигментов, состава эфирного масла чая и влияния его компонентов на качество аромата чая ………………………………… 80 3.1.4 Изменение основных химических соединений чайного листа при производстве зеленого и черного чая ……………………………... 86 3.2 Разработка новых видов чайной продукции на технологической линии купажированного ароматизированного чая ………………………. 93 3.3 Исследование качественных характеристик кофе ………………… 96 3.3.1 Определение содержания жирных кислот кофе на основе хроматографического анализа ………………………………………… 96 3.3.2 Оценка водорастворимых веществ кофе методом многоступенчатого процесса экстрагирования ……………………………………... 103 3.3.3 Изучение состава эфирных масел кофе ……………………… 106 3.3.4 Анализ газовых фаз кофейных продуктов …………………... 112 3.4 Разработка новых видов кофейной продукции на технологической линии ароматизированного молотого кофе ………………………………. 115 3.5 Совершенствование оценки качества чайной продукции ……….... 118 3.5.1 Оценка характеристик чайного листа, его сезонных и географических свойств ………………………................................................... 118 3.5.2 Контроль чайного сырья при завяливании …………………... 122 3.5.3 Контроль чайного сырья при скручивании ………………….. 123 3.5.4 Контроль чайного сырья при ферментации ………………… 126 3.5.5 Оценка чайных продуктов на основе их качественных характеристик ………………………………………………………………….. 127 4 3.6 Совершенствование оценки качества кофейной продукции ……... 142 3.6.1 Контроль процесса обжаривания кофейного сырья ………… 142 3.6.2 Контроль процесса экстрагирования обжаренного кофе …… 145 3.6.3 Контроль процесса сушки экстракта кофе …………………... 146 3.6.4 Контроль технологического процесса кофейного производства …………………………………………………………………………... 147 3.6.5 Оценка кофейных продуктов на основе их качественных характеристик ………………………………………………………………….. 148 4 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ………………………………. 157 4.1 Производственные испытания новых видов чайной и кофейной продукции …………………………………………………………………… 157 4.2 Экономический эффект от оценки качества разработанных новых видов чайной и кофейной продукции …………………………………… 158 ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………….. 163 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………….. 168 ПРИЛОЖЕНИЯ …………………………………………………………….. 182 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты производственных испытаний …………… 182 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Технические условия и инструкции ……………. 188 ПРИЛОЖЕНИЕ В. Патенты на изобретение и полезные модели ….. 192 5 Введение 1.1 Актуальность работы. К наиболее значимым для повседневной жизни человека пищевкусовым продуктам относятся чай и кофе. Их объединяет высокое содержание биологически активных веществ, преимущественно фенольного, алкалоидного и флавоноидного характера. В 2013 и 2014 г.г. увеличился объем сбора чайного листа в четырех чаеперерабатывающих хозяйствах района Большого Сочи, что связано с экономическим стимулированием государством чаеводческой отрасли. В результате государственной поддержки возвращено в сельскохозяйственный оборот 480 га высокопродуктивных, ранее заброшенных чайных плантаций. Сейчас чай выращивают на 1,4 тыс. га с прогнозируемой продуктивностью готового чая 230 тонн в год. Перед отечественной чайной промышленностью в настоящее время поставлена задача использования вторичного, ранее не используемого сырья, а именно, грубого листа осеннего и весеннего подрезов, остающегося на чайных плантациях в количестве до 8 тысяч тонн ежегодно. В настоящее время получило развитие купажирование различных видов чая с целью улучшения качества готового продукта. Благодаря введению в чай различных искусственных и натуральных ароматизаторов улучшились вкусовые свойства чайного напитка, а использование дополнительного растительного сырья при производстве чая позволило повысить его физиологическую активность за счет содержания в добавляемом сырье витаминов, фенольных соединений, зольных элементов, органических кислот и другтх полезных веществ. Современные технологии позволяют производить разнообразные виды чая, однако не могут обеспечить производство элитных сортов чая на уровне мировых стандартов из-за отсутствия в чайных купажах восстановленного чая, вырабатываемого из вторичного сырья, что влечет необходимость разработки новых видов чайной продукции высокого качества. Кофе является тропическим растением, поэтому в России не произрастает. В 2014 году в нашу страну было ввезено около 50 тыс. т зеленого кофе, из которого произведено порядка 40 тыс. т готового продукта, а именно 15 тыс. 6 т пришлось на натуральный кофе в зернах и молотый и 25 тыс. т – на натуральный растворимый кофе. Разработаны и применяются различные технологии производства жареного кофе, а также ароматизированного в зернах и молотого кофе. Существующие способы производства ароматизированного кофе предполагают обжаривание зерен кофе с добавлением ароматических масел, нанесение ароматизатора на уже размолотый кофе, а также механическое смешивание молотого кофе с ароматизатором. Напитки, приготовленные из кофе, произведенного этими способами, обладают слабым ароматом и посредственным вкусом из-за существующих недостатков применяемых технологий и потери ароматических веществ в процессе технологической обработки и хранения кофе. Применяемые технологии производства жареного кофе не могут обеспечить выпуск конкурентоспособной на мировом рынке продукции, что требует разработки новых видов кофейной продукции высокого качества. Кроме этого, оценку качества чая, кофе и приготовленных из них напитков проводят традиционными, требующими больших трудозатрат методами, что влечет за собой необходимость совершенствования оценки качества этих продуктов. Поэтому разработка новых видов чайной и кофейной продукции и совершенствование оценки их качества актуальны. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематикой НИР кафедры технологии зерновых, хлебных, пищевкусовых и субтропических продуктов ФГБОУ ВПО КубГТУ «Совершенствование и разработка технологий производства пищевкусовых продуктов (чая, кофе, табака), направленных на обеспечение их качества» (2011-2015 гг.) (№ госрегистрации 1.10.1.11-15). 1.2 Цель и задачи исследований. Целью исследований явилась разработка новых видов чайной продукции путем использования вторичного сырья, кофейной продукции путем внесения растительных ароматизаторов и совершенствование оценки их качества. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: 7 – сделать анализ научно-технической отечественной и зарубежной литературы и патентной информации по теме исследований, обосновать целесообразность разработки новых видов чайной и кофейной продукции и необходимость совершенствования оценки их качества; – произвести определение содержания жирных кислот в чае и кофе на основе хроматографического анализа и водорастворимых веществ чая и кофе методом экстрагирования для создания базы данных химического состава продуктов, необходимой при разработке новых видов чайной и кофейной продукции; – установить влияние компонентного состава эфирных масел чая на качество аромата чая и динамику изменения основных химических соединений чайного листа при производстве чая из вторичного сырья; – проанализировать состав эфирных масел жареного кофе и газовых фаз кофейных продуктов с использованием растительных ароматизаторов; – разработать новые виды чайной и кофейной продукции для их последующего производства на технологической линии купажированного ароматизированного чая и ароматизированного молотого кофе; – разработать систему контроля качества чайных и кофейных продуктов, теоретически обосновать мониторинг оценки качества продукции на основе их качественных характеристик; – провести опытно-промышленную апробацию новых видов чайной и кофейной продукции и разработать технические условия и технологические инструкции на указанную продукцию; – определить ожидаемую экономическую эффективность использования новых видов продукции на перерабатывающих предприятиях Краснодарского края и комплексных методов оценки их качества. 1.3 Научная новизна. Теоретически обоснована целесообразность разработки новых видов купажированного ароматизированного чая путем использования листового чая с добавлением восстановленного ароматизированного чая на основе переработки вторичного сырья; получения новых ви- 8 дов натурального ароматизированного молотого кофе путем двукратной ароматизации зерен жареного кофе и молотого кофе СО2-экстрактом выбранного растительного ароматического сырья. Впервые произведена оценка качества чая по содержанию жирных кислот на основе хроматографического анализа и получена база данных химического состава чая. Установлено влияние компонентного состава эфирного масла на качество аромата чая и динамику изменения основных химических соединений чайного листа при производстве чая. Разработаны новые виды чайной продукции для их выработки на технологической линии купажированного ароматизированного чая. Впервые определено качество кофе по содержанию жирных кислот на основе хроматографического анализа и получена база данных химического состава кофе. Проанализирован состав эфирных масел кофе и газовых фаз кофейных продуктов. Разработаны новые виды кофейной продукции для их производства на технологической линии натурального ароматизированного молотого кофе. Разработана система контроля качества сырья и готовых пищевкусовых продуктов. Теоретически обоснована система мониторинга оценки качества алкалоидсодержащего тропического и субтропического сырья. Новизна предлагаемых технологических и технических решений подтверждена пятью патентами РФ на изобретения, двумя патентами на полезные модели, двумя свидетельствами о государственной регистрации базы данных. 1.4 Практическая значимость. Разработаны и запатентованы способы получения восстановленного ароматизированного чая для его использования в купаже (патенты на изобретения РФ № 2363147, 2363173, 2363196, 2364158, 2365146), которые рекомендованы к внедрению в производство. Разработаны новые виды чайной продукции по ТИ и ТУ 9191–393– 02067862–2014 на чай с добавками растительного сырья, и на основе запатентованной технологической линии (патент на полезную модель РФ 128459) 9 реализована технология купажированного ароматизированного чая на предприятии ОАО «Мацестинский чай» (г. Сочи). Разработаны новые виды кофейной продукции по ТИ и ТУ 9198–394– 02067862–2014 на кофе натуральный жареный, и на основе запатентованной технологической линии (патент на полезную модель РФ 125432) апробирована технология натурального ароматизированного молотого кофе на предприятии ООО «Кофе ОМНИ» (г. Краснодар). Разработана система оценки качества на основе уравнений множественной регрессии для определения показателей качества чая и кофе путем использования зависимостей между данными хроматографического анализа жирных кислот продукта и его физико-химическими характеристиками. 1.5 Апробация работы. Достоверность полученных материалов диссертации подтверждена патентами РФ и актами производственных испытаний на ОАО «Мацестинский чай» и ООО «Кофе ОМНИ». Материалы диссертации представлены и доложены на международных и всероссийских научнопрактических конференциях: «Современная торговля: теория, практика, перспективы развития» (г. Москва, 2012 г.) и «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2012 и 2013 гг.). Проведена опытно-промышленная апробация исследуемых новых видов чайной и кофейной продукции и получено 6 актов об их апробации в производстве. Внедрение комплексной оценки качества чая и кофе даст ожидаемый экономический эффект в размере 1,95 млн. руб. в год, который достигается при использовании комплексной оценки качества новых видов продукции путем применения зависимостей физико-химических характеристик чая и кофе от их жирнокислотного состава. 1.6 Методология и методы исследований. Объектами исследований служили чай натуральный черный и зеленый сортов «Букет», высший, первый, второй и третий, восстановленный чай; кофе натуральный в зернах и молотый Арабика и Робуста сортов «Премиум», высший и первый, ароматизаторы из растительного сырья. 10 При проведении экспериментальных исследований использовали общепринятые и профильные методы анализа состава и свойств чайных и кофейных продуктов. Получение метиловых эфиров жирных кислот осуществляли по ГОСТ Р 51486. Определение массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме осуществляли методом газовой хроматографии по ГОСТ Р 51483. Хроматографический анализ жирных кислот чая проводили на аппаратно-программном комплексе на базе хроматографа «Хроматэк-Кристалл-5000» в ЦКП «Исследовательский центр пищевых и химических технологий» КубГТУ. Обработку экспериментальных данных проводили с использованием математического пакета прикладных программ MathCAD 15, AutoCAD LT 2014, Microsoft Excel. Построение уравнения множественной регрессии производили с применением функции Minerr и стандартного решающего блока Given. Структурная схема исследований представлена на рисунке 1. 1.7 Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 4 статьи в сборниках материалов международных и всероссийских научно-практических конференций, получено 5 патентов РФ на изобретения, 2 патента РФ на полезную модель, 2 свидетельства о государственной регистрации базы данных. 1.8 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора патентно-информационной литературы, методической части, экспериментальной части, заключения, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 180 страницах, включает 23 таблицы и 14 рисунков. Список литературных источников включает 170 наименований, в том числе 133 зарубежных авторов. 11 Блок 1 Аналитический Блок 2 Теоретический Блок 3 Экспериментальный Блок 4 Критический обзор патентно-информационной литературы по проблеме совершенствования оценки качества чайной и кофейной продукции с глубиной поиска 15 лет Оценка качества чая. Определение алкалоидов, фенольных соединений, углеводов, золы и экстрактивных веществ Оценка качества кофе. Определение алкалоидов, золы и экстрактивных веществ Выводы из литературного обзора Задачи исследования Научное обоснование разработки новых видов чайной и кофейной продукции и совершенствование оценки их качества Обоснование комплексной оценки качества чайной продукции, расчет их физикохимических характеристик Обоснование разработки новых видов чайной продукции для технологической линии купажированного ароматизированно го чая Обоснование комплексной оценки качества кофейной продукции, расчет их физикохимических характеристик Обоснование разработки новых видов кофейной продукции для технологической линии ароматизирова нного молотого кофе Создание информационной базы данных для производства новых видов чайной и кофейной продукции и комплексной оценки ее качества Определение содержания жирных кислот чая, оценка водорастворимых веществ, изучение пигментов, состава эфирного масла чая Определение содержания жирных кислот кофе, оценка водорастворимых веществ, изучение состава эфирного масла кофе, анализ газовых фаз кофе Разработка системы мониторинга оценки качества алакалоидсодержащего сырья и готовой продукции Обоснование технологических решений по новым видам чайной и кофейной продукции и оценки ее качества Прикладной Апробация технологических решений научной работы в ОАО «Мацестинский чай», ООО «Кофе ОМНИ» Создание новых видов чайной и кофейной продукции с разработкой технических условий и технологических инструкций Ожидаемый экономический эффект при комплексной оценке качества продукции по разработанному методу Рисунок 1 – Структурная схема выполнения исследований 12 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Анализ научно-технической литературы по оценке качества чая Чай находится на втором месте после воды по количеству выпиваемой людьми жидкости. Для 2 миллиардов людей он является основным напитком [13,26]. Поскольку чай является субтропической культурой, то в нашей стране он получил распространение исключительно в Краснодарском крае, а именно в районе Большого Сочи [21, 22]. Переработкой зеленого чайного листа занимаются в настоящее время такие предприятия как ОАО «Мацестинский чай», ЗАО «Дагомыс-чай», ОАО «Солохаульский чай», ЗАО «Хоста-чай». Ими выпускается байховый чай (черный и зеленый) всех торговых сортов («Букет», высший, 1-й, 2-й и 3-й) [28]. Качество чая определяют основные компоненты, входящие в его состав, а также технология его переработки [23]. Основными работами в этой области являются разработка технологии получения восстановленного ароматизированного чая [3] и совершенствование технологии производства купажированного ароматизированного чая [4]. 1.1.1 Зависимость качества чая от состава входящих в него веществ Качество чая зависит от сотава входящих в него веществ [29, 30]. Сухое вещество чая состоит из водорастворимой фракции (растворимые вещества) и нерастворимой фракции (балластные вещества) [31]. Качество чая определяют экстрактивные вещества. Их содержание изменяется в зависимости от периода сбора, возраста листа, его качества и др. В производственном сырье их количество составляет 35-45% в пересчете на сухое вещество [28]. Балластные вещества в меньшем количестве содержится в растущей почке и первом листе побега, а в большем – в пятом, шестом, седьмом, восьмом и в одревесневевших частях чайного растения [28]. Особую роль играют алкалоидсодержание вещества – кофеин, теобромин, теофилин. 13 1.1.2 Углеводно-белковый и кислотный состав чая Углеводы, белки, липиды и органические килоты чая представляют основные соединения чайного растения [7]. Белки и полисахариды образуют полисахаридный комплекс [64]. Гликопротеины чая связываются редкоземельными элементами [149]. Полисахариды чая обуславливают связывание активного кислорода. Раствор этих сахаров способен поглощать радикалы ОН [57]. Остатки аминокислот являются составными частями протеинов, протеины в свою очередь, являются составными чатями протеидов. Соединения небелковой природы с ними прочно связаны [4]. В листьях чая, как свежих зеленых, так и подвергнутых технологической переработке, был определен состав пигменов, который показал зависимость цвета чая от чайных пигментов [112]. Выделены и количественно определены моносахариды и полисахариды чая методом ВЭЖХ с непрямым детектированием в ультрафиолетовой области [115]. Для одновременного определения альдоз и уровоных кислот предложен метод ВЭЖХ с обращенными фазами с получением производных с 1-фенил-3-метил-5-пиразолоном перед разделением на колонке. Детектирование проводили при 250 нм. Разделение 10 производных осуществлялось за 40 мин. Метод применен для количественного определения моносахаридных компонентов в полисахаридах чая. Степени правильности определений составили 94,6-108,0%, а относительные стандартные отклонения <4,9. Установлено, что ионообменная смола D315 пригодна для выделения и предварительной очистки полисахаридов чая [154]. Анализ раствора с рН 6-7 проводят при температуре 30оС и скорости подачи 2,5 мг/мл. Представлены сведения о фракционном составе полисахаридов и содержании уроновых кислот в выделенных фракциях. Исследованы полисахариды, выделенные различными методами из зеленого чая низкого сорта [61]. В полисахаридах определяли содержание сахарида и белка. Исследовали гомогенное распределение и соотношение масс 14 полисахаридов. Методом хроматомасс-спектрометрии подтверждено присутствие в образцах 6 моносахаридных остатков (рамзоны, арабинозы, ксилозы, маннозы, глюкозы и галактозы). Рассмотрены также данные, полученные спектрофотометрическими исследованиями в УФ-области. Определяли массовое соотношение свободного белка и нуклеиновой кислоты. На основании инфракрасных спектров показано, что полисахаридные комплексы включают связанный белок и нуклеиновую кислоту. По спектрам кругового дихроизма показано различие в конформациях полисахаридов в воде. Изучено влияние содержания клетчатки на органолептические свойства чая [140]. Установлена существенная связь между содержанием клетчатки и танином в чае (R2=0,72). Термосканирование полупроводников SnO-Pd сенсора использовано для идентификации различных сортов чая [33]. В основе метода – различие величины адсорбции компонентов сложных объектов, а также скоростей реакции их окисления кислородом воздуха при варьировании температуры газочувствительного слоя сенсора. Показана принципиальная идентификация запахов одиночными полупроводниковыми сенсорами («single sensor»). Термосканирование даже одного полупроводникового сенсора при обработке результатов искусственными нейронными сетями позволяет узнавать запахи сложных объектов. Главными факторами, определяющими состояние чая, являются его влагосодержание и температура, а также степень отклонения их величины от равновесных значений, определяемых параметрами состояния окружающей среды [17]. Проведенные исследования поведения чая в изменяющихся условиях окружающей среды могут дать необходимый материал для разработки как общих, так и частных конкретных рекомендаций по наиболее оптимальным режимам переработки чая. Представлено исследование различных экстрактов чая методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [6]. Изучено влияние градиентного элюирования на разделение. Предложена методика экспортной оценки различных экстрактов чая без проведения качественного и количественного анализа. 15 Исследованы частично ферментированные сорта чая методом обращенофазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии [34]. Идентифицированы катехины, содержащиеся в чайных экстрактах, и определено их количественное содержание. Представлено использование мицеллярной электрокинетической хроматографии с обращенной полярностью для определения ксантиновых и полифенольных компонентов чая [5]. По данным ВЭЖХ-МС анализа экстрактов чайной флеши установлено, что в условиях линейного градиента концентрации ацетонитрила в воде от 2,5 до 100 об. % возможно препаративно выделить все исследуемые компоненты, но наиболее полно выделяется фракция с молекулярной массой 290, что соответствует эпикатехину. В результате проведенных исследований разработан метод, позволяющий наиболее полно извлекать флавоноиды из чая и препаративно разделять их, выделяя отдельные фракции [36]. Проведено определение содержания витамина Р (рутина) в разных видах чая: зеленом байховом листовом с жасмином, черном байховом индийском мелколистовом, черном северном Индии крупнолистовом и красном. В результате исследований выявлено, что витамин Р в большом количестве содержится в зеленом чае [24]. 1.1.3 Влияние компонентного состава эфирного масла на качество чая Компонентный состав эфирного масла также определяет качество чая. Наряду с эфирным маслом важную роль в формировании аромата чая играют альдегиды и смолы. Ароматичный черный чай содержит около 0,02% эфирного масла, а неароматичный – 0,01% [28]. Вещества, входящие в состав эфирного масла, можно разделить на 4 основных класса соединений: кислоты, карбонильные соединения (альдегиды и кетоны), спирты и фенолы. Летучие соединения содержатся в чае в ничтожных количествах – 0,01% на сухое вещество. Однако их роль в создании специфического аромата чая огромна. 16 Аромат зеленого чая – одна из его важнейших потребительских характеристик [20]. В последнее время благодаря применению таких современных методов анализа, как ВЭЖХ и масс-спектрометрия, удалось, в основном, раскрыть химическую природу этих веществ. Установлено, что в образовании аромата чая принимают участие, по меньшей мере, 300 соединений, относящихся к самым разным химическим классам. Среди идентифицированных компонентов аромата чая были обнаружены углеводороды, спирты, карбонильные соединения, кислоты, лактоны, эфиры, фенольные, а также азот- и серосодержащие соединения. В составе чая идентифицированы 112 различных ароматических соединений, содержание которых зависит от срока уборки (весенний или осенний чай) [109]. В зависимости от страны происхожедния и методов культивации растений чай может содержать широкий спектр летучих соединений [96]. Пять различных сортов чая проанализированы прибором для сканирования аромата чая. Результаты показали, что устройство для сканирования аромата чая может быть использовано для идентификации сортов чая. Для определения летучих химических компонентов чая применили твердофазную микроэкстракцию – РХ-МС, что позволило определить 40, 40, 35, 16 и 13 компонентов в указанных сортах чая соответственно. Среди этих соединений идентифицированы СН3СООН, анизол, кофеин, бифенол А [83]. 1.1.4 Характеристика алкалоидсодержащих веществ чая Как было сказано ранее, алкалоидсодежащие вещества чая оказывают основное действие на оргнизм человека, т.к. обладают тонизирующим действием. В чайном растении образуется и накапливается преимущественно кофеин (2-3 %), теобромина и теофиллина содержится значительно меньше (0,6-0,8 %) [28]. Во время технологической переработки зеленого чайного листа кофеин вступает в реакцию с полифенолами, образуя танат-кофеин, который выпадает в виде осадка при охлаждении экстракта чая. Вкус свежести чаю придают продукты полимеризации кофеина с теафлавином [28]. 17 Установлено, что имеется возможность построения специальной калибровочной кривой для кофеина при определении полифенольных соединений методом ИК-спектроскопии в ближней области спектра [113]. Стандартная ошибка калибрования составляет 0,49%, а коэффициент корреляции r=0,993. При одновременном спектрофотометрическом определении кофеина и теобромина в иранском чае с помощью искусственной нейронной сети спектрофотометрический анализ проводили в диапазоне длин волн 230-300 нм с использованием искусственной нейронной сети [97]. Проведено сравнение результатов с данными, полученными по модели PLS. Методом сравнения служил метод ВЭЖХ. Одновременно определены кофеин, катехины и галлиевые кислоты в различных сортах чая: зеленом, Oolong, черном и pu-erh с использованием метода высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодно- матричным детектором [170]. Пробу экстрагируют многократно, используя водный метанол и кислый метанольный раствор, затем экстракт чая отделяют в течение 20 мин, используя колонку, заполненную С18 и градиентное элюирование буферный раствором метанол – ацетет – вода. Некоторые сорта зеленого чая, Oolong, черный и pu-erh были проанализированы этим методом с удовлетворительными результатами. Зеленые сорта чая содержат наиболее высокое содержание катехинов, а остальные исследуемые сорта – более низкое, из-за уменьшения за счет процесса ферментации при производстве. Этот процесс также снижает уровень галлиевой кислоты в черном чае и pu-erh. Для быстрого определения кофеина в листьях чая предложен эффективный скрининг с применением метода ВЭЖХ [80]. Для выделения полифенолов из экстрактов чайных листьев используют колонку, заполненную поливинилполипирролидином в режиме on-line. Концентрирование кофеина проводят экстракцией из измельченных в порошок листьев чая при 50оС в течение 1 дня. Анализировать можно с интервалом 2-5 мин. Методика быстрого определения кофеина в чае с использованием сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) включает в себя простые спо- 18 собы пробоподготовки и разделение с помощью подвижной фазы, состоящей из диоксида углерода, модифицированного 5% метанола [76]. Другие соединения, присутствующие в чае, на результаты СФХ не оказывают мешающего влияния. Применение спектроскопии в ближней области с преобразованием Фурье осуществляли для оценки содержания кофеина в порошке и гранулах растворимого зеленого чая [139]. Калибровочные кривые строили с использованием стандартов чистого кофеина различных концентраций для диапазона длин волн 4000-12000 см-1. Определяли точность и воспроизводимость применения предложенных калибровочных моделей. Продолжительность определения кофеина 2-5 мин. Проведено сравнение УФ- и ИК-методов определения кофеина в зеленом чае. 1.1.5 Полифенолы чая, их характеристика и содержание в чае Фенольные соединения чая представлены в основном катехинами (флаванол-3-олы) и их галловыми эфирами [28]. В чайном листе также имеются и другие фенольные соединения (гликозиды, фенолкарбоновые кислоты) [158]. Исследована антиоксидантная активность чая до и после ферментации, высушивания на солнце, просеивания и пастеризации паром. Выявлено, что ферментированный чай обладает меньшей антимутагенной активностью, чем неферментированные образцы [142, 150]. Разработана методика определения танина в чае амперометрическим методом с двумя индикаторными электродами в проточно-инжекционной системе [163]. С использованием двух Pt-электродов проводят амперометрическое определение с использованием окисления танина на одном электроде и восстановление оксида платины на другом электроде. Метод ВЭЖХ с обращенными фазами в сочетании с МС с электрораспылительной ионизацией применен для определения танина в чае без проведения предварительной дериватации [169]. Установлено, что танин полностью отделяется от других компонентов при использовании в качестве под- 19 вижной фазы раствора трифторуксусной кислоты (рН=3,0). Детектирование проводят в УФ области спектра при длине волны 203 нм, предел определения составляет 1,75 нг танина. Методика отличается простотой и высокой точностью. Предложен простой и быстрый метод, основанный на активации танинов при окислении пироксина Y перекисью водорода, катализируемой ионами Cu2+ [69]. Исследовали влияние условий проведения реакции на получаемые результаты. Калибровочный график является линейным в диапазоне концентраций танинов 0,06-0,96 мгл-1. ПрО составляет 0,032 мгл-1. Среднеквадратическое отклонение результатов при концентрации танинов 0,3 мгл-1 составляет 2,3%. Исследованы катехины и метилксантины в настоях черного чая методом ВЭЖХ [145]. Определена корреляция с терпкостью. Приведено описание методики одновременного определения различных флавонолов оптимизированным методом ВЭЖХ с обращением фаз. Общее содержание флавонолов в настоях различного качества составляет 1,423-12,051 мг/100 г. Главным среди них является эпигаллокатехингаллат (0,356-5,972 мг/100 г). Отмечена очень высокая корреляция терпкости напитка с общим содержанием в нем катехинов. Подтверждена способность катехинов чая связывать ОН-радикалы [143]. Методом ЭПР определены константы скорости реакции (-)- эпигаллокатехингаллата и (+)-катехина с гидроксильным радикалом (ОН). Константа скорости реакции эпигаллокатехингаллата в 2 раза выше, чем пирогаллола и галловой кислоты. Отмечена связь активности исследуемых соединений с их структурой. Изучена связь относительной энергии активации и энергии разрушения связей в молекулах, которая была близка к линейной. Методом обращено-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) изучен качественный и количественный состав различных видов чая на содержание в них катехинов [35]. Показано различие их содержания в ферментированных, частично ферментированных и неферменти- 20 рованных сортах чая. Сравнительный анализ результатов качественного и количественного исследования чайных экстрактов показал, что на содержание катехинов в чайном листе влияет как процесс ферментации, так и место произрастания чая. Наиболее богат катехинами зеленый чай. Определены катехины в сорте зеленого чая «matcha» методом мицеллярной электрокинетической хроматографии [156]. Присутствие катехинов в зеленом чае оказывает благоприятное влияние на здоровье людей. Предполагают, что сорт «matcha» обладает более сильным потенциалом для здоровья. Специально измельченный зеленый чай «matcha» используют в Японии на чайной церемонии. Однако определение катехинов в этом сорте чая не проводилось. Метод мицеллярной электрокинетической хроматографии применен для определения 5 катехинов и кофеина в этом сорте чая. Результаты, полученные для анализа экстрактов чая, водой и метанолом, сравнили с популярными сортами зеленого чая. Показано, что при концентрации мг катехина/г сухих листьев, концентраций эпигаллокатехингаллата в чае в 137 раз выше, чем в Китайском зеленом чае и в 3 раза выше, чем опубликовано в литературе для других сортов чая. Катехины – активные антиоксиданты, содержание которых в экстрактах зеленого чая доходит до 30%. Стабильность (—)-эпигаллокатехингаллата и (—)-эпикатехина изучали с помощью тонкослойной хроматографии [134]. При температуре 25 и 40оС катехины полностью деструктируются в течение 4 дней. При добавлении к экстракту 1% аскорбиновой кислоты деструкции не происходит. Подобный же эффект наблюдали при введении в экстракт бутилгидроокситолуола, пропилгаллата, тринатриевой соли ЭДТУ. Стабильность катехинов сохраняется в течение длительного времени (до 20 дней). Содержание фенольных соединений и антиокислительная активность экстрактов зеленого и белого чая находятся в зависимости от условий экстракции и использованного растворителя [136]. Содержание катехинов, флавонолов и флавонов в экстрактах определяют методом ВЭЖХ. Эффективность экстракции зависит от растворителя и продолжительности процесса. 21 Количество катехинов, экстрагируемых из зеленого чая, также зависит от вида продукта (чай в пакетиках или рассыпной), в то время как для белого чая такая зависимость не установлена. Зеленый чай – более богатый источник фенольных соединений, чем белый чай. Экстракция фенольных соединений из белого чая водой может быть ускорена при добавлении лимонного сока. 40%-ный спирт – наиболее эффективный растворитель для экстракции катехинов. Антиокислительная активность экстракта коррелирует с содержанием в них фенольных соединений. Полифенольные соединения белого и зеленого чая ингибируют панкреатическую липазу in virto [74]. Полифенольные соединения белого чая более эффективно ингибируют липазу, чем полифенолы черного и зеленого чая. Методом ЖХ-МС исследован состав настоев чая. Установлено, что белый и зеленый чай содержат примерно одинаковое количество флаван-3-олов, но в зеленом чае содержится больше флавонолов. Белый чай содержит больше 5галоилхинной кислоты, дигалоилглюкозы, грагалоилглюкозы и танина. Полифенолы чая оказывают влияние на активность -амилазы, пепсина, трипсина и липазы [129]. Полифенольные соединения могут ингибировать действие пищеварительных ферментов и ухудшать перевариваемость пищи. Исследовали полифенолы китайского зеленого чая. Методом ВЭЖХ установлено, что экстрагированные полифенольные соединения на 93,6% состоят из катехина, и что содержание полифенолов, связанных с эфирами, составляет 82%. В опытах с желатином установлено, что полифенольные соединения зеленого чая способны связывать и осаждать белок, т.е. денатурировать пищеварительные ферменты. В присутствии 0,05 мг/мл полифенолов чая активность -амилазы, пепсина, трипсина и липазы снижалась на 61, 32, 38 и 54% соответственно. С помощью методологии поверхности отклика и регрессионного анализа определены оптимальные условия получения жирорастворимых полифенолов чая: соотношение полифенолы чая: стеароилхлорид: катализатор = 1 : 1,21 : 0,07 (по весу); температура 68,7оС; 8,5 часов [162]. Продукт характери- 22 зуется высокой антиоксидантной активностью. Для определения катехина в полифенолах чая применен метод ИК-спектроскопии [114]. Регистрируют 2ю производную ИК-спектра в интервале 4000-10000 см-1. Среднеквадратичная погрешность анализа составляет 2,2%. Выделена и проанализирована полимерная фракция полифенолов из черного чая [100]. Полимерные полифенолы – главные пигменты черного чая. Разработаны методы экстракции полифенолов из чая. Установлено, что вариант жидкостной экстракции по Сокслету позволяет существенно снизить затраты средств, времени и труда на выделение полифенольной фракции полифенолов. Не найдено существенных различий в составе и свойствах полифенолов черного чая, выделенных различными способами. Проведено выделение чайного полифенола из листьев зеленого чая с помощью комбинированной адсорбционной смолы CATUFM [107]. Разработан метод выделения чайного полифенола и кофеина из листьев зеленого чая с использованием экстракции водой, с последующей ультрафильтрацией через CA-Ti композитную ультрафильтрационную мембрану, адсорбцией на РАсмоле и элюированием с помощью смешанного растворителя. После ультрафильтрации через CA-Ti композитную УФ-мембрану получен продукт с содержанием чайного полифенола 40%. После адсорбции на смоле элюировании смесью растворителей был получен очищенный продукт, содержащий 90% чайного полифенола. Двукратную экстракцию полифенолов из чайного листа проводили 60%ным спиртом при соотношении 1:25. Выход в этих условиях составляет 22,5%. Определены оптимальные условия ионного осаждения полифенолов. Выход и чистота продукта составляли 11,8 и 99,5% соответственно. Анализ состава полученного продукта проводят методом ВЭЖХ [90]. Разработана новая методика спектрофлуориметрического определения полифенолов (ПФЛ) в чае [52]. Методика основана на их способности гасить флуоресценцию родамина 6Ж (450/556 нм) в присутствии акридинового оранжевого, додецилбензосульфоната Na и молибдата аммония в среде 0,6 М 23 HCl. Градуировочный график линеен в интервале 0,75-60 мг/л ПФЛ, предел обнаружения равен 0,35 мг/л. Исследован и усовершенствован метод экстракции полифенолов из зеленого чая под действием ультразвука [60]. Установлены оптимальные условия процесса: растворитель – 70%-ный этанол, рН – 1-2, время экстракции – 40 мин, соотношение растворитель/материал – 10:1. Выход пигмента достигает 89,2%. Отмечена возможность работы при низкой температуре и дешевизна процесса. Установлено влияние продолжительности заваривания и добавления молока на содержание и абсорбцию полифенольных соединений из черного чая [101]. Для черного чая антиокислительная активность настоев, обще содержание полифенольных соединений и катехина возрастает при увеличении продолжительности заваривания. Эти результаты не зависят от добавления молока. Потребление 400 мл настоя черного чая через 80 мин увеличивает антиокислительную активность плазмы (на 10%), содержание в ней фенольных соединений (на 20%), катехинов (на 32%) и флавоноидов – кверцетина (на 39%) и кемпферола (на 45%). Продолжительность заваривания играет наибольшую роль в уровне абсорбции полифенолов черного чая. Исследовали пути применения модели ANN для обработки результатов спектрофотометрических измерений в диапазоне длин волн 7432,3- 6155,7 см-1 для полифенольных соединений и 5484,6-4192,5 см-1 для амилозы чая [116]. Установлено, что модель позволяет достаточно точно определить содержание указанных компонентов в чае. Разработан метод, позволяющий разделить многокомпанентную смесь, состоящую из кофеина, галловой кислоты и шести важнейших катехинов чая, а также получить сравнительные характеристики профиля различных образцов зеленого и черного чая [11]. Показано, что содержание полифенольных соединений в составе зеленого чая значительно выше, чем в черном. Это объясняется процессом получения черного чая, всегда включающего стадию ферментативного окисления. 24 Сравнили эффективность 2 методов определения содержания флавонолов в образцах чая: с использованием NaNO2-Al(NO3)3 и AlCl3 [78]. Показано, что в первом случае определяемые концентрации флавонов на 60 мг/г выше. Для определения методом с AlCl3 требуется кислая среда с рН 5. В присутствии дубильной кислоты средняя погрешность определений составляет 0,017 мг, которая не увеличивается с ростом ее концентрации. Отмечено, что метод с применением AlCl3 подходит для определения флавонолов в растительных объектах, содержащих больше полифенолов. Исследовано влияние температуры и продолжительности заваривания на переход в растворимое состояние катехинов зеленого чая [103]. Предложена технология получения обогащенных катехинами фракций из зеленого чая. Определены оптимальные температуры и продолжительность экстракции катехинов. Представлены спектроскопические модели в ближней ИК области для определения суммарного содержания катехинов в чайном фенольном порошке на основе радикальной основной функциональной сети [58]. Обработку спектров порошка производили с использованием преобразования волн малой амплитуды, стандартной нормализации и анализа главных компонентов с собственными векторами в качестве вводимых функций сети. Модели оптимизировали при изменении числа главных компонентов с оценкой с помощью коэффициента корреляции и среднеквадратической погрешности предсказания градуировочной серии и серии предсказания. Использованы сведения о содержании флаван-3-олов в листьях зеленого чая (Camellia sinensis) как показателя для прогнозирования качества чистого черного чая [125]. Изучена связь между количеством и составом катехинов в зеленых листьях чая и качеством черного чая 11 сортов из Кении. Установлено, что по составу катехинов в зеленом листе можно прогнозировать качество напитка. Установлено влияние продолжительности ферментации на образование соединений, ответственных за качество черного чая [122]. Количество тиаф- 25 лавинов и тиарубигинов возрастает с увеличением времени ферментации. Однако количество тиафлавинов, достигнув максимального уровня, начинает снижаться. Экстрактивность чая снижается при увеличении продолжительности ферментации, в то время как содержание кофеина остается неизменным. Изучены изменения других компонентов чая при ферментации. Экстракты из чая фракционировали на колонке С18 и элюировали из колонки метиловым спиртом и 0,05%-ным раствором трифторуксусной кислоты и определяли при детектировании с помощью диодной матрицы при длине волны 210 нм для (-)-галлокатехина и 278 нм для остальных катехинов и кофеина [94]. Метод времяпролетной масс-спектрометрии использован для анализа реальных проб чая. Предложенный метод был использован для анализа 33 проб чая, а кластерный анализ – для идентификации сортов. Исследован механизм увеличения содержания кофеина в процессе ферментации чая под действием микроорганизмов [155]. Отмечено увеличение содержания кофеина в чае под действием смешанных микроорганизмов во времени. При исследовании ферментации черного и зеленого чая показано, что ферментация с плесенью приводит к увеличению содержания кофеина, а с дрожжами к уменьшению. Наибольшее увеличение содержания кофеина дает Aspergillus niger van Tieghem (с 3,47 до 9,63%). Изменения для кофеина и теофиллина имеют сложную тенденцию. Для быстрого анализа чайных продуктов без какой-либо пробоподготовки разработан новый метод на основе масс-спектрометрии с химической ионизацией при атмосферном давлении [59]. В оптимальных условиях для различных образцов чая быстро регистрировали спектры, и конечные массспектры использовали в качестве «отпечатков пальцев» химического состава для характеристики образцов. В результате проведено различение 40 образцов чая при обработке масс-спектров анализом главных компонентов необработанных спектров. Описана методика быстрого квази-проточно-инжекционного определения содержания кофеина в заваренном черном или зеленом чае [159]. Мето- 26 дика включает предварительное выделение кофеина в колонке с поливинилполипирролидоном. Градуировочный график линеен при концентрации кофеина 800 мкмоль/л (4 пмоля в пробе). Пределы обнаружения и количественного определения составляют 0,3 и 0,7 мкмоль/л кофеина соответственно. При определении 10 и 100 мкмоль/л кофеина относительное стандартное отклонение равно 0,0078 и 0,0074 (n=6) соответственно. Описана зависимая от рН способность связывать свободные радикалы катехинов зеленого чая [123]. Способность связывать свободные радикалы оценивали экспериментально и теоретически путем. Установлено, что этот показатель возрастает с увеличением рН среды. Рассмотрен механизм влияния рН среды и окружающих тканей на свойства катехинов зеленого чая. Изучено влияние декофеинизации суперкритическим СО2 на летучие соединения зеленого чая [105]. Летучие соединения после отгонки с паром и экстракции анализировали методом ГХ-МС. Всего идентифицировано 41 соединение, в том числе 8 спиртов, 15 терпеноидов, 10 карбонильных соединений, 4 N-содержащие и 4 др. соединения. В обработанном и необработанном чае были линалоол и фенилацетальдегид. При декофеинизации количество всех летучих соединений снижается. Особенно заметно снижение неполярных соединений, таких как терпеноиды. Обработка приводит к снижению содержания некоторых ароматических соединений – гексаналя, (Е)-2-гексаналя и некоторых неидентифицированных соединений. Разработан модифицированный метод суперкритической экстракции СО2 в сочетании с полярными растворителями для удаления кофеина с сохранением катехинов в порошке зеленого чая с использованием метода анализа поверхности отклика [84]. Определен оптимальный режим удаления кофеина из порошка зеленого чая: продолжительность суперкритической экстракции 8 г чая составляет 1,5 час, количество СО2 640 г при температуре 323 К и давлении 275 бар, количество добавляемой воды 6 г. В этих условиях выход кофеина составляет 71,9%, в то время как 67,8% катехина остается в продукте. 27 Разработана простая, высокочувствительная и точная методика количественного определения остатков 92 пестицидов в чае [111]. Из пробы чая экстрагируют пестициды ацетонитрилом, экстракт подвергают очистке и анализируют его методом газовой хроматографии с пламенно- фотометрическим или электронозахватным детектированием. Разработан метод на основе сочетания инфракрасной спектроскопии в ближней области и частичных наименьших квадратов для предсказания содержания катехинов в зеленом чае [164]. Исходные спектры собирали в области 10000-4000 см-1. Для сравнения использовали метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Отмечена хорошая согласованность между измеренными и установленными концентрациями в зеленом чае эпигаллокатехингаллата, эпикатехингаллата и эпигаллокатехина. Исследована возможность процесса обжаривания зеленого чая и изменения в содержании акриламида, некоторых ароматических веществ и катехинов [120]. Установлено, что главными ароматическими компонентами такого чая являются 2-этил-3,5-диметилпиразин и 2-этил-3,6-диметилпиразин, и необходимое для создания специфического аромата их количество образуется при обжаривании в течение 30 мин при температуре 160оС или 15 мин при 180оС. Содержание акриламида в готовом напитке при этом составляет 2,0 и 4,0 мкг/л, соответственно. Статистический метод главного компонента использован для обработки результатов ИК-анализа чая китайского производства в диапазоне длин волн 800-3800 см-1 [165]. Чай различных сортов, выращенный в различных районах КНР, анализировали на содержание кофеина, эпикатехина, глютаминовой кислоты и антоцианинов. Установлено, что ИК-анализ позволяет достоверно идентифицировать сорта чая. Определены анионы в черном чае и чае с использованием ионообменной хроматографии [102]. Количественное определение фторидов, хлоридов, бромидов, иодидов, нитратов, фосфатов и сульфатов в напитках проводили методом ИОХ с детектором по электропроводности. В качестве элюента ис- 28 пользовали раствор, содержащий смесь 1,3 мМ раствора Na2CO3 и 2 мМ раствора NaHCO3. ПрО метода составляет в среднем 0,01-0,05 мкг мл-1 при коэффициенте вариации результатов 4-6%. Выход исследуемых компонентов изменялся в диапазоне 95-106%. Установлено, что ИК-спектры чая различного качества в диапазонах длин волн 3000-2800, 1700-1500, 1500-1200, 1200-1000 и 900-400 см-1 относительно стабильны, но различаются по интенсивности и форме пиков [160]. ИК-спектрометрия с преобразованием Фурье позволяет достаточно точно установить различия между сортами. Флавоноиды извлекали из продукта при УЗ-воздействии и анализировали спектрофотометрическим методом дли длинах волн 365, 415 и 450 нм [166]. Коэффициент абсорбции и концентрации флавоноидов при использовании рутина в качестве стандарта составлял 0,9999 со среднеквадратическим отклонением результатов 0,2%. Исследовано влияние параметров и определены оптимальные условия экстракции чая [75]. Установлено, что при воздействии УЗ эффективность экстракции составляет 10,70% при продолжительности процесса 15 мин. А без воздействия УЗ – 10,638% за 1 час. УЗ-экстракция позволяет снизить расход энергии. Оптимальным было соотношение материала и растворителя 1:45, при продолжительности процесса 15 мин. Определены теанин, галловая кислота, пуриновые алкалоиды, катехины и теафлавоны в черном чае с использованием ВЭЖХ [153]. Для определения 18 главных активных ингредиентов чая использовали метод ВЭЖХ на колонке амид-С16. Для экстракции активных компонентов использовали 40%-ный раствор спирта. Все 18 компонентов могут быть разделены за 86 мин. Проанализированы химические компоненты красного чая в связи с его вкусовыми характеристиками [152]. Определены цвет и состав листьев и настоя красного чая (оолонг), а также состав летучих ароматических соединений чая. Изучена связь потребительских характеристик чая с содержанием хлорофиллов, свободных аминокислот и теамина. Установлены различия в 29 составе летучих ароматических соединений чая различных сортов. Методом анализа главного компонента оценены доля влияния глютаминовой кислоты, общего содержания катехинов и бензенацетальдегида на органолептические свойства красного чая. Проведен анализ полного состава метаболитов методом спектроскопии протонного ядерного магнитного резонанса Н ЯМР в процессе ферментации зеленого чая [104]. Методом спектроскопии Н ЯМР в сочетании с многомерным статистическим анализом определены изменения полного состава метаболитов в процессе ферментации зеленого чая. Наблюдали снижение концентраций эпикатехина, эпигаллокатехина, пикатехин-3-галлата, эпигаллокатехин-3-галлата, гуината, кофеина и сахарозы, в то время как содержания галлата и глюкозы увеличивались при ферментации. Для улучшения качества экстрактов черного чая экстракты обрабатывали пентиназой и танназой независимо, последовательно или одновременно [56]. Обработка пектиназой увеличивала экстрактивность сухих веществ на 11,5%, но не влияла на выход полифенольных соединений, в то время как танназа существенно (на 14,3%) увеличивала их выход при одновременном увеличении экстрактивности (на 11,1%). Максимальное улучшение качества чая обеспечивала обработка танназой, обеспечивающая значительное увеличение количества свободной галловой кислоты в экстракте. Одновременно улучшались и другие характеристики качества чая. 1.1.6 Контроль содержания в чае минеральных веществ От качественного и количественного содержания минеральных веществ зависят качественные характеристики чайного напитка. Известно, что чай содержит минералы и такие элементы как K, Ca, Mg, Mn, P, Zn, Fe, Pb, присутствие которых необходимо для здоровья людей [77]. Для дифференцирования различных сортов чая применен метод АЭМС с ИНП. Метод отличается простотой, экспрессностью и хорошей воспроизво- 30 димостью. Содержание минералов и следовых количеств элементов характерно для каждого сорта чая. Определены ультраследовые количества Cd в пробах чая, используя проточно-инжекционное on-line твердофазное отделение и концентрирование в сочетании с последующей генерацией гидридов и детектированию атомнофлуоресцентной спектрометрией [66]. Разработана методика определения ультраследовых количеств Cd в чае АФЛС. Методика включает проточноинжекционную твердофазную экстракцию в колонке с Cyanex 923, концентрирование и on-line последовательное генерацию гидридов. Метод АЭМС с ИНП применен для определения Ca, Mg, K, Al, P, Cu, Zn и Mn в брикетированном чае [106]. Аналитические результаты пробы сравнения чая согласуются с полученными данными и согласуются с данными других сортов чая. Содержание Al, Fe, Mn, Ca и Mg в брикетированном чае составляет в 5,78, 3,26, 2,19, 2,11 и 1,64 раз выше, чем в листовом чае, а содержание P, K, Zn и Cu на 48,70%, 85,68%, 78,19% и 98,78% раз ниже, чем в листовом чае. Метод анионной хроматографии применен для определения F-, Cl-, Br-, NO3-, PO43-, SO42- в чае [92]. Разделение анионов достигается в 12 ммоль/л NaHCO3 – 0,6 ммоль/л Na2СО3 со скоростью 1,0 мл/мин с использованием градиентного элюирования. Описано применение метода атомно-абсорбционной спектроскопии холодных паров для определения Hg в образцах чая [151]. Метод обеспечивает аналитический выход 95,0-104, 5%. Воспроизводимость характеризуется относительным стандартным отклонением равным 0,038. Описано применение метода плазменной ААС для определения Pb в пробах чая [72]. Метод предусматривает стадию экстракционного выделения Pb при помощи метилизобутилкетона. Проведены исследования по оптимизации всех стадий анализа. Изучен процесс адсорбции U6+ и Th4+ из раствора зеленого чая [167]. В оптимальных условиях скорость адсорбции и емкость составили 90% и 8,12 31 мг/г и 90% и 5,00 мг/г для U6+ и Th4+ , соответственно. Адсорбированные на чае U6+ и Th4+ можно элюировать соляной кислотой. Чай легко регенерировать с помощью 0,02 М раствора NaOH. Изучена реакция Cu(2+) с комплексующим хромогенным реагентом Naph, 5,8-дигидрокси-1,4-нафтохинолин в этанольно-водной среде, содержащей 0,1 M NH4Ac и 1,5% додецилсульфата натрия [141]. Разработана новая спектрофотометрическая методика определения Cu(2+). Максимум оптической плотности комплекса находится при 330 нм, молярный коэффициент погашения равен 1,8 х 104. Изучено каталитическое действие Mn(2+) на реакцию окисления малахитового зеленого KIO4 при рН 4.0 в буферном растворе Нас-NaAc [161]. В качестве активатора используют нитрилоуксусную кислоту, а в качестве маскирующего агента – NaF и аскорбиновую кислоту для окончания реакции. Определены химические формы нахождения следов нескольких элементов, ассоциированных с растворимыми органическими молекулами, в заварках чая при помощи эксклюзионной хроматографии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой [121]. Описана методика определения органически связанных форм следов 9 химических элементов (Al, Ba, Cu, Mg, Mn, Ni, Rb, Sr, Zn) в заварках чая при помощи высокоэффективной эксклюзионной хроматографии. Используют колонку (4,6 х 250 мм), элюируют (1,0 мл/мин) 0,1 М раствором АсONH4 с рН 5,4 и детектируют УФфотометрически при 254 нм, и посредством масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Новый масс-спектрометрический метод (Inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS) использован для определения содержания микроэлементов в чае различных сортов после термического расщепления с помощью микроволнового нагрева [86]. Выход определяемых следовых количеств минеральных веществ составлял 90-110% при среднеквадратическом отклонении не более 5%. Динамика экстракции микроэлементов может быть удовлетворительно описана логарифмическим или экспоненциальным уравнением. 32 Метод ААС с использованием поперечного нагрева графитовой печи применен для определения Pb и Cd в чае [117]. Для устранения матричного влияния в качестве матричного модификатора использовали NH4PO4 и Mg(NO3)2. Предел определения для Pb составляет 0,0078 мкг/г, для Cd 0,0015 мкг/г. Относительное стандартное отклонение равно для Pb менее 0,091, для Cd менее 0,05. Мера правильности составляет для обоих элементов 95-114%. Для определения содержания следовых элементов в чае, пробу измельчают и нагревают при (80±2)оС в течение 4 час [157]. После добавления 5 мл 0,15% раствора агар, пробу перемешивают с применением ультразвука. Приготовленную суспензию вводят непосредственно в пламенный атомноабсорбционный спектрометр. Относительное стандартное отклонение менее 0,0096. Разработана методика определения Mn новым каталитическим потенциометрическим методом [82]. Методика основана на каталитическом действии Mn на реакцию между метиловым зеленым и IO4¯. Применение метил зеленого ионселективного электрода позволяет определить скорость реакции, которая пропорциональна концентрации Mn. Градуировочнй график линеен в интервале 3,0-100 мг/25 мл для Mn2+. Полученные результаты подтверждены методом ААС. Метод ААС применим для определения Mg в ряде сортов китайского чая [138]. Содержание Mg в чае выше, чем в обычных пищевых продуктах. Содержание Mg в листьях чая находится в пределах 1,29-2,07 мг/кг. Mg экстрагируется из листьев чая примерно на 14,2-51,8%. Метод ААС применим для определения Cа в различных сортах листьев чая [108]. Содержание Cа в листьях чая находится в пределах 1214-2874 мг/кг. Cа экстрагируется из листьев чая примерно на 1,0-7,0% - жидкостная экстракция чая составляет 23-106 мг/кг. Разработана простая, быстрая, точная, селективная методика с хорошей воспроизводимостью для определения К, Zn, Mg, Ca, Cu, Ni, Cd, Fe и Mn в чае методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии [133]. Пробу 33 измельчают, высушивают и разлагают в смеси HNO3-HClO4. Мера правильности составляет для девяти элементов от 97,8% до 116,8%. Клэффициент корреляции равен 0,99. Разработана методика определения следовых концентраций Pb в чае методом атомно-абсорбционной спектрометрии с применением кварцевой трубки с отверстием [91]. Установлено, что чувствительность предложенного метода улучшается более чем в 9 раз по сравнению с обычным методом ААС. Пределы определения достигают 0,02 мкг/мл. Для определения химической формы алюминия в чайных настоях предложено использовать сочетание метода эксклюзионной хроматографии и анионообменной высокоэффективной жидкостной хроматографии с детектированием методом оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой [98]. В оптимальных условиях в режиме элюирования анализ проводили за 40 мин. Оставшийся Al выделяли в анионообменной колонке в режиме линейного градиентного элюирования для последующего детектирования. Для идентификации оставшегося Al, связанного со смолой в колонке, применяли метод тандемной МС с электрораспылительной ионизацией. 1.2Анализ научно-технической литературы по оценке качества кофе Россия входит в число десяти самых потребляющих кофе стран [8,32]. Российские предприятия активно закупают зеленый (сырой) кофе за рубежом. В нашей стране производится его образка, размол и упаковывание. Это такие компании как ООО «Нестле Кубань», ООО «Орими Трэйд», ООО «Кофе ОМНИ», компания «Московская кофейня на паях» и др. [1,3, 60]. Качество кофе определяют основные компоненты, входящие в его состав, а также технология его переработки. Основными работами в этой области являются разработка технологии получения натурального ароматизированного молотого кофе [2] и совершенствование технологии производства натурального ароматизированного кофе [25]. 34 1.2.1 Углеводно-белковый комплекс кофе Углеводы и белковые вещества кофе являются основополагающими в определении его качественных характеристик. Углеводы оказывают положительное влияние, а белки – отрицательное воздействие на качество [124]. Исследовано влияние обжаривания на аминокислоты кофе. Исследования проводили на кофе сортов арабика и робуста методом газовой хроматографии [54]. Небольшие количества свободных аминокислот, присутствующих в кофе, в сильной степени подвергаются разрушению при обжаривании. После гидролиза некоторые аминокислоты остаются в неизмененном виде, а более чувствительные подвергаются термическому воздействию. Величина, характеризующая образование энантиомеров аминокислот выше для образцов кофе сорта робуста. Для обоих сортов кофе увеличивается образование энантиомеров с повышением температуры; наиболее чувствительна к воздействию температур аспаргиновая (аминоянтарная) кислота. В целом, матрица кофе робуста чувствительна к воздействию обжаривания, чем кофе арабика. Определено содержание антиоксидантов в обжаренных зернах кофе всех стран-производителей (21 страна) амперометрическим методом [37]. Проведено сравнение содержания антиоксидантов в зеленых (необжаренных) и обжаренных зернах кофе. Показано, что кофе может быть значительным источником антиоксидантов в ежедневном рационе человека наряду с чаем, соками, фруктами, ягодами и т.д. Содержание пищевых волокон в кофе и их структурные характеристики зависят от типа кофе и способа заваривания [73]. Кофейные напитки содержат значительное количество растворимых пищевых волокон – галактоманналов и арабиногалактанов II типа. Исследовали влияние типа кофе, способа обжаривания, измельчения и заваривания на содержание пищевых волокон в напитке, которое в изученных пробах изменялось в диапазоне 0,14-0,65 г/100 мл при определении ферментативно-гравиметрическим методом. Установлено, что состав пищевых волокон зависит от технологии обжаривания, измельчения и других операций. 35 Определено содержания влаги в необжаренном кофе [132]. Сравнивали методы для изучения специфичности и точности. Повышенная влажность необжаренного кофе может быть причиной роста микроорганизмов, образования микотоксинов и ухудшения органолептических свойств выработанного из него конечного продукта. Для исследования этих последствий кофе должен иметь влажность 8,0-12,5%. Проведено сравнительное исследование методов оценки влажности, рекомендуемых ISO. Установлено, что оптимальным методом является стандартный метод ISO 1446. Проведена сравнительная оценка методов определения влажности необжаренного кофе [118]. Влажность кофе определяли методом Фишера или после сушки по стандарту ISO – при 105оС в течение 16 час, по методу Министерства сельского хозяйства Бразилии – сушка при 105оС в течение 24 час целых или измельченных бобов, а также при использовании сушки в ИКлучах. Разделение триацилглицеридов по классам было осуществлено с помощью тонкослойной хроматографии с ионами серебра, после чего состав триацилглицеридов был определен с помощью ВЭЖХ с обращенной фазой с детектором, определяющим показатель преломления [89]. Исследовано 8 образцов кофе. Определено 9 видов триацилглицеридов, включающих остатки линолевой, линоленовой, олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и арахидоновой кислот. Применены твердофазная микроэкстракция – газовая хроматография и масс-спектрометрия, а также мультивариантный анализ для характеристики жареного кофе [53]. Трехфазная микроэкстракция – ГХ-МС в сочетании с регрессионным методом, анализом главных компонентов применены для разделения смесей арабики, имеющих различное географическое происхождение. Твердофазная микроэкстракция паровой фазы эффективно применена для рутинных характеристик кофе. Хемометрические параметры позволяют найти устойчивые параметры для отличия различных смесей и отличия реального качества продуктов. 36 Для определения глюкозы в растворимом кофе предложен высокоизбирательный устойчивый биосенсор – электрод, в состав которого входит гексаферроцианид (прусский голубой), электроосажденный в виде тонкой пленки; иммобилизованная глюкозооксидаза и слой полимера (Nafion) [62]. Проведено определение глюкозы в интервале концентраций 2,5-15% в фосфатном буфере. Морфологические особенности фермента глюкозооксидазы на модифицированном электроде исселдованы методом сканирующей электронной микроскопии. Разработан ферментативно-спектрофотометрический метод определения сахарозы в зернах кофе [42]. Перед определением сахарозу гидролизуют инвертазой, получая глюкозу и фруктозу. Затем глюкозу окисляют в присутствии глюкозооксидазы, а полученная перекись водорода взаимодействует с Na-солью фенол-4-сульфоновой кислоты и 4-аминоантипирином в присутствии пероксидазы, образуя розовый пигмент с максимумом поглощения 505 нм. Качество кофе ухудшается при хранении в связи с липолизом и окислением липидов [148]. При хранении в течение 180 дней не отмечено существенных изменений в составе жирных кислот. Основными жирными кислотами являются линолевая (40,1-40,2%) и пальмитиновая (36,4%). Отмечены небольшие различия в содержании жирных кислот в 100%-ном бразильском кофе «арабика» и смеси (80/20) этого кофе и индийского кофе «робуста». Установлена корреляция между качеством напитка и химическим составом бразильского кофе [68]. Методом ВЭЖХ определяли в зеленом и обжаренном бразильском кофе «арабика» содержание сахарозы, кофеина, тригонеллина и хлорогеновых кислот. Качество напитка коррелирует с содержанием в кофе тригонеллина и хлорогеновых кислот. Отмечена также связь качества напитка с содержанием в нем кофеина. Исследованы химические характеристики и содержание аминов в дефектных сырых и обжаренных зернах кофе [147]. Установлено, что до обжаривания дефектные и здоровые зерна кофе существенно (р<0,05) различают- 37 ся по зольности. Здоровые зерна содержат больше липидов, чем зерна с различными видами повреждений. Существенных (р<0,05) различий по содержанию белка не обнаружено. Обжаривание не влияло на содержание белка в кофе. Преобладающим амином во всех пробах был путресцин. Установлены существенные различия в содержании общих аминов в зависимости от вида и степени повреждения зерен кофе. Гистамин обнаружен только в дефектных зернах. При слабом обжаривании в кофе обнаружены только следы серотонина, а при средней и высокой степени обжаривания амины в кофе отсутствуют. Дан анализ структуры и чувствительное определение 4- винилкатехинных олигомеров с горьким вкусом и их идентификация в жареном кофе при помощи жидкостной хроматографии и тандемной массспектрометрии [70]. Проведены идентификация и количественное определение 10 горьких олигомерных производных 4-винилкатехина в жареном кофе. Использовали методы ЯМР-спектроскопии и жидкостной хроматографии с детектированием при помощи тандемной масс-спектрометрии с электрораспылительной ионизацией. В исследуемых пробах кофе идентифицированы многократно гидроксилированные фенилинданы. Установлена связь между содержанием некоторых компонентов и антиокислительной активностью кофейных напитков [110]. Исследовали возможности состава и свойств кофе, приготовленного различными способами – на фильтре, кофе «мокко», с помощью машины «эспрессо» и т.д. Установлено наличие существенных корреляций между качеством летучих продуктов реакции Майяра и антиокислительной активностью исследуемого продукта, определяемой по способности связывать свободные радикалы методом с использованием 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила и радокс-потенциала. Установлена высокая корреляция между содержанием окрашенных продуктов и кофеина и антиокислительной активностью кофе. На антиокислительную ак- 38 тивность напитка влиял способ обжаривания зерен. Наибольшей антиоксидантной активностью обладал напиток, приготовленный методом «эспрессо». Определены факторы, влияющие на содержание норгармана и гармана в кофе «эспрессо» [45]. Содержание -карболинов (нонгармана и гармана) определяли методом обращеннофазной ВЭЖХ с детектором по флуоресценции. Исследовали влияние сорта кофе (арабика или робуста), степени обжаривания и продолжительности настаивания на содержание указанных компонентов. Установлено, что наибольшее влияние на содержание -карболинов оказывает сорт кофе и продолжительность настаивания, а также способ заваривания. Исследованы меланоидины кофе, полученные после осаждения спиртом [49]. Определяли коэффициент поглощения выделенных веществ при 280, 235 и 405 нм, содержание в них различных сахаров, фенольных и азотистых соединений, состав аминокислот и небелковых азотистых соединений. Отмечена высокая корреляция между содержанием меланоидинов, небелковых азотистых соединений и белка в настое. Это указывает на тесную связь меланоидинов и белков. Установлена корреляция между содержанием меланоидинов и фенольных соединений в настое кофе. Летучие соединения известны как потенциальные маркеры дефектных зерен кофе [144]. Установлено, что присутствие бензальдегида и 2,3,5.6тетраметил-пиразина в составе летучих соединений кофе является доказательством того, что необжаренный продукт содержит дефектные зерна. Указан список летучих веществ, присутствие которых указывает на наличие дефектных зерен в партии обжаренных зерен кофе. Одной из физико-химических характеристик зеленого кофе является сравнение качественных и дефектных зерен [130]. Для качественных и дефектных (низшего сорта) зерен зеленого кофе оценивали плотность, яркость, содержание способной к титрованию кислоты, рН, влажность и суммарное содержание растворимых твердых веществ, а также химический состав (концентрации кофеина, хлорогеновых кислот, липидов, сахарозы, суммы фено- 39 лов и протеина). Вес, плотность и масса дефектных зерен не соответствуют значениям для качественных из-за присутствия незрелых, раздробленных, обесцвеченных и черных зерен. Хлорогеновые кислоты, ответственные за антиокислительную активность, обнаружены неразложившимися в дефектных зернах. Определен антиокислительный потенциал зерен кофе низкого качества [131]. Зерна низкого качества обычно составляют 15-20% общего количества зерен. Исследовали свойства экстрактов из таких зерен, полученных с помощью различных растворителей. Максимальной способностью связывать свободные радикалы обладает метанольный экстракт. Он же имел максимальную антиокислительную активность и содержал (%): 21,900,50 фенольных соединений, 34,160,27 хлорогеновой кислоты и 8,250,36 кофеина. Исследован химический состав неиспорченного и испорченного зеленого кофе арабика и робуста методом масс-спектрометрии с электрораспылительной ионизацией [119]. Для идентификации химического состава, различия типов арабика и робуста, а также испорченных и неиспорченных зерен предложен метод масс-спектрометрии с электрораспылительной ионизацией с прямым вводом водных экстрактов. Полученные «отпечатки пальцев» обеспечивают различие не только типов, но и качественных и некачественных зерен по профилям. Низкотемпературная баня/ высокопроводимая зона/ мицеллярная электрокинетическая хроматография использована для определения фенолокислот в кофейном напитке [168]. Разработана методика определения трех фенолокислот – хлорогеновой кислоты, кофеиновой кислоты и ферулиновой кислоты в кофе с пределом определения 2,8 х 10-2, 5,3 х 10-3 и 6,0 х 10-3 мкг/мл соответственно. Для изучения синергетического эффекта в один капилляр были одновременно «вмонтированы» зона высокой проводимости и низкотемпературная баня. Показано существование синаргизма при определении хлорогеновой и кофеиновой кислоты в случае их совместного присутствия. Напротив, для ферулиновой кислоты синергизм не обнаружен. 40 Способ экстракции арабиногалактанов из кофейных зерен включает в себя предварительную обработку зерен водой при температуре 10-95 оС в течение двух часов до одной недели и последующий гидролиз под воздействием ферментов целых или молотых зеленых или поджаренных кофейных зерен для получения тем самым водной дисперсии, содержащей частично гидролизованные кофейные зерна и арабиногалактаны [1]. Арабиногалактановые продукты, полученные из кофе, применяют в качестве стеклообразной матрицы для чистого растворимого кофе, а также композицию напитка. Это позволяет получить вещество-усилитель характеристик продуктов питания, в частности, растворимого кофе, способом, не требующим чрезвычайных условий обработки. Распознавание сортов кофе арабика и робуста возможно на основе данных о содержании в них токоферолов [44]. Токоферолы из сырых и обжаренных зерен кофе выделяли методом твердофазной микроэкстракции и анализировали методом ВЭЖХ с детектированием с помощью диодной матрицы или по флуоресценции. Сырые зерна кофе арабика содержали 2,7 ± 0,4 мг / 100 г α-токоферола и 8,0 ± 0,9 мг /100 г β-токоферола, в то время как кофе робуста содержал 1,7 ± 0,3 мг / 100 г α-токоферола и 2,1 ± 0,3 мг /100 г βтокоферола. Более 90% токоферолов остается в кофе после обжаривания, за исключением β-токоферола в кофе робуста, который разрушается примерно на 25% в расчете на сухую массу. Анализ токоферолов в сырых и обжаренных зернах кофе позволяет различать сорта кофе арабика и робуста. Изучено влияние факторов окружающей среды, влажной обработки и их сочетания на биохимический состав необжаренных зерен кофе арабика [93]. Исследовали влияние условий выращивания и влажной обработки на содержание липидов, хлорогеновых кислот, сахаров и кофеина в зернах кофе. Установлено, что содержание хлорогеновых и жирных кислот в зернах зависит от средней температуры воздуха при созревании. Общее содержание липидов, растворимых сахаров, полисахаридов и хлорогеновых кислот не зависит от климата. Содержание глюкозы зависит от высоты места выращивания над 41 уровнем моря, а содержание сорбита после влажной обработки напрямую связано с содержанием глюкозы в необработанных зернах. Разработан и оценен метод твердофазной матричной экстракции для определения акриламида в кофе и заменителях кофе [55]. Приведено описание методики твердофазной экстракции и определения акриламида в молотом кофе, готовом напитке и заменителях кофе методом ГХ-МС с ПрО 5 мкг/кг и возможностью количественного определения при концентрации 10 мкг/кг [63]. Широко распространено применение спектрометрии в ближней инфракрасной области для количественного анализа растворимого кофе. Комбинированно используют термомеханические характеристики и УФ- спектроскопию для рационализации кинетики перемещения биологически активного соединения (кофеина) в матрице высокой твердости [95]. Изучены изофлавоны кофе [43]. Исследовано влияние вида, степени обжаривания и способа приготовления напитка. Установлено, что кофе робуста содержит в 6 раз больше изофлавонов, чем кофе арабика, возможно, в связи с присутствием формононетина. При обжаривании кофе содержание изофлавонов снижается, в то время как их экстрактивность увеличивается. Общее содержание изофлавонов в кофе эспрессо (30 мл) изменяется от 40 мкг (100% арабика) до 285 мкг (100% робуста). Кофе эспрессо содержал 6, 17, 78 мкг генистеина, даиздеина и формононетина в 30 мл напитка, соответственно. Изотопный состав стронция и кислорода в сырых зернах кофе и потенциал его использования для подтверждения аутентичности кофе. МС с индуктивно связанной плазмой и МС изотопных соотношений использованы для определения соотношения изотопов Sr и О в необжаренных зернах кофе из 20 географических районов с целью оценки возможности применения этих параметров в качестве индикаторов географического происхождения кофе [135]. Идентифицированы диолы и триолы (фуран-2-ил)-метилированного бензола как новый класс горьких веществ обжаренного кофе [99]. Методом ЖХ-МС/МС установлено присутствие нового класса соединений, придающих горький вкус обжаренному кофе. 42 1.2.2 Зависимость качества кофе от содержания липидов и органических кислот Качество кофе напрямую зависит от содержания в нем липидов и органических кислот [79]. В этой связи для производства высококачественной продукции (растворимый кофе, кофе в зернах или молотый) необходим строгий контроль их содержания. Изучены липиды и триацилглицерины бразильского кофе, а также влияние типа кофе и способа сушки [88]. Исследовали три типа бразильского кофе (незрелый, Cherry beans и случайная смесь). Пробы высушивали по обычному и измененному способу и подвергали анализу на содержание липидов и триацилглицеринов. В зависимости от типа кофе и способа сушки получили значительное разнообразие в содержании эфиров стерола, триацилглицеринов, эфиров терпенов, моноацилглицеринов, диацилглицеринов и свободных жирных кислот. Установили влияние температуры сушки на состав готового продукта для того или иного типа кофе. Показано значительное влияние способа сушки и ее температурного режима на испытанные виды бразильского кофе. Профиль жирных кислот получен методами газовой хроматографии высокого разрешения и хемометрии [46]. Разработана методика установления ботанического и географического происхождения зеленых и обжаренных зерен кофе по жирнокислотному составу содержащихся в них липидов. Из пробы молотых зерен кофе экстрагируют липиды петролейным эфиром в аппарате Сокслета в течение 36 часов, экстракт выпаривают при температуре менее 40оС, гидролизуют липиды в кипящем метанольном растворе КОН (11г/л), этерифицируют образовавшиеся жирные кислоты в смеси ВF3 и МеОН и экстрагируют метиловые эфиры кислот н-гептаном. Затем разделяют и количественно определяют метиловые эфиры кислот методом капиллярной газовой хроматографии высокого разрешения на колонке (50 м х 0,25 мм) с тонкой пленкой СР-Sil 88 (0,19 мкм) при пламенно-ионизационном детектировании. 43 1.2.3 Влияние компонентного состава эфирного масла на качество кофе Исследованиям в области изучения компонентного состава эфирного масла кофе посвящено много работ [14,15,16]. Исследованы оптимальные условия для обеспечения необходимого содержания летучих компонентов в кофе жареном [137]. Изучены ароматические вещества над свежесваренным кофе Арабика и изучены характеристики ароматических веществ эфиопского кофе [40]. Разработан метод твердофазной микроэкстракции для выделения ароматических веществ из пространства над кофейным напитком. Состав летучих веществ кофе из различных районов произрастания и различной степени обжаривания определяли методом ГХ-МС и ГХ-ольфактометрии. Установлено, что ароматические вещества кофе, выращенного в Танзании, Эфиопии и Гватемале, различаются. Отмечено влияние 4-(4-гидроксифенил)-2-бутанола на ароматические характеристики кофе. Исследовали механизм выделения ароматических веществ из порошка растворимого кофе различной степени обжаривания [47]. Присутствие летучих веществ в воздухе над порошком кофе в процессе увлажнения определяли методом ГХ. При низкой активности воды количество летучих веществ было незначительным, независимо от степени обжаривания кофе. Увеличение влажности было причиной увеличения количества летучих веществ, которое постепенно снижалось при последующем увеличении влажности. Изменения в интенсивности выделения летучих веществ связаны с изменениями структуры кофе от состояния свободно текущего порошка до вязкой жидкости. Модифицированная диаграмма состояния использована для прогнозирования критической температуры и активности воды, при которых происходит структурный коллапс и выделение летучих веществ. При достижении равновесного состояния ароматические вещества частично реадсорбируются на жидкой фазе. Для проявления хроматографических «отпечатков пальцев» ароматизирующих компонентов кофе разработан простой, надежный и воспроизводи- 44 мый анализ на основе сочетания ХМС и хемометрических методов, 52 компонентов и 68 выделенных (88,42% от суммарного содержания) идентифицированы и количественно определены [85]. Спектральную корреляционную хроматографию применяли для выделения общих пиков из 5 исследуемых образцов. Во всех 6 образцах найдено 38 компонентов. Оценку эффективности метода проводили на основе относительных времен удерживания и площадей пиков, стабильности образцов и анализ подобий. Разработанный метод пригоден для контроля качества кофейного аромата. Испытаны несколько методик предварительной обработки пробы и выделения для последующего определения полициклических ароматических углеводородов в молотом кофе [81]. Исследованы методики жидкостной экстракции под давлением, трехфазной экстракции, кислотного разложения, щелочного омыления и экстракции в аппарате Сокслета. Наилучшие результаты получены при использовании жидкостной экстракции под давлением смесью гексана и ацетона (50:50) при 150оС. Эта методика позволяет затем определять полициклические ароматические углеводороды методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием при пределах обнаружения 0,11-0,18 мкг/кг. Проведен анализ летучих соединений над свежесваренным кофе «арабика» с использованием твердофазной микроэкстракции [39]. Летучие ароматические вещества кофе оценивали методами ГХ-МС и ГХ-ольфактометрии. Разработан специальный метод твердофазной микроэкстракции летучих веществ кофе. Аромат кофе остается неизменным в течение 2 мин после приготовления напитка. Представлены соединения, впервые обнаруженные в аромате кофе. Проведена экстракция дитерпенов и эфирного масла кофе с использованием сверхкритической двуокиси углерода [48]. Зеленые и поджаренные кофейные зерна изучали с целью оптимизации экстракции эфирного масла и выявления условий, обеспечивающих достижение наивысшей и наименьшей концентрации дитерпенов в эфирном масле из зеленых и поджаренных зерен 45 кофе, соответственно. Установлены оптимальные рабочие температуры (6090оС) и давление (235-380 бар) для процесса экстракции эфирного масла. Содержание масла и концентрацию дитерпенов в масле сравнивали с результатами, полученными при экстракции аппаратом Сокслета, где в качестве растворителя использовали гексан. В основном, отмечена обратная зависимость между количеством экстрагированного масла и концентрацией дитерпенов. В результате можно было обеспечить различное содержание масла и различные концентрации дитерпенов. ВЭЖХ-анализ кафестола и кахвеола в масле, экстрагированном из зеленых зерен кофе при 70оС/253 барах, выявлял наибольшую концентрацию (454,3 мг/100 г), которая была на 48% ниже, чем в масле, экстрагированном гексаном. В то же время в масле, экстрагированном из обжаренных зерен кофе при 70оС/371 баре, обнаруживалось снижение содержания дитерпенов на 71,2%. 1.2.4 Характеристика алкалоидсодержащих веществ кофе Алкалоидсодержащие вещества кофе – это кофеин, теобромин и теофиллин. Стандартным методом для определения содержания кофеина в кофе является фотометрический метод [12]. Известен метод, в котором применяется жидкостная и тонкослойная хроматография [9,10]. Установлено, что разброс результатов при определении содержания кофеина в обычном растворимом кофе составляет 4%, а в кофе, освобожденном от кофеина, - 12% [51]. Рассмотрены причины, обусловливающие точность результатов при определении кофеина методом ВЭЖХ. Исследована возможность применения спектрофотометрического метода для определения содержания кофеина в кофепродуктах [18]. Показана сопоставимость с данными фотометрического метода анализа, применяемого в соответствии с ГОСТ 29148-97. Предлагаемый метод имеет более простое аппаратурное оформление. Предложена простая и высокочувствительная методика косвенного вольтамперометрического определения содержания кофеина в кофе с ис- 46 пользованием угольного пастового электрода, модифицированного 1,4бензохиноном [41]. Методика основана на подавлении токового пика 1,4бензохинона в присутствии кофеина. Градуировочный график линеен в двух интервалах 0-0,5 и 0,5-8,0 ммоль/л кофеина. Предел обнаружения равен 0,3 мкмоль/л кофеина. Способ определения кофеина включает предварительное отделение его от основы экстракцией хлороформом с последующим выпариванием экстракта до сухого остатка, растворение сухого остатка в соляной кислоте, количественное определение анализируемого вещества в подготовленной пробе [27]. Количественное определение анализируемого вещества проводят путем помещения подготовленной пробы в ячейку, содержащую фотогенерированный йод в присутствии смеси сенсибилизаторов, фиксирования уменьшения количества йода, осуществляемого амперометрически по изменению силы тока в ячейке, с последующим облучением светом поглотительного раствора до восполнения убыли йода и определения количества кофеина по изменению силы тока и времени генерации йода в ячейке. Это позволяет повысить селективность и чувствительность определения. Использована спектроскопия в ближней инфракрасной области спектра и методика выбора признаков для определения содержания кофеина и степени окрашивания обжаренного кофе [128]. Для определения содержания кофеина в обжаренном кофе и для оценки степени его окрашивания применен метод спектроскопии в ближней ИК-области спектра. Относительная среднеквадратичная погрешность определения кофеина и степени окраски составляет 3,68% и 1,46% соответственно. 1.2.5 Полифенолы кофе, их характеристика и содержание в кофе Фенольные соединения кофе – это дубильные вещества (танин, катехины и др.) и хлорогеновые кислоты [28]. Проведено определение ряда хлорогеновых кислот и их лактонов в двух сортах зеленого и жареного бразильского кофе [126]. Для анализа использо- 47 вали метод жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Оценено содержание хлорогеновой кислоты и кофеина в различных кофейных напитках промышленного производства [71]. Методом ВЭЖХ оценено содержание исследуемых компонентов в обычном кофе и кофе, освобожденном от кофеина. Установлено, что содержание различных хлорогеновых кислот в обычном кофе изменяется в диапазоне 5,26-17,1 мг/г, а в кофе без кофеина – 2,10-16,1 мг/г. Содержание кофеина – 10,9-16,5 и 0,34-0,47 мг/г в обычном и освобожденном от кофеина кофе, соответственно. Исследованы хлорогеновые кислоты и другие соединения в бразильском кофе после полусухой и влажной послеуборочной обработки [65]. Методом ВЭЖХ определено содержание 9 хлорогеновых кислот, кофеина, тригонеллина и сахарозы в бразильском кофе арабика различных сортов. Кофе, обработанный влажным методом, содержит больше хлорогеновых кислот и тригонеллина, но меньше – сахарозы. Метод послеуборочной обработки не влияет на содержание кофеина в кофе. Определен состав и изучены хлорогеновые кислоты в необжаренных зернах кофе робуста методом ЖХ-МС [87]. Установлено присутствие в сырых зернах кофе 15 хлорогеновых кислот, которые впервые обнаружены в кофе. Установлена структура 13 соединений, которые ранее не были известны. Представлены сведения о молекулярной массе и некоторых свойствах соединений. В настоящее время изучены 69 хлорогеновых кислот, входящих в состав необжаренных зерен кофе робуста. Определены кавеол и кафестол в свежем и поджаренном кофе методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [67]. Для одновременного количественного определения кавеола и кафестола в свежих зернах и листьях кофе и поджаренных кофейных зернах разработан метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Наилучшее разрешение достигнуто в режиме изокритического элюирования смесью ацетонитрил/вода в объемном соотношении 55:45 при детектировании в УФ области. Для всех матриц стандар- 48 тизирован способ пробоподготовки, включающий прямое омыление и экстракцию органическим растворителем. Пределы обнаружения для кавеола и кафестола достигли 2.3 и 3,0/100 г соответственно. Установлено влияние температуры и степени обжаривания кофе на общее содержание фенольных соединений в сваренном напитке [50]. Напиток готовят из зерен кофе, обжаренных при температуре 200, 220 или 240 оС, а также из кофе, обжаренном при температуре 220оС до различной степени готовности. Общее содержание фенольных соединений в напитке зависит от температуры и степени обжаривания зерен. Установлено, что слабое и среднее обжаривание защищает клеточные стенки от разрушения. Максимальное количество фенольных соединений содержится в кофе, обжаренном при 200оС, но приготовленный из него напиток не имеет аромата, свойственного хорошо обжаренному кофе. 1.2.6 Контроль содержания в кофе минеральных веществ От качественного и количественного содержания минеральных веществ зависят качественные характеристики кофейного напитка. Исследовано влияние условий обжаривания на снижение содержания охратоксина А в кофе [146]. Зеленые бобы кофе, загрязненные охратоксином А (ОТА), обжаривали при различных режимах и определяли содержание ОТА. Условия обжаривания соответствовали применяемым на практике: время варьировали от 2,5 до 10 мин, цвет продукта – от светлого до темного. Понижение содержания ОТА недостаточно соответствовало применяемым режимам обжаривания, в большинстве случаев понижение было существенным. Такое понижение содержания ОТА оценивается цифрой от 69 до 96%. Сделана попытка объяснения снижения ОТА (а также микотоксинов) в кофе при термической обработке изомеризацией с получением ряда стереоизомеров, непредсказуемым влиянием влагосодержания и т.д. Разработан метод дифференцированного определения охратоксина А в зеленом кофе с помощью тонкослойной хроматографии при контрольном 49 уровне 10 мкг/кг [127]. Токсин экстрагируют смесью фосфорной кислоты хлорметана, очищают бикарбонатом натрия, выделяют с помощью ТСХ и визуально оценивают по флюоресценции в УФ- области при 366 нм. Для сравнения применяют образцы зеленого кофе с известным содержанием токсина (5, 10 и 20 мкг/кг). Рассмотрены различные методы определения охратоксина А в сыром и обжаренном кофе [38]. Установлено, что для проведения рутинных анализов наиболее пригоден метод Официальной ассоциации химиков-аналитиков США (АОАС) в сочетании с ВЭЖХ. Метод позволяет быстро получить точные результаты при небольших затратах средств. При низких концентрациях токсина целесообразно применение иммуносорбентной ВЭЖХ. 1.3 Анализ литературного обзора по оценке качества чая и кофе Современные технологии производства чайных продуктов позволяют производить разнообразные виды чая, однако не могут обеспечить производство элитных сортов чая на уровне мировых стандартов, что влечет необходимость разработки новых видов чайной продукции. Оценка качества чая и чайных напитков осуществляется традиционными методами. Существующие способы производства ароматизированного кофе предполагают обжаривание зерен кофе с добавлением ароматических масел, нанесение ароматизатора на уже размолотый кофе, а также механическое смешивание молотого кофе с ароматизатором. Напитки, приготовленные из кофе, произведенного этими способами, обладают слабым ароматом и посредственным вкусом из-за существующих недостатков применяемых технологий и потери ароматических веществ в процессе технологической обработки и хранения кофе. Применяемые технологии производства жареного кофе не могут обеспечить выпуск конкурентоспособной на мировом рынке продукции, что требует разработки новых видов кофейной продукции. Качество кофе и кофейных напитков оценивается традиционными методами. 50 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 Схема исследования, сырье и материалы Объектом исследования является натуральный черный и зеленый чай сортов букет, высший, первый, второй и третий. Чай – продукт, изготовленный из чайного листа и содержащий танино-катехиновый комплекс, витамины и кофеин. Байховый лист – рассыпной чай, получаемый сортированием полуфабриката байхового чая. Полуфабрикат байхового чая – полуфабрикат, получаемый завяливанием или фиксацией, скручиванием, измельчением, сортированием сортового чайного листа и сушкой. Черный чай – байховый чай, при получении которого применяется завяливание и ферментация сортового чайного листа. Зеленый чай – байховый чай, при получении которого применяется фиксация сортового чайного листа. Объектом исследования является кофе натуральный жареный молотый сортов премиум, высший, первый, второй. Кофе натуральный жареный в зернах представляет собой продукт, получаемый путем обжаривания сырых зерен и фасовки их в различную тару. Кофе натуральный жареный молотый продукт, получаемый размалыванием обжаренных зерен, смешиванием компонентов по рецептуре с другими сортами кофе. 2.2 Характеристика образцов и используемое оборудование В работе использовались образцы чая, производимые компанией ОАО «Мацестинский чай», г. Сочи; образцы кофе, производимые компанией ООО «Кофе ОМНИ», г. Краснодар. В настоящей работе применялись следующие основные средства измерений и вспомогательные устройства: Лабораторные весы. Эксикатор. Паровая баня. Печь. 51 Бюретка. Водяная баня (70±1)˚. Центрифуга. Устройство для перемешивания. Дозирующее устройство (5 мл). Колбонагреватель для конических колб или плитка лабораторная. Колба Бунзена с воронкой-адаптером для тигля. Воронка Бюхнера диаметром 12.5 см. Дозирующее устройство 200 мл. Сушильный шкаф. Мельница лабораторная. Обратный холодильник. Хроматограф, оборудованный УФ детектором, позволяющим проводить измерения при в диапазоне длин волн от 254 до 280 нм, и системой сбора данных. Хроматографическая колонка для ВЭЖХ типа C18 (предпочтительно со сферическими частицами и с эффективностью не менее 500 теоретических пластин). Число теоретических пластин может быть рассчитано исходя из формы пика, полученного при впрыскивании одного из стандартных растворов по формуле: 2 t , N 5.54 W0.5 где t – время удерживания пика, W0.5 – ширина пика на половине высоты. Аппаратно-программный комплекс на базе хроматографа «ХроматэкКристалл-5000» (Россия) Аппаратно-программный комплекс на базе газового спектрометра «GCMC-QP2010NC Plus» (SHIMADSU) (Япония) Спектрофотометр «UNICO-2800» (США) Спектрофотометр СФ-104 (Россия) хроматомасс- 52 2.3 Анализ качества чая по стандартизированным методам ГОСТ 32170-2013 Чай. Правила приемки устанавливает правила приемки. Поставкой считают количество товара, отправленного или полученного в одно время, сопровождаемое одним количеством документов. Партией считают определенное количество изготовленного предприятием чая одного наименования, в одинаковой упаковке, одной массы нетто, с одной датой изготовления, сопровождаемое одним количеством документов. Терминология, принятая в чайной отрасли, приведена в ГОСТ 325932013 Чай и чайная продукция. Термины и определения. Условия органолептического анализа чая определяет ГОСТ 32572-2013 Чай. Органолептический анализ. Чай – пищевой продукт, изготовленный из чайного листа и не содержащий других пищевых компонентов. Требования, предъявляемые к черному чаю, изложены в ГОСТ 325732013 Чай черный. Технические условия. Чай черный – ферментированный чай, изготовленный с применением процессов завяливания и ферментации. По способу технологической обработки чайного листа и внешнему виду черный чай подразделяют на: - листовой (или байховый); - гранулированный (или CTC); - прессованный (или кирпичный). В зависимости от исходного сырья и степени его искусственного измельчения листовой черный чай подразделяют на: - крупный (крупнолистовой); - средний (среднелистовой - чай из ломаных или резаных листьев, в т. ч. чай, произведенный по технологии CTC); - мелкий (мелколистовой). Черный чай должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта с соблюдением требований или нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. 53 По органолептическим показателям черный чай должен соответствовать требованиям: Наименование показателя Характеристика Внешний вид настоя чая: - листового и гранулированного Яркий, прозрачный - прессованного Чистый, цвет от темно-красного до темнокоричневого Аромат и вкус настоя чая: - листового и гранулированного Нежный аромат, терпкий вкус - прессованного Приятный аромат, с терпкостью вкус Цвет разваренного чайного листа чая: Однородный, коричнево-красный или ко- листового и гранулированного ричневый - прессованного Достаточно ровный, темно-коричневый Внешний вид чая: - листового Однородный, ровный, хорошо скрученный - гранулированного Достаточно ровный, сферической или продолговатой формы - прессованного Спрессованная плитка, поверхность гладкая, края ровные Физико-химические показатели черного чая должны соответствовать нормам: Наименование показателя Содержание водорастворимых экстрактивных веществ, % (мас.) Массовая доля влаги. % (мас.) Общее содержание золы, % (мас.) Содержание водорастворимой золы (доля от общего содержания золы), % (мас.) Содержание грубых волокон, % (мас.) Минимальное Максимальное значение значение 32,0 4,0 10,0 8,0 45,0 - 19,0 Для прессованного чая нормируется только массовая доля влаги. Требования, предъявляемые к зеленому чаю, изложены в ГОСТ 325742013 Чай зеленый. Технические условия. Чай зеленый – неферментированный чай, изготовленный с применением процесса фиксации. По способу технологической обработки чайного листа и внешнему виду зеленый чай подразделяют на: - листовой (или байховый); 54 - гранулированный (или CTC); - прессованный (или кирпичный). В зависимости от исходного сырья и степени его искусственного измельчения листовой зеленый чай подразделяют на: - крупный (крупнолистовой); - средний (среднелистовой - чай из ломаных или резаных листьев, в т. ч. чай, произведенный по технологии CTC); - мелкий (мелколистовой). Зеленый чай должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта с соблюдением требований или нормативных правовых актов, действующих на территории государства, принявшего стандарт. По органолептическим показателям зеленый чай должен соответствовать требованиям: Наименование показателя Характеристика Внешний вид настоя чая: - листового и гранулированного Светло-желтый или светло-зеленый, прозрачный или мутноватый - прессованного Красно-желтый Аромат и вкус настоя чая: - листового и гранулированного Нежный аромат, приятный с терпкостью - прессованного вкус Свойственный зеленому прессованному Цвет разваренного чайного лис- чаю та чая: - листового и гранулированного Однородный, с желтоватым или зеленоватым оттенком - прессованного Темно-зеленый с темно-коричневым оттенком Внешний вид чая: - листового Однородный, ровный, скрученный - гранулированного Достаточно ровный, сферической или продолговатой формы - прессованного Спрессованная плитка темно-зеленого цвета, поверхность гладкая, края ровные 55 Физико-химические показатели зеленого чая должны соответствовать нормам: Наименование показателя Содержание водорастворимых экстрактивных веществ, % (мас.) Массовая доля влаги. % (мас.) Общее содержание золы, % (мас.) Содержание водорастворимой золы (доля от общего содержания золы), % (мас.) Содержание грубых волокон, % (мас.) Минимальное Максимальное значение значение 33,0 4,0 10,0 8,0 40,0 - 24,0 Для прессованного чая нормируется только массовая доля влаги. Анализ жидких чайных концентратов производят на соответствие ГОСТ Р 55326-2012 Концентрат чайный жидкий. Отбор проб для анализа. Технические условия жидких чайных концентратов определяет ГОСТ Р 55325-2012 Концентрат чайный жидкий. Общие технические условия. Концентрат чайный жидкий – жидкий пищевой продукт, растворимый в воде, содержащий не менее 66% (по массе) сухого экстракта чая и не содержащий других пищевых компонентов. Сухой экстракт чая – водорастворимая фракция сухого вещества чайного листа. По органолептическим показателям чайный жидкий концентрат должен соответствовать требованиям: Наименование покаХарактеристика зателя Внешний вид Прозрачная жидкость Цвет В соответствии с рецептурами на чайные жидкие концентраты конкретных наименований Вкус Выраженный, свойственный данному продукту. Не допускается посторонний привкус Физико-химические показатели чайного жидкого концентрата должны соответствовать нормам: 56 Наименование показателя Массовая доля сухого экстракта чая, %, не менее Значение показателя 66 Анализ растворимого чая производят на соответствие ГОСТ Р ИСО 7516-2012 Чай растворимый. Отбор проб для анализа. Растворимый чай должен соответствовать ГОСТ Р 55327-2012 Чай растворимый с добавками ароматизатора и/или продуктов растительного происхождения. Общие технические условия Чай растворимый с добавками ароматизаторов и/или продуктов растительного происхождения – это растворимый в воде чай, содержащий не менее 1,0 г сухого экстракта чая на 1 дм3 настоя и добавки ароматизиторов и/или продукты растительного происхождения. Сухой экстракт чая – водорастворимая фракция сухого вещества чайного листа. По органолептическим показателям растворимый чай с добавками должен соответствовать требованиям: Наименование покаХарактеристика зателя Внешний вид Порошок или гранулы Цвет В соответствии с рецептурами на растворимые чаи с добавками конкретных наименований Вкус Выраженный, свойственный данному продукту. Не допускается посторонний привкус Аромат Выраженный, с оттенком аромата, характерным для использованного ароматизатора; не допускается посторонний запах Физико-химические показатели растворимого чая с добавками должны соответствовать нормам: Наименование показателя Значение показателя 3 Содержание сухого экстракта в настое, г/дм , не менее 1 Массовая доля влаги, %, не более 6 Общее содержание золы, %, не более 20 Продолжительность растворения в воде, с, не более: в горячей воде (при температуре 96оС – 98оС) 30 о о в холодной воде (при температуре 18 С – 20 С) 240 57 Анализ чая производят на соответствие ГОСТ Р ИСО 1839-2011 Чай. Отбор пробы для анализа. Растворимый чай должен соответствовать ГОСТ Р ИСО 6079-2012 Чай растворимый. Технические условия. Чай растворимый – сухое водорастворимое твердое вещество, полученное путем водной экстракции из листьев, почек и черешков (а также полученных из них материалов) тех сортов, которые применяются для изготовления чаев, употребляемых в качестве напитков, а также разрешенных пищевых добавок. Чай растворимый должен соответствовать требованиям: Наименование показателя Массовая доля влаги, %, не более Общее содержание золы, %, не более Значение показателя 6 20 Растворимый чай по основным физико-химическим показателям должен соответствовать требованиям ГОСТ Р ИСО 6770-2012 Чай растворимый. Методы определения плотности до и после уплотнения, ГОСТ Р ИСО 7513-2012 Чай растворимый. Метод определения массовой доли влаги (потеря массы при 103оС), ГОСТ Р ИСО 7514-2012 Чай растворимый. Метод определения общего содержания золы. Приготовление настоя осуществляют по ГОСТ ISO 3103-2013 Чай. Приготовление настоя для органолептического анализа. ГОСТ ISO 10727-2013 Чай и чай растворимый. Определение содержания кофеина. Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии устанавливает метод определения содержания кофеина в растворимом чае методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Кофеин из пробы чая экстрагируется водой в присутствии оксида магния. После фильтрации содержание кофеина определяют методом ВЭЖХ с ультрафиолетовым детектированием. 58 ГОСТ Р ИСО 14502-1-2010 Чай. Метод определения общего содержания полифенолов устанавливает колориметрический метод определения общего содержания полифенолов в листовом и растворимом черном и зеленом чае с использованием реактива Фолина-Чокалтеу. Полифенолы экстрагируют из измельченной пробы чая 70 %-ным раствором метанола при температуре 70 ˚С. Пробу растворимого чая растворяют в горячей воде с добавлением 10 %ного раствора ацетонитрила для стабилизации экстракта. Содержание полифенолов в экстракте определяют колориметрическим методом с применением реактива Фолина-Чокалтеу. Реактив Фолина-Чокалтеу содержит фосфорно-вольфрамовые кислоты, которые восстанавливаются при взаимодействии с легко окисляющимися OH-группами фенола. При этом образуется вольфрамовая синь, обладающая характерной полосой поглощения с максимумом 765 нм, придающая исследуемому раствору синий цвет. Несмотря на то, что Реактив Фолина-Чокалтеу по-разному взаимодействует с различными полифенолами, использование галловой кислоты в качестве стандарта позволяет достоверно определить общее содержание полифенолов. ГОСТ ISO 15598-2013 Чай. Метод определения содержания грубых волокон устанавливает метод определения массовой доли грубых волокон в чае. Содержанием грубых волокон считают содержание в чае веществ, нерастворимых в сжигаемыхв условиях, установленных данным стандартом. Соответствующим образом измельченная проба последовательно обрабатывается кипящим раствором серной кислоты и раствором гидроокиси натрия. Осадок отделяют фильтрацией, промывают, высушивают, взвешивают и озоляют. Содержание грубых волокон определяется как потеря массы при озолении. ГОСТ ISO 1572-2013 Чай. Метод приготовления измельченной пробы и определения содержания сухого вещества устанавливает метод приготовления измельченной пробы чая и определения содержания сухого вещества для использования в испытаниях, результаты которых рассчитываются исходя из содержания сухого вещества. Сухим веществом считают вещество, остаю- 59 щееся после нагревания пробы до постоянной массы в заданных условиях. Производят измельчение пробы чая и определение содержания сухого вещества нагреванием до постоянной массы при температуре (1032)оС. ГОСТ ISO 1575-2013 Чай. Метод определения общего содержания золы устанавливает метод определения общего содержания золы в чае и не распространяется на растворимые чаи. Общее содержание золы – остаток, полученный после прокаливания пробы чая при температуре (525±25)˚С в условиях, установленных данным стандартом. Деструкция органических веществ происходит путем нагревания при температуре (525±25)˚С до остатка постоянной массы. ГОСТ ISO 1576-2013 Чай. Метод определения содержания водорастворимой и водонерастворимой золы устанавливает метод определения содержания водорастворимой и водонерастворимой золы в чае. Водорастворимой золой считают часть общей золы, растворимой в воде при условиях, установленных настоящим стандартом. Водонерастворимой золой считают часть общей золы, оставшейся нерастворенной после обработки золой при условиях, установленных настоящим стандартом. Осуществляется экстракция общей золы горячей водой, фильтрация через беззольную фильтровальную бумагу, сжигание и взвешивание остатка, определение водорастворимой золы по разнице общей золы и водонерастворимой золы. ГОСТ ISO 1577-2014 Чай. Метод определения содержания золы, не растворимой в кислоте устанавливает метод определения содержания золы, не растворимой в кислоте. Метод основан на определении массы части общей золы, оставшейся после обработки общей золы кислотой. Зола, не растворимая в кислоте, – часть общей золы, остающаяся после обработки общей золы раствором соляной кислоты при условиях, установленных данным стандартом. ГОСТ ISO 1578-2014 Чай. Метод определения щелочности золы устанавливает метод определения щелочности водорастворимой золы. Метод основан на титровании фильтрата, полученного при определении содержания 60 водорастворимой золы, соляной кислотой. Щелочность водорастворимой золы – количество кислоты, необходимой для нейтрализации водного экстракта общей золы. ГОСТ ISO 11286-2014 Чай. Классификация по размеру чаинок с помощью гранулометрического анализа распространяется на чай и опреде- ляет классификацию чая по размеру чаинок. Метод основан на разделении пробы чая на фракции с использованием набора сит. ГОСТ Р ИСО 9768-2011 Чай. Метод определения водорастворимых экстрактивных веществ устанавливает метод определения содержания водорастворимых экстрактивных веществ в чае. Водорастворимые экстрактивные вещества - растворимые вещества, экстрагированные из пробы кипящей водой в условиях, установленных в настоящем стандарте, содержание которых выражается в процентах по массе в пересчете на сухое вещество. Осуществляется экстрагирование водорастворимых веществ из пробы чая при кипячении с обратным холодильником. Фильтрация, промывка, сушка и взвешивание остатка, нерастворимого в горячей воде. Расчет содержания водорастворимых экстрактивных веществ. 2.4 Анализ качества кофе по стандартизированным методам Методы анализа кофе основаны на использовании ГОСТ Р 52089-2003 (ИСО 3509-89) Кофе. Термины и определения. Зеленый (сырой) кофе должен соответствовать ГОСТ Р 51449-99 Кофе зеленый (сырой). Подготовка образцов для определения органолептических показателей, ГОСТ Р 51450-2010 Кофе зеленый (сырой). Виды дефектов, ГОСТ Р 53068-2008 Кофе зеленый (сырой). Определение массовой доли влаги при 105оС, ГОСТ Р 54385-2011 Кофе зеленый (сырой). Контроль по запаху, визуальный контроль и определение примеси и дефектов, ГОСТ ISO 9116-2013 Кофе зеленый. Руководство по методам составления спецификаций, ГОСТ ISO 1446-2014 Кофе зеленый. Определение содержания влаги. Основной контрольный метод, ГОСТ ISO 6673-2014 Кофе зеленый. Определение потери массы при температуре 105 оС. 61 Кофе натуральный жареный должен соответствовать ГОСТ Р 520882003 Кофе натуральный жареный. Общие технические условия. Кофе натуральный растворимый должен соответствовать ГОСТ Р 51881-2002 Кофе натуральный растворимый. Общие технические условия, ГОСТ Р 51880-2002 (ИСО 11292-95) Кофе растворимый. Определение массовых долей свободных и общих углеводов. Метод высокоэффективной анионообменной хроматографии, ГОСТ Р 52612-2006 (ИСО 3726-1983) Кофе растворимый. Определение массовой доли влаги при температуре 70оС и пониженном давлении, ГОСТ Р 53067-2008 Кофе растворимый в коробках с вкладышами. Отбор проб, ГОСТ ISO 24114-2013 Кофе растворимый. Критерии подлинности, ГОСТ ISO 3726-2014 Кофе растворимый. Определение потери массы при температуре 70оС и пониженном давлении. ГОСТ Р 52613-2006 (ИСО 10095-1992) Кофе. Определение массовой доли кофеина. Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии устанавливает метод определения массовой доли кофеина с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии (далее – ВЭЖХ) в обычном и декофеинизированном зеленом (сыром) и жареном кофе, а также в обычном и декофеинизированном растворимом кофе. Содержание кофеина также определяют по ГОСТ ISO 4052-2013 Кофе. Определение содержания кофеина. Контрольный метод, ГОСТ ISO 20481-2013 Кофе и кофейные продукты. Определение содержания кофеина с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC). Стандартный метод. Содержание массовой доли влаги определяют по ГОСТ Р 52794-2007 (ИСО 11294-1994) Кофе жареный молотый. Метод определения массовой доли влаги при 103оС, ГОСТ Р 52795-2007 (ИСО 11817-1994) Кофе жареный молотый. Определение массовой доли влаги. Метод Карла Фишера, ГОСТ ISO 11294-2014 Кофе молотый жареный. Стандартный метод определения потери массы при температуре 103оС, ГОСТ ISO 11817-2014 Кофе молотый жареный. Определение массовой доли влаги. Метод Карла Фишера (контрольный метод). 62 ГОСТ Р 51486-99 Масла растительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жирных кислот устанавливает методы получения метиловых эфиров жирных кислот, предназначенных для целей газовой хроматографии, тонкослойной хроматографии, инфракрасной спектрометрии и других аналитических целей. Используется метод получения метиловых эфиров жирных кислот из триглицеридов переэтерификацией с метанольным раствором метилата натрия, применимый для растительных масел и их смесей с кислотным числом не более 2,0. Для приготовления абсолютного метанола в колбу вместимостью 500 см3 взвешивают (30±1) г окиси кальция, добавляют 250 см3 метанола и кипятят с обратным холодильником в течение 6-8-ч. Затем метанол перегоняют при температуре 64,7 оС. Для приготовления раствора метилата натрия в метаноле молярной концентрации 2 моль/дм3 взвешивают 2,7 г метилата натрия или в стаканчике для взвешивания с точностью до 0,01 г. В мерную колбу вместимостью 25 см3 наливают 10-12 см3 абсолютного метанола и растворяют в нем метилат натрия. Раствор перемешивают, охлаждают до комнатной температуры и доливают абсолютным метанолом до метки. Раствор хранят в холодильнике. Для приготовления метиловых эфиров жирных кислот лабораторную пробу жидкого растительного масла тщательно перемешивают. Отобранную от лабораторной пробы навеску растительного масла массой 1 г (для кофе) и 5 г (для чая) помещают в стеклянную пробирку и растворяют в 20 см 3 гексана. В гексановый раствор вводят 0,1 см3 раствора метилата натрия в метаноле молярной концентрации 2 моль/дм3. После интенсивного перемешивания в течение 2 мин реакционную смесь отстаивают 5 мин и фильтруют через бумажный фильтр. При наличии метиловых эфиров жирных кислот с числом атомов углерода в цепи нее 8 фильтрацию заменяют центрифугированием. Полученный раствор готов к употреблению. 63 ГОСТ Р 51483-99 Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме дает общее руководство по применению газовой хроматографии с использованием насадочной колонки или капиллярной колонки для определения качественного и количественного состава смеси жирных кислот в виде метиловых эфиров. В качестве стандартной смеси используют смесь метиловых эфиров чистых жирных кислот, в том числе промышленно изготовленные смеси. Для определения жирных кислот с числом атомов углерода более 20 используют относительно короткую насадочную колонку. При выборе условий измерений с насадочной колонкой учитывают следующие переменные величины: длину и внутренний диаметр колонки; природу и количество неподвижной фазы; температуру колонки; поток газа-носителя; требуемую разрешающую способность; размер испытуемой пробы, взятой так, чтобы получить линейную характеристику; продолжительность анализа. Хроматографирование продолжают при постоянной температуре до полного элюирования всех компонентов. На хроматографе устанавливают следующие параметры для проведения измерения: температура инжектора – 200-230 оС; температура детектора равна или выше температуры колонки; отношение объемной скорости потока водорода, подаваемого в пламенноионизационный детектор, к скорости потока газа-носителя составляет от 1:2 до 1:1 в зависимости от диаметра колонки; поток воздуха или кислорода в 510 раз больше потока водорода. Отбирают микрошприцем от 0,1 до 2 мм2 раствора метиловых эфиров жирных кислот, приготовленных из испытуемой пробы и вводят в колонку. Если эфиры не в растворе, то готовят раствор концентрации 100 мг/см3 в гексане и вводят в колонку от 0,1 до 1 мм2 этого раствора. При определении компонентов, присутствующих в малых количествах, концентрацию вводимой пробы увеличивают в 10 раз. 64 Проводят измерение стандартной смеси в изотермических условиях, идентичных проведению измерения метиловых эфиров жирных кислот испытуемой пробы. Измеряют объемы удерживания метиловых эфиров жирных кислот. Строят графики логарифмической зависимости объема удерживания от числа атомов углерода в цепи для метиловых эфиров жирных кислот любой степени ненасыщенности. Графики для кислот с прямой цепью одинаковой степени ненасыщенности будут в виде прямых, приблизительно параллельных линий. Необходимо исключить условия, недостаточные для разделения двух компонентов, - «скрытые пики». Если, например, в испытуемой пробе одновременно присутствуют жирные кислоты С18 и С20 или С18:3 и С18:2 с сопряженными связями, то проводят измерение на двух неподвижных фазах с различными полярностями, чтобы убедиться в отсутствии скрытых пиков. При обработке результатов осуществляют качественный и количественный анализ. Идентифицируют пики метиловых эфиров жирных кислот испытуемой пробы по графикам, если необходимо, путем интерполяции. Используют метод внутренней нормализации, т.е. предполагают, что общая площадь пиков всех компонентов испытуемой пробы составляет 100%. Если прибор не снабжен интегратором, то площадь каждого пика определяют расчетным путем, умножая высоту пика на его ширину, измеренную на половине высоты, с учетом различных переключений во время записи. Массовую долю метилового эфира каждой жирной кислоты Хi, %, вычисляют по формуле Х𝑖 = 𝐴𝑖 𝐴𝑖 100, где Аi – площадь пика метилового эфира каждой жирной кислоты (i), мм2; Σ Аi – сумма площадей всех пиков метиловых эфиров жирных кислот, мм2. 65 2.5 Обработка экспериментальных данных с использованием пакета прикладных программ Обработку экспериментальных данных проводили с использованием математического пакета прикладных программ MathCAD 15, AutoCAD LT 2014, Microsoft Excel. Построение уравнения множественной регрессии производили с применением функции Minerr и стандартного решающего блока Given. Для построения уравнения множественной регрессии, описывающего зависимость % содержания экстрактивных веществ в чае от содержания преобладающих жирных кислот, был использован математический пакет MathCAD. Выразим результаты экспериментов в виде 2 матриц – vy и M. В матрице vy – экспериментальные значения функции (содержание экстрактивных веществ), в матрице M - экспериментальные значения аргументов (содержание преобладающих жирных кислот). Функция имеет 7 аргументов. 22.4 31.4 20.5 33.7 24.1 28.5 25.7 33.9 34.8 31.4 vy 26.9 21.4 30.5 28.7 26.0 25.4 23.8 23.0 28.1 20.9 33.3 34.8 33.0 34.2 33.4 33.8 33.6 34.6 35.0 34.2 M 33.7 33.2 34.0 33.9 33.8 33.6 33.5 33.4 33.9 33.1 41.7 9.8 7.8 1.1 1.4 4.9 44.7 9.0 7.0 0.2 1.7 2.6 41.0 9.9 7.9 1.2 1.4 5.6 4.9 4.3 4.6 2.2 2.1 3.5 4.4 5.2 4.1 3.4 4.2 4.9 4.7 5.3 4.1 5.4 44.2 9.1 7.1 0.3 1.7 3.4 41.9 9.7 7.7 0.9 1.5 42.9 9.4 7.4 0.6 1.6 42.3 9.5 7.6 0.8 1.6 44.5 9.3 7.3 0.4 1.7 45.0 9.0 7.0 0.2 1.7 44.0 9.2 7.2 0.3 1.6 42.7 9.5 7.5 0.7 1.5 41.6 9.8 7.8 1.0 1.4 43.5 9.2 7.2 0.4 1.6 43.7 9.4 7.4 0.5 1.7 42.5 9.6 7.7 0.7 1.5 42.0 9.6 7.6 0.8 1.5 41.8 9.8 7.8 0.9 1.5 41.5 9.7 7.7 1.0 1.4 43.0 9.4 7.4 0.6 1.6 41.2 9.9 7.9 1.1 1.4 66 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i 1 i b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 f M i 6 g M i 7 k Построение уравнения множественной регрессии производится с применением функции minerr и стандартного решающего блока Given. В нем строится выражение для квадрата разностей между экспериментальными значениями вектора vy и аппроксимирующей функцией y. Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 f Mi6 gMi7 k 0 i 1 a b c d Minerr ( a b c d e f g k ) e f g k a 1.089 b 0.602 c 1.063 d 0.959 e 11.587 f 4.699 g 0.978 k 3.451 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 1.089 × 𝑀1 − 0.602 × 𝑀2 + 1.063 × 𝑀3 + 0.959 × 𝑀4 − 11.587 × 𝑀5 + 4.699 × 𝑀6 − 0.978 × 𝑀7 + 3.451 Оценим, насколько точно полученное уравнение описывает экспериментальные данные. Для этого необходимо рассчитать среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M f M g M k i i1 0.987 i 2 i 3 i 4 i 5 i 6 i 7 20 i 1 1 67 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,987, или 3,6% от среднего из экспериментальных значений, что можно считать приемлемым результатом. Для построения уравнения множественной регрессии, описывающего зависимость % содержания экстрактивных веществ в кофе от содержания преобладающих жирных кислот, был использован математический пакет MathCAD. Выразим результаты экспериментов в виде 2 матриц – vy и M. В матрице vy – экспериментальные значения функции (содержание экстрактивных веществ), в матрице M - экспериментальные значения аргументов (содержание преобладающих жирных кислот). Функция имеет 7 аргументов. 33.3 34.8 33.0 34.2 33.4 33.8 33.6 34.6 35.0 34.2 M 33.7 33.2 34.0 33.9 33.8 33.6 33.5 33.4 33.9 33.1 22.4 31.4 20.5 33.7 24.1 28.5 25.7 33.9 34.8 31.4 vy 26.9 21.4 30.5 28.7 26.0 25.4 23.8 23.0 28.1 20.9 41.7 9.8 7.8 1.1 1.4 4.9 44.7 9.0 7.0 0.2 1.7 2.6 41.0 9.9 7.9 1.2 1.4 5.6 4.9 4.3 4.6 2.2 2.1 3.5 4.4 5.2 4.1 3.4 4.2 4.9 4.7 5.3 4.1 5.4 44.2 9.1 7.1 0.3 1.7 3.4 41.9 9.7 7.7 0.9 1.5 42.9 9.4 7.4 0.6 1.6 42.3 9.5 7.6 0.8 1.6 44.5 9.3 7.3 0.4 1.7 45.0 9.0 7.0 0.2 1.7 44.0 9.2 7.2 0.3 1.6 42.7 9.5 7.5 0.7 1.5 41.6 9.8 7.8 1.0 1.4 43.5 9.2 7.2 0.4 1.6 43.7 9.4 7.4 0.5 1.7 42.5 9.6 7.7 0.7 1.5 42.0 9.6 7.6 0.8 1.5 41.8 9.8 7.8 0.9 1.5 41.5 9.7 7.7 1.0 1.4 43.0 9.4 7.4 0.6 1.6 41.2 9.9 7.9 1.1 1.4 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 f M i 6 g M i 7 k 68 Построение уравнения множественной регрессии производится с применением функции minerr и стандартного решающего блока Given. В нем строится выражение для квадрата разностей между экспериментальными значениями вектора vy и аппроксимирующей функцией y. Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 f Mi6 gMi7 k 0 i 1 a b c d Minerr ( a b c d e f g k ) e f g k a 1.089 b 0.602 c 1.063 d 0.959 e 11.587 f 4.699 g 0.978 k 3.451 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 1.089 × 𝑀1 − 0.602 × 𝑀2 + 1.063 × 𝑀3 + 0.959 × 𝑀4 − 11.587 × 𝑀5 + 4.699 × 𝑀6 − 0.978 × 𝑀7 + 3.451 Оценим, насколько точно полученное уравнение описывает экспериментальные данные. Для этого необходимо рассчитать среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M f M g M k i i1 0.987 i 2 i 3 i 4 i 5 i 6 i 7 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,987, или 3,6% от среднего из экспериментальных значений, что можно считать приемлемым результатом. 69 3 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВИДОВ ЧАЙНОЙ И КОФЕЙНОЙ ПРОДУКЦИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОЦЕНКИ ИХ КАЧЕСТВА 3.1 Исследование качественных характеристик чая 3.1.1 Определение содержания жирных кислот на основе хроматографического анализа Чай относится к группе растительного сырья, богатого липидами. Общие свойства липидов в значительной степени определяют входящие в их состав жирные кислоты. В таблице 1 приведено содержание жирных кислот в масле чая. Таблица 1 – Содержание жирных кислот в масле чая Название жирных кислот число атомов С в цепи С6:2 С10 С14 С16 С16:1 С17 С18 С18:1 С18:2 С18:3 С20 С20:1 С20:4 С22 С24 Содержание в чайном масле, % систематическое/тривиальное гексадиеновая (сорбиновая) декановая (каприновая) тетрадекановая (миристиновая) гексадекановая (пальмитиновая) гексадеценовая (пальматолеиновая) гептадекановая (маргариновая) октадекановая (стеариновая) октадеценовая (олеиновая) октадекадиеновая (линолевая) октадекатриеновая (линоленовая) эйкозановая (арахидоновая) эйкозеновая (гондоиновая ) эйкозатетраеновая (арахидоновая) докозановая (бегеновая) тетракозановая (лигноцериновая) следы следы 0,3-2,6 7,6-16,1 следы следы 0,3-3,7 58,4-87,0 7,4-24,3 1,0-1,2 0,45-0,6 следы следы следы следы Из таблицы 1 следует, что преобладающими в составе жирных кислот чая являются олеиновая, пальмитиновая и линолевая. Из-за высокого содержания непредельных жирных кислот возможны окислительные процессы в чайном масле, что влечет необходимость наблюдения за изменением перекисных и тиобарбитуровых чисел жира при хранении чая. 70 Нами проведен хроматографический анализ жирных кислот чая: определение количественного содержания в образцах разных сортов чая жирных кислот; соотнесение их количества с качеством готовой продукции. В качестве объектов исследований использовали образцы чая натурального черного (сорта «Букет», высший, первый). Получение метиловых эфиров жирных кислот осуществляли по ГОСТ Р 51486. Использовали метод получения метиловых эфиров жирных кислот из триглицеридов переэтерификацией с метанольным раствором метилата натрия, применимый для растительных масел и их смесей с кислотным числом не более 2,0. Определение массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме осуществляли методом газовой хроматографии по ГОСТ Р 51483. В качестве стандартной смеси использовали смесь метиловых эфиров чистых жирных кислот. Хроматографический анализ жирных кислот чая проводили на аппаратно-программном комплексе на базе хроматографа «Хроматэк-Кристалл5000» (Россия). Первый этап нашей работы – получение метиловых эфиров жирных кислот. Для выделения жирных кислот из чая необходимо проведение процесса экстракции. Экстракция летучими растворителями основана на циркуляции экстрагента. Сущность метода заключается в многократном экстрагировании материала чистым экстрагентом. В качестве экстрагента использовали гексан, т.к. он является летучим органическим растворителем, имеющим низкую температуру кипения. Этиловый спирт (даже 96%) для этих целей непригоден, так как он адсорбирует влагу, содержащуюся в сырье, и изменяет свою концентрацию, что приводит к изменению температуры кипения и экстрагирующей способности. В процессе экстракции гексаном (неполярным растворителямием) извлекается большое количество различных БАВ за исключением водораство- 71 римых (полярных) и очень тяжелых полимеров. При разделении экстракта и растворителя происходит частичная потеря очень летучих веществ, что несколько снижает общий выход компонентов. Экстракционная способность гексана высока для большой группы веществ. При этом гексаном извлекаются фосфолипиды, фенольные соединения, стерины, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, терпеноиды, органические кислоты, глицериды, неомыляемые углеводороды. Предварительно осуществляли приготовление абсолютного метанола. В колбу вместимостью 500 см3 взвешивали (30±1) г окиси кальция, добавляли 250 см3 метанола и кипятили с обратным холодильником в течение 6-8-ч. Затем метанол перегоняли при температуре 64,7 оС. Приготовление раствора метилата натрия в метаноле молярной концентрации 2 моль/дм3 проводили следующим образом. Взвешивали 2,7 г метилата натрия в стаканчике для взвешивания с точностью до 0,01 г. В мерную колбу вместимостью 25 см3 наливали 10-12 см3 абсолютного метанола и растворяли в нем метилат натрия. Раствор перемешивали, охлаждали до комнатной температуры и доливали абсолютным метанолом до метки. Раствор хранили в холодильнике. Приготовление метиловых эфиров жирных кислот делали следующим образом. Отобранную от лабораторной пробы навеску массой 5 г помещали в стеклянную пробирку и растворяли в 20 см3 гексана. В гексановый раствор вводили 0,1 см3 раствора метилата натрия в метаноле молярной концентрации 2 моль/дм3. После интенсивного перемешивания в течение 2 мин реакционную смесь отстаивали 5 мин и фильтровали через бумажный фильтр. При наличии метиловых эфиров жирных кислот с числом атомов углерода в цепи менее 8 фильтрацию заменяли центрифугированием. Полученный раствор использовали в дальнейших исследованиях. Второй этап нашей работы – определение массовой доли метиловых эфиров жирных кислот. 72 Для определения жирных кислот с числом атомов углерода более 20 использовали относительно короткую насадочную колонку. При выборе условий измерений с насадочной колонкой учитывали следующие переменные величины: длину и внутренний диаметр колонки; природу и количество неподвижной фазы; температуру колонки; поток газа-носителя; требуемую разрешающую способность; размер испытуемой пробы, взятой так, чтобы получить линейную характеристику; продолжительность анализа. Хроматографирование продолжали при постоянной температуре до полного элюирования всех компонентов. На хроматографе устанавливали следующие параметры для проведения измерения: температура инжектора – 200-230 оС; температура детектора равна или выше температуры колонки; отношение объемной скорости потока водорода, подаваемого в пламенноионизационный детектор, к скорости потока газа-носителя составляла от 1:2 до 1:1 в зависимости от диаметра колонки; поток воздуха или кислорода в 510 раз больше потока водорода. Отбирали микрошприцем от 0,1 до 2 мм2 раствора метиловых эфиров жирных кислот, приготовленных из испытуемой пробы и вводили в колонку. Проводили измерение стандартной смеси в изотермических условиях, идентичных проведению измерения метиловых эфиров жирных кислот испытуемой пробы. Измеряли объемы удерживания метиловых эфиров жирных кислот. Строили графики логарифмической зависимости объема удерживания от числа атомов углерода в цепи для метиловых эфиров жирных кислот любой степени ненасыщенности. Так как в испытуемой пробе одновременно присутствовали жирные кислоты С18 и С20 или С18:3 и С18:2 с сопряженными связями, то проводили измерение на двух неподвижных фазах с различными полярностями, чтобы убедиться в отсутствии скрытых пиков. Для качественного анализа идентифицировали пики метиловых эфиров жирных кислот испытуемой пробы по графикам (рисунок 2). 73 Рисунок 2 – Хроматограмма образца чая Для количественного анализа использовали метод внутренней нормализации, т.е. предположили, что общая площадь пиков всех компонентов испытуемой пробы составляет 100%. Массовую долю метилового эфира каждой жирной кислоты Хi, %, вычисляли по формуле где Аi – площадь пика метилового эфира каждой жирной кислоты (i), мм2; Σ Аi – сумма площадей всех пиков метиловых эфиров жирных кислот, мм2. В таблице 2 приведен расчет по составу жирных кислот, содержащихся в образце чае, взятом для предварительных исследований. Преобладающими в составе жирных кислот чая (имеет максимальное количество) является олеиновая (35,56% от общей суммы кислот), и в значительных количествах содержатся пальмитиновая (24,60%) и линолевая (21,74%). Таблица 2 – Состав жирных кислот чая натурального черного Время, мин Кислота Площадь Высота %-е содержание 8,058 Пальмитиновая 5,173 1,519 24,60 11,715 Маргариновая 0,747 0,247 3,55 12,169 Олеиновая 7,477 1,925 35,56 13,093 Линолевая 4,573 1,194 21,74 14,374 Линолеиновая 3,061 0,808 14,56 74 В таблице 3 представлены результаты наших исследований с экспериментальными образцами чая, которые позволили получить данные о содержании жирных кислот в образцах чая по сортам. Таблица 3 – Состав жирных кислот чая натурального различных сортов Время, мин Кислота Площадь Высота %-е содержание Образец № 1Чай черный крупнолистовой ОАО «Мацестинский чай» 5,323 Миристиновая 3,329 0,827 8,87 7,013 Пальмитиновая 4,443 1,315 11,84 Стеариновая 10,846 Олеиновая 14,613 3,706 38,93 11,759 Линолевая 15,154 3,489 40,37 Образец № 2Чай зеленый крупнолистовой ОАО «Мацестинский чай» 5,314 Миристиновая 1,821 0,493 6,45 7,003 Пальмитиновая 3,592 1,059 12,73 10,396 Стеариновая 0,944 0,275 3,35 10,847 Олеиновая 3,913 1,013 42,61 11,759 Линолевая 1,727 0,504 34,86 Образец № 3Чай зеленый мелколистовой ОАО «Мацестинский чай» 5,320 Миристиновая 1,433 0,402 13,39 7,008 Пальмитиновая 2,764 0,859 25,82 Стеариновая 10,843 Олеиновая 4,443 1,084 41,51 11,750 Линолевая 2,064 0,618 19,28 Образец № 4Чай черный мелколистовой ООО «Орими Трэйд» 5,290 Миристиновая 1,761 0,474 18,62 6,983 Пальмитиновая 2,910 0,833 30,77 10,362 Стеариновая 1,032 0,249 10,91 10,811 Олеиновая 2,465 0,643 26,06 11,711 Линолевая 1,290 0,336 13,63 Образец № 5Чай зеленый крупнолистовой ООО «Орими Трэйд» 5,306 Миристиновая 2,629 0,595 18,32 6,999 Пальмитиновая 2,135 0,677 14,87 Стеариновая 10,831 Олеиновая 3,134 0,745 34,74 11,733 Линолевая 2,750 0,631 32,07 В таблице 4 представлены результаты наших исследований с экспериментальными образцами чая, которые позволили получить данные о содержании преобладающих жирных кислот в образцах чая по сортам. 75 Таблица 4 – Содержание преобладающих жирных кислот в чае Состав жирных кислот чая Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Из таблицы Сорт чая «Букет» «Букет» высший высший 18,62 18,32 8,87 6,45 30,77 14,87 11,84 12,73 10,91 3,35 26,06 34,74 38,93 42,61 13,63 32,07 40,37 34,86 4 видно, что преобладающей в составе жирных 1 13,39 25,82 41,51 19,28 кислот чая является олеиновая (26-42% от общей суммы кислот), и в значительных количествах содержатся пальмитиновая (12-31%) и линолевая (14-40%). Проанализируем состав жирных кислот чая в зависимости от его цвета, крупности листа и места выращивания (ОАО «Мацестинский чай» в качестве сырья использует отечественное сырье, выращенное в г. Сочи; ООО «Орими Трэйд» использует импортное сырье). На основании хроматографического анализа состава жирных кислот чая (рисунок 3) определены преобладающие кислоты, содержание которых определяет качество готового продукта. Как показывают результаты исследований, цвет чая не влияет на количественное содержание жирных кислот. Крупнолистовые чаи характеризуются наименьшим содержанием пальмитиновой и наибольшим содержанием олеиновой и линолевой кислот. Отечественные чаи содержат в своем составе меньше пальмитиновой и больше богаты содержанием олеиновой и линолевой кислот. Необходимо также отметить, что в 2-х образцах чая идентифицирована стеариновая кислота, но ее содержание незначительное как и миристиновой кислоты. Рисунок 3 – Содержание преобладающих жирных кислот чая 76 3.1.2 Оценка водорастворимых веществ чая методом одноступенчатого процесса экстрагирования Экстракция – это процесс извлечения необходимых БАВ из растительного материала с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). Экстрагенты – вещества, способные избирательно извлекать отдельные компоненты из твердых материалов (при экстрагировании) или жидких смесей (при жидкостной экстракции). Экстрагентами служат вода, спирты, углеводороды, водные растворы неорганических кислот и щелочей, эфиры, фосфорорганические кислоты, инертные газы и другие. Известно, что различные растворители экстрагируют разные группы веществ. Растворимость компонентов растений в том или ином экстрагенте зависит от его полярности, так как подобное растворяется в подобном. Изменяя полярность растворителя, можно варьировать спектр извлекаемых веществ или делить экстрактивные вещества на фракции. Выбор экстрагента определяется степенью гидрофильности извлекаемых веществ. Для экстрагирования полярных веществ используют полярные растворители: воду, метанол, глицерин; для неполярных – хлороформ, эфир этиловый, гексан и другие органические растворители. Наиболее часто в качестве экстрагента применяют этанол – малополярный растворитель, который при смешивании с водой дает растворы с разной степенью полярности, что позволяет использовать его для избирательного экстрагирования различных БАВ. Чай представляет собой капиллярно-пористое тело, состоящее из сложной системы капилляров различных длин и диаметров, строение которых определяется природой и происхождением сырья и предшествующими операциями. Участие капиллярно-пористых тел в различных технологических жидкофазных процессах приводит к заполнению капиллярной системы раствором вещества. Впоследствии это вещество необходимо извлечь, так как оно является целевым компонентом. Извлечение осуществляется путем 77 контактирования пористых частиц с растворителем нулевой или достаточно малой концентрации целевого вещества. Процесс экстрагирования проходит с непрерывным перемешиванием при температуре кипения растворителя. Экстракцию сырья проводят на лабораторной экстракционной установке. В круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником и механической мешалкой, помещают навеску измельченного сырья и прибавляют необходимое количество растворителя. Затем колбу соединяют с обратным холодильником и подогревают на водяной бане до необходимой температуры. Экстрагирование осуществляют при перемешивании (n=40-50 мин-1) с помощью мешалки. По окончании процесса экстракции разъединяют элементы установки, горло колбы накрывают марлевой салфеткой, сливают мисцеллу через химическую воронку в мерный цилиндр и из него в колбу с притертой пробкой. При необходимости осуществляют отбор проб через определенные промежутки времени для определения суммы экстрактивных веществ. Для определения количества проэкстрагированных веществ и построения кривых экстракции результаты подвергают обработке. Метод одноступенчатого процесса экстрагирования чая водой осуществляли при соотношении: 100 мл воды + 5 г чая. На рисунках 4-9 приведены спектральные характеристики, полученные 5, 10, 15, 30, 60, 90 –минутной водной экстракцией чая в ультрафиолетовой части спектра (240-360 нм) и видимой части спектра (360-780 нм). Как видно из приведенных рисунков, максимальные значения светопропускания Т, % наблюдаются в ультрафиолетовой области спектра (245, 300, 314 и 360 нм) и видимой области спектра (446, 468, 478 и 640 нм). Оптимальной является 30-минутная экстракция, при которой из чая извлекаются все водорастворимые вещества. 78 Рисунок 4 – Спектральная характеристика чая (5-минутная экстракция) Рисунок 5 – Спектральная характеристика чая (10-минутная экстракция) Рисунок 6 – Спектральная характеристика чая (15-минутная экстракция) 79 Рисунок 7 – Спектральная характеристика чая (30-минутная экстракция) Рисунок 8 – Спектральная характеристика чая (60-минутная экстракция) Рисунок 9 – Спектральная характеристика чая (90-минутная экстракция) 80 3.1.3 Изучение пигментов, состава эфирного масла чая и влияния его компонентов на качество аромата чая Качество готовой продукции зависит от многих факторов, основными из которых являются качество исходного сырья и рациональные приемы технологии. Качество чайного сырья, в свою очередь, зависит от его химического состава, который меняется от различных факторов, например, от биологических, почвенно-климатических условий, агротехнических мероприятий, географического фактора, от высоты расположения чайных плантаций над уровнем моря и т.д. В процессе переработки чайного листа необходимо сохранить весь комплекс ценных веществ или свести их потери к минимуму, одновременно усилив разрушение веществ, обусловливающих отрицательное влияние на качество готового чая. К последним относятся пигменты чайного листа, в частности, хлорофиллы. По мере старения листьев чайного растения содержание зеленых и желтых пигментов увеличивается. Во всех частях флеша содержание хлорофилла «а» в два раза больше, чем хлорофилла «б». В течение сезона сбора с апреля по август содержание зеленых пигментов в сырье возрастает, достигает максимума в августе, затем идет на убыль, в то время как содержание каротиноидов колеблется. В период вегетации чайного растения между накоплением танино-катехинового комплекса и содержанием пигментов наблюдается прямая зависимость. Между качеством сырья и содержанием зеленых пигментов наблюдается обратная зависимость. Во время завяливания чайного листа количество пигментов уменьшается. В условиях естественного завяливания (18-20 часов) пигменты как зеленые, так и желтые уменьшаются значительнее (до 16%), чем в условиях искусственного (до 12%). В процессе скручивания чайного листа как зеленые, так и желтые пигменты подвергаются интенсивному разрушению, при этом хлорофилл «а» изменяется более интенсивно. Количество оставшегося хлорофилла после третьего скручивания составляет до 58% от его содержания в 81 сырье. Во время ферментации содержание зеленых и желтых пигментов уменьшается. При этом, чем больше содержание танина в чайном листе, тем интенсивнее уменьшение хлорофилла. При очень продолжительной ферментации (15 часов) происходит полное разрушение пигментов. В процессе сушки чайного листа под действием высокой температуры зеленый пигмент интенсивно разрушается, в то время как желтый пигмент уменьшается незначительно. При этом разрушение тем интенсивнее, чем выше температура сушки. Таким образом, содержание зеленых пигментов, бесспорно, отрицательно влияет на качество готового продукта. Однако, значение имеет не абсолютное содержание зеленых пигментов, а их соотношение к количеству танино-катехинового комплекса. Чем выше указанное отношение, тем ниже качество готового чая. В черном чае, получаемом на фабриках в результате сложного технологического процесса, содержание летучих веществ очень невелико: 0,010,02%. Поскольку качество черного чая в значительной степени определяется его ароматом, изучение состава эфирного масла черного чая, т.е. смеси веществ, обусловливающих его аромат, представляется важным. Целью нашего исследования явилось изучение состава эфирного масла черного чая и выявление возможности использования объективного метода анализа – газовой хроматографии – для оценки аромата различных образцов чая. Количественные показатели (параметры), определяющие разницу между образцами чая, позволяют судить о влиянии отдельных летучих веществ чая на качество его аромата. Для идентификации эфирного масла черного чая выбран метод выделения летучих веществ из чая путем перегонки с водяным паром. В качестве экстрагента применяли диэтиловый эфир. Исследованию подвергали сконцентрированные эфирные растворы летучих веществ чая, а при количественном ГЖХ- анализе – эфирные растворы без предварительного концентрирования. 82 Для непосредственной газохроматографической идентификации компонентов эфирного масла чая использовали образцы готовых веществ. Идентификацию проводили без предварительного разделения анализируемой смеси на группы компонентов, поскольку такое разделение было невозможно из-за малого количества эфирного масла, получаемого единовременно из навески чая (выход 0,02%). Для идентификации использовали как непосредственное возрастание отдельных пиков на хроматограммах эфирного масла чая при добавлении предполагаемых веществ, так и сравнение величин относительных удерживаемых объемов этих веществ и компонентов эфирного масла. Эталонными соединениями служили в основном гексиловый спирт и линалоол, присутствующие в эфирном масле чая. Идентификацию летучих веществ чая осуществляли на основании получения четких положительных результатов при хроматографировании не менее чем на двух жидких фазах различной полярности. Максимальное число пиков (39), суммарно наблюдавшееся на хроматограммах эфирного масла черного чая, соответствовало 57 веществам. Идентифицированы 44 соединения, а также 20 кислот эфирного масла чая. Информацию о принадлежности анализируемых компонентов эфирного масла чая к тому или иному классу соединений, о химических свойствах компонентов и, следовательно, о правильности их идентификации дало использование химических методов исследования в сочетании с газохроматографическим методом. Проведено сравнение полученных при ГЖХ- анализе в изотермическом режиме хроматограмм образцов эфирных масел различных видов чая, а также хроматограмм летучих веществ черного чая различного происхождения: краснодарского, грузинского, индийского и китайского. Сопоставление всех этих хроматограмм показало, что образцы чая разного вида и происхождения качественно почти не различаются; различия наблюдаются только в количественных соотношениях компонентов. Поэтому количественный ГЖХ- ана- 83 лиз может быть использован для характеристики отдельных образцов чая, т.е. объективной оценки качества чая по аромату. Из 20 г чая выделяли эфирное масло в количестве, достаточном для получения воспроизводимой хроматограммы его эфирного раствора без предварительного концентрирования. Количественный ГЖХ- анализ производили в среднем по 5-6 хроматограммам эфирных масел каждого из образцов чая, титестерские балловые оценки которых были известны. Приведем идентифицированные компоненты эфирного масла черного чая (в порядке выхода из ГЖХ): Изомасляный альдегид Этилацетат Масляный альдегид Изовалериановый альдегид Валериановый альдегид Капроновый альдегид Метилвалерат Изоамилформиат Бутиловый спирт Изоамиловый спирт Амилацетат Амиловый спирт Энантовый альдегид Каприловый альдегид Гексиловый спирт Линалоол Линалилацетат Бензойный альдегид Борнилацетат Фенилуксусный альдегид Ацетофенол Борнеол Метилбензоат Салициловый альдегид Бензилацетат Геранилацетат Гераниол Метилсалицилат Фенилэтилацетат Бензиловый спирт Фенилэтиловый спирт Уксусная кислота Пропионовая кислота Изомасляная кислота Масляная кислота Метилмасляная кислота Изовалериановая кислота Валериановая кислота Изокапроновая кислота Капроновая кислота Изоэнантовая кислота Гексеновая кислота Энантовая кислота Каприловая кислота Пеларгоновая кислота Каприновая кислота Ундециловая кислота Бензойная кислота Лауриновая кислота Салициловая кислота 84 Установлено, что увеличение суммарного содержания всех низкокипящих компонентов по отношению к содержанию высококипящих компонентов ухудшает качество чая. Но деление веществ на низкокипящие и высококипящие является условным, и между ними нельзя провести четкую границу. Изменения этих отношений могут изменять аромат в большей или меньшей степени. Если при переходе от одного образца к другому концентрации компонентов изменяются в противоположных направлениях, рассмотрение отношений их концентраций делает разницу между образцами еще заметнее. Проведен поиск параметров различия между сортами чая (независимо от месяца сбора; внутри одного месяца сбора). Исследованы параметры различия, характеризующие месяц сбора (независимо от сорта; внутри одного сорта). При попарном сравнении близких по титестерским оценкам сортов чая (отличающихся только на 0,25 балла) найдено в каждом случае не более трех параметров различия. И, наоборот, при разнице титестерских оценок в 0,500,75 балла число параметров различия резко увеличивается (7 и более параметров). При сопоставлении параметров различия сортов одного месяца сбора только «крайние» сорта (самого лучшего и самого худшего качества) имели 1-3 характеристических параметра, по величинам которых они отличались от всех остальных сортов. Для «промежуточных» сортов такие параметры выявлены не были. Выделены «частные» параметры, интервалы значений которых частично пересекались с интервалами для «соседнего» сорта чая, отличаясь от соответствующих интервалов других сортов. Число случаев пересечения интервалов, так же как и число параметров различия между сортами, зависело от разницы в титестерских оценках этих сортов (0,25 или 0,75 балла). При сравнении результатов данных для образцов чая урожаев разных лет, найдено 4 повторяющихся параметра различия между сортами чая лучшего и худшего качества. Численные значения этих параметров для разных лет различны, однако последовательность их изменений при переходе от лучших сортов к худшим в общем одинакова. 85 Попарное сравнение образцов чая одинаковых сортов чая разных месяцев сбора выявило 3 общих параметра различия, численные значения которых могут характеризовать месяц сбора. При сопоставлении образцов чая одного сорта разных месяцев сбора обнаружено 17 параметров различия. Изучено влияние отдельных летучих веществ на качество аромата чая. Рассмотрение численных значений параметров различия образцов чая позволило судить о влиянии отдельных веществ на аромат чая. Поскольку первые 23 параметра характеризовали процентное содержание компонентов в эфирном масле чая, уменьшение численных значений некоторых из них при переходе из лучших сортов чая к худшим говорит о положительном влиянии соответствующих веществ на аромат чая. Наоборот, из увеличения значений параметров следует, что соответствующие им вещества ухудшают аромат чая. Для определения роли отдельных компонентов в аромате чая по величинам отдельных параметров сопоставлены значения числителей и знаменателей этих параметров для лучших и худших сортов чая. Отрицательное влияние большинства низкокипящих соединений (в частности, всех альдегидов и спиртов с 6 углеродными атомами в молекуле) подтверждается увеличением численных значений отношений частных сумм низкокипящих и высококипящих компонентов при переходе к худшим сортам чая. Наблюдается ухудшение качества чая при общем увеличении количества низкокипящих карбонилсодержащих соединений. При рассмотрении параметров различия между образцами чая разных месяцев сбора отмечено, что от мая к августу в эфирном масле чая убывает содержание бензилового спирта и окиси линалоола, и возрастает содержание фенилацетальдегида, борнеола и ацетофенола. Поскольку некоторые из этих веществ оказывают положительное влияние на аромат чая, и поскольку от мая к августу уменьшается отрицательное влияние бензилового спирта, можно говорить об общем улучшении аромата чая от мая к августу при равенстве балловых оценок образцов чая одного сорта. 86 Результатом проведенных исследований явилось следующее. Содержание зеленых пигментов отрицательно влияет на качество готового продукта. Однако значение имеет не абсолютное содержание зеленых пигментов, а их соотношение к количеству танино-катехинового комплекса. Чем выше указанное отношение, тем ниже качество готового чая. Эфирные масла образцов чая разного вида, происхождения, сорта и месяца сбора почти не различаются по качественному составу. Различия в количественных соотношениях компонентов, обнаруживаемые при ГЖХ- анализе, могут быть использованы для характеристики образцов чая. Выявлены объективные различия между образцами чая. Общее число параметров сходства убывает, а число параметров различия возрастает при увеличении разницы между образцами чая (по сортам, по времени сбора и т.д.). Найдены параметры различия между образцами чая разных сортов, а также между образцами одинаковых сортов чая разных месяцев сбора. Определена роль отдельных компонентов эфирного масла черного чая в формировании аромата чая. Окись линалоола, салициловый альдегид, метилбензоат, борнилацетат, фенилацетальдегид, борнеол улучшают аромат чая. Капроновый альдегид, лиственный альдегид, линалоол, бензиловый спирт оказывают отрицательное влияние на качество аромата чая. 3.1.4 Изменение основных химических соединений чайного листа при производстве зеленого и черного чая Аромат зеленого байхового чая, выработанного обжариванием, несколько отличается от аромата, полученного пропариванием. Исследования летучего комплекса методом газожидкостной хроматографии показали, что в процессе обжаривания наблюдаются количественно небольшие, но качественно важные изменения в составе летучих веществ чайного листа. Абсолютное масло исследуемых образцов зеленого чая содержит не менее 330 индивидуальных компонентов, из которых 82 идентифицированы. Анализ идентифицированных компонентов показал, что содержание некоторых 87 спиртов, как гераниол, бензиновый и др. больше в чае, полученном обжариванием, чем пропариванием, а остальные спирты, в том числе низкокипящие, содержатся в равных количествах или в некоторой мере больше в масле пропаренного чая. Содержание каприновой, пальметиновой и линолевой кислот несколько выше в масле обжаренного чая, а остальных пяти кислот – в масле пропаренного чая. Из 10 идентифицированных сложных эфиров пять содержатся в более высоких концентрациях в чае, выработанном обжариванием, а другие пять – в чае, полученном пропариванием. Углеводородные, карбонильные соединения ощутимее накапливаются в масле пропаренного чая. Все эти различия в содержании летучих ароматических веществ обусловливают отличия аромата зеленого чая, полученного обжариванием и пропариванием. Изменение их количественного отношения в готовом чае от первоначального содержания составляет (таблица 5): экстрактивных веществ – 2-3%, фенольных соединений – 12-13%, катехинов – 44-45%, хлорофилла – 58-59%, пектиновых веществ – 59-60%, свободных аминокислот – 57-58%, смолистых веществ – 14-15%, кофеина – 17-18%. Эти изменения, возникающие при оптимальном ведении процессов обжаривания и пропаривания, во многом определяют качественные показатели зеленого чая. Таблица 5 – Изменение содержания групп веществ по стадиям переработки чайного листа Группа веществ Экстрактивные вещества, % Сумма фенольных соединений, % Хлорофилл, мг/г к сух. масс. Пектиновые вещества, % Сумма свободных аминокислот, мг/% Кофеин, % Содержание групп веществ в зависимости от стадии переработки свежий после обжа- после скруполупосле терлист ривания чивания фабрикат мовыдержки 36,2 35,7 35,2 35,2 35,1 17,8 16,9 16,7 16,2 16,0 5,73 3,02 2,87 2,43 2,41 10,58 7,67 7,74 7,32 7,28 979 636 564 435 420 2,48 2,31 2,10 2,08 2,05 88 Изучен аминокислотный состав чайного листа при производстве зеленого чая. Данные изучения изменений экстрактивных веществ, фенольных соединений, суммы катехинов, гидропектина, суммы зеленых пигментов и активности окислительно-восстановительных ферментов чайного листа свидетельствуют о максимальном достижении цели фиксации. По стадиям обработки чайного листа постепенно уменьшается как сумма растворимых углеводов, так и сумма свободных аминокислот (таблица 6). Вместе с тем, если углеводы уменьшаются после каждой операции, то изменения аминокислот выявляют пеструю картину. После обжаривания увеличивается содержание основного вкусового компонента зеленого чая – теанина. Интенсивное уменьшение растворимых углеводов и свободных аминокислот после обжаривания связано с их участием в амино-сахарной реакции. При комбинированной двухстадийной фиксации одновременно с максимальной инактивацией ОВ-ферментов уменьшается содержание зеленых пигментов на 36% от исходного. Увеличивается содержание гидропектина на 0,52%, уменьшается содержание катехинов, растворимых углеводов и свободных аминокислот. Увеличивается содержание главного вкусового компонента зеленого чая: теанина – с 0,378 до 0,471 г/100 г. Таблица 6 – Изменение содержания аминокислотного состава зеленого чая по стадиям переработки чайного листа Аминокислоты Тирозин Гистидин Аргинин Теанин Аспарагиновая кислота Треонин Серин Глютаминовая кислота Пролин Содержание аминокислот (в г/100 г сухого вещества) в зависимости от стадии переработки исходное сырье после пропарипосле обжариполуфабрикат вания вания 0,012 0,035 0,020 0,021 0,021 0,004 0,018 0,013 0,025 0,037 0,031 0,029 0,378 0,324 0,471 0,238 0,118 0,099 0,079 0,072 0,040 0,068 0,134 0,041 0,078 0,105 0,039 0,057 0,032 0,019 0,071 0,115 0,016 0,017 0,018 0,012 89 Глицин Аланин Валин Метионин Изолейцин Лейцин Лизин Фенилаланин Сумма 0,052 0,051 0,017 0,062 0,006 0,019 0,020 0,023 1,062 0,038 0,082 0,032 сл. сл. 0,022 0,032 0,020 1,047 0,036 0,068 0,022 0,005 0,005 0,018 0,011 0,017 1,023 0,033 0,061 0,016 0,004 0,004 0,016 0,018 0,016 0,819 Изучен аминокислотный состав чайного листа при производстве черного чая. Хроматографическое исследование аминокислотного состава белковоподобного комплекса чая показало, что он состоит из 16 представителей (таблица 7). Таблица 7 – Изменение содержания аминокислотного состава черного чая по стадиям переработки чайного листа Аминокислоты Цистеин Гистидин Лизин Аспарагин Аспарагиновая кислота Глютамин Глютаминовая кислота Серин Треонин Тирозин Аланин Валин Метионин Фенилаланин Лейцин Изолейцин Сумма Аминокислотный состав гидролизатов БПК (в % от общего содержания) по стадиям переработки зеленый завяленный скрученный фермент. 1,010 0,511 0,240 0,180 1,245 0,744 0,320 0,315 9,050 3,215 3,145 2,919 6,512 3,052 2,600 2,215 8,167 6,014 5,437 5,255 Полуфабрикат 1,145 0,275 2,465 2,050 5,150 4,314 4,740 4,140 1,115 3,840 1,005 3,018 0,905 2,415 0,900 10,142 5,030 3,114 сл. сл. 2,330 7,915 7,505 6,452 77,49 8,515 3,540 1,040 0,052 0,070 1,440 2,116 3,252 3,015 41,84 7,515 3,716 1,215 0,049 0,052 1,614 1,632 3,310 2,927 38,50 7,018 3,740 1,200 сл. сл. 1,413 1,513 2,740 2,910 35,41 6,066 3,651 1,100 сл. сл. 1,111 1,512 2,146 2,052 31,03 90 В БПК, полученном из зеленых чайных листьев и полуфабриката, в количественном отношении преобладает содержание серина, лизина, аспарагиновой кислоты, аспарагина, фенилаланина и лейцина. Установлено, что количественное содержание аминокислот БПК чая больше чем наполовину уменьшается во время технологической переработки чайного листа. Проводя детальное изучение БПК и учитывая большую реакционную способность водорастворимых углеводов, исследовано их присутствие в составе БПК. В БПК, выделенном из зеленых и завяленных листьев, не обнаружено ни одного представителя углеводов. В скрученных листьях небольшим количеством отмечены пентозы: арабиноза и ксилоза, процентное содержание которых по мере технологической переработки возрастает так же, как и общая сумма моносахаридов. Появление пентоз в составе БПК является следствием химического гидролиза гемицеллюлоз и других полисахаридов. Т.о., из моносахаридов присутствуют глюкоза, фруктоза, арабиноза, ксилоза и рамноза; из летучих кислот – капроновая, масляная, валериановая, пропионовая, уксусная и муравьиная кислоты. Исследован состав смолистых веществ чая. Среди веществ, входящих в химический состав чайного листа, особенно важное место занимают экстрактивные вещества, танин, катехины, кофеин и аминокислоты. В чайном листе идентифицировано три вида фенолокарбоновых кислот: кумаровая, галловая и кофейная. Смолистые вещества чая имеют важное значение в качестве носителя и фиксатора аромата. Поэтому изучено как суммарное содержание смолистых веществ, так и количество отдельных фракций указанных соединений (таблица 8). Суммарное содержание смолистых веществ в листьях чая больше в начале сезона, а в июле и августе уменьшается. Высоко содержание наиболее важных фракций (нейтральной и парафинов). Изучение этих фракций показало, что они обладают приятным цветочным ароматом. Во время технологической переработки чайного листа меняется количественное и качественное содержание смолистых веществ. 91 Таблица 8 – Содержание смолистых веществ в отдельных фракциях Группа веществ Смолистые вещества, в % от сухой массы чая Нейтральная фракция + парафины, в % от общей массы «смолы» Фенольная фракция, в % от общей массы «смолы» Кислотная фракция, в % от общей массы «смолы» Щелочная фракция, в % от общей массы «смолы» Амфотерные соединения, в % от общей массы «смолы» Нерастворимые в эфире вещества, в % от общей массы «смолы» Потери, в % от общей массы «смолы» Суммарное содержание смолистых веществ и отдельных фракций «смолы» в полуфабрикатах черного чая чай сбора май-июнь чай сбора июль-август 2,89 2,29 32,14 37,17 27,79 30,24 2,19 2,47 1,68 1,80 0,34 0,30 24,18 22,46 10,33 8,78 Установлена корреляция между количественным содержанием терпеновых соединений и качеством черного чая. В высших сортах чая также содержится больше высококипящих компонентов, таких как терпеноиды и ароматические спирты, играющих важную роль в формировании аромата готовой продукции. Максимальное содержание аминокислот в черном чае в начале сезона. Лучшие показатели по содержанию танина, катехинов, теафлавинов, кофеина и экстрактивных веществ у чая высшего качества. Исследована возможность усиления ароматических свойств чая. Изучены основные компоненты химического состава растительных ароматизаторов. В качестве ароматизаторов использовали СО2-экстракты из листьев земляники, костяники, ежевики, клюквы и донника лекарственного (таблица 9). Исследование химического состава применяемых ароматизаторов показало, что все они характеризуются довольно высоким содержанием экстрактивных веществ, а СО2-экстракты из листьев ежевики и клюквы по содержанию фенольных соединений не уступают чайному листу. 92 Таблица 9 – Содержание основных компонентов химического состава чайного сырья, ароматизированного СО2 - экстрактами Чайные листья, ароматизированные СО2 -экстрактами Чайные листья (свежие) Листья земляники Листья костяники Листья ежевики Листья клюквы Листья донника лекарственного Основные компоненты химического состава чайного сырья и растительных ароматизаторов (% от сухой массы) экстрактивные весумма фенольных сумма свободных щества соединений аминокислот 36,7 14,4 2,60 27,6 27,4 39,3 38,04 36,2 7,9 7,5 14,6 12,7 13,3 1,50 2,97 1,60 Установлено, что в результате ароматизации чайного листа СО2экстрактами из растительного сырья (листьев земляники, костяники, ежевики, клюквы и донника лекарственного) из расчета 10% свежих листьев ароматичного сырья (в виде СО2-экстракта) к общей массе, наблюдается улучшение вкусо-ароматических показателей выработанного полуфабриката черного байхового чая. При этом незначительно повышается общая экстрактивность, но снижается содержание танина и катехиновой фракции. Содержание важных для высококачественного чая соединений (линалоола, его окисей, гераниола, линаллиацетата) не столь значительно. В ароматизированном чае повышается содержание таких важных для аромата соединений как линалоол и его окиси, в гармоничном сочетании с другими соединениями. 93 3.2 Разработка новых видов чайной продукции на технологической линии купажированного ароматизированного чая Технологическая линия по производству купажированного чая состоит из бункера горизонтального одноступенчатого виброгрохота (1), шнекового конвейера (2), ковшового элеватора (3), резервуарного бака (4), экстракторов (5,9), системы насосов (6, 12, 15), гидромельницы (7), прессов (8, 10), резервного бака размольно-подготовительного отделения (11), мельницы с гарнитурой для мокрого дробления (13), сборного бассейна массы (14), рабочего бака (16), смесительного трѐхсекционного бака (17), сеточного стола бумагоделательной машины (18), сжимающего вала (19), лощильного цилиндра (20), батареи сушильных цилиндров (21), пропиточного пресса (22), трѐхсекционной тоннельной сушилки (23), измельчителя (24), барабана кондиционирования (25), бункера-дозатора (26), купажного барабана (27), утрусочной машины (28). Технологическая линия работает следующим образом (рисунок 10). Чайные отходы поступают в бункер горизонтального одноступенчатого виброгрохота (1), откуда направляются шнеком в ковшовый элеватор (3) и далее на главный конвейер загрузки. Шнековый конвейер (2) направляет чайные отходы поочередно в два экстрактора (5), снабженных мешалками, для замачивания и извлечения из них водорастворимых веществ. Рабочим раствором для экстрагирования служит разбавленный чайный экстракт, поступающий из бака (4). Из экстракторов чайную массу перекачивают к одной из 2-х гидромельниц (7) с помощью серии насосов (6). С гидромельниц чайную массу подают в пресс №1 для отделения нерастворимой части от чайного экстракта. Нерастворимую часть чайной массы после пресса №1 (8) направляют в пресс №2 (10), предварительно разбавляя ее экстрактом, полученным из экстрактора (9) после пресса №3, откуда системой шнековых конвейеров направляют в резервный бак размольноподготовительного отделения (11), разбавляя ее производственной водой. Из резервного бака волокнистую суспензию системой насосов (12) 94 направляют к серии мельниц со специальной гарнитурой для мокрого дробления чайных волокон (13). Размолотую волокнистую фракцию после мельниц направляют к сборному бассейну массы (14), а из сборного бассейна специальными насосами (15) в рабочий бак (16), разбавляя ее при этом производственной водой. Фибриллированную гомогенизированную чайную массу направляют в смесительный трехсекционный бак (17) для окончательного разбавления водой перед подачей на бумагоделательную машину. Чайную массу из напорного ящика направляют на сеточный стол бумагоделательной машины (18). Частично обезвоженное полотно с сетки машины подают на мокрое сукно. С мокрого сукна частично обезвоженное чайное полотно при помощи сжимающего вала (19), снабженного вакуумным устройством для отсоса влаги, подают к поверхности цилиндра. Чайное полотно, поступившее на лощильный цилиндр (20), проходит процесс сушки. После лощильного цилиндра подсушенное чайное полотно подают к двум батареям сушильных цилиндров (21) и далее на пропиточный пресс (22), состоящий из мягкого и твердого валов. Чайное полотно, пропитанное чайным экстрактом, поступает на сеточный транспортер трехсекционной тоннельной сушки (23). Прошедший сушку чайный лист направляют на измельчитель (24) с дисковыми ножами, который делит его на части, соразмерные листьям чая натурального. После измельчителя восстановленный чай системой транспортеров направляют к виброжелобу и подают в барабан кондиционирования (25), где пропитывают газожидкостным экстрактом растительного сырья, выбранного в качестве ароматизатора, и ранее отделѐнной СО2- мисцеллой чая. Полученный восстановленный чай (ВЧ) с помощью конвейера подаѐтся в бункер-дозатор (26) и далее в купажный барабан (27) к находящемуся там листовому чаю (ЛЧ), прошедшему классическую технологию обработки чайного листа, далее в утрусочную машину (28). 95 Чайные 1 3 2 4 8 5 9 10 7 6 16 11 12 14 13 15 17 18 ВЧ ЛЧ CO2(ж) 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Рисунок 10 – Технологическая линия по производству купажированного ароматизированного чая 96 3.3 Исследование качественных характеристик кофе 3.3.1 Определение содержания жирных кислот кофе на основе хроматографического анализа Аромат кофе, играющий важную роль при оценке его качества, прежде всего, обусловлен наличием определенного комплекса летучих соединений, в том числе веществ, перегоняющихся с паром. Исследование природы соединений, образующих аромат кофе, имеет большое практическое значение. Однако эфирные масла, представляющие собой концентрат аромата, содержатся в кофе в очень незначительных количествах – в сотых долях процента. Кроме этого, в кофе – большое число ароматических компонентов, состоящих из соединений разных классов органических веществ – альдегидов, кетонов, дикетонов, кислот, сернистых и азотистых соединений, фенолов, производных фуранов. Проведены исследования для определения природы состава летучих веществ кофе; изучения изменений в составе этих веществ, вызванных различной степенью обжаривания или видовыми особенностями кофейных бобов; выяснения причин старения кофе, т.е. появления постороннего вкуса и затхлого запаха, которое обычно связывают с окислением и полимеризацией гваякола, n-винилгваякола, терпенов, меркаптанов, либо с превращением диацетила в ацетилметилкарбинол. Установлено, что при старении кофе в его летучих соединениях происходят лишь количественные изменения без появления каких-либо новых веществ. Методом газовой хроматографии определен состав летучих веществ кофе (в %): уксусный альдегид – 19,9; ацетон – 18,7; диацетил – 7,5; валериановый альдегид – 7,3; метилмасляный альдегид – 5,0; метилфуран – 4,7; пропионовый альдегид – 4.5; метилформиат – 4,0; углекислый газ – 3,8; фуран – 3,2; изомасляный альдегид – 3,0; пентадиен – 3,0; метилэтилкетон – 2,3; С4-С7 парафины и олефины – 2,0; метилацетат – 1,7; диметилсульфид – 1,0; масляный альдегид – 0,7; этилформиат – 0,3; СS2 – 0,2; метанол – 0,2; метилмеркаптан – 0,1; тиофен – 0,1. 97 Кофе относится к группе растительного сырья, богатого липидами. В кофе вида Арабика липидов содержится 12-18 %, в кофе вида Робуста – 913,4% и в кофе вида Либерика – 11-12%. Общие свойства липидов в значительной степени определяют входящие в их состав жирные кислоты. Газохроматографическим методом анализа установлено, что непредельные жирные кислоты составляют 50,1-59,9% от общего количества жирных кислот сырого кофе. Содержание свободных жирных кислот в сырых кофейных зернах высших сортов составляет 0,5-3%, в зернах же более низкого качества их до 20%. По количеству отдельных жирных кислот между сортами одного и того же вида кофе выявлены различия в распределении жирных кислот между триглицеридами, эфирами дитерпенов и собственно эфирами. Из общего количества жирных кислот в эфирных маслах кофе линолевая составляет 37-50%, пальмитиновая – 23-25, олеиновая – 9-14, линолеиновая – 1-5, арахидоновая – 1-4, а миристиновая и бегеновая – до 0,6%. Наряду с этими в виде следов обнаружены также гондоиновая, лигноцериновая, маргариновая и сорбиновая кислоты. В кофейных зернах дикорастущего вида состав жирных кислот несколько иной. В них преобладает пальмитиновая (39,1%), линолеиновая (34,71), стеариновая (10,41) и олеиновая (10%) кислоты. В таблице 10 приведено содержание жирных кислот в масле кофе, из которой видно, что преобладающими в составе жирных кислот кофе являются пальмитиновая и линолевая. Из-за высокого содержания непредельных жирных кислот возможны окислительные процессы в кофейном масле, что влечет необходимость наблюдения за изменением перекисных и тиобарбитуровых чисел жира при хранении кофе. 98 Таблица 10 – Содержание жирных кислот в масле кофе Название жирных кислот число атомов С в цепи С6:2 С10 С14 С16 С16:1 С17 С18 С18:1 С18:2 С18:3 С20 С20:1 С20:4 С22 С24 Содержание в кофейном масле, % систематическое/тривиальное гексадиеновая (сорбиновая) декановая (каприновая) тетрадекановая (миристиновая) гексадекановая (пальмитиновая) гексадеценовая (пальматолеиновая) гептадекановая (маргариновая) октадекановая (стеариновая) октадеценовая (олеиновая) октадекадиеновая (линолевая) октадекатриеновая (линоленовая) эйкозановая (арахидоновая) эйкозеновая (гондоиновая ) эйкозатетраеновая (арахидоновая) докозановая (бегеновая) тетракозановая (лигноцериновая) следы 0,4 1,0-3,1 24,3-33,0 до 1,0 следы 1,1-13,0 8,2-35,0 25,0-47,0 1,0-5,0 2,9-5,0 следы 1,0-4,0 до 0,6 1,8 Нами проведен хроматографический анализ жирных кислот кофе: определение количественного содержания в образцах разных сортов кофе жирных кислот; соотнесение их количества с качеством готовой продукции. В качестве объектов исследований использовали образцы кофе натурального молотого (сорта «Премиум», высший, первый). Получение метиловых эфиров жирных кислот осуществляли по ГОСТ Р 51486. Использовали метод получения метиловых эфиров жирных кислот из триглицеридов переэтерификацией с метанольным раствором метилата натрия, применимый для растительных масел и их смесей с кислотным числом не более 2,0. Определение массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме осуществляли методом газовой хроматографии по ГОСТ Р 51483. В качестве стандартной смеси использовали смесь метиловых эфиров чистых жирных кислот. 99 Хроматографический анализ жирных кислот кофе проводили на аппаратно-программном комплексе на базе хроматографа «Хроматэк-Кристалл5000» (Россия). Приготовление метиловых эфиров жирных кислот делали следующим образом. Отобранную от лабораторной пробы навеску массой 1 г помещали в стеклянную пробирку и растворяли в 20 см3 гексана. В гексановый раствор вводили 0,1 см3 раствора метилата натрия в метаноле молярной концентрации 2 моль/дм3. После интенсивного перемешивания в течение 2 мин реакционную смесь отстаивали 5 мин и фильтровали через бумажный фильтр. При наличии метиловых эфиров жирных кислот с числом атомов углерода в цепи менее 8 фильтрацию заменяли центрифугированием. Полученный раствор использовали при качественном анализе для идентификации пиков метиловых эфиров жирных кислот испытуемой пробы по графикам (рисунок 11). Рисунок 11 – Хроматограмма образца кофе 100 В таблице 11 приведен расчет по составу жирных кислот, содержащихся в образце кофе, взятом для предварительных исследований. Преобладающими в составе жирных кислот кофе являются пальмитиновая (36,43% от общей суммы кислот) и линолевая (46,20% от общей суммы кислот). Таблица 11 – Состав жирных кислот кофе натурального молотого Время, мин 5,190 8,052 9,816 11,705 13,083 14,354 15,619 20,566 Кислота Миристиновая Пальмитиновая Маргариновая Олеиновая Линолевая Арахидоновая Бегеновая Лигноцериновая Площадь 0,836 404,022 1,168 71,817 512,297 13,916 25,598 4,904 Высота 0,323 115,903 0,306 18,107 125,863 3,508 5,937 0,791 %-е содержание 0,08 36,43 0,11 6,48 46,20 1,25 2,31 0,44 В таблице 12 представлены результаты наших исследований с экспериментальными образцами кофе, которые позволили получить данные о содержании жирных кислот в образцах кофе по сортам. Таблица 12 – Состав жирных кислот в кофе различных сортов Время, мин Кислота Площадь Высота %-е содержание Образец №1 Кофе Жокей Традиционный 7,692 10,039 15,209 15,870 17,231 19,015 20,842 21,552 Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линоленовая Арахидоновая Эйкозеновая 7,683 10,037 15,213 15,877 17,238 19,020 20,858 21,578 Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линоленовая Арахидоновая Эйкозеновая 2,114 138,303 31,441 47,277 169,709 5,849 11,080 1,687 0,481 35,943 5,488 8,095 31,082 1,068 1,716 0,254 0,52 33,94 7,72 11,60 41,65 1,44 2,72 0,41 Образец №2 Кофе President Paulig 2,958 155,504 34,286 45,361 209,295 6,905 11,380 1,758 0,661 39,908 5,887 7,739 38,690 1,329 1,819 0,257 0,63 33,27 7,33 9,70 44,77 1,48 2,43 0,38 101 Образец №3 Арабика Принц Лебо 7,689 10,047 15,223 15,886 17,255 19,031 20,863 21,592 Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линоленовая Арахидоновая Эйкозеновая 1,913 342,704 72,633 89,244 430,148 13,829 23,816 2,905 0,468 87,357 12,737 15,070 79,933 2,581 3,804 0,469 0,20 35,07 7,43 9,13 44,02 1,42 2,44 0,30 Образец №4 ОМНИ Экстра 7,696 10,047 15,229 15,894 17,256 19,049 20,881 - Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линоленовая Арахидоновая Эйкозеновая 3,782 108,731 24,627 32,105 137,896 5,246 8,286 - 0,691 27,646 4,314 5,280 25,452 0,869 1,309 - 1,18 33,91 7,68 10,01 43,00 1,64 2,58 - Образец №5 ОМНИ Классический 7,681 10,040 15,218 15,883 17,252 19,042 20,873 21,588 Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линоленовая Арахидоновая Эйкозеновая 3,211 232,025 51,119 66,637 310,293 9,687 15,691 1,533 0,658 59,823 8,978 11,236 57,690 1,826 2,599 0,272 0,47 33,62 7,41 9,65 44,96 1,40 2,27 0,22 В таблице 13 представлены результаты наших исследований с экспериментальными образцами кофе, которые позволили получить данные о содержании преобладающих жирных кислот в образцах кофе по сортам. Таблица 13 – Содержание преобладающих жирных кислот в кофе Состав жирных кислот кофе Миристиновая Пальмитиновая Стеариновая Олеиновая Линолевая Линоленовая Арахидоновая Эйкозеновая высший 1,18 33,91 7,68 10,01 43,00 1,64 2,58 - Сорта кофе «Премиум» 1-й высший 0,47 0,52 0,63 33,62 33,94 33,27 7,41 7,72 7,33 9,65 11,60 9,70 44,96 41,65 44,77 1,40 1,44 1,48 2,27 2,72 2,43 0,22 0,41 0,38 «Премиум» 0,20 35,07 7,43 9,13 44,02 1,42 2,44 0,30 102 Из таблицы 13 видно, что преобладающими в составе жирных кислот кофе является пальмитиновая (33-35% от общей суммы кислот) и линолевая (41-45% от общей суммы кислот). Гораздо в меньших количествах содержание стеариновой (7-8%) и олеиновой (9-12%) кислот. Такие кислоты как миристиновая, линоленовая, арахидоновая и эйкозеновая содержатся совсем в ничтожных количества и практически не определяют качество кофе. Проанализируем состав жирных кислот кофе в зависимости от используемого сырья (ботанического вида зеленого кофе), применяемого для обжарки с целью получения конечного продукта. Считаем целесообразным все исследуемые образцы разделить на 2 группы: 1-я - №1,3,4 (выработаны из зеленого кофе ботанического вида Арабика); 2-я - №2,5 (выработаны из смеси зеленого кофе ботанических видов Арабика и Робуста). Кофе вида Арабика содержит больше пальмитиновой (34-35%) и меньше линолевой (42-44%) кислот. Смесь кофе Арабика и Робуста содержит меньше пальмитиновой (33%) и больше линолевой (45%) кислот. Таким образом, на основании хроматографического анализа состава жирных кислот кофе (рисунок 12) определены преобладающие кислоты, содержание которых определяет качество готового продукта. Эйкозеновая Арахидоновая Линоленовая Линолевая Олеиновая Стеариновая Пальмитиновая Миристиновая Премиум Высший Первый Второй Третий Рисунок 12 – Содержание преобладающих жирных кислот кофе 103 3.3.2 Определение водорастворимых веществ кофе методом многоступенчатого процесса экстрагирования Путем водной экстракции извлекаются пектины, белки, пептиды, полисахариды, глюкозиды, фенольные соединения. Кофе подвергают экстракции дистиллированной водой при температуре кипения растворителя в течение 40-60 мин. В этом случае происходит переход водорастворимых веществ в водную фракцию. Из растительного сырья извлекаются кроме действующих веществ балластные компоненты; при этом растительное сырье часто покрыто восками, в воде мало или совсем нерастворимыми, что мешает максимальному извлечению БАВ, сосредоточенным внутри клеток. Экстракты нельзя подвергать длительному хранению из-за их низкой устойчивости к микроорганизмам, находящимся в окружающей среде. Разлагаясь при хранении, эти примеси придают экстрактам нехарактерный запах, а растворы мутнеют. Путем спиртовой экстракции извлекаются пектины, белки, пептиды, полисахариды, углеводы, фенольные соединения. Кофе подвергают экстракции этиловым спиртом при тех же параметрах процесса, что и водой. Спиртовые извлечения из растительного материала содержат смолистые вещества, пигменты, каротины, хлорофилл, флавоны, воски, стерины, церин, жиры. При этом в сырье остаются компоненты, которые растворяются в других растворителях (например, воде), что снижает ценность полученного экстракта. В отличие от водной вытяжки, спиртовые экстракты можно хранить достаточно длительный срок. При водно-спиртоваяой экстракции кофе подвергают экстракции бинарным растворителем – смесью спирта с водой. При этом происходит переход спирторастворимых веществ в спиртовую фракцию, в том числе частичное растворение воскоподобных веществ, мешающих проникновению растворителя и высвобождению БАВ. Параллельно происходит экстракция дистиллированной водой с выделением экстракта, содержащего водорастворимые полезные вещества. 104 Метод обеспечивает более полное извлечение активных компонентов, чем при экстрагировании водой и спиртом в отдельности, поскольку вытяжка содержит спирто- и водорастворимые вещества. И все равно метод не позволяет извлечь максимальное количество БАВ, поскольку спирт и вода, используемые в качестве растворителей, не могут разрушить клеточную структуру полностью и глубже проникнуть в растительный материал. Экстракция летучими растворителями (гексан, диэтиловый эфир) заключается в многократном экстрагировании материала чистым экстрагентом. В качестве экстрагента используют летучие органические растворители, имеющие низкую температуру кипения. Гексаном извлекаются фосфолипиды, фенольные соединения, стерины, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, терпеноиды, органические кислоты, глицериды, неомыляемые углеводороды. Диэтиловым эфиром извлекаются фосфолипиды, фенольные соединения, стерины, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, терпеноиды, органические кислоты, глицериды, неомыляемые углеводороды. В процессе экстракции неполярными растворителями (гексаном и диэтиловым эфиром) извлекается большое количество различных БАВ за исключением водорастворимых (полярных) и очень тяжелых полимеров. Кроме того, при разделении экстракта и растворителя происходит частичная потеря очень летучих веществ, что существенно снижает общий выход компонентов. Скорость извлечения связана не только с размерами и структурными факторами. Существенную роль играет концентрационная обстановка в жидкой фазе вне частиц, которая может сильно изменяться в ходе извлечения. Наиболее эффективна непрерывная экстракция, осуществляемая в многоступенчатых экстракторах при противотоке исходного сырья и экстрагента. В этом случае заданная степень экстракции достигается при наименьшем расходе экстрагента. Многоступенчатые экстракторы обычно представляют собой вертикальные колонны, разделенные поперечными перфорированными тарелками, вращающимися дисками, мешалками и т.п. на ступени (секции). В 105 каждой ступени происходит перемешивание взаимодействующих фаз и их расслаивание. Таким образом, исходное сырье и экстрагент многократно перемешиваются и расслаиваются. В зависимости от того, чего необходимо добиться при проведении экстракции, меняют параметры процесса. Если целью экстракции является максимальное извлечение БАВ, то растворитель используют в большом избытке. При необходимости получения максимально концентрированных продуктов – увеличивают число ступеней экстракции. Для нас важно максимально извлечь комплекс БАВ и получить концентрированные экстракты, для чего разработать способ экстракции (прямоток, противоток) и подобрать оптимальные по полярности растворители. Процесс противоточного экстрагирования проходит с непрерывным перемешиванием при температуре кипения растворителя. Противоточная многоступенчатая экстракция осуществляется в условиях циркуляции растворителя вокруг частиц растительного сырья. При противоточном движении растворителя происходит насыщение мисцеллы БАВ. Метод многоступенчатого процесса экстрагирования кофе водой осуществляли при соотношении: 140 мл воды + 10 г кофе. Получены спектральные характеристики водных экстрактов кофе в ультрафиолетовой части спектра (240-360 нм) и видимой части спектра (360780 нм). Максимальные значения светопропускания Т, % наблюдаются в ультрафиолетовой области спектра (245, 265, 280, 305, 310, 355 нм) и видимой области спектра (365, 370, 465, 470, 480, 640, 670, 675 нм). Кофеин, тригонеллин и никотиновая кислота – водная экстракция при 265 нм. Хлорогеновые кислоты – водная экстракция при 325 нм. 106 3.3.3 Изучение состава эфирных масел кофе Определение экстрактивных веществ Экстракция летучими растворителями (в нашем случае диэтиловым эфиром) основана на циркуляции экстрагента. Сущность метода заключается в многократном экстрагировании материала чистым экстрагентом. В качестве экстрагента использовали диэтиловый эфир, т.к. он является летучим органическим растворителем, имеющим низкую температуру кипения. Этиловый спирт (даже 96%) для этих целей непригоден, так как он адсорбирует влагу, содержащуюся в сырье, и изменяет свою концентрацию, что приводит к изменению температуры кипения и экстрагирующей способности. В процессе экстракции диэтиловым эфиром (неполярным растворителем) извлекается большое количество различных БАВ за исключением водорастворимых (полярных) и очень тяжелых полимеров. При разделении экстракта и растворителя происходит частичная потеря очень летучих веществ, что несколько снижает общий выход компонентов. Экстракционная способность диэтиловыйого эфира высока для большой группы веществ. При этом диэтиловым эфиром извлекаются фосфолипиды, фенольные соединения, стерины, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, терпеноиды, органические кислоты, глицериды, неомыляемые углеводороды. Последовательность исследований представлена на схеме: Исходное сырьѐ Измельчение Экстракция диэтиловым эфиром Определение компонентного состава Массовую долю суммы экстрактивных веществ в кофе определяли исчерпывающей экстракцией низкокипящим растворителем в стеклянном приборе Сокслета. В качестве растворителя применяли диэтиловый эфир с температурой кипения 34,5-36,00С. Из среднего образца кофе выделяли навеску 50-150 г., отбирали из нее минеральные и органические примеси, при необходимости материал подсушивали. После этого материал измельчали и взвешивали, тщательно переме- 107 шивали и брали навеску 8-10г (взвешивание проводят на весах II класса точности). Из трех-четырех слоев фильтровальной бумаги готовили цилиндрический патрон диаметром не более диаметра горла насадки. Патрон с одной стороны закрепляли, высушивали вместе с небольшим кусочком ваты в сушильном шкафу до постоянной массы и взвешивали. Патрон наполняли кофе, закрывали ватой, снова взвешивали с точностью до 0,01г и помещали в экстракционную насадку. Патрон, заложенный в насадку, должен быть не менее на 1 см ниже уровня сифона. К нижней части насадки присоединяли колбу с растворителем и заливали растворитель до верхнего колена сифонной трубки. После перелива всего растворителя в колбу добавляли еще небольшой избыток его и соединяли экстрактор с холодильником. Собранный аппарат ставили на водяную баню с температурой воды 40-450С. После закипания содержимого колбы пары растворителя поднимались по трубке в холодильнике, где конденсировались. Капли сконденсировавшегося растворителя стекали вниз и, попадая в экстрактор, постепенно заполняли его. Растворитель контактировал с кофе, извлекал из него экстрактивные вещества и в виде мисцеллы переливался в колбу. Перелив происходитл ступенчато по достижении растворителем объема верхнего колена сифонной трубки и повторялся до полного извлечения экстрактивных веществ. Конец экстрагирования устанавливали по отсутствию следов при испарении капли растворителя на сухом стекле или шлифе. По окончании экстракции аппарат разгружали, вынимали из него патрон, отгоняли из мис- целлы растворитель, а колбу с оставшимися экстрактивными веществами сушили до постоянной массы. В результате проведенного анализа масса патрона с неэкстрагированным материалом составила 142,39 г. После экстракции молотого кофе масса патрона с экстрактом составила 87,45г. Следовательно, массовая доля суммы экстрактивных веществ составила 54,94г. 108 После экстракции и определения количества экстрактивных веществ определяли состав и количество данных веществ. Определение проводили при помощи выжигания серной кислотой экстрактивных веществ на специальной бумаге. Для этого отбирали 20г экстракта и наносили его капиллярами на бумагу (нанесли 4 точки на бумагу), затем опускали в смесь гексан/ диэтиловый эфир/ уксус (80:20:1) на 20 мин., а затем помещали в серную кислоту, которая выжигала данные вещества на бумаге. После выдерживания в сушильном шкафу, разогретом до 1050С в течение 5-10 мин., определяли концентрацию веществ. Далее проводили качественный анализ экстрактивных веществ, сканируя бумагу с выжженными веществами с помощью компьютерной программы. В результате получены данные о содержании следующих веществ (липидный комплекс кофе), представленные в таблице 14. Таблица 14 – Липидный комплекс кофе Пик Rf S %S H 1 0,07 137291 17,5 4582 2 0,36 243359 31,1 10146 3 0,71 401962 51,3 6632 4 0,97 726 0,1 67 Сумма 1,0 783338 100,0 21427 %H 21,4 47,4 31,0 0,3 100,0 Описание Фосфолипиды Красящие Триацилглициролы Воскоподобные Как показывает таблица 14, экстрактивные вещества кофе представлены по своему составу в основном красящими веществами (47,4%), триацилглициролами (31,0%) и фосфолипидами (21,4%). Определение эфирных масел Массовая доля эфирного масла в кофе является одним из основных показателей качества кофе, так как критерием качества кофе является аромат. Следовательно, летучие ароматобразующие вещества являются критерием для оптимизации процесса обжарки, для контроля качества свежего кофе и для оценки условий хранения молотого кофе. 109 Таким образом, аромат кофе обусловливается наличием в нем эфирного масла и смолистых веществ. Эфирное масло – сложная смесь веществ, относящихся к самым разнообразным классам соединений, которые растворяются в органических растворителях и обладают способностью улетучиваться с водяным паром. Формирование аромата готового продукта происходит во время обжаривания кофе. Общий состав эфирного масла кофе характеризуют следующие данные: Группа соединений Кислоты Фенолы Основания Альдегиды и кетоны Нейтральные вещества Содержание в эфирном масле, % 12,78 3,31 0,20 14,54 69,17 Вещества, входящие в состав эфирного масла, делятся на 4 основных класса соединений: кислоты, карбонильные соединения (альдегиды и кетоны), спирты и фенолы. Из класса веществ, входящих в состав эфирного масла, ведущая роль принадлежит спиртам терпенового и ароматического ряда. В эфирном масле обнаружены - и -гексанол, линалоол, фенилэтиловый спирт, цитронеллон, гераниол и др. В составе органических кислот эфирного масла идентифицированы уксусная, пропионовая, масляная, каприловая, капроновая, валерьяновая кислоты и др. В образовании аромата кофе существенную роль играют ароматические альдегиды. В составе эфирных масел кофе содержатся ванилин, параоксибензальдегид, сиреневый, коричный альдегиды и др. При исследовании карбонильных соединений обнаружены ацетальдегид, ацетон, изомасляный, изовалериановый и капроновый альдегиды. 110 Последовательность исследований представлена на схеме: Исходное сырьѐ Измельчение Отгонка эфирного масла Определение компонентного состава методом газожидкостной хроматографии Для получения эфирного масла из кофе использовали установку для определения массовой доли эфирного масла. На рисунке 13 представлена установка, состоящая из парогенератора (поз.1), перегонного аппарата – запатентованного, как аппарат для определения массовой доли эфирного масла в сырье (поз.2), холодильника (поз.3), градуированного приемника маслоотделителя (поз.4), емкостей для сбора дистиллята (поз.5,13), зажимов для регулировки подачи пара (поз.8,9), зажима для удаления дистиллята из аппарата (поз.10), емкости для отвода пара воды на конденсацию (поз.12), катетометра – прибора для определения величины столбика масла в приемнике маслоотделителе (поз.14). Парогенератором служит обычная колба с водой, закрытая пробкой с предохранительной трубкой, доходящей до дна. В эту колбу помещают несколько кусочков стекла или керамики для равномерного кипения воды. Парогенератор имеет дополнительную трубку с зажимом (поз.8), им пользуются при отключении перегонного аппарата. Парогенератор соединен непосредственно через трубку с отростком (поз.7) рубашки перегонного аппарата. Перегонный аппарат на выходе, через штуцер (поз.11) соединен с холодильником (поз.3), откуда сконденсировавшиеся пары масла и воды поступают в приѐмник маслоотделитель (поз.4). Градуированный цилиндр (поз.5) служит для определения объѐма дистиллята. Перегонный аппарат (поз.2) представляет собой сосуд, выполненный из стекла с рубашкой для обогрева, соединенной с внутренней частью аппарата полой трубкой, проходящей по центру, опущенной до дна, которая предназначена для подачи пара внутрь. В его верхней части выполнено сферическое 111 расширение для гашения скорости потока пара, с отверстием со шлифом и пробиркой (поз.6) для загрузки и выгрузки сырья, а также изогнутая к внутренней стенке полая трубка (поз.11) для отвода паров эфирного масла и воды на конденсацию. Перед работой в перегонный аппарат через отверстие со шлифом (поз.6) загружают кофе. Процесс перегонки начинался с момента, когда в рубашку аппарата подали пар при помощи зажима (поз.9) через патрубок (поз.7), при этом зажим (поз.10) был открыт на слив. Пар, попадая в рубашку, отдавал свое тепло через стенку аппарата кофн, тем самым, нагревая его. После того как кофе нагревался в течение 15 минут, перекрывали зажим (поз.10), и из рубашки пар попадал в полую трубку, которая предназначена для подачи пара в нижнюю точку аппарата. Пар, проходя через слой сырья, насыщался парами эфирного масла и смесь паров воды и эфирного масла поднималась в расширенную часть, где выводилась через изогнутую полую трубку (поз.11) на конденсацию. Трубка (поз.11) изогнута таким образом, чтобы унесѐнные паром частички сырья не попадали в нее. Образовавшийся во время гонки конденсат скапливался в нижней части рубашки и периодически сливался через патрубок (поз.10). Сконденсировавшиеся пары из холодильника (поз.3) направлялись в приѐмник- маслоотделитель (поз.4), где происходило разделение на эфирное масло и дистиллят, дистиллят собирался в градуированном цилиндре (поз.13). Продолжительность гонки 30 минут, скорость гонки 60 капель в минуту. После окончания процесса величину столбика масла определяли с помощью катетометра (поз.14). 112 1 – парогенератор, 2 - перегонный аппарат, 3 – холодильник, 4 – градуированный приёмник маслоотделителя, 5,13 – ёмкость для сбора дистиллята, 6 – отверстие со шлифом и пробкой, 7 – отросток, 8,9 –зажимов для регулировки подачи пара, 10 – зажима для удаления дистиллята из аппарата, 11 – штуцер, 14 – катетометр Рисунок 13 –Установка для определения массовой доли эфирного масла В результате из кофе натурального молотого получено эфирное масло, массовая доля которого составила 0,5%. 3.3.4 Анализ газовых фаз кофейных продуктов С помощью газового хроматографа, имеющего пламенно- ионизационный детектор, проведен анализ пищевых запахов (АПЗ-метод). АПЗ-метод является известным приближением к естественному потреблению запаха по таким условиям как: — использование в качестве объекта душистой газовой фазы и ее отбор в потоке при соблюдении температуры потребления продукта; — дозировка пробы в анализатор без предварительного деления на фракции, группы веществ. Т.е. с достаточным сохранением исходного запаха продукта; — регистрация соединений пламенно-ионизационным детектором, практически реагирующим только на душистые вещества исследуемых проб. 113 На примере кофе показана приемлемость АПЗ-метода для получения хроматограмм, характеризующих натуральность, тонкие оттенки качества сравниваемых образцов продуктов, а, соответственно, и различия между ними. В исследуемом образце жареного молотого кофе идентифицировано 34 вещества газовой фазы, составляющих 86% от суммы душистых веществ этой фазы (таблица 15). Таблица 15 – Компоненты запаха газовой фазы жареного молотого кофе Вещества Пентан Этанал Метилформиат Фуран Пропанал Пропанон + диметилсульфид 2-метилпропанал 2-метилфуран Бутанал Бутанол 2,3-бутандион 2-метилбутанал 2.6-диметил-2,7октадиен-6-ол 2.5-диметилфуран Тиофен Содержание, % по массе в пересчете на пропанол 0,5 23,6 2,9 2,0 3,4 13,4 4,9 2,9 0,2 2,6 1,6 2,2 0,1 0,3 0,1 Вещества Бутилформиат Диметилдисульфид 2,4-пентадион Пиридин 2,3,4-метилпиридин + 2-гептанон 2-пентанон Пентанал Амилацетат Пиразин Фурфурол 3-метилбутанал Фурфуриловый спирт Метоксибензол Бензальдегид Содержание, % по массе в пересчете на пропанол 0,1 0,2 0,2 0,4 11,0 0,1 0,2 0,1 3,9 4,6 4,2 0,1 0,2 0,5 Учитывая количественные соотношения между веществами газовой фазы жареного молотого кофе, возможно приготовление отдушки, приближенной по запаху к аромату жареного кофе. Возможно улучшение качества растворимых кофейных напитков путем их обогащения кофейной отдушкой. Проведен качественный и количественный газохроматографический анализ основных ароматических веществ газовой фазы натурального жареного кофе с последующей оценкой на его основе практических возможностей сохранения и улучшения качества кофе. Перед исследованием газовой фазы натурального жареного кофе предварительно проводили эксперименты по получению и сопоставлению харак- 114 теристических хроматограмм сырого и жареного кофе. По хроматограммам делали заключение, что из 13 пиков газовой фазы сырого кофе лишь не более шести пиков соответствуют пикам газовой фазы жареного кофе. Площади пиков газовой фазы сырого кофе суммарно составляют лишь 6% от общей суммы площадей пиков газовой фазы жареного кофе. Таким образом, количественно подтверждено, что образование аромата кофе происходит в основном в результате его обжаривания. Исследовано удерживание ряда веществ тяжелой фракции СО2концентрата натурального жареного кофе. В результате дополнительных анализов газовой фазы кофе в ее тяжелой фракции обнаружили, в основном, те же вещества, что в СО2-концентрате, за исключением гексил- и гептилформиата. Таким образом, в тяжелой фракции газовой фазы натурального жареного кофе идентифицированы пиридин, 2-метилпиридин, 3-метилпиридин, 4метилпиридин, 2,6-диметил-2,7-октадиен-6-ол, бутилформиат, 2,4-пентадион, фурфурол, амилацетат, пиразин, метоксибензол, бензальдегид, 2-гептанон, фурфуриловый спирт. По суммам площадей пиков на хроматограммах рассчитывали соотношения легкой и тяжелой фракций в ароматическом комплексе кофе и определяли содержание отдельных веществ в этом комплексе. При изучении изменения веществ газовой фазы жареного кофе (в зернах и молотого) в процессе хранения соответствующих образцов при комнатной температуре в полиэтиленовой и бумажной таре обнаружено следующее. После 18 дней хранения образец молотого продукта в бумажной упаковке терял около 86% летучих веществ легкой фракции газовой фазы, исчезали 2,5-диметилфуран, 2-пентанон, пентанал, тиофен. При органолептической оценке запаха этого образца ощущалась затхлость, горячий напиток из него имел слабовыраженный аромат. При хранении жареного кофе в зернах изменение состава его газовой фазы протекает более замедленно. 115 3.4 Разработка новых видов кофейной продукции на технологической линии ароматизированного молотого кофе Технологическая линия по производству натурального ароматизированного молотого кофе состоит из вибрационного сепаратора 1, бункеров 2 и 5, обжарочного аппарата 3, охлаждающей чаши 4, фасовочных автоматов 6 и 13, первой камеры ароматизации 7, гранулятора 8, второй камеры ароматизации 9, ленточного транспортера 10, вальцового станка 11, рассева 12 и упаковочной машины 14. Технологическая линия работает следующим образом (рисунок 14). Взвешенное кофе-сырье нагнетают пневмотранспортером низкого давления в вибрационный сепаратор (1), отделяющий примеси путем аспирации, просеивания и пропуска через магниты. Легкие примеси (пыль) отбираются вентилятором и осаждаются в съемных бочках циклонов. Вибрационный сепаратор (1) снабжен штампованными металлическими ситами с отверстиями следующих размеров (в мм): ловушка с овальными ячейками 9x16 или 13 х х16, сортировочное (проходное с ромбическими ячейками) 10 х 17, сходовое проволочное сито с квадратными ячейками 2x6 или 1,5 х 20. Сырой кофе из вибрационного сепаратора (1) поступает в систему пневмоконвейера высокого давления и транспортируется потоком очищенного воздуха через распределитель в четырех- или шестисекционный бункер (2). Очищенные зерна кофе обжаривают в барабане обжарочного аппарата (3) (процесс длится 14-15мин при температуре от 210°С до 220°С) и охлаждают в охлаждающих чашах (4), дно которых выполнено перфорированным. Холодный воздух протягивается вентилятором снизу через слой кофе, который благодаря перемешивающим лопаткам и потоку воздуха находится в псевдоожиженном состоянии, охлаждаясь в течение 10 мин. Увлажнение кофе после обжаривания непосредственно в обжарочном аппарате (3), осуществляемое также автоматически по заданной программе, преследует цель — повысить влажность продукта для более быстрого охлаж- 116 дения, предотвращения сгорания мелкой фракции и уменьшения пылевидной фракции при последующем размоле. Охлажденные зерна кофе собирают в бункере (5) по секциям в зависимости от сорта и вида. Зерна кофе в целом виде фасуют в пакеты или жестяные банки на фасовочном автомате (6). Затем кофе направляют в первую камеру ароматизации (7), где происходит его ароматизация с помощью основного ароматизатора на водной основе. После завершения процесса ароматизации ароматизированный кофе направляют для размалывания на гранулятор (8), который состоит из пяти валков, три из которых предварительно измельчают кофе, а два доводят частицы продукта до требуемых размеров. Далее уже измельченный кофе направляют во вторую камеру ароматизации (9), где происходит его ароматизация с помощью дополнительного ароматизатора на спиртовой основе и выдерживание для закрепления ароматических веществ. Кофе инспектируют на ленточном транспортере (10), размалывают на вальцовом станке (11) и рассеивают на рассеве (12). Готовый ароматизированный молотый кофе направляют на фасовочный автомат (13). Фасованный в пачки или банки кофе упаковывают в коробки на упаковочной машине (14). Используемые в настоящее время технологические линии по производству натурального ароматизированного молотого кофе характеризуются высокой потерей ароматизатора в процессе технологической обработки и нативных ароматических веществ кофе. Кроме этого готовый кофе в процессе хранения не обладает стойкостью аромата из-за потерь ароматических веществ, связанных с их десорбцией в процессе хранения целевого продукта, облегчающейся расположением ароматизатора на поверхности частиц кофе. Разработанная технология получения натурального ароматизированного молотого кофе позволяет получать кофе высокого качества и расширить арсенал линий по производству натурального ароматизированного молотого кофе. На выходе наблюдается усиление вкусо-ароматических качеств кофе и повышение степени его ароматизации. 117 Рисунок 14 – Технологическая линия производства натурального ароматизированного молотого кофе 118 3.5 Совершенствование оценки качества чайной продукции 3.5.1 Оценка характеристик чайного листа, его сезонных и географических свойств В процессе филогенетического развития чайное растение выработало такой тип обмена веществ, в котором огромное значение имеют дубильные вещества. Содержание дубильных веществ на ранних стадиях развития листьев достигает 30% (от сухих веществ) и более. Дубильные вещества имеются даже в зародыше покоящихся семян, а наиболее быстрому развитию растений на ранних стадиях соответствует более интенсивный синтез дубильных веществ. Для изучения содержания катехинов в листьях разного возраста брались листья молодого побега, флеша и взрослые листья, сидящие на одревесневшем побеге того же года вегетации. Наиболее богаты катехинами первый и второй листья флеша. В третьем листе флеша содержание катехинов резко падает, а взрослые листья содержат их еще меньше. Содержание катехинов во взрослых листьях по сравнению с первым листом уменьшилось почти на 40%. С увеличением возраста чайного листа резко уменьшается содержание (-)-эпигаллокатехингаллата и (-)-эпикатехингаллата и возрастает содержание (-)-эпигаллокатехина и простых катехинов, определяемых суммарно. С увеличением возраста чайного листа уменьшается содержание дубильных веществ и особенно сильно — наиболее ценных для качества чайного сырья катехинов. В катехинах наиболее сильно уменьшается содержание (-)эпигаллокатехингаллата. Первый сорт листа содержит значительно больше дубильных веществ, чем второй сорт, а этот последний — больше, чем третий сорт чайного сырья. Первая фракция после первого скручивания содержит значительно больше дубильных веществ, чем вторая. Самой бедной оказывается третья фракция. Примесь огрубевших флешей резко отражается на содержании дубильных веществ в чайном сырье. 119 В зависимости от разновидности и сорта растений меняется содержание белков, сахаров, алкалоидов, витаминов, жиров и др. Содержание дубильных веществ меняется в зависимости от разновидности и сорта чая. Содержание дубильных веществ в листьях чая отдельных разновидностей колеблется в больших пределах. Листья чая южного происхождения более богаты мелкомолекулярной фракцией дубильных веществ, чем листья чая северного происхождения. Разновидности чая отличаются по содержанию отдельных фракций дубильных веществ. В листьях южных разновидностей чайного растения, где жизненные процессы протекают интенсивнее, чем в северных, накапливается больше дубильных веществ, особенно их мелкомолекулярной фракции, т. е. катехинов, преимущественно (-)-эпигаллокатехингаллата. Наиболее интенсивно процесс дыхания как в молодых трехлистных побегах, так и в закончивших рост листьях проходит у индийского чая, а наиболее слабо — у японского. Активность ферментов, в частности окислительных в индийских сортах чайного растения значительно выше, чем в японских. Активность полифенолоксидазы листьев у индийской разновидности составляет 348, у китайской — 320, у японской — 274 л кислорода на 100 г сухого веса за 60 мин. Содержание сахаров в разных сортах чайного растения находится в обратной зависимости от содержания дубильных веществ. В индийском гибриде сахаров содержится больше, чем в китайском чае. Содержание дубильных веществ в первом случае ниже, чем во втором. Содержание полифенолкатехиповой фракции меняется в течение сезона, увеличиваясь к середине лета. Содержание эфирносвязанной галловой кислоты также возрастает к середине лета. Содержание катехинов в листьях чая также подвержено сезонному изменению. Суммарное содержание катехинов, как и дубильных веществ, резко возрастает с весны, достигает максимума в середине лета и вновь снижается к осени. 120 Максимум накопления всех исследованных катехинов приходится на июль. На протяжении сезона интенсивнее всего идет синтез (-)- эпигаллокатехингаллата и (-)-эпикатехингаллата, затем — простых катехинов. Самым ценным с биологической и технологической точек зрения является (-)-эпигаллокатехингаллат. Характер сезонных изменений дыхания весьма близок к сезонным изменениям дубильных веществ и их составных частей. Аналогичная картина обнаружена и при изучении сезонной динамики окислительных ферментов. Активность полифенолоксидазы (в мл поглощенного кислорода за 60 мин.) в двухлистных флешах чая изменяется следующим образом: 19 июня— 173,1; 20 июля — 133,4; 26 сентября — 100,9. Содержание дубильных веществ возрастает от весны к лету, достигая максимума в июле — августе, т. е. в период наиболее интенсивного роста флешей, затем вновь снижается к осени. Накопление дубильных веществ в середине сезона происходит главным образом за счет катехинов и, особенно, (-)-эпигаллокатехингаллата и (-)-эпикатехингаллата, составляющих в августе свыше 70% от общей суммы всех катехинов. Доказана прямая зависимости титестерской оценки от содержания дубильных веществ. Во всех случаях наблюдалась корреляция между содержанием таннина в сырье и качеством чая. По содержанию дубильных веществ в сырье можно безошибочно предсказать будущую титестерскую оценку. Черный чай наилучшего качества получается из сырья, поступающего на фабрику в июне, июле и августе. Из сырья, поступающего в мае и сентябре, получается черный байховый чай низкого качества. Качество сырья можно улучшить, если в начале и в конце сезона собирать не трехлистные, а двухлистные нормальные флеши. Предложена новая, более рациональная схема переработки чайного сырья. Согласно этой схеме, на одной и той же фабрике весеннее и осеннее сырье должно было перерабатываться на зеленый байховый чай, а летнее сырье — на черный байховый чай. 121 Таким образом, изучение образования и превращения дубильных веществ в листьях чая на протяжении вегетационного периода позволило, вопервых, установить закономерность сезонной динамики дубильных веществ и их составных частей и, во-вторых, разработать более рациональную схему использования чайного сырья. Исследования, проводившиеся с разными чайными растениями, показывают влияние географического фактора на их рост, развитие и химизм. Установлено, что с продвижением с юга на север в растениях усиливается накопление запасных углеводов, в то время как содержание сахаров, а также белков уменьшается. При этом изменяется также накопление жиров, эфирных масел и витаминов. Под влиянием географического фактора изменяется не только общее содержание дубильных веществ, но и их состав. Содержание этилацетатной фракции — самой ценной составной части дубильных веществ — также уменьшается при продвижении на север. Содержание этилацетатной фракции, как и дубильных веществ в целом, уменьшается с продвижением чая на север. Географический фактор оказывает исключительно большое влияние на количественный и качественный состав катехинов в листьях чая. С продвижением на север в листьях чая уменьшается содержание всех катехинов. Однако относительное содержание (-)-эпигаллокатехина и ()-катехина от суммы катехинов заметно увеличивается, тогда как (-)-эпигаллокатехингаллата, наоборот, резко уменьшается. Относительное содержание эпикатехингаллата остается без изменения. При сильном повышении температуры воздуха и снижении относительной влажности в чайном листе резко уменьшается содержание этилацетатной фракции дубильных веществ. Косвенно об уменьшении интенсивности синтеза дубильных веществ с продвижением на север свидетельствуют и данные по содержанию сахаров в листьях чая. 122 3.5.2 Контроль чайного сырья при завяливании Из нежного сырья (двух-, трехлистных флешей) производят черный и зеленый байховые чаи. При производстве черного байхового чая совершаются глубокие изменения входящих в состав чайного сырья дубильных, белковых и других веществ. При производстве же зеленого байхового чая все эти изменения нежелательны. Сущность технологии черного чая состоит в том, чтобы ускорить превращения веществ, активизировать действие ферментов. При производстве зеленого байхового чая, наоборот, стремятся свести на нет активность ферментов, а, следовательно, превращения веществ сырья. Исходя из этого, сырье на первой стадии производства зеленого байхового чая подвергают пропариванию. Необходимыми стадиями переработки при производстве черного байхового чая являются завяливание, скручивание, ферментация, сушка и сухая сортировка. Завяливание является одной из основных стадий производства черного чая. Во время завяливания в чайном листе происходят биохимические превращения. Так как на этой стадии переработки чайное сырье теряет много воды, то долгое время завяливание чайного листа считалось физическим процессом. Содержание воды в сырье превышает 77%, а нормой завяливания считается 62—64% остаточной влаги; следовательно, в чайном листе в результате завяливания создается дефицит влаги. Нарушение водного режима в тканях растений сопровождается глубокими биохимическими изменениями. Завяливание чая сопровождается изменением активности ряда ферментов. Во время завяливания чайного листа значительно усиливается гидролитическая способность инвертазы и -глюкозидазы. Этот процесс сопровождается весьма заметным повышением активности и пероксидазы. Усиление или ослабление активности ферментов во время завяливания сопровождается глубокими изменениями ряда веществ, содержащихся в чайном сырье. 123 Благодаря усилению протеолитических процессов при завяливании происходит заметное накопление растворимого азота. Обнаружены закономерные изменения содержания растворимого азота в процессе завяливания чайного листа. В процессе завяливания, в связи с дефицитом влаги, происходит повышение растворимого азота. После того, как в листьях чая влажность оказывается ниже определенной нормы, содержание растворимого азота вновь уменьшается. В процессе завяливания увеличение экстракта происходит не только за счет растворимого азота, но и за счет моносахаридов. Во время завяливания чайного листа происходят количественные и качественные изменения в составе свободных аминокислот. В частности, завяленный лист отличается от свежего наличием в свободных аминокислотах фенилаланина и лейцина. Если завяливание ведется в условиях, обеспечивающих равномерность обезвоживания не только отдельных частей флеша, но и сырья в целом, биохимическая подготовка наступает одновременно с потерей листом тургора. При равномерном завяливании физическая подготовка листа для скручивания совпадает с его биохимической подготовкой для ферментации. Для контроля процесса завяливания выбрано содержание воды, в результате испарения которой при завяливании совершаются биохимические изменения чайного сырья. По этому же показателю установлена и норма завяливания, составляющая для равномерного завяливания 63— 65% остаточной влаги, а для неравномерного—50—62% влаги. Контроль завяливания дает возможность направленного ведения процесса, рационального использования этих соединений для образования настоя, вкуса и аромата черного байхового чая. 3.5.3 Контроль чайного сырья при скручивании Из завялочного цеха сырье поступает в специальные машины—роллеры, где он подвергается скручиванию. Не отрицая физического изменения при скручивании, как одного из решающих моментов в технологии чая известно, 124 что роль его не ограничивается приданием «уборки» готовому чаю. Процесс скручивания сопровождается интенсивным разрушением тканей и клеток завяленного чайного листа. Воздействуя растворами хлорного железа или двухромовокислого калия на скрученное сырье, удалось показать, что разрушенные ткани и клетки принимали черный или коричневый цвет благодаря взаимодействию дубильных веществ, содержащихся в листьях чая, с этими реактивами. Неразрушенные ткани и клетки чайного листа сохраняли естественный зеленый цвет. На стадии скручивания чайного сырья, в результате разрушения тканей, обнаруживаются еще большие отклонения от процессов, протекающих в нормально развивающихся листьях чая. Если разница между зеленым и завяленным листом состоит в том, что в завяленном листе в результате дефицита влаги нарушается равновесие между синтезом и гидролизом в сторону усиления протеолитических процессов, то на стадии скручивания эта разница обнаруживается еще больше. В отличие от зеленого и завяленного листа, на стадии скручивания в результате разрушения тканей и клеток резко снижается выделение СО2. Благодаря такой декомпенсации нормального дыхательного процесса весь избыток кислорода оказывается аккумулированным разрушенными тканями и клетками чайного листа. В живой клетке кислород воздуха идет на окисление углеводов до углекислоты и воды; после разрушения протоплазмы он при помощи пероксидазы окисляет танниды листа, давая при этом характерный пигмент чайного настоя. Процесс скручивания, или точнее раздавливания тканей и клеток листа, сопровождается разрушением хлорофилла. В конце скручивания в листьях чая остаются неразрушенными лишь 30% хлорофилла от первоначального его содержания в сырье. Увеличение процента разрушенных тканей листа обусловливается качеством сырья, качеством и степенью завяливания, правильной работой и режимом роллеров и др. Наиболее интенсивное разрушение тканей сырья осу- 125 ществляется при остаточной влажности—66—64%, которая создается при равномерном завяливании. Остаточная влажность ниже 64 и выше 66% оказывает отрицательное влияние на разрушение тканей листа. В связи с этим нормой для второго скручивания считается 60—75% разрушенных тканей, а для третьего скручивания - 75—85% разрушенных тканей. Дальнейшее скручивание с целью увеличения процента разрушенных тканей приводит уже к отрицательным результатам. Это объясняется тем, что ферментация чая начинается с момента разрушения тканей листа. Поскольку трехкратное скручивание длится около 3 часов (45 мин — каждое скручивание и 15 мин. — зеленая сортировка), то создается огромный разрыв степени ферментации между тканями, которые разрушены в начале и в конце скручивания. Естественно, что в тех тканях, которые разрушены в начале скручивания, происходит более длительная ферментация, чем в тех, которые были разрушены в конце скручивания. Поэтому при такой системе разрушения тканей фактически лишь незначительное количество третьей фракции бывает нормально сферментированным, остальная же часть переферментирована и недоферментирована. Ферментация чая сопровождается в основном изменениями дубильных веществ, в результате чего создаются пигменты чайного настоя. Чем выше степень разрушения тканей, тем больше потеря дубильных веществ, но тем больше и интенсивность настоя. Однако не все дубильные вещества, исчезающие во время переработки, идут на окисление, а, следовательно,— на создание настоя, вкуса и аромата чая. На всех стадиях производства черного байхового чая наблюдается увеличение содержания нерастворимого таннина. Часть исчезнувшего таннина чайного сырья идет на образование нерастворимых соединений и поэтому не принимает участия в создании качества чая. Третья фракция скрученного листа содержит большое количество нерастворимого таннина. 126 3.5.4 Контроль чайного сырья при ферментации В производстве черного байхового чая одно из ведущих мест отводится ферментации, в результате которой чайное сырье, прошедшее скручивание, приобретает яркую, медно-красную окраску и специфический приятный аромат. Ферментацией считается тот период, когда скрученное сырье находится до сушки в специальном ферментационном помещении. Инактивирование ферментов путем обработки чайного сырья паром приводит к образованию, вместо, черного байхового чая, продукта совершенно иного характера— зеленого байхового чая. Ферментация чая начинается с момента разрушения тканей и клеток завяленного листа. При ферментации чая происходят изменения белковых веществ, экстрактивных веществ, дубильных веществ, хлорофилла и др. Образование при ферментации специфических для черного байхового чая пигментов происходит за счет окисления дубильных веществ чайного сырья с участием ферментов. В живой растительной ткани при недостатке дыхательного материала могут возникать продукты уплотнения катехинов. При понижении содержания сахаров дыхательный коэффициент резко понижается, и листья обнаруживают признаки ферментированного чая, принимая темно-бурую окраску. Ферментация чая сопровождается уменьшением содержания дубильных веществ и нарастанием цветности настоя. Уменьшение содержания дубильных веществ связано с их окислительными превращениями, происходящими при участии ферментов. В результате окисления дубильных веществ под действием пероксидазы образуются бесцветные продукты, а под действием полифенолоксидазы — окрашенные, свойственные черному байховому чаю пигменты. Таким образом, основным агентом, принимающим участие в превращениях дубильных веществ при ферментации чая с образованием окрашенных пигментов, является полифенолоксидаза. Конец ферментации устанавливают по количеству окисленных дубильных веществ. Определение дубильных веществ производят в листе, взятом из первой и третьей фракций ферментируемой массы; первый анализ произво- 127 дят после первого скручивания, второй — через 3 часа для первой фракции и через 4 часа для третьей фракции после начала скручивания. 3.5.5 Оценка чайных продуктов на основе их качественных характеристик Разработаны рекомендации по системе контроля качества сырья и готовых чайных продуктов: определения физико-химических показателей путем использования зависимости между данными хроматографического анализа жирных кислот продукта и его физико-химическими характеристиками. Обоснована система мониторинга оценки качества алкалоидсодержащего тропического и субтропического сырья: определение экспресс-методом физико-химических показателей чая (экстрактивные вещества, кофеин, общая зола, зола, не растворимая в соляной кислоте, щелочность водорастворимой золы, грубые волокна, полифенолы и катехины), путем использования уравнений множественной регрессии. Проведен хроматографический анализ жирных кислот чая: определение количественного содержания в образцах разных сортов чая жирных кислот; соотнесение их количества с качеством готовой продукции. Получение метиловых эфиров жирных кислот осуществляли по ГОСТ Р 51486. Использовали метод получения метиловых эфиров жирных кислот из триглицеридов переэтерификацией с метанольным раствором метилата натрия, применимый для растительных масел и их смесей с кислотным числом не более 2,0. Определение массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме осуществляли методом газовой хроматографии по ГОСТ Р 51483. Хроматографический анализ жирных кислот чая проводили на аппаратнопрограммном комплексе на базе хроматографа «Хроматэк-Кристалл-5000». Из экспериментальных данных 20 образцов чая (таблица 16) видно, что преобладающей в составе жирных кислот чая является олеиновая (26-42% от общей суммы кислот), и в значительных количествах содержатся пальмитиновая (12-31%) и линолевая (14-40%). 128 Таблица 16 - Физико-химические характеристики и содержание преобладающих жирных кислот в экспериментальных образцах чая № образца 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Физико-химический показатель % экстракт вещ-ва кофеин общая зола 35,9 33,2 47,9 38,1 46,9 43,4 40,1 39,7 39,2 37,5 36,6 34,1 45,0 34,5 42,3 34,0 48,5 33,8 46,7 32,9 2,77 2,19 3,91 2,81 3,75 3,21 3,18 3,09 2,89 2,87 2,85 2,51 3,46 2,55 3,47 2,37 4,00 2,25 3,72 2,21 5,01 4,29 7,86 5,43 7,24 6,61 6,27 6,03 5,46 5,57 5,19 4,97 7,02 4,81 6,57 4,87 7,89 4,55 7,21 4,11 зола. не раствор. в солян. кислоте 0,69 0,92 0,09 0,57 0,11 0,21 0,20 0,25 0,37 0,45 0,55 0,75 0,15 0,77 0,19 0,85 0,01 0,81 0,08 0,95 щелечность водор. золы 2,23 2,81 1,09 2,15 1,10 1,59 1,54 1,87 1,96 2,01 2,07 2,41 1,35 2,59 1,47 2,61 1,05 2,75 1,07 2,92 грубые волокна полифенолы катехины 11,36 17,24 3,94 10,35 4,61 5,39 6,57 7,23 8,91 9,43 10,31 11,99 4,97 13,47 5,41 14,51 3,57 16,01 4,59 18,57 12,59 10,87 19,51 13,25 18,01 16,31 16,37 15,03 14,97 14,39 13,00 12,63 17,49 12,02 17,22 11,59 19,47 11,27 18,55 10,24 6,00 5,47 9,88 6,41 9,59 7,99 7,87 7,93 7,25 6,47 6,25 5,81 8,35 5,91 8,21 5,77 10,00 5,59 9,51 5,50 Содержание преобладающих жирных кислот, % пальми- линоолеистеари- миристинолевая новая новая тиновая вая 15,4 11,8 25,8 15,9 24,0 20,5 19,7 18,8 17,5 16,7 16,0 14,3 22,8 14,5 20,1 13,7 29,9 12,2 23,7 10,9 17,3 14,5 35,1 19,2 31,3 25,3 25,7 21,1 20,0 19,9 17,8 16,7 27,4 16,9 26,9 15,8 38,5 15,1 30,7 13,8 40,0 41,7 26,5 39,1 29,1 35,1 35,9 38,3 37,9 38,8 39,7 40,5 30,3 40,9 32,0 40,7 26,0 41,3 27,7 41,9 8,5 9,5 3,5 7,9 4,2 5,1 5,7 6,8 7,5 7,8 8,0 8,3 4,0 8,7 4,9 8,8 3,1 9,1 3,9 9,9 18,8 22,5 9,1 17,9 11,4 14,0 13,0 15,0 17,1 16,8 18,5 20,2 15,5 19,0 16,1 21,0 2,5 22,3 14,0 23,5 129 3.5.5.1 Зависимость % экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот Для построения уравнения множественной регрессии, описывающего зависимость % содержания экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот, был использован математический пакет MathCAD. Выразим результаты экспериментов в виде 2 матриц – vy и M. В матрице vy – экспериментальные значения функции (содержание экстрактивных веществ), в матрице M - экспериментальные значения аргументов (содержание преобладающих жирных кислот). Функция имеет 5 аргументов. 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 35.9 33.2 47.9 38.1 46.9 43.4 40.1 39.7 39.2 37.5 vy 36.6 34.1 45.0 34.5 42.3 34.0 48.5 33.8 46.7 32.9 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k 130 Построение уравнения множественной регрессии производится с применением функции minerr и стандартного решающего блока Given. В нем строится выражение для квадрата разностей между экспериментальными значениями вектора vy и аппроксимирующей функцией y. Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k 0 i 1 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 1.146 b 0.316 c 0.145 d 0.407 e 0.577 k 4.547 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 1.146 × 𝑀1 + 0.316 × 𝑀2 − 0.145 × 𝑀3 + 0.407 × 𝑀4 + 0.577 × 𝑀5 + 4.547 Оценим, насколько точно полученное уравнение описывает экспериментальные данные. Для этого необходимо рассчитать среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k 0.888 i i 1 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 131 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,888, или 2,2% от среднего из экспериментальных значений, что можно считать приемлемым результатом. Зависимость % кофеина от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 5 аргументов. 3.5.5.2 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 2.77 2.19 3.91 2.81 3.75 3.21 3.18 3.09 2.89 2.87 vy 2.85 2.51 3.46 2.55 3.47 2.37 4.00 2.25 3.72 2.21 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k i 1 0 132 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 0.653 b 0.259 c 0.576 d 1.52 e 0.132 k 5.326 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания кофеина от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 0.653 × 𝑀1 − 0.259 × 𝑀2 − 0.576 × 𝑀3 + 1.52 × 𝑀4 + 0.132 × 𝑀5 + 5.326 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k i i1 0.759 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,759, или 25,3% от среднего из экспериментальных значений. 3.5.5.3 Зависимость % общей золы от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 5 аргументов. 133 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 5.01 4.29 7.86 5.43 7.24 6.61 6.27 6.03 5.46 5.57 vy 5.19 4.97 7.02 4.81 6.57 4.87 7.89 4.55 7.21 4.11 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k i 1 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 0.679 b 0.198 c 0.516 d 1.3 e 0.158 k 5.233 0 134 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания общей золы от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 0.679 × 𝑀1 − 0.198 × 𝑀2 − 0.516 × 𝑀3 + 1.3 × 𝑀4 + 0.158 × 𝑀5 + 5.233 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k i i1 0.758 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,758, или 13% от среднего из экспериментальных значений. 3.5.5.4 Зависимость % золы, не растворяемой в соляной кислоте, от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 5 аргументов. 0.69 0.92 0.09 0.57 0.11 0.21 0.20 0.25 0.37 0.45 vy 0.55 0.75 0.15 0.77 0.19 0.85 0.01 0.81 0.08 0.95 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 135 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i 1 i b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k 0 i 1 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 0.585 b 0.299 c 0.638 d 1.803 e 0.118 k 5.464 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания золы, не растворяемой в соляной кислоте, от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 0.585 × 𝑀1 − 0.299 × 𝑀2 − 0.638 × 𝑀3 + 1.803 × 𝑀4 + 0.118 × 𝑀5 + 5.464 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k i i1 0.774 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,774, или более 100% от среднего из экспериментальных значений. 3.5.5.5 Зависимость % щелечности водор. золы от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 5 аргументов. 136 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 2.23 2.81 1.09 2.15 1.10 1.59 1.54 1.87 1.96 2.01 vy 2.07 2.41 1.35 2.59 1.47 2.61 1.05 2.75 1.07 2.92 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k i 1 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 0.574 b 0.292 c 0.61 d 1.869 e 0.12 k 5.494 0 137 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % щелечности водор. золы от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 0.574 × 𝑀1 − 0.292 × 𝑀2 − 0.61 × 𝑀3 + 1.869 × 𝑀4 + 0.12 × 𝑀5 + 5.494 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k i i1 0.783 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,783, или 40,5% от среднего из экспериментальных значений. 3.5.5.6 Зависимость % грубых волокон от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 5 аргументов. 11.36 17.24 3.94 10.35 4.61 5.39 6.57 7.23 8.91 9.43 vy 10.31 11.99 4.97 13.47 5.41 14.51 3.57 16.01 4.59 18.57 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 138 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i 1 i b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k 0 i 1 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 5.997 10 3 b 0.223 c 0.812 d 4.089 e 0.289 k 1.276 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания грубых волокон от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 5.997 × 10−3 × 𝑀1 + 0.223 × 𝑀2 − 0.812 × 𝑀3 + 4.089 × 𝑀4 + 0.289 × 𝑀5 + 1.276 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k 1.145 i i 1 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 1,145, или 12,2% от среднего из экспериментальных значений. 3.5.5.7 Зависимость % полифенолов от содержания преобладающих жирных кислот 139 Функция имеет 5 аргументов. 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 12.59 10.87 19.51 13.25 18.01 16.31 16.37 15.03 14.97 14.39 vy 13.00 12.63 17.49 12.02 17.22 11.59 19.47 11.27 18.55 10.24 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k i 1 0 140 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 0.771 b 0.014 c 0.429 d 0.889 e 0.258 k 6.256 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания полифенолов от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 0.771 × 𝑀1 − 0.014 × 𝑀2 − 0.429 × 𝑀3 + 0.889 × 𝑀4 + 0.258 × 𝑀5 + 6.256 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k 0.935 i i 1 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,935, или 6,3% от среднего из экспериментальных значений. 3.5.5.8 Зависимость % катехинов от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 5 аргументов. 141 15.4 11.8 25.8 15.9 24.0 20.5 19.7 18.8 17.5 16.7 M 16.0 14.3 22.8 14.5 20.1 13.7 29.9 12.2 23.7 10.9 6.00 5.47 9.88 6.41 9.59 7.99 7.87 7.93 7.25 6.47 vy 6.25 5.81 8.35 5.91 8.21 5.77 10.00 5.59 9.51 5.50 17.3 40.0 8.5 18.8 14.5 41.7 9.5 22.5 35.1 26.5 3.5 9.1 11.4 14.0 13.0 15.0 17.1 16.8 18.5 20.2 15.5 19.0 16.1 21.0 2.5 22.3 14.0 23.5 19.2 39.1 7.9 17.9 31.3 29.1 4.2 25.3 35.1 5.1 25.7 35.9 5.7 21.1 38.3 6.8 20.0 37.9 7.5 19.9 38.8 7.8 17.8 39.7 8.0 16.7 40.5 8.3 27.4 30.3 4.0 16.9 40.9 8.7 26.9 32.0 4.9 15.8 40.7 8.8 38.5 26.0 3.1 15.1 41.3 9.1 30.7 27.7 3.9 13.8 41.9 9.9 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 k i 1 a b c Minerr ( a b c d e k ) d e k a 0.677 b 0.131 c 0.521 d 1.316 e 0.176 k 4.914 0 142 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания катехинов от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 0.677 × 𝑀1 − 0.131 × 𝑀2 − 0.521 × 𝑀3 + 1.316 × 𝑀4 + 0.176 × 𝑀5 + 4.914 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M k i i1 0.761 i 2 i 3 i 4 i 5 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,761, или 10,4% от среднего из экспериментальных значений. 3.6 Совершенствование оценки качества кофейной продукции 3.6.1 Контроль процесса обжаривания кофейного сырья В основе производства кофепродуктов лежат сложные биохимические и физико-химические процессы, сопровождающиеся окислительными, неферментативными и пирогенетическими изменениями одних веществ, взаимопревращениями и распадом других и полным исчезновением третьих. При этом образуется более сотни новых компонентов, обусловливающих органолептические и физико-химические показатели готовой продукции. Эти изменения являются результатом воздействия на сырье комплекса физических, термодинамических, гидродинамических и теплофизических процессов, происходящих при обжаривании и экстракции сырья и сушке экстракта. Период интенсивного обжаривания наступает после достижения температуры 185оС, а период усиленной потери массы сырья лежит в диапазоне температур от 185оС до 240оС. Это сопровождается значительным снижением массы измельченных зерен кофе. Оптимальная зона обжаривания лежит в интервале температур 170-200оС и времени 13-16 мин. Критической является температура обжаривания больше 225оС. Дальнейшее повышение температуры приводит к значительной потере массы. 143 Превращения органических кислот в процессе обжаривания отражаются на величине рН в напитках. В начале обжаривания кофе рН снижается, достигает минимума (рН 5-5,1) через 13-14 мин при 210-215оС, а затем несколько увеличивается. Содержание хлорогеновой кислоты резко уменьшается в начале обжаривания, затем несколько стабилизируется. Аналогично изменяется и цветность порошков. Наиболее глубокие изменения состава кофе происходят на первой и второй стадиях обжаривания, когда формируется цвет и вкус продукта. Часть хлорогеновой кислоты превращается в неохлорогеновую, содержание которой вначале при термической обработке возрастает примерно в 2 раза, а затем при повышении температуры начинает уменьшаться. Содержание дубильных веществ в процессе обжаривания (особенно при температуре 175-205оС) резко уменьшается, и в готовом продукте их остается 0,5-1%, так как они – весьма лабильные компоненты кофе и интенсивно окисляются за 5-8 мин термической обработки при температуре 80-125оС. На этой стадии активно действует полифенолоксидаза, которая способствует окислению дубильных веществ. В дальнейшем протекает неферментативное превращение дубильных веществ, в результате чего образуются продукты их вторичного превращения – темнокоричневые пигменты. Окислительные и неферментативные превращения дубильных веществ в процессе обжаривания не считаются отрицательным фактором. Наоборот, они в определенной степени способствуют формированию цвета и вкуса кофе. Однако при чрезмерном обжаривании они полностью разлагаются. Иногда пустой, или плоский, вкус обжаренного кофе можно частично объяснить исчезновением этих веществ. Учитывая разложение хлорогеновой кислоты, важно сохранять в кофе хотя бы часть фенольных соединений. Белковые вещества и углеводы играют главную роль в окончательном формировании вкуса, цвета и аромата обжаренного кофе. Из белковых веществ кофе наибольшее значение имеют аминокислоты, которые участвуют в реакциях с моносахарами, образуя темноокрашенные соединения. 144 В процессе обжаривания происходит глубокий обмен углеводного состава кофе. Сахароза, которая является основным компонентом сахарной фракции сырья (около 65-70%), почти полностью разлагается. Пиролиз моно-, ди- и полисахаридов ведет к образованию большого количества продуктов с низкой молекулярной массой, таких как карбоксильные кислоты, кетоны, дикетоны, альдегиды и др. Алкалоиды кофе при обжаривании ведут себя по-разному. Кофеин теряется на 10-20% в зависимости от применяемого температурного режима. Снижение содержания кофеина в ходе обжаривания происходит исключительно в результате распада без химических превращений. Если кофеин термостабилен, то тригонеллин по мере повышения температуры и продолжительности обжаривания постепенно разлагается и при 230оС на 16-й минуте исчезает, образую никотиновую кислоту, Nметилникотинамид, N-метилпиррол и 29 летучих соединений. Основной продукт превращения тригонеллина – никотиновая кислота (провитамин РР) легкорастворима в воде и почти полностью переходит в экстракт, так что количество никотиновой кислоты в обычной чашке кофе обеспечивает десятую часть суточной потребности человека в провитамине РР. Липиды в процессе термической обработки в количественном отношении не меняются, а лишь подвергаются качественным изменениям. На ранней стадии обжаривания благодаря активности липолитических ферментов содержание свободных жирных кислот возрастает на 30-40%; при обжаривании заметно снижается йодное число кофейного масла, уменьшается перекисное число, а тиобарбитуровое число увеличивается. Минеральные вещества играют роль катализаторов в реакциях пиролиза. Примерно 85-90% солей растворимо в воде и составляет 5-7% массы сухого вещества кофе. При термической обработке сырья ряд минеральных элементов отделяется от органических соединений и ферментных систем, содержащих медь, железо и другие катализаторы, что приводит к увеличению их содержания в обжаренном продукте. 145 3.6.2 Контроль процесса экстрагирования обжаренного кофе Экстрагирование - это извлечение из смеси жидких или твердых веществ основных компонентов с помощью избирательных (селективных) растворителей (экстрагентов). Измельченный кофе, подвергаемый экстрагированию, представляет собой систему твердое тело - жидкость. Экстракция в такой системе проходит четыре стадии: проникновение растворителя в поры частиц растительного сырья, растворение целевого компонента или компонентов в экстрагенте, перенос экстрагируемых веществ из частицы растительного сырья к поверхности раздела фаз и, наконец, перенос экстрагируемого вещества в жидкой фазе от поверхности раздела фаз во всю массу экстрагента. При экстрагировании измельченного кофе протекают три процесса: замачивание, собственно экстракция водорастворимых веществ и гидролиз. На стадии замачивания при температуре 75-80оС измельченные частицы кофе избирательно абсорбируют воду (экстрагент) в количестве, приблизительно вдвое превышающем их сухую массу. При этом повышается концентрация растворимых веществ в частицах. Одновременно из частиц выводится диоксид углерода. Мелкоизмельченные частицы диаметром 1-1,5 мм удерживают больше абсорбированной воды, чем частицы более 2 мм. Последняя стадия экстракции - гидролиз, когда при температуре порядка 170-180оС и соответствующем давлении насыщенного пара происходит разложение нерастворимых в воде высокомолекулярных углеводов и образование растворимых в воде редуцирующих сахаров, пентоз и других углеводов, а также переход белковых веществ в растворимые формы. При этом благодаря гидролизу гемицеллюлозы клетчатки и других нерастворимых в воде веществ выход водорастворимых экстрактивных веществ достигает максимального уровня - 40-45%. При экстракции кофе основными факторами являются температура и рН среды, а также открытая поверхность клеточной системы, образованная в результате воздействия теплового агента при обжаривании зерен и механического повреждения их при измельчении. 146 3.6.3 Контроль процесса сушки экстракта кофе Кофейный экстракт - это коллоидная жидкость, содержащая 20-28% растворимых (сухих) веществ. Для обезвоживания экстракта его высушивают. При этом содержание сухих веществ повышается до 95,5-96%. Сушка помимо удаления влаги способствует получению порошка соответствующей агломерации с максимальным количеством питательных и ароматических веществ. Механизм сушки экстракта на распылительной сушилке состоит в распылении жидкого или пастообразного материала в теплоносителе, т.е. получении аэрозоля для максимального увеличения площади поверхности высушиваемого материала, а также достижения требуемой конвективной кривизны испарительной поверхности; теплообмене между влажными частицами материала и сушильным агентом; испарении и улетучивании влаги и других летучих веществ из частиц материала; структурообразовании при переходе аэрозоля в ксерозоль; разделении ксерозоля на порошок и сушильный агент. В первом периоде сушки важнейшими являются внешние условия, поскольку унос влаги с поверхности капелек через пограничный слой не превышает количества диффундирующей из них жидкости. При контакте в башне капелек материала с теплым воздухом их температура повышается и начинается испарение влаги. Испарение интенсифицируется по мере нагревания капелек. При этом повышение температуры капелек происходит до тех пор, пока она не сравняется с температурой сушильного агента (период нагрева). Эта температура постоянна в первом периоде сушки. Второй период отличается убывающей скоростью сушки. С увеличением концентрации нелетучих веществ в капельках последние приобретают капиллярно-пористую структуру. Влага движется по капиллярам к наружной поверхности капелек в виде жидкости или же термодиффундирует в виде пара. В зависимости от условий перемещения влаги внутри капелек могут образовываться шаровидные полости или сплющенные пористые плотные шарики. Во втором периоде сушки температура капелек значительно повышается 147 и достигает температуры теплоносителя. После этого обезвоживание материала практически прекращается. Для сушки экстракта кофе установлены следующие режимы: температура воздуха на входе в сушильную башню - 230-280оС, температура воздуха на выходе из сушильной башни - 95-120оС. 3.6.4 Контроль технологического процесса кофейного производства Технохимический контроль кофейного производства начинается с контроля каждой партии сырья и тары. При подготовке и очистке сырья на сепараторах контролируют наличие посторонних примесей (не реже одного раза в сутки), массовую долю влаги (по мере поступления новых партий, но не реже одного раза в сутки) и наличие металлических примесей (по усмотрению заведующего лабораторией). При дозировании сырья в обжарочный барабан периодически контролируют массу сырья с целью проверки точности работы весоизмерительных устройств. Основными контролируемыми параметрами процесса обжаривания кофе являются температура и продолжительность обжаривания, влажность зерна кофе, рН и потеря массы, массовая доля влаги и экстрактивность. Температуру и продолжительность процесса контролируют для каждой партии, а другие показатели – дважды в смену. При контроле потери массы производят не менее трех обжарок соответствующего вида или сорта кофе. Влажность обжаренного полуфабриката определяют общепринятыми, стандартными методами. В готовом обжаренном кофе не допускается постороннего запаха, в частности запаха продуктов сгорания топлива, рН должен находиться в пределах 5,2-5,4. Температуре обжаривания регистрируется датчиком электронного потенциометра. Во время обжаривания необходимо строго следить за ходом процесса, систематически отбирать пробы полуфабриката специальным пробоотборником и тщательно контролировать параметры процесса. 148 3.6.5 Оценка кофейных продуктов на основе их качественных характеристик Разработаны рекомендации по системе контроля качества сырья и готовых кофейных продуктов: определения физико-химических показателей путем использования зависимости между данными хроматографического анализа жирных кислот продукта и его физико-химическими характеристиками. Обоснована система мониторинга оценки качества алкалоидсодержащего тропического и субтропического сырья: определение экспресс-методом физико-химических показателей кофе (экстрактивные вещества, кофеин, общая зола, зола, не растворимая в соляной кислоте) путем использования уравнений множественной регрессии. Проведен хроматографический анализ жирных кислот кофе: определение количественного содержания в образцах разных сортов кофе жирных кислот; соотнесение их количества с качеством готовой продукции. Получение метиловых эфиров жирных кислот осуществляли по ГОСТ Р 51486. Использовали метод получения метиловых эфиров жирных кислот из триглицеридов переэтерификацией с метанольным раствором метилата натрия, применимый для растительных масел и их смесей с кислотным числом не более 2,0. Определение массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме осуществляли методом газовой хроматографии по ГОСТ Р 51483. Хроматографический анализ жирных кислот чая проводили на аппаратнопрограммном комплексе на базе хроматографа «Хроматэк-Кристалл-5000» (Россия). Из экспериментальных данных 20 образцов кофе (таблица 17) видно преобладающими в составе жирных кислот кофе являются пальмитиновая (36,43% от общей суммы кислот) и линолевая (46,20% от общей суммы кислот). 149 Таблица 17 - Физико-химические характеристики и содержание преобладающих жирных кислот в экспериментальных образцах кофе № образца 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Физико-химический показатель % экстракт кофеин общая зола. не вещ-ва зола раствор. в солян. кислоте 22,4 0,82 5,01 0,13 34,1 1,86 2,71 0,01 20,5 0,75 5,50 0,16 33,7 1,90 2,58 0,02 24,1 0,90 4,56 0,10 28,5 1,11 3,96 0,06 25,7 0,95 4,50 0,09 33,9 1,53 2,99 0,02 34,8 2,00 2,56 0,01 31,4 1,57 3,12 0,04 26,9 1,10 4,01 0,06 21,4 0,84 5,22 0,14 30,5 1,40 3,56 0,03 28,7 1,37 3,77 0,05 26,0 1,03 4,36 0,07 25,4 0,98 4,21 0,08 23,8 0,92 4,79 0,12 23,0 0,86 4,97 0,11 28,1 1,28 3,80 0,05 20,9 0,79 5,35 0,15 пальмитиновая 33,3 34,8 33,0 34,2 33,4 33,8 33,6 34,6 35,0 34,2 33,7 33,2 34,0 33,9 33,8 33,6 33,5 33,4 33,9 33,1 Содержание преобладающих жирных кислот, % линоолеистеаримиристи- линолелевая новая новая новая новая 41,7 44,7 41,0 44,2 41,9 42,9 42,3 44,5 45,0 44,0 42,7 41,6 43,5 43,7 42,5 42,0 41,8 41,5 43,0 41,2 9,8 9,0 9,9 9,1 9,7 9,4 9,5 9,3 9,0 9,2 9,5 9,8 9,2 9,4 9,6 9,6 9,8 9,7 9,4 9,9 7,8 7,0 7,9 7,1 7,7 7,4 7,6 7,3 7,0 7,2 7,5 7,8 7,2 7,4 7,7 7,6 7,8 7,7 7,4 7,9 1,1 0,2 1,2 0,3 0,9 0,6 0,8 0,4 0,2 0,3 0,7 1,0 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 1,0 0,6 1,1 1,4 1,7 1,4 1,7 1,5 1,6 1,6 1,7 1,7 1,6 1,5 1,4 1,6 1,7 1,5 1,5 1,5 1,4 1,6 1,4 арахидоновая 4,9 2,6 5,6 3,4 4,9 4,3 4,6 2,2 2,1 3,5 4,4 5,2 4,1 3,4 4,2 4,9 4,7 5,3 4,1 5,4 3.6.5.1 Зависимость % экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот Для построения уравнения множественной регрессии, описывающего зависимость % содержания экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот, был использован математический пакет MathCAD. Выразим результаты экспериментов в виде 2 матриц – vy и M. В матрице vy – экспериментальные значения функции (содержание экстрактивных веществ), в матрице M - экспериментальные значения аргументов (содержание преобладающих жирных кислот). Функция имеет 7 аргументов. 33.3 34.8 33.0 34.2 33.4 33.8 33.6 34.6 35.0 34.2 M 33.7 33.2 34.0 33.9 33.8 33.6 33.5 33.4 33.9 33.1 22.4 31.4 20.5 33.7 24.1 28.5 25.7 33.9 34.8 31.4 vy 26.9 21.4 30.5 28.7 26.0 25.4 23.8 23.0 28.1 20.9 41.7 9.8 7.8 1.1 1.4 4.9 44.7 9.0 7.0 0.2 1.7 2.6 41.0 9.9 7.9 1.2 1.4 5.6 4.9 4.3 4.6 2.2 2.1 3.5 4.4 5.2 4.1 3.4 4.2 4.9 4.7 5.3 4.1 5.4 44.2 9.1 7.1 0.3 1.7 3.4 41.9 9.7 7.7 0.9 1.5 42.9 9.4 7.4 0.6 1.6 42.3 9.5 7.6 0.8 1.6 44.5 9.3 7.3 0.4 1.7 45.0 9.0 7.0 0.2 1.7 44.0 9.2 7.2 0.3 1.6 42.7 9.5 7.5 0.7 1.5 41.6 9.8 7.8 1.0 1.4 43.5 9.2 7.2 0.4 1.6 43.7 9.4 7.4 0.5 1.7 42.5 9.6 7.7 0.7 1.5 42.0 9.6 7.6 0.8 1.5 41.8 9.8 7.8 0.9 1.5 41.5 9.7 7.7 1.0 1.4 43.0 9.4 7.4 0.6 1.6 41.2 9.9 7.9 1.1 1.4 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 f M i 6 g M i 7 k 151 Построение уравнения множественной регрессии производится с применением функции minerr и стандартного решающего блока Given. В нем строится выражение для квадрата разностей между экспериментальными значениями вектора vy и аппроксимирующей функцией y. Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 f Mi6 gMi7 k 0 i 1 a b c d Minerr ( a b c d e f g k ) e f g k a 1.089 b 0.602 c 1.063 d 0.959 e 11.587 f 4.699 g 0.978 k 3.451 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания экстрактивных веществ от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 1.089 × 𝑀1 − 0.602 × 𝑀2 + 1.063 × 𝑀3 + 0.959 × 𝑀4 − 11.587 × 𝑀5 + 4.699 × 𝑀6 − 0.978 × 𝑀7 + 3.451 Оценим, насколько точно полученное уравнение описывает экспериментальные данные. Для этого необходимо рассчитать среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M f M g M k 0.987 i i 1 i 2 i 3 i 4 i 5 i 6 i 7 20 i 1 1 152 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,987, или 3,6% от среднего из экспериментальных значений, что можно считать приемлемым результатом. 3.6.5.2 Зависимость % кофеина от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 7 аргументов. 33.3 34.8 33.0 34.2 33.4 33.8 33.6 34.6 35.0 34.2 M 33.7 33.2 34.0 33.9 33.8 33.6 33.5 33.4 33.9 33.1 0.82 1.86 0.75 1.90 0.90 1.11 0.95 1.53 2.00 1.57 vy 1.10 0.84 1.40 1.37 1.03 0.98 0.92 0.86 1.28 0.79 41.7 9.8 7.8 1.1 1.4 4.9 44.7 9.0 7.0 0.2 1.7 2.6 41.0 9.9 7.9 1.2 1.4 5.6 4.9 4.3 4.6 2.2 2.1 3.5 4.4 5.2 4.1 3.4 4.2 4.9 4.7 5.3 4.1 5.4 44.2 9.1 7.1 0.3 1.7 3.4 41.9 9.7 7.7 0.9 1.5 42.9 9.4 7.4 0.6 1.6 42.3 9.5 7.6 0.8 1.6 44.5 9.3 7.3 0.4 1.7 45.0 9.0 7.0 0.2 1.7 44.0 9.2 7.2 0.3 1.6 42.7 9.5 7.5 0.7 1.5 41.6 9.8 7.8 1.0 1.4 43.5 9.2 7.2 0.4 1.6 43.7 9.4 7.4 0.5 1.7 42.5 9.6 7.7 0.7 1.5 42.0 9.6 7.6 0.8 1.5 41.8 9.8 7.8 0.9 1.5 41.5 9.7 7.7 1.0 1.4 43.0 9.4 7.4 0.6 1.6 41.2 9.9 7.9 1.1 1.4 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 f M i 6 g M i 7 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 f Mi6 gMi7 k i 1 0 153 a b c d Minerr ( a b c d e f g k ) e f g k a 1.067 b 1.3 c 1.099 d 1.045 e 4.545 f 2.56 g 0.312 k 2.92 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания кофеина от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 1.067 × 𝑀1 − 1.3 × 𝑀2 + 1.099 × 𝑀3 + 1.045 × 𝑀4 − 4.545 × 𝑀5 + 2.56 × 𝑀6 − 0.312 × 𝑀7 + 2.92 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M f M g M k 0.327 i i 1 i 2 i 3 i 4 i 5 i 6 i 7 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,327, или 27,3% от среднего из экспериментальных значений. 3.6.5.3 Зависимость % общей золы от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 7 аргументов. 154 33.3 34.8 33.0 34.2 33.4 33.8 33.6 34.6 35.0 34.2 M 33.7 33.2 34.0 33.9 33.8 33.6 33.5 33.4 33.9 33.1 5.01 2.71 5.50 2.58 4.56 3.96 4.50 2.99 2.56 3.12 vy 4.01 5.22 3.56 3.77 4.36 4.21 4.79 4.97 3.80 5.35 41.7 9.8 7.8 1.1 1.4 4.9 44.7 9.0 7.0 0.2 1.7 2.6 41.0 9.9 7.9 1.2 1.4 5.6 4.9 4.3 4.6 2.2 2.1 3.5 4.4 5.2 4.1 3.4 4.2 4.9 4.7 5.3 4.1 5.4 44.2 9.1 7.1 0.3 1.7 3.4 41.9 9.7 7.7 0.9 1.5 42.9 9.4 7.4 0.6 1.6 42.3 9.5 7.6 0.8 1.6 44.5 9.3 7.3 0.4 1.7 45.0 9.0 7.0 0.2 1.7 44.0 9.2 7.2 0.3 1.6 42.7 9.5 7.5 0.7 1.5 41.6 9.8 7.8 1.0 1.4 43.5 9.2 7.2 0.4 1.6 43.7 9.4 7.4 0.5 1.7 42.5 9.6 7.7 0.7 1.5 42.0 9.6 7.6 0.8 1.5 41.8 9.8 7.8 0.9 1.5 41.5 9.7 7.7 1.0 1.4 43.0 9.4 7.4 0.6 1.6 41.2 9.9 7.9 1.1 1.4 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i i 1 b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 f M i 6 g M i 7 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 f Mi6 gMi7 k i 1 a b c d Minerr ( a b c d e f g k ) e f g k a 1.027 b 1.215 c 1.049 d 1.035 e 1.235 f 1.796 g 0.036 k 1.819 0 155 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания общей золы от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 1.027 × 𝑀1 − 1.215 × 𝑀2 + 1.049 × 𝑀3 + 1.035 × 𝑀4 − 1.235 × 𝑀5 + 1.796 × 𝑀6 − 0.036 × 𝑀7 + 1.819 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M f M g M k 0.248 i i 1 i 2 i 3 i 4 i 5 i 6 i 7 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,248, или 6,1% от среднего из экспериментальных значений. 3.6.5.4 Зависимость % золы, не растворяемой в соляной кислоте, от содержания преобладающих жирных кислот Функция имеет 7 аргументов. 0.13 0.01 0.16 0.02 0.10 0.06 0.09 0.02 0.01 0.04 vy 0.06 0.14 0.03 0.05 0.07 0.08 0.12 0.11 0.05 0.15 33.3 34.8 33.0 34.2 33.4 33.8 33.6 34.6 35.0 34.2 M 33.7 33.2 34.0 33.9 33.8 33.6 33.5 33.4 33.9 33.1 41.7 9.8 7.8 1.1 1.4 4.9 44.7 9.0 7.0 0.2 1.7 2.6 41.0 9.9 7.9 1.2 1.4 5.6 4.9 4.3 4.6 2.2 2.1 3.5 4.4 5.2 4.1 3.4 4.2 4.9 4.7 5.3 4.1 5.4 44.2 9.1 7.1 0.3 1.7 3.4 41.9 9.7 7.7 0.9 1.5 42.9 9.4 7.4 0.6 1.6 42.3 9.5 7.6 0.8 1.6 44.5 9.3 7.3 0.4 1.7 45.0 9.0 7.0 0.2 1.7 44.0 9.2 7.2 0.3 1.6 42.7 9.5 7.5 0.7 1.5 41.6 9.8 7.8 1.0 1.4 43.5 9.2 7.2 0.4 1.6 43.7 9.4 7.4 0.5 1.7 42.5 9.6 7.7 0.7 1.5 42.0 9.6 7.6 0.8 1.5 41.8 9.8 7.8 0.9 1.5 41.5 9.7 7.7 1.0 1.4 43.0 9.4 7.4 0.6 1.6 41.2 9.9 7.9 1.1 1.4 156 Искомая функция y аппроксимируется функцией yi. Начальные приближения аппроксимирующих коэффициентов приняты равными 1. y a M i 1 i b M i 2 c M i 3 d M i 4 e M i 5 f M i 6 g M i 7 k Коэффициенты аппроксимирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Given 20 2 vyi aMi1 b Mi2 cMi3 d Mi4 eMi5 f Mi6 gMi7 k 0 i 1 a b c d Minerr ( a b c d e f g k ) e f g k a 1.052 b 1.315 c 1.079 d 1.041 e 3.608 f 2.359 g 0.222 k 2.493 Таким образом, подставляя полученные значения аппроксимирующих коэффициентов в формулу, получаем уравнение множественной регрессии, описывающее зависимость % содержания золы, не растворяемой в соляной кислоте, от содержания преобладающих жирных кислот: 𝑦 = 1.052 × 𝑀1 − 1.315 × 𝑀2 + 1.079 × 𝑀3 + 1.041 × 𝑀4 − 3.608 × 𝑀5 + 2.359 × 𝑀6 − 0.222 × 𝑀7 + 2.493 Рассчитаем среднеквадратическое отклонение. 20 2 vy a M b M c M d M e M f M g M k i i1 0.257 i 2 i 3 i 4 i 5 i 6 i 7 20 i 1 1 Среднеквадратическое отклонение составляет 0,257, или более 100% от среднего из экспериментальных значений. 157 4 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 4.1 Производственные испытания новых видов чайной и кофейной продукции Проведены производственные испытания и получены акты об использовании научных результатов в производстве. Результаты научно- исследовательской работы апробированы на чайной фабрике ОАО «Мацестинский чай» и кофейной фабрике ООО «Кофе ОМНИ». Проведена опытнопромышленная апробация исследуемых технологических решений диссертационной работы и получено 6 актов об использовании результатов при разработке новых видов чайной и кофейной продукции (ПРИЛОЖЕНИЕ А). Содержание основных технологий, предложенных автором, а также методов и способов, приведено в технологической документации, а именно технических условиях и технологических инструкциях (ПРИЛОЖЕНИЕ Б). Разработаны ТИ и ТУ 9191–393–02067862–2014 на чай с добавками растительного сырья, и на основе запатентованной технологической линии (патент на полезную модель РФ 128459) реализована в производственных условиях усовершенствованная технология купажированного ароматизированного чая на предприятии ОАО «Мацестинский чай» (г. Сочи). Разработаны ТИ и ТУ 9198–394–02067862–2014 на кофе натуральный жареный, и на основе запатентованной технологической линии (патент на полезную модель РФ 125432) апробирована на производстве усовершенствованная технология натурального ароматизированного молотого кофе на предприятии ООО «Кофе ОМНИ» (г. Краснодар). Новизна исследований, выполненных автором, а также предложенные им технические решения по разработке новых видов чайной продукции, подтверждена патентами (ПРИЛОЖЕНИЕ В). на изобретение Российской Федерации 158 С участием автора разработаны и запатентованы принципиально новые способы получения восстановленного ароматизированного чая (патенты на изобретения РФ № 2363147, 2363173, 2363196, 2364158, 2365146), которые рекомендованы к внедрению в производство. Использование патентов РФ № 2363173 «Способ производства восстановленного ароматизированного чая», № 2365146 « Способ выработки восстановленного ароматизированного чая», № 2363196 «Способ приготовления восстановленного ароматизированного чая», № 2363147 «Способ получения восстановленного ароматизированного чая», № 2364158 «Способ производства восстановленного ароматизированного чая» позволило сократить затраты при производстве ароматических чаев путем использования чайных отходов, уменьшить себестоимость сырья и материалов без изменения их качественных характеристик. Разработки по производству восстановленного чая направлены на уменьшение экономических затрат при производстве ароматических чаев и добавок к натуральным чаям путем использования чайных отходов. 4.2 Экономический эффект от оценки качества разработанных новых видов чайной и кофейной продукции Использование комплексного метода оценки качества чая и кофе приносит экономический эффект в размере 1,95 млн. руб. в год. Экономический эффект от внедрения достигается в результате упрощения способа и повышения точности определения физико-химических показателей путем использования зависимости между данными хроматографического анализа жирных кислот пищевкусового продукта (чая, кофе) и его физико-химическими характеристиками. Для определения трудоемкости комплексных анализов по оценке качества чая и кофе привдем последовательность необходимых процедур для традиционных и хроматографического методов (таблицы 18-21). 159 Таблица 18 – Последовательность процедур с указанием трудоемкости комплексного анализа чая с помощью традиционных методов № процедуры 1 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Процедура Отбор пробы листового чая, ее высушивание и измельчение Определение физико-химических показателей: - экстрактивные вещества (кипячение с водой) - кофеин (жидкостная хроматография) - общая зола (сжигание) - зола, не растворимая в соляной кислоте (экстракция соляной кислотой) - щелочность золы (экстракция щелочью) - грубые волокна (кипячение с серной кислотой) - полифенолы (колориметрический метод) - катехины (экстракция метанолом) Трудоемкость 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 5 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 5 проб/ч.д. 5 проб/ч.д. 5 проб/ч.д. Таблица 19 – Последовательность процедур с указанием трудоемкости комплексного анализа кофе с помощью традиционных методов № процедуры 1 2 2.1 2.2 2.3 2.4 Процедура Трудоемкость Отбор пробы кофе жареного в зернах, его измельчение до кофе молотого Определение физико-химических показателей: - экстрактивные вещества (кипячение с водой) - кофеин (жидкостная хроматография) - общая зола (сжигание) - зола, не растворимая вы соляной кислоте (экстракция соляной кислотой) 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 5 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. Таблица 20 – Трудоемкость комплексного анализа чая с помощью хроматографического метода № этапа 1 2 2.1 2.2 Вид анализа Отбор пробы листового чая, ее высушивание и измельчение Определение содержания жирных кислот чая (хроматографический метод): - получение метиловых эфиров жирных кислот (экстракция гексаном) - определение массовой доли метиловых эфиров жирных кислот (хроматографирование) Трудоемкость 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 160 Таблица 21 – Трудоемкость комплексного анализа кофе с помощью хроматографического метода № этапа 1 2 2.1 2.2 Вид анализа Отбор пробы кофе жареного в зернах, его измельчение до кофе молотого Определение содержания жирных кислот кофе (хроматографический метод): - получение метиловых эфиров жирных кислот (экстракция гексаном) - определение массовой доли метиловых эфиров жирных кислот (хроматографирование) Трудоемкость 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. 20 проб/ч.д. В таблице 22 нами проведен расчет трудозатрат (для анализа 1000 проб) для чая – по физико-химическим показателей (экстрактивные вещества, кофеин, общая зола, зола, не растворимая в соляной кислоте, щелочность водорастворимой золы, грубые волокна, полифенолы и катехины), для кофе – по физико-химических показателей кофе (экстрактивные вещества, кофеин, общая зола, зола, не растворимая в соляной кислоте). Таблица 22 – Расчет трудозатрат для анализа 1000 проб ОПЕРАЦИИ 1 Высуш-е. Измельчение. Экстрактивные вещества Кофеин Общая зола Зола, не растворимая в соляной кислоте Щелочность золы Грубые волокна Полифенолы Катехины Хроматограф. анализ Всего Общепринятые методы ПроизводиТрудотельность, затраты, количество ч.д./1000 проб/ч.д. проб 2 3 ЧАЙ 20 50 20 50 5 200 20 50 20 50 20 5 5 5 - 50 200 200 200 1050 Хроматограф. метод ПроизводиТрудотельность, затраты, количество ч.д./1000 проб проб/ч.д. 4 5 20 - 50 - - - 40 25 75 20 - 50 - КОФЕ Высуш-е. Измельчение. Экстрактривные вещества Кофеин 20 20 5 50 50 200 161 1 Общая зола Зола, не растворимая в соляной кислоте Хроматограф. анализ Всего 2 20 20 3 50 50 4 - 5 - - 400 40 25 75 Производительность труда в результате использования хроматографического метода повышается: для чая – в 14 раз, для кофе – в 5,3 раза. В таблице 23 приведено количество необходимого для приобретения лабораторного оборудования для выполнения анализа 2000 проб. Таблица 23 – Количество необходимого лабораторного оборудования Операции 1 Высушивание. Измельчение Хромато-графия Наименование лабораторного оборудования Производительность, обр./ден 2 3 Хроматографический метод (чай, кофе) Шкаф сушильный Мельница лабораторная Весы лабораторные Хроматограф «ХроматэкКристалл-5000» (Россия) 20 20 200 200 Всего Высушивание. Измельчение Экстрактивные вещества Кофеин Зола Грубые волокна Полифенолы Катехины 100 100 10 10 220 Общепринятые методы (чай) Шкаф сушильный 20 Мельница лабораторная 20 Баня водяная 30 Весы лабораторные 200 Шкаф сушильный 20 Хроматограф жидкостной 40 Плитка электрическая 50 Баня водяная 30 Печь муфельная 20 Баня паровая 15 Весы лабораторные 200 Шкаф сушильный 20 Весы лабораторные 200 Фотоэлектроколориметр 50 Весы лабораторные 200 Плитка электрическая 50 Всего Высушивание. Измельчение Необходимое количество оборудования 4 Общепринятые методы (кофе) Шкаф сушильный 20 Мельница лабораторная 20 100 100 66 10 100 50 40 66 100 133 10 100 10 40 10 40 975 100 100 162 1 Экстрактивные вещества Кофеин Зола Всего 2 Баня водяная Весы лабораторные Шкаф сушильный Хроматограф жидкостной Плитка электрическая Баня водяная Печь муфельная Баня паровая 3 30 200 20 40 50 30 20 15 4 66 10 100 50 40 66 100 133 765 Из приведенных выше таблиц видно, что при выполнении традиционных анализов расходы на лабораторное оборудование по сравнению с хроматографическим методом выше в 4,5 раза для чая и в 3,5 раза для кофе. На фабриках по производству чая черного и зеленого необходимо затратить 1537,5 тыс. руб. для организации оценка качества чая традиционными методами. Для организации оценки качества ГЖХ- методом необходимо затратить 185 тыс. руб. Экономический эффект – 1352,5 тыс. руб. в год. На фабриках по производству кофе в зернах и молотого необходимо затратить 782,5 тыс. руб. для организации оценка качества кофе традиционными методами. Для организации оценки качества ГЖХ- методом необходимо затратить 185 тыс. руб. Экономический эффект – 597,5 тыс. руб. в год. Чтобы получить экономический эффект, рекомендуется использовать хроматографический метод определения содержания преобладающих жирных кислот чая и кофе. В этом случае информация о качестве пищевкусового продукта (чая, кофе), т.е. его физико-химические характеристики определяются путем проведения одного хроматографического анализа (установление содержания преобладающих жирных кислот) с последующим математическим расчетом по известным уравнениям множественной регрессии. Разработанный хроматографический метод повышает производительность труда (для чая – в 14 раз, для кофе – в 5,3 раза) и значительно уменьшает расходы на лабораторное оборудование (для чая – в 4,5 раза, для кофе – в 3,5 раза). Для предприятий Краснодарского края, перерабатывающих чай и кофе, получают суммарный экономический эффект в размере 1,95 млн. руб. в год (для чая – 1352,5 тыс. руб. в год, для кофе – 597, 5 тыс. руб. в год). 163 Заключение Проведенные теоретические и прикладные исследования позволяют сделать следующие выводы: 1. С глубиной поиска в 15 лет изучена, систематизирована и проанализирована отечественная и зарубежная научно-техническая литература и патентная информация по теме исследования, вследствие чего выявлена целесообразность разработки новых видов чайной и кофейной продукции и совершенствования оценки их качества. 2. Произведено определение содержания жирных кислот в чае и кофе на основе хроматографического анализа и водорастворимых веществ чая методом экстрагирования с созданием базы данных. Преобладающей в составе жирных кислот чая является олеиновая (26-42% от общей суммы кислот), и в значительных количествах содержатся пальмитиновая (12-31%) и линолевая (14-40%). Преобладающими в составе жирных кислот кофе является пальмитиновая (33-35% от общей суммы кислот) и линолевая (41-45%). 3. Установлено влияние компонентного состава эфирных масел черного чая в формировании аромата чая. Окись линалоола, салициловый альдегид, метилбензоат, борнилацетат, фенилацетальдегид, борнеол улучшают аромат чая. Капроновый альдегид, лиственный альдегид, линалоол, бензиловый спирт оказывают отрицательное влияние на качество аромата чая. Количественное изменение летучих ароматических веществ в готовом чае от их первоначального содержания при производстве чая из вторичного сырья составляет: экстрактивных веществ – 2-3%, фенольных соединений – 12-13%, катехинов – 44-45%, хлорофилла – 58-59%, пектиновых веществ – 59-60%, свободных аминокислот – 57-58%, смолистых веществ – 14-15%, кофеина – 17-18%. 4. Проанализирован состав эфирных масел жареного кофе и газовых фаз кофейных продуктов с использованием растительных ароматизаторов. Экстрактивные вещества кофе представлены по своему составу в основном 164 красящими веществами (47,4%), триацилглициролами (31,0%) и фосфолипидами (21,4%). В тяжелой фракции газовой фазы натурального жареного кофе идентифицированы пиридин, 2-метилпиридин, 3-метилпиридин, 4- метилпиридин, 2,6-диметил-2,7-октадиен-6-ол, бутилформиат, 2,4-пентадион, фурфурол, амилацетат, пиразин, метоксибензол, бензальдегид, 2-гептанон, фурфуриловый спирт. 5. Разработаны новые виды чайной продукции для выработки на технологической линии купажированного ароматизированного чая на основе использования листового чая с добавлением восстановленного ароматизированного чая, полученного путем переработки вторичного сырья в виде грубого листа осеннего и весеннего подрезов. Ароматизацию проводят натуральными СО2-экстрактами из растительного сырья – листьев земляники, костяники, ежевики, клюквы и донника лекарственного. Разработаны новые виды кофейной продукции для производства на технологической линии натурального ароматизированного молотого кофе, полученные путем двукратной ароматизации зерен жареного кофе и молотого кофе СО2-экстрактом растительного ароматического сырья. 6. Разработана система контроля оценки качества чайных и кофейных продуктов: определение экспресс- методом физико-химических показателей чая (экстрактивные вещества, кофеин, общая зола, зола, не растворимая в соляной кислоте, щелочность водорастворимой золы, грубые волокна, полифенолы и катехины), физико-химических показателей кофе (экстрактивные вещества, кофеин, общая зола, зола, не растворимая в соляной кислоте) на основе выведенных уравнений множественной регрессии. 7. Проведена опытно-промышленная апробация исследуемых новых видов чайной и кофейной продукции и получено 6 актов об их использовании в производстве. Разработаны ТИ и ТУ 9191–393–02067862–2014 на чай с добавками растительного сырья, и на основе запатентованной технологической линии (патент на полезную модель РФ 128459) реализована технология получения купажированного ароматизированного чая в ОАО «Мацестинский 165 чай» (г. Сочи). Разработаны ТИ и ТУ 9198–394–02067862–2014 на кофе натуральный жареный, и на основе запатентованной технологической линии (патент на полезную модель РФ 125432) апробирована технология производства натурального ароматизированного молотого кофе в ООО «Кофе ОМНИ» (г. Краснодар). 8. Ожидаемый экономический эффект 1,95 млн. руб. в год от внедрения комплексной оценки качества чая и кофе может быть достигнут при использовании комплексной оценки качества новых видов продукции путем применения зависимостей между данными хроматографического анализа жирных кислот продукта и его физико-химическими характеристиками. Проведенные теоретические и прикладные исследования позволяют сделать следующие рекомендации: 1. На основании проведенной опытно-промышленной апробации исследуемых технологических решений диссертационной работы и полученных 6 актов о внедрении результатов при разработке новых видов чайной и кофейной продукции использовать научные результаты в производстве. Результаты научно-исследовательской работы внедрить на чайной фабрике ОАО «Мацестинский чай» и кофейной фабрике ООО «Кофе ОМНИ». 2. Разработанные ТИ и ТУ 9191–393–02067862–2014 на чай с добавками растительного сырья, а также запатентованную технологическую линию (патент на полезную модель РФ 128459) реализовать в производственных условиях при совершенствовании технологии получения купажированного ароматизированного чая на предприятии ОАО «Мацестинский чай» (г. Сочи). Разработанные ТИ и ТУ 9198–394–02067862–2014 на кофе натуральный жареный, а также запатентованную технологическую линию (патент на полезную модель РФ 125432) реализовать в производственных условиях при совершенствовании технологии производства натурального ароматизированного молотого кофе на предприятии ООО «Кофе ОМНИ» (г. Краснодар). 166 3. В целях уменьшения экономических затрат при производстве ароматических чаев и добавок к натуральным чаям путем использования чайных отходов использовать патенты РФ № 2363173 «Способ производства восстановленного ароматизированного чая», № 2365146 « Способ выработки восстановленного ароматизированного чая», № 2363196 «Способ приготовления восстановленного ароматизированного чая», № 2363147 «Способ получения восстановленного ароматизированного чая», № 2364158 «Способ производства восстановленного ароматизированного чая». Внедрение запатентованных технологий позволит сократить затраты при производстве ароматических чаев путем использования чайных отходов, уменьшить себестоимость сырья и материалов без изменения их качественных характеристик. Проведенные теоретические и прикладные исследования имеют следующие перспективы: 1. Использование комплексного метода оценки качества чая и кофе приносит экономический эффект в размере 1,95 млн. руб. в год. Экономический эффект от внедрения достигается в результате упрощения способа и повышения точности определения физико-химических показателей путем использования зависимости между данными хроматографического анализа жирных кислот пищевкусового продукта (чая, кофе) и его физикохимическими характеристиками. 2. Для достижения экономического эффекта необходимо использование хроматографического метода определения содержания преобладающих жирных кислот чая и кофе. Далее для оценки физико-химических показателей чая и кофе необходимо использовать уравнения регрессии, устанавливающие зависимости между показателями качества продукта и содержанием преобладающих жирных кислот продукта. Необходимо также отметить, что в этом случае информация о качестве пищевкусового продукта (чая, кофе), т.е. его физико-химические характеристики определяются путем проведения одного 167 хроматографического анализа с последующим математическим расчетом по известным уравнениям регрессии. 3. Хроматографический метод для оценки качественных показателей пищевкусовых продуктов (чая, кофе) позволяет практически получать большой объем информации с такой же точностью, как и традиционные методы. Разработанный хроматографический метод повышает производительность труда (для чая – в 14 раз, для кофе – в 5,3 раза) и значительно уменьшает расходы на лабораторное оборудование (для чая – в 4,5 раза, для кофе – в 3,5 раза). Применение экспресс- методов оценки качества пищевкусовых продуктов позволяет в условиях перерабатывающих предприятий Краснодарского края получать суммарный экономический эффект в размере 1,95 млн. руб. в год (для чая – 1352,5 тыс. руб. в год, для кофе – 597, 5 млн. руб. в год). 168 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Арабиногалактан, выделенный из кофе: Пат. 2360427 Россия, МПК А 23 F 5/48 (2006.01). Нестек С.А., Курти Д.Ж., Греч К., Лаббе Д.Ф., Редгуэлл Р.Д., Шонман Й.Х., Уббинк Й.Б. - № 2006145898/13; Заявл. 18.04.2005; Опубл. 10.07.2009. 2. Аркатова А.С. Разработка технологии получения натурального ароматизированного молотого кофе.- Дис. на соиск….к.т.н. – Краснодар: КубГТУ, 2013. 3. Бабич Д.А. Разработка технологии получения восстановленного ароматизированного чая.- Дис. на соиск….к.т.н. – Краснодар: КубГТУ, 2009. 4. Безкровная М.С. Совершенствование технологии производства купажированного ароматизированного чая.- Дис. на соиск….к.т.н. – Краснодар: КубГТУ, 2013. 5. Ганжа О.В., Карцова Л.А. Использование мицеллярной электрокинетической хроматографии с обращенной полярностью для определения ксантиновых и полифенольных компонентов чая/ Аналитика России, Краснодар, КубГУ, 2007, с. 415. 6. Добрина А.Ю. Хроматографическое исследование экстрактов чая/ 10 Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, Волгоград, 8-11 ноября, 2005, с. 34-35. 7. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции. – М.: Пищепромиздат, 2001. – 528 с. 8. Иванов Ю.Г. Наш любимый кофе.- Смоленск: Русич, 1999.- 448 с. 9. молотый/ 3 Междунар. Симп. «Экол. человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания», 26-30 сент., 1994: Тез. докл. 4.2.- М., 1994.- С. 283-284. 10.Камаев А.В., Лазарев С.В. Определение добавок, вносимых в натуральный молотый кофе/ Пищ. пром-сть– М .:2000.-№ 5.–С. 57. 11.Карцова Л.А., Алексеева А.В., Ганжа О.В., Ершов Д.С., Пастон С.В., Касьяненко Н.А.Электрофорез для полифенолов чая/ Кофе и чай в Россию – 2007, № 4, с. 22-25. 12.Киракосов Ю.М., Даниленко И.А. Метод определения кофеина в чае, кофе и других кофеинсодержащих продуктах/ Реф. ж. «Изв. вузов. Пищ. технология».- Краснодар, 1993.- 11 с. 13.Лагутина Л.А., Лагутина С.В. Все о чае и кофе.- Ростов-на-Дону: Феникс, 2000. 14.Лазарев С.В. Исследование кофепродуктов методом спектрального люминесцентного анализа/ М.: Пищ. пром-сть.–2000. -№ 8.–С. 64. 15.Лазарев С.В. Исследование кофе натурального молотого/ Пищ. промсть (Москва). – 2000. - № 9. – С. 83. 16.Лазарев С.В., Титкова А.В. Исследование кофепродуктов с целью установления фальсификации/ 3 Междунар. симп. «Экол. человека: 169 проблемы и состояние лечебно-профилактического питания», 26-30 сент., 1994: Тез. докл. 4.2.- М., 1994.- С. 281-283. 17.Мегрелидзе Т.Я., Григолашвили М.А., Хведелидзе В.Г., Надирадзе З.Н. Исследование массообменных характеристик чая/– GEN: Georg. Eng. News. – 2005, № 4, с. 239-241. 18.Минаева Н.Н., Смирнова А.В., Мирошник З.А. Спектральные методы анализа кофеина в кофепродуктах/– Вестн. ЛГТУ – ЛЭГИ, 2006, № 1, с. 5-8. 19.Нахмедов Ф.Г. Технология кофепродуктов. - М.: Лесная и пищевая промышленность, 1984. - 183 с. 20.Поверин А.Д., Тырсина А.В., Тырсин Ю.А. Изучение органолептических свойств зеленого чая методом газовой хроматографии/ Пиво и напитки, 2005, № 4, с. 82-83. 21.Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни.Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002.- 342 с. 22.Похлебкин В.В. Чай. – М.: Изд-во Центрполиграф, 2001.- 378 с. 23.Пруидзе Г.Н. Окислительно-восстановительные ферменты чайного растения и их роль в биотехнологии. - Тбилиси: Мецниереба, 1987. 186 с. 24.Рогожина К.В. Количественное определение витамина Р в разных видах чая/– Йошкар-Ола, 20-21 апр., 2007. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007, с. 71. 25.Степанов Д.Е. Совершенствование технологии производства натурального ароматизированного кофе.- Дис. на соиск….к.т.н. – Краснодар: КубГТУ, 2009. 26.Семенов В.М. Приглашение к чаю.- М.: Олма-Пресс, 2002.- 240 с. 27.Способ определения кофеина в чае и кофе: Пат. 2404428 Россия, МПК G 01 N 33/02 (2006.01), ЧГУ, Турусова Е.В., Добин Е.И., Насакин О.Е., Лукин П.М. - № 2009116079/10; Заявл. 27.04.2009; Опубл. 20.11.2010. 28. Татарченко И.И. Научное обоснование и разработка комплексных методов оценки качества пищевкусовых продуктов (табака, чая, кофе).- Автореф. дис. на соиск….д.т.н. – Краснодар: КубГТУ, 2003.- 400 с. 29.Татарченко И.И., Мохначев И.Г., Касьянов Г.И. Технология субтропических и пищевкусовых продуктов. – Москва, издательский центр «Академия», 2004, 384 с. 30.Татарченко И.И., Мохначев И.Г., Касьянов Г.И. Химия субтропических и пищевкусовых продуктов. – Москва, издательский центр «Академия», 2003, 256 с. 31.Цоциашвили И.И., Бокучава М.А. Химия и технология чая. - М.: Агропромиздат, 1989. - 391 с. 32.Шамба Н.Т. Кофе.- М.: Изд-во Жигульского, 2002.- 128 с. 170 33.Шапошник А.В., Демочко Н.С., Угрюмов Р.Б., Рябцев С.В., Калач А.В., Назаренко И.Н. Распознавание запахов чая при термосканировании полупроводникового сенсора/ Сорбц. И хроматогр. Процессы, 2005, № 4, с. 561-567. 34.Шафигулин Р.В., Буланова А.В. ВЭЖХ частично ферментированных сортов чая/– Вестн. Самар. гос. ун-та, 2007, № 2, с. 134-139. 35.Шафигулин Р.В., Буланова А.В., Ро К.Х.Х. Качественное и количественное содержание катехинов в различных сортах чая/ Сорбц. и хроматогр. процессы, 2007, 7, № 2, с. 349-352. 36.Шафигулин Н.В., Комисарова Н.В., Родина Т.А., Буланова А.В. Хроматографическое и препаративное разделение флавоноидов, содержащихся в чае/ Хроматография на благо России. М.: Граница. – 2007, с. 348-356. 37.Яшин А.Я., Черноусова Н.И., Федина П.А., Левин Д.А., Миронов С.А. Определение содержания антиоксидантов в кофе амперометрическим методом/ Пиво и напитки, 2009, № 2, с. 47-49, 71. 38.Ahmed N.E., Farag M.M., Soliman K.M., Abdel-Samed A.K.M., Naguib Kh.M. Evaluation of methods used to determine ochratoxin A in coffee beans/– J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 23, с. 9576-9580. 39.Akiyama M., Murakami K., Ikeda M., Iwatsuki K., Wada A., Tokuno K., Onishi M., Iwabuchi H. Analysis of the headspace volatiles of freshly brewed Arabica coffee using solid-phase microextraction/– J. Food Sci. – 2007, 72, № 7, с. С388-С396. 40.Akiyama M., Murakami K., Hirano Y., Ikeda M., Iwatsuki K., Wada A., Tokuno K., Onishi M., Iwabuchi H. Characterization of headspace aroma compounds of freshly brewed Arabica coffee and studies on a characteristic aroma compound of Ethiopian coffee/– J. Food Sci. – 2008, 73, № 5, с. С335-С346. 41.Aklilu Muluken, Tessema Merid, Redi-Abshiro Mesfin. Indirect voltammetric determination of caffeine content in coffee using 1,4-benzoquinone modified carbon paste electrode / – Talanta, 2008, 76, № 4, с. 742-746. 42.Alcazar Angela, Jurado Marcos J., Pablos Fernando, Gonzalez Gustavo A. Talanta. Enzymatic-spectrophotometric determination of sucrose in coffee beans/ – 2005, 67, № 4, с.760-766. 43.Alves Rita C., Almeida Ivone M.C., Casal Susana, Beatriz M., Olivera P.P. Isoflavones in coffee: Influence of species, roast degree, and brewing method. –– J. Agr. and Food Chem. – 2010, 58, № 5, с. 3002-3007. 44.Alves R.C., Casal S., Alves M.R., Oliveira M.B. Discrimination between Arabica and robusta coffee species on the basis of their tocopherol profiles/ / Food Chem. – 2009, 114, № 1, с. 295-299. 45.Alves Rita C., Casal Susana, Olivera Beatriz P.P. Alves Rita C., Casal Susana, Olivera Beatriz P.P. Factors influencing the norharman and Harman contents in espresso coffee/ – J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 5, с. 1832-1838. 171 46.Alves M. Rui, Casal S., Oliveira M.B.P.P., Ferreira M.A. Contribution of FA profile obtained by high-resolution GC/chemometric techniques to the authenticity of green and roasted coffee varieties/ JAOCS: J. Amer. Oil Chem. Soc. – 2003, 80, № 6, с. 511-517. 47.Anese Monica, Manzocco Lara, Maltini Enrico Effect of coffee physical structure on volatile release// Eur. Food Res. and Technol. – 2005, 221, № 3-4, с. 434-438. 48.Araujo Julio M.A., Sandi Delcio. Extraction of coffee diterpenes and coffee oil using supercritical carbon dioxide/– Food Chem. – 2007, 101, № 3, с. 1087-1094. 49.Bekedam E. Koen, Schols Henk A., Van Boekel Martinus A.J.S., Smit Gerrit. Bekedam E. Koen, Schols Henk A., Van Boekel Martinus A.J.S., Smit Gerrit. High molecular weight melanoidins from coffee brew/ – J. Agr. and Food Chem. – 2006, 54, № 20, с. 7658-7666. 50.Bita Mihaela Gabriela, Preda Mircea. The effect of temperature and roasting degree on the total phenolic content of coffee brews//– Stud. si cerc. sti. Chim. si ing. chim. Biotehnol. Ind. Alim. – 2005, 6, № 2, с. 239-242. 51.Campos Gimenez E., Spack L., Meyer L., Acheson-Shalom R., Perrin C. Measurement uncertainty of the caffeine determination in soluble coffee by HPLC /– Mitt. Lebensm. – Untersuch. Und Hyg., 2004, 95, № 3, с. 240-250. 52.Cao Dong-lin, Liu Bao-sheng, Fu Li, Guo Yuan. Определение полифенолов в чае с акридином оранжевым и родамином 6Ж методом тушения флуоресценции с переносом заряда/ Fenxi cenhi xuebao= J. Instrum. Anal. – 2007, 26, № 4, с. 537-540. 53.Carlo G., Balest Lydia, De Benedetto Giuseppe E., Palmisano Francesco. Solid-plase microextraction – gas chromatography mass spectrometry and multivariate analysis for the characterization of roasted coffee/ – Talanta. 2005, 66, № 1, с. 261-265. 54.Casal S., Mendes E., Oliveira M.B., Ferreira M.A. Roast effects on coffee an acid enantiomers/ Food Chem, 2005, 89, № 3, с. 333-340. 55.Chaillou D. Dosage d҆un mélange de cafes par spectrophotometrie proche infrarouge. –– Spectra anal. – 2010, 39, № 274, с. 35-42. 56.Chandini S.K., Jaganmohan Rao L., Gowthaman M.K., Haware D.J., Subramanian R. Enzymatic treatment to improve the quality of black tea extracts.– Food Chem. – 2011, 127, № 3, с. 1039-1045. 57.Chen Hai-xia, Xie Bi-jun. Химические свойства и связывание активного кислорода полисахаридами чая/ Weisheng yanjiu = J. Hyg. Res. – 2001. - 30, № 1. – С. 58-59. 58.Chen Hua-cai, Lu Jin, Chen Xing-dan, Liu Hui-jun. Спектроскопическая модель в ближней инфракрасной области для определения суммарного содержания катехинов в чайном фенольном порошке на основе радикальной основной функциональной сети/ Guangxue jingmi gongcheng= Opt. and Precis. Eng. – 2006, 14, № 1, с. 58-62. 172 59.Chen Huanwen, Liang Huazheng, Ding Jianhua, Lai Jinhu, Huan Yanfu, Qiao Xiaolin. Rapid differentiation of tea products by surface desorption atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry/– J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 25, с. 10093-10100. 60.Chen Su-yan, Deng Qin-lian, Wu Jing-jing, Chen Yan-hong. Application of ultrasonic wave in extracting tea – polyphenols/ Bohai daxue xuebao. Ziran kexue ban= J. Bohai Univ. Natur. Shi. Ed. – 2005, 26, № 4, с. 316319. 61.Chen Xiao-giang, Ye Yang, Cheng Hao, Zhou Ying, Yang Ya-jun. Анализ спектров полисахаридов необработанного чая, выделенных различными методами– Guangpuxue yu guangpu fenxi=Spectrosc. And Spectral Anal. – 2009, 29, № 4, с. 1083-1087. 62.De Mattos I.L., da Cunha Areas M.C. Talanta. Automated determination of glucose in soluble coffee using Prussian Blue – glucose oxidase – Nation modified electrode/– 2005, 66, № 5, с. 1281-1286. 63.Dias Soares C.M., Alves R.C., Casal S., Oliveira M. Beatriz P.P., Fernandes J.O.J. Development and validation of a matrix solid-plase dispersion method to determine acrylamide in coffee and coffee substitutes.– Food Sci. – 2010, 75, № 3, с. Т57-Т63. 64.Dongfeng Wang, Chenghong Wang, Jun Li, Guiwen Zhao. Components and activity of polysaccharides from coarse tea/ J. Agr. and Food Chem. – 2001. – 49, № 1. – С. 507-510. 65.Duarte Giselle S., Pereira Antonio A., Farah Adriana. Chlorogenic acids and other relevant compounds in Brazilian coffees processed by semidry and wet post-harvesting methods. –– Food Chem., 2010, 118, № 3, с. 851855. 66.Duan Taicheng, Song Xuejie, Jin Dan, Li Hongfei, Xu Jingwei, Chen Hangting. Preliminary results on the determination of ultratrace amounts of cadmium in tea samples using a flow injection on-line solid phase extraction separation and preconcentration technique to couple with a sequential injection hydride generation atomic fluorescence spectrometry/ Talanta, 2005, 67, № 5, с. 968-974. 67.Eloy Dias R.C., Campanha F.G., Esteves Vieira L.G., Ferreira L.P., Pot D., Marraccini P., de Toledo Benassi M.J. Evaluation of kahweol and cafestol in coffee tissues and roasted coffee by a new high-performance liquid chromatography methodology.– Agr. and Food Chem. – 2010, 58, № 1, с. 88-93. 68.Farah A., Monteiro M.C., Calado V., Franca A.S., Trugo L.C. Correlation between cup quality and chemical attributes of Brazilian coffee/– Food Chem. – 2006, 98, № 2, с. 373-380. 69.Feng Su-ling, Tang Jun-ming, Fan Jing. Исследование кинетического флуориметрического метода определения танинов в чае/ Guangpuxue yu guangpu fenxi= Spectrosc. and Spectral Anal. – 2003, 23, № 2, С. 322324. 173 70.Frank Oliver, Blumberg Simone, Kunert Christof, Zehentbauer Gerhand, Hofmann Thomas. Structure determination and sensory analysis of bittertasting 4-vinylcatechol oligomers and their identification in roasted coffee by means of LC-MS/MS/– J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 5, с. 1945-1954. 71.Fujioka K., Shibamoto T. Chlorogenic acid and caffeine contents in various commercial brewed coffees/– Food Chem. – 2008, 106, № 1, с. 217221. 72.Fu Ming, Yuan Zhi-Neng, Huang Z., Chen X., Hu Y. Определение свинца в чае методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии/ Guangpu shiyanshi= Chin. J. Spectrosc. Lab. – 2002, 19, № 1, с. 65-67. 73.Gniechwitz Diana, Brueckel Birgit, Reichardt Nicole, Blaut Michael, Steinhart Hans, Bunzel Mirko. Coffee dietary fiber contents and structural characteristics as influenced by coffee type and technological and brewing procedures /– J. Agr. and Chem. – 2007, 55, № 26, с. 11027-11034. 74.Gondoin Anals, Grussu Dominic, Stewart Derek, Mc Dougall Gordon J. While and green tea polyphenols inhibit pancreatic lipase in virto. – Food Res. Int. – 2010, 43, № 5, с. 1537 – 1544. 75.Guo Shu-qin, Wu Sheng-ju, Niu Chun-ling, Liu Ya-hui, Li Dai. Изучение процесса экстракции полифенольных соединений из зеленого чая при воздействии ультразвуковых волн.– Shaanxi shifan daxue xuebao, Ziran kexue ban=J. Shaanxi Norm. Univ. Natur. Shi. Ed. – 2009, 37. № 1, с. 3638. 76.Guo Ya-dong. Определение кофеина в образцах чая методом сверхкритической флюидной хроматографии/ Sepu=Chin. J. Chromatogr. – 2002, 20, № 1, С. 75-77. 77.Han Li-xin, Li Ran. Определение минералов и следовых количеств элементов в различных сортах чая методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой/ Guangpuxue yu guangpu fensi=Spectrosc. and Spectrul Anal. – 2002, 22, № 2, С. 304-306. 78.He Shu-Mei, Liu Jing-Lan. Исследование метода определения содержания флавонолов в чае/ Fenxi huaxue= Chin. J. Anal. Chem. – 2007, 35, № 9, с. 1365-1368. 79.Hofmann Thomas, Czerny Michael, Calligaris Sonia, Schieberle Peter. Model studies on the influence of coffee melanoidins on flavor volatiles of coffee beverages/ J. Agr. and Food Chem. – 2001. – 49, № 5. – С. 23822386. 80.Horie Hideki, Nesumi Atsushi, Ujihara Tomomi, Kohata Katsunori. Rapid determination of caffeine in tea leaves/ J. Chromatogr. A. – 2002, 942, № 1-2, С. 271-273. 81.Houessou Justin Koffi, Delteil Corine, Camel Valerie. Houessou Justin Koffi, Delteil Corine, Camel Valerie. Investigation of sample treatment steps for the analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in ground coffee/– J. Agr. and Food Chem. – 2006, 54, № 20, с. 7413-7421. 174 82.Hu Wei-ping, Dong Xue-zhi, He Zhi-juan. Определение марганца в чае каталитическим потенциометрическим методом с применением метил зеленого ионселективного электрода/ Huaxue yanjiu=Chem. Res, 2004, 15, № 1, с. 33-36. 83.Huang Haitao, Chen Zhangyu, Shi Honglin, Miao Enming, Liu Wei, Yang Guangyu, Zhang Chengming, Kong Weisong. Применение прибора для сканирования аромата чая и определение летучих химических компонентов в пробах чая. / Fenxi huaxue=Chin. J. Anal. Chem, 2005, 33, № 8, с. 1185-1188. 84.Huang Kuo-Jong, Wu Jia-Jiuan, Chiu Yung-Ho, Lai Cheng-Yung, Chang Chieh-Ming J. Designed polar cosolvent-modified supercritical CO2 removing caffeine from and retaining catechins in green tea powder using response surface methodology/– J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 22, с. 9014-9020. 85.Huang Lan-Fang, Wu Ming-Jian, Zhong Ke-Jun, Sun Xian-Jun, Liang YiZeng, Dai Yun-Hui, Huand Ke-Long, Guo Fang-Qiu. Fingerprint developing of coffee flavor by gas chromatography – mass spectrometry and combined chemometrics methods/– Anal. chim. acta. – 2007, 588, № 2, с. 216223. 86.Huang Zhi-yong, Jing Yuan-yuan, Yang Miao-feng, Meng Qin-xiang, Wang Xiao-ru. Определение минерального состава и скорости экстракции чая масс-спектрометрическим методом/ Xiamen daxue xuebao. Ziran kexue ban= J.Xiamen Univ. Natur. Sci, 2003, 42, № 5, с. 621-625. 87.Jaiswal Rakesh, Patras Maria Alexandra, Eravuchira Pinkle Jacob, Kuhnert Nikolai. Profile and characterization of the chlorogenic scids in green Robusta coffee beans by LC-MS. Identification of seven new classes of compounds.– J. Agr. and Food Chem. – 2010, 58, № 15, с. 8722-8737. 88.Jham Gulab N., Velikova R., Muller Helcio Vidal, Nikolova-Damyanova B., Cecon Paulo Roberto Lipid classes and triacylglycerols in coffee samples from Brazil: effects of coffee type and drying procedures/ Food Res. Int. – 2001, 34, № 2-3, С. 111-115. 89.Jhan G.N., Veelikova R., Nikolova-Damyavova B., Rabelo S.C., Da Silva J. C. N., Souza K.A. de P., Valente V.M.M., Cecon P.R. Preparative silver ion TLC/RP-HPLC determination of coffee triacylglycerol molecular species// Food Res. Int. 2005, 38, № 2, с. 121-126. 90.Jiang Jian-ping, Chem Hong, Wang Qiu-an, Zhou Xiao-yuan. Исследование экстракции полифенолов чая методом ионного осаждения и анализ компонентов полученного продукта/ Zhuzhou gongxueyuan xuebao= J. Zhuzhou Inst. Technol. – 2004, 18, № 5, с. 53-56. 91.Jiang Jiao-mei, Chen Guo-song, Zhang Hong-man, Zhang Zhi-yi, Hua Yichao, Wu Xiao-wei, Hong Ying, Lu Wei. Определение следовых количеств свинца в чае методом атомно-абсорбционной спектрометрии с применением кварцевой трубки с отверстием. / Nanjing gongye daxue 175 xuebao. Ziran kexue ban=J. Nanjing Univ. Technol. Natur. Sci. – 2004, 26, № 5, с. 54-56. 92.Jiang Jin-Hua, Cai Yu-Bei. Определение анионов в чае методом ионной хроматографии/ Guangpu shiyanshi=Chin. J. Spectrosc. Lab. 2005, 22, № 2, с. 404-406. 93.Joet Thierry, Laffargue Andreina, Descroix Fredderic, Doulbeau Sylvie, Bertrand Benoit, de Kochko Alexandre, Dussert Stephane. Influence of environmental factors, wet processing and their interactions on the biochemical composition of green Arabica coffee beans. –– Food. Chem. – 2010, 118, № 3, с. 693-701. 94.Kang Hai-ning, Chen Bo, Han Chao, Chen Jun-hui, Wang Xiao-ru. Одновременное определение пяти катехинов и кофеина в чае методом ВЭЖХ и дифференциация сортов чая с помощью кластерного анализа/ Fenxi ceshi xuebao= J. Instrum. Anal. – 2007, 26, № 2, с. 211-215. 95.Kasapis Stefan, Shrinivas Preeti. Combined use of thermomechanics and UV spectroscopy to rationalize the kinetics of bioactive compound (caffeine) mobility in a high solids matrix. –– J. Agr. and Food Chem. – 2010, 58, № 6, с. 3825-3832. 96.Kato Miyuki, Shibamoto Takayuki. Variation of major volatile constituents in various green teas from Southeast Asia/ J. Agr. and Food Chem. – 2001. – 49, № 3. – С. 1394-1396. 97.Khanchi Ali Reza, Mahani Mohamad Khayatzadeh, Hajihosseini Majid, Maraghen Mohamad Ghanadi, Chaloosi Marzieh, Bani Farhad. Simultaneous spectrophotometric determination of caffeine and theobromine in Iranian tea by artificial neural networks and its comparison with PLS/ – Food Chem. – 2007, 103, № 3, с. 1062-1068. 98.Kralj Blaz, Milacic Radmila, Krisajz Igor, Bukovec Peter. Speciation of aluminium in tea infusions by the use of SEC and FPLC chromatography with ICP-OES and ES-MS-MS detection/–ICP Inf. Newslett. – 2005, 30, № 9, с. 830. 99.Kreppenhofer Stefanie, Frank Oliver, Hofmann Thomas. Identification of (furan-2-yl)mentylated benzene diols and triols as a novel class of bitter compounds in roasted coffee/ – Food Chem. – 2011, 126, № 2, с. 441-449. 100. Krishnan Rajesh, Maru Girish B. Isolation and analyses of polymeric polyphenol fractions from black tea/ Food Chem. – 2006, 94, № 3, с 331340. 101. Kule Janet A.M., Morrice Plilip C., McNeill Geraldine, Duthie Garry G. Effects of infusion time and addition of milk on content and absorption of polyphenols from black tea/ – J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 12, с. 4889-4894. 102. Kumar Sangita D., Narayan G., Hassarajani S. Determination of anionic minerals in black and kombucha tea using ion chromatography/– Food Chem. – 2008, 111, № 3, с. 784-788. 176 103. Labbe David, Tremblay Angelo, Bazinet Laurent. Effect of brewing temperature and duration on green tea catechin solubilization: basis for production of EGC and EGCG-enriched fractions/ – Separ. fnd Purif. Technol. – 2006, 49, № 1, с. 1-9. 104. Lee Jang-Eun, Lee Bum-Jin, Chung Jin-Oh, Shin Hyun-Jung, Lee Sang-Jun, Lee Cherl-Ho, Hong Young-Shick. H NMR-based metabolomic characterization during green tea fermentation.– Food Res. Int. – 2011, 44, № 2, с. 597-604. 105. Lee S., Park M.K., Kim K.H., Kim Y.S. Effect of supercritical carbon dioxide decaffeination on volatile components of green teas/– J. Food Sci. – 2007, 72, № 7, с. S497-S502. 106. Li Hai-Long, Wang Li-zhen, Wang Wu-yi. Определение девяти элементов в брикетированном чае методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой/ Guangpuxue yu guangpu fenxi=Spectrosc. and Spectral Anal. 2005, 25, № 8, с. 1344-1346. 107. Li Ping, Wang Yanhui, Ma Runyu, Zhang Xiaolin. Separation of tea polyphenol in Green Tea Leaves by a combined CATUFM-adsorption resin process/– J. Food Eng. – 2005, 67, № 3, с. 253-260. 108. Liu Guo-Ling, Peng Shan-Shan, Shi Yan. Определение кальция в листьях чая методом атомно-абсорбционной спектрометрии/ Guangpu shiyanshi=Chin. J. Spectrosc. Lab, 2004, 21, № 4, с. 763-765. 109. Liu La-ping, Shi Ya-ge, Zhang Rui-ming, Li Lan, Yang Rong. Анализ ароматических соединений зеленого чая Wuzi методом твердофазной экстракции ГХ-МС/ Xibei zhiwu xuebao= Acta bot. borealioccident. sin. – 2007, 27, № 2, с. 371-376. 110. Lopez-Galilea Isabel, Paz De Pena M., Cid Concepcion. Correlation of selected constituents with the total antioxidant capacity of coffee beverages: influence of the brewing procedure/ – J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 15, с. 6110-6117. 111. Lou Zhengyun, Zhen Zongmao, Luo Fengjian, Tang Fubin, Liu Guangming. Определение остатков 92 пестицидов в чае при помощи газовой хроматографии после твердофазной экстракции/ Sepu=Chin. J. Chromatogr. – 2008, 26, № 5, с. 568-576. 112. Lu Hu, Kong Qing-you, Leng He-ping, Hong De-chen. Получение и химический состав пигментов чая / Linchan huaxue yu gongue = Chem. and Ind. Forest Prod. – 2000. – 20, № 4. – С. 63-68. 113. Lu Yong-jin, Chen Hua-cai, Lu Jin, Chen Xing-dan. Определение кофеина в полифенольных соединениях чая методом инфракрасной спектроскопии в ближней области спектра/ Guangpuxue yu guangpu fenxi=Spectrosc. and Spectral Anal. 2005, 25, № 8, с. 1243-1245. 114. Lu Yongjun, Chen Huacai, Lu Jin, Chen Xingdan. Определение катехинов в полифенолах чая методом спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра/ Fenxi huaxue= Chin. J. Anal. Chem. 2005, 33, № 6, с. 835-837. 177 115. Lu You, Yang Xingbin, Zhao Yan, Ruan Yun, Yang Ying, Wang Zhezhi. Separation and quantification of component monosaccharides of the tea polysaccharides from Gynostemma pentaphyllum by HPLC with indirect UV detection/– Food Chem. – 2009, 112, № 3, с. 742-746. 116. Luo Yi-fan, Guo Zhen-fei, Zhu Zhen-yu, Wang Chuan-pi, Jiang Heyuan, Han Bao-yu. Исследование возможностей применения модели ANN для определения полифенольных соединений и амилозы в чае методом ИК-спектроскопии в ближней области спектра/ Guangpuxue yu guangpu fenxi=Spectrosc. and Spectral Anal. 2005, 25, № 8, с. 12301233. 117. Ma Ge, Xie Wen-bing, Wu Yi-gen, Zhu Xiu-mei. Определение свинца и кадмия в чае методом атомно-абсорбционной спектрометрии с графитовой печью с поверхностным нагревом/ Guangpuxue yu guangpu fenxi=Spectrosc. And Spectral Anal. – 2003, 23, № 6, с. 11831184. 118. Mendonca Juliana C.F., Franca Adriana S., Oliveira Leandro S..A comparati e evaluation of methodologies for water content determination in green coffee / – LWT – Food Sci. and Technol. – 2007, 40, № 7, с. 1300-1303. 119. Mendonca Juliana C.F., Franca Adriana S., Oliveira Leandro S., Nunes Marcella. Chemical characterization of non-defective and defective green Arabica and Robusta coffees by electrospray ionization-mass spectrometry/– Food Chem. – 2008, 111, № 2, с. 490-497. 120. Mizukami Yuzo, Sawai Yusuke, Yamagushi Yuichi. Changes in concentrations of acrylamide, selected odorants, and catechins caused by roasing of green tea/– J. Agr. and Food Chem. – 2008, 56, № 6, с. 2154-2159. 121. Moreda-Pineiro Antonio, Fisher Andrew, Hill Steve J. Multi-element speciation of trace elements associated with soluble organic molecules in tea infusions by size exclusion chromatography-ICP-MS/ ICP Inf/ Newslett. – 2002, 28, № 5, С. 292. 122. Muthumani Thomas, Kumar Senthil R.S. Influence of fermentation time on the development of compounds responsible for quality in black tea/– Food Chem. 2007, 101, № 1, с. 98-102. 123. Muzolf Matgorzata, Szymusiak Henryk, Gliszczynska-Swigto Anna, Rietjens Ivonne M.C.M., Turakowska Bozena. pH-dependent radical scavenging capacity of green tea catechins/– J. Agr. and Food Chem. – 2008, 56, № 3, с. 816-823. 124. Nunes Fernando M., Coimbra Monucl A. Chemical characterization of the high molecular weight material extracted with hot water from green and roasted Arabica coffee/ J. Agr. and Food Chem. – 2001. – 49, № 4. – С. 1773-1782. 125. Owuor Okinda P., Obanda Martin. The use of green tea (Camellia sinensis) leaf flavan-3-ol composition in predicting plain black tea quality potential/– Food Chem. – 2007, 100, № 3, с. 873-884. 178 126. Perrone Daniel, Farah Adriana, Donangelo Garmen M., De Paulis Tomas, Martin Peter R. Comprehensive analysis of major and minor chlorogenic acids and lactones in economically relevant Brazilian coffee cultivars/– Food Chem. – 2008, 106, № 2, с. 859-867. 127. Pitter Alain, R. Delphine. Rapid, low cost thin level chromatographic screening method for the detection of ochatoxin in green coffee at a control level of 10 g/kg / J. Agr. and Food Chem. – 2002.- 50, № 2, С. 243247. 128. Pizarro Consuelo, Esteban-Diez Isabel, Gonzalez-Saiz Jose-Maria, Forina Michele. Use of near-infrared spectroscopy and feature selection techniques for predicting the caffeine content and roasting color in roasted coffees/– J. Agr. and Food Chem. – 2007, 55, № 18, с. 7477-7488. 129. Qiang, Lu Yuanping, Yao Kai. Effects of tea polyphenols on the activaties of -amylase, pepsin, trypsin and lipase/ He– Food Chem., 2007, 101, № 3, с. 1178-1182. 130. Ramalakshmi K., Kubra I.R., Rao L.J.M. Physicochemical characteristics of green coffee: comparison of graded and defective beans/– J. Food Sci. – 2007, 72, № 5, с. 5333-5337. 131. Ramalakshmi K., Kubra Rahath I., Rao Jagan Mohan L. Antioxidant of low-grade coffee beans/ - Food Res. Int. – 2008, 41, № 1, с. 96-103. 132. Reh C.T., Gerber A., Prodolliet J., Vuataz G. Water content determination in green coffee – Method comparison to study specificity and accuracy/– Food Chem. – 2006, 96, № 3, с. 423-430. 133. Ren Nai-Lin, Li Dan, Huang Qin-Lian. Определение следовых количеств элементов в чае. / Guangpu shiyanshi=Chin. J. Spectrosc. Lab, 2005, 22, № 1, с. 137-139. 134. Rode T., Frauen M., Muller B.W., Schonrock U., Mundt C., Hintze U., Wenck H. The influence of antioxidant and chelating agents on the stability of catechnins, with particular reference to (—)-epigalocatechin (EGCG) and (—)-epicatechin (EC) in topical emulsion based formulations/ SOFW Journal. Eng. Vers. – 2002, 128, № 7, С. 24-28. 135. Rodrigues Carla, Maguas Cristina, Prohaska Thomas. Strontium and oxygen isotope fingerprinting of green coffee beans and its potential to proof authenticity of coffee.– Eur. Food Res. and Technol. – 2011, 232, № 2, с. 361-373. 136. Rusak Gordana, Komes Dracenka, Likiz Sasa, Horciz Dunja, Kovae Maja. Phenolic content and antioxidative capacity of green and white tea extracts depending on extraction and the solvent used/ – Food Chem. – 2008, 110, № 4, с. 852-858. 137. Sanz Cristina, Ansorena Diana, Bello Jose, Cid Concepcion. Optimizing headspace temperature and time sampling for identification of volatile compounds in ground roasted Arabica coffee/ J. Agr. and Food Chem. – 2001. – 49, № 3. – С. 1364-1369. 179 138. Shan Bin, Peng Shan-Shan, Shi Yan. Определение магния в чае методом атомно-абсорбционной спектрометрии/ Guangpu shiyanshi=Chin. J. Spectrosc. Lab, 2004, 21, № 4, с. 698-700. 139. Sinija V.R., Mishra H.N. FT-NIR spectroscopy for caffeine estimation in instant green tea powder and granules. –LWT. – Food Sci. and Technol. – 2009, 42, № 5, с. 998-1002. 140. Smiechowska Maria, Dmowski Przemys Law. Crude fibre as a parameter in the quality evaluation of tea// Food Chem. – 2006, 94, № 3, с. 366-368. 141. Song Yuan-lin. Прямое спектрофотометрическое определение следовых количеств меди в пробах высушенного чая с применением реагента Naph/ Guangpuxue yu guangpu fenxi=Spectrosc. and Spectral Anal. – 2003, 23, № 1, С. 167-169. 142. Standley L., Winterton P., Marnewick L., Gelderblom W. C. A., Joubetr E., Britz T. J. Influence of processing stages on antimutagenic and antioxidant potentials of rooibos tea / J. Agr. and Food Chem. – 2001. – 49, № 1. – С. 114-117. 143. Takeuchi Y., Okuno K., Yoshioka H.J. Characteristics of the OH radical scavenging activity of tea catechins//– Radioanal. and Nucl. Chem. – 2007, 272, № 3, с. 455-459. 144. Toci Aline T., Farah Adriana. Volatile compounds as potential defective coffee beans markers/– Food Chem. – 2008, 108, № 3, с. 1133-1141. 145. Tokugoglu O., Unal M.K., Balaban M.O. Catechins and methylxanthines in twenty-three black tea infusions by HPLC: correlations with astringency. –– Ital. J. Food Shi. – 2008, 20, № 4, с. 479-492. 146. Van der Stegen Gerrit H.D., Essens Paulus J.M., van der Lijn Joost Effect of roasting conditions on reduction of ochatoxin A in coffee / J. Agr. and Food Chem. – 2001, 49, № 10, С. 4713-4715. 147. Vasconcelos Anna Luiza S., Franca Adriana S., Gloria Maria Beatriz A., Mendonca Juliana C.F. A comparative study of chemical attributes and levels of amines in defective green and roasted coffee beans/– Food Chem. – 2007, 101, № 1, с. 26-32. 148. Vila Maria A., Andueza Susana, De Pena M. Paz, Cid Concepcion. Fatty acid evolution during the storage of ground roasted coffee/ – JAOCS: J.Amer. Oil Chem. Soc. – 2005, 82, № 9, с. 639-646. 149. Wang Dong-feng, Li Jun, Zhao Gui-wen, Wang Chang-Hong, Wei Zheng-gui, Yin Ming. Effect of rare earths on composition and activities of rare earth elements binding glycoprotein in tea/ J. Rate Earths. Chin. Soc. Rate Earths. – 2001. - 19, № 2. – С. 125-128. 150. Wang Dongmei, Kurasawa Eriko, Yamaguchi Yuichi, Kubota Kikue, Kobayashi Akio. Analysis of glycosidically bound aroma precursors in tea leaves. 2. Changes in glycoside contents and glycosidase activities in tea leaves during the black tea manufacturing process/ J. Agr. and Food Chem. – 2001. – 49, № 4. – С. 1900-1903. 180 151. Wang F., Yan Sh., Zou M., Zhang H., Xu C., Wang S. Определение ртути в образцах чая/ Guangpu shiyanshi=Chin. J. Spectrosc. Lab. – 2002, 19, № 2, С. 279-281. 152. Wang K., Liu F., Ju Z., Huang J., Xu Z., Li Y., Chen J., Gong Y., Yang X. Analysis of chemical components in oolong tea in relation to perceived quality. –– Int. J. Food Sci. and Technol. – 2010, 45, № 5, с. 913920. 153. Wang Y., Yang X., Li K., Li C., Li L., Li J., Huang H., He Y., Ye C., Song X. Simultaneous determination of theanine, galic acid, purine alkaloids, catechins, and theaflavies in black tea using HPLC. –– Int. J. Food Sci. and Technol. – 2010, 45, № 6, с. 1263-1269. 154. Wang Yuanfeng, Jin Zhengyu. Выделение полисахаридов чая с помощью смолы D315/ Nongye gongcheng xuebao=Trans. Chin. Soc. Agr. Eng. – 2005, 21, № 10, с.147-150. 155. Wang Xiaogang, Wan Xiaochun, Hu Shuxia, Pan Caiyuan. Study on the increase mechanism of the caffeine content during the fermentation of tea with microorganisms//– Food Chem., 2008, 107, № 3, с. 1086-1091. 156. Weiss D.J., Anderton C.R. Determination of catechins in matcha green tea by micellar electrokinetic chromatography/ J. Chromatogr. A., 2003, 1011, № 1-2, с. 173-180. 157. Weng Di. Определение следовых количеств элементов в листьях чая методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии с использованием пробоотбора в виде суспензии с ультразвуковым перемешиванием/ Guangpuxue yu guangpu fensi= Spectrosc. and Spectral Anal. – 2004, 24, № 11, с. 1458-1460. 158. Xu Jin-ze, Ma Jing, Xu Hang, Ma Zhi-hai, Kong Xiang-ju, Cao Haishi, Guo Hui-yun, Liu Lan-ying. Выделение и очистка пуллулава и его роль в защите полифенольных соединений зеленого чая/ Jilin daxue ziran kexue xuebao = Acta sci. nature. univ. jilinensis. – 2001, № 2. – С. 88-90. 159. Yamauchi Yuji, Nakamura Akiko, Kohno Iho, Hatanaka Kirara, Kitai Miki, Tanimoto Tauyoshi. Quasi-flow injection analysis for rapid determination of caffeine in tea using sample pre-treatment method with a cartridge column filled with polyvinylpoly-pyrrolidone/– J. Chromatogr. A. – 2008, 1177, № 1, с. 190-194. 160. Yan-fei. Установление различий между чаем различного качества методом ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье. Yantai daxue xuebao. Ziran kexue yu gongcheng=J. Yantai Univ. Natur. Sci. and Eng. Ed. – 2008, 21, № 4, с. 266-271. 161. Yang Xiu-Ying, Feng Shang-Cai. Определение следовых количеств марганца в чае каталитическим фотометрическим методом/ Guangpu shiyanshi=Chin. J. Spectrosc. Lab. – 2002, 19, № 2, С. 282-284. 181 162. Zeng L., Zhang Y/. Tang H. Получение и антиоксидантная активность жирорастворимых полифенолов чая/ Zhongguo youzhi=China Oils and Fats. 2004, 29, № 11, с. 54-57. 163. Zhao Chuan, Zhang Juncai, Song Junfeng. Определение танина в чае амперометрическим методом с двумя индикаторными электродами в системе проточно-инжекционного анализа/ Fenxi huaxue=Anal. Chem. – 2002, 30, № 2, С. 210-213. 164. Zhao Jiewen, Guo Zhiming, Chen Quansheng, Lu Qiand. Пригодность метода инфракрасной спектроскопии в ближней области для количественного определения катехинов в зеленом чае/ Guangxue xuebao=Acta opt. sin. – 2008, 28, № 12, с. 2302-2306. 165. Zhao Xiaohui, Nie Zhichu, Zhang Lianshui, Zhang Rongxiang, Li Xiaowei. Изучение чая и его основных компонентов методом инфракрасной спектроскопии/ Guangxue xuebao=Acta opt. Sin. – 2009, 29, № 2, с. 533-536. 166. Zhi-li. Zhi-li. Определение флавоноидов в чае Kuding спектрофотометрией при трех длинах волн.– Yingyony hungong=Appl. Chem. Ind. – 2008, 37, № 11, с. 1387-1388, 1390. 167. Zhou Falian, Xie Xiaofeng, Tang Hui, Tan Zhenyu. Параметры адсорбции ионов урана и тория на зеленом чае/ Fenxi huaxue= Anal. Chem. – 2002, 30, № 3, С. 355-358. 168. Zhu Jinhua, Qi Shengda, Li Jinhua, Chen Xingguo. – J. Chromatogr. A. Low-temperature bath/high-conductivity zone/stacking micellar electrokinetic chromatography for the analysis of phenolic acids in coffee drink/– 2008, 1212, № 1-2, с. 137-144. 169. Zhu Xiaolan, Chen Bo, Luo Xubiao, Yao Shouzhuo. Определение танина в чае методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенными фазами / Sepu = Chin. J. Chromatogr, 2003, 21, № 4, с. 400-402. 170. Zuo Yuegang, Chen Hao, Deng Yiwei. Simultaneous determination of caffeine and gallic acids in green, Oolong black and pu-erh teas using HPLC with a photodiode array detector/– 2002, 57, № 2, С. 307-316. 182 ПРИЛОЖЕНИЕ А 183 ПРИЛОЖЕНИЕ А 184 ПРИЛОЖЕНИЕ А 185 ПРИЛОЖЕНИЕ А 186 ПРИЛОЖЕНИЕ А 187 ПРИЛОЖЕНИЕ А 188 ПРИЛОЖЕНИЕ Б 189 ПРИЛОЖЕНИЕ Б 190 ПРИЛОЖЕНИЕ Б 191 ПРИЛОЖЕНИЕ Б 192 ПРИЛОЖЕНИЕ В 193 ПРИЛОЖЕНИЕ В 194 ПРИЛОЖЕНИЕ В 195 ПРИЛОЖЕНИЕ В 196 ПРИЛОЖЕНИЕ В 197 ПРИЛОЖЕНИЕ В 198 ПРИЛОЖЕНИЕ В 199 ПРИЛОЖЕНИЕ В 200 ПРИЛОЖЕНИЕ В
