автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Формирование чайных композиций с заданными потребительскими характеристиками

На правах рукописи

КОРЖНЕВ

Евгений Николаевич

ФОРМИРОВАНИЕ ЧАЙНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С ЗАДАННЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность: 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

31 СКТ 2013

005536006

Москва - 2013

005536006

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре «Технология сахаристых, бродильных производств и виноделие»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

- кандидат технических наук, доцент Мойсеяк Марина Борисовна

- Богатырева Татьяна Глебовна

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО "Московский государственный университет пищевых производств", профессор кафедры "Технология переработки растительного сырья"

-Дикарева Юлия Михайловна

кандидат технических наук, заведующая аналитическим отделом ООО НЦ "Малотоннажная химия"

Ведущая организация:

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности

Защита состоится «21» ноября 2013 года в 12.00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.08 при ФГБОУ ВПО "Московский государственный университет пищевых производств" по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.11, корп. А, ауд. 302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО "Московский государственный университет пищевых производств", по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.11, корп. А.

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах ВАК РФ Министерства образования и науки РФ http://vak.ed.gov ги/ш/^зеПаПоп/ и ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» http://mgupp.ru

Автореферат разослан «21 »октября 2013 г.

Ученый секретарь Совета Д 212.148.08

к.х.н., доц. В.С. Штерман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследовании. На сегодняшний день чай остается одним из наиболее потребляемых пищевкусовых продуктов в мире. Объем мирового рынка чая в натуральном выражении на прошлый год составил около 3,9 млн. т в натуральном выражении, в России - около 170 тыс. т, а в денежном выражении приблизительно 40 млрд. рублей. Ежегодно среднестатистический россиянин потребляет немногим более 1,2 кг чая в год, при этом 90% составляет черный чай.

В условиях достаточно жесткой конкуренции производители пытаются увеличивать свою долю на рынке за счет новых продуктов, необычных вкусов и более удобных и оригинальных упаковок. В последнее время новые сегменты развивались за счет купажей черного чая, различных вкусовых сочетаний. Маркетинговая стратегия для товаров этого сегмента, как и для сегмента зеленого чая, в основном построена на тренде здорового образа жизни.

Высокая стоимость и популярность листовых сортов чая, создают предпосылки для многочисленных способов его фальсификации. В этой сфере за последнее время, достигнут значительный прогресс, поскольку для различных типов пищевых продуктов, в том числе и для чая, проведение экспертизы подлинности с целью идентификации осуществляется путем определения маркеров (эталонов) и характеристических показателей, позволяющих оценивать происхождение продукта, соблюдение технологий производства и правильность маркировки готовой продукции. В частности, для черного чая к числу подобных параметров можно отнести общее содержание катехинов, галловой кислоты и кофеина.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью исследования современных органолептических и биохимических методов оценки качества чайного сырья и готовой продукции и применении их при разработке чайных композиций с заданными потребительскими свойствами - высоким содержанием полезных и биологически активных веществ, а также высокими органолептическими характеристиками.

Степень разработанности темы. Данные литературы показывают, что купажирование торговых сортов чая осуществляется только с использованием сенсорной оценки качества. При этом данные о содержании биологически активных веществ чайного сырья, его антиоксидантной активности (АОА) позволили бы составлять чайные композиции с заданными потребительскими свойствами.

Цель и задачи исследований. Цель настоящих исследований состоит в разработке и товароведной оценке чайных композиций, составленных с применением современных методов определения ключевых биохимических компонентов чая, таких как кофеин, танин (в пересчете на галловую кислоту), катехины и их суммарное количество, обусловливающих

его биологическую ценность, а также комплекса органолептических методов аналитической

и потребительской оценки.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести исследование рынка чая, выявить предпочтения потребителей в отношении различных категорий чайной продукции.

2. Провести одновременное количественное определение основных биохимических компонентов чая (кофеина, галловой кислоты и суммарного содержания катехинов) методом ВЭЖХ-УФ, суммарной АОА активности методом кулонометрического титрования.

3. Составить математическое описание взаимосвязи биохимического состава, органолептических характеристик и АОА различных сортов чая.

4. Предложить метод идентификации чайного сырья по положению полос поглощения ИК-спектров.

5. Разработать ускоренный метод качественной оценки чайного сырья, основанный на определении основных биохимических компонентов чайных экстрактов.

6. Обосновать применение современных методов органолептического анализа для создания чайных композиций в соответствии с потребительскими предпочтениями.

7. Разработать чайные композиции с использованием современных методов органолептического анализа и предложенных методов определения антиоксидантной активности (АОА) и основных биохимических компонентов экстрактов чайного сырья.

Научная новизна. По итогам выполненного комплексного исследования получены

следующие научные результаты:

- предложено математическое описание взаимосвязи между содержанием основных биохимических компонентов чая (кофеина, галловой кислоты и суммы катехинов) и его органолептическими характеристиками;

- предложено научное обоснование комплексной оценки качества чайного сырья не только по органолептическим показателям, но и по содержанию основных биологически активных веществ (БАВ);

- предложен метод одновременного определения содержания алкалоидов и полифенолов чая на основе ВЭЖХ с ультрафиолетовым детектированием;

- предложено оценивать сенсорные характеристики чая во взаимосвязи с его АОА, обусловленной изученными в данной работе полифенольными соединениями (галловой кислотой, суммой катехинов);

- рекомендовано оценивать качество чая по положениям полос поглощения ИК-спектров;

- разработан метод составления купажей готовой продукции с учетом данных о содержании основных биологически активных веществ в чайном сырье.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате обобщения проведенных исследований для практического использования в товароведной оценке чайного сырья и готовой продукции сформулированы предложения, перечисленные ниже.

- Разработана концепция оценки качества чая, основанная на совокупном определении органолептических показателей, содержании основных биологически активных компонентов чая (кофеина и полифенолов), а также АО А.

- Предложена современная методика одновременного количественного определения кофеина, теобромина, теофиллина, галловой кислота, суммы катехинов и каждого из шести катехинов в отдельности методом ВЭЖХ с ультрафиолетовым детектированием.

- Рекомендовано оценивать качество чая также по АОА, определяемой кулонометрическим методом.

- Разработана концепция ускоренного метода оценки качества чая, основанного на определении ИК-спектров чайных образцов.

- Составлены купажи (торговые сорта) чая из сырья различных чаепроизводящих регионов, с определенным набором БАВ, оригинальными органолептическими характеристиками и разработаны рецептуры чая с высокой АОА.

Методология и методы исследования. Объектами на различных этапах исследования являлись: потребительские предпочтения относительно различных видов и сортов чая и чайной продукции; образцы чайного сырья из чаепроизводящих стран Китая, Тайваня, Индии, Шри-Ланки, Кении, Вьетнама; образцы готовой чайной продукции -купажи, произведенные на территории России и приобретенные в сетях розничной торговли; природные вкусоароматические добавки, в том числе ройбуш, лимонная трава и гибискус.

Для органолептического анализа использованы методики ГОСТ 1937-90 "Чай черный байховый нефасованный. Технические условия", ГОСТ 1938-90 "Чай черный байховый фасованный. Технические условия", ISO 6658:2005 «Органолептический анализ. Методология. Общее руководство» и ISO 11035:2005 "Органолептический анализ. Идентификация и выбор дескрипторов для установления органолептических свойств при многостороннем подходе". Содержание влаги и водорастворимых экстрактивных веществ определяли по ГОСТ 1936-85 "Чай. Правила приемки и методы анализа" и ГОСТ Р ИСО 9768

- 2011 "Чай. Метод определения водорастворимых экстрактивных веществ" соответственно. Количественная оценка основных биохимических веществ проводилась методом ВЭЖХ с ультрафиолетовым детектированием. ИК-спектры образцов чая снимали на ИК-Фурье

спектрометре Spectrum 100 (Perkin Elmer, США). Определение суммарной антиоксидантной активности проводилось методом кулонометрического титрования на анализаторе Эксперт-006 (Россия).

Положения, выносимые на защиту. Рассмотрение качества чайного сырья и готовой продукции, способов его оценки, стандартов качества; обоснование выбора современных методов и показателей качества чайного сырья и готовой продукции; экспериментальное подтверждение применения современной методики ВЭЖХ для одновременной количественной оценки основных БАВ чая; теоретическое обоснование и результаты тестирования образцов чая методом ИК-Фурье спектроскопии; основные качественные показатели купажей чайной продукции, разработанного с использованием совокупного определения органолептических и биохимических показателей чайного сырья.

Степень достоверности и апробация результатов. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на выставках и научных конференциях различного уровня: XIII Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи "НТТМ-2013" (Москва, июнь 2013), Межведомственная научно-практическая конференция "Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных товаров" - "Товаровед 2013" (МГУПП, Москва,апрель 2013), X научно-практическая конференция с международным участием "Экспертиза, оценка качества, подлинности и безопасности пищевых продуктов" (МГУПП, Москва, ноябрь 2012), III научно-практическая конференция "Контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктов" (МГУПП, Москва,ноябрь 2011), III международная конференция "Безопасность, качество и экология пищевых продуктов и производств" (МГУПП, Москва, 2011), IX международной научно-практической конференции "Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты" (МГУПП,Москва, 2011).

Публикации. Основные результаты исследования изложены в 7 печатных работах, в том числе в 2 изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и приложений. Содержание диссертации изложено на 151 страницах основного текста, включает 24 рисунка и 15 таблиц. Список литературы включает 128 наименований, в том числе зарубежные источники.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирована цель работы, определены задачи исследования и научные положения, выносимые на защиту, показана научная новизна и практическая значимость проведенных исследований.

Глава 1 «Аналитический обзор литературы» представляет собой критический анализ нормативной, технической, научной литературы по теме диссертации. Рассмотрены регионы произрастания, классификация, ассортимент, отечественные и международные требования и стандарты качества чая, факторы, формирующие потребительские свойства чая и чайных напитков. Особое внимание уделено основным химическим веществам продукта, таким как алкалоиды, антиоксиданты и витамины, определяющим его качество и формирующим, одно из важнейших потребительских свойств - полезность для здоровья. Проведен анализ современных аналитических методов качественного и количественного определения данных веществ в чае. Приведены примеры использования метода ИК-Фурье спектроскопии для качественного и количественного определения основных биохимических компонентов продукта. Рассмотрены современные методы органолептического анализа -потребительской и аналитической оценки и примеры их использования при оценке качества чайного сырья и готовой продукции. Описан процесс купажирования, как определяющий этап получения готового продукта, путем смешения сырья различного происхождения, органолептических и биохимических показателей. Приведены примеры составления торговых сортов. В заключении аналитического обзора сформированы цели и задачи исследования.

В Главе 2 «Экспериментальная часть» представлены объекты и методы исследования, анализ рынка и потребительских предпочтений, а также результаты экспериментов и их обсуждение. Экспериментальные исследования проводились на базе Научно-исследовательской эталонной лаборатории для оценки содержания наноматериалов и наночастиц в составе продукции сельского хозяйства, пищевых продуктах и упаковочных материалах МГУПП, лаборатории кафедры "Технология сахаристых, бродильных производств и виноделие".

2.1 Анализ рынка и потребительских предпочтений

Рынок чая и чайных напитков в России является насыщенным, составляет около 170 тыс. тонн, в денежном выражении приблизительно 40 млрд рублей. Российский рынок чая -один из самых консолидированных. Пять компаний - Unilever, Орими-Трэйд, May Foods, СДС-ФУДС и Сапсан контролируют около 80% всего рынка в натуральном выражении и 77% - в стоимостном, остальные 20-25% приходятся на долю более мелких компаний.

Потребительские предпочтения по отношению к черному и зеленому чаю не меняются уже давно и составляют 90% и 10% соответственно, при этом незначительную часть составляют ароматизированные чаи. Среди качественных изменений - растущий спрос потребителей на пакетированный чай, растущий интерес к премиальным продуктам. В последнее время новые сегменты развивались за счет кулажей, различных вкусовых сочетаний. Сохраняется потребительский интерес к экзотическим сортам чая пуэр, лапсанг сушонг, оолонг, и постепенно растет доля дорогих сортов китайского чая. Маркетинговая стратегия для товаров данного сегмента, как и для сегмента зеленого чая, в основном построена на тренде здорового образа жизни.

В данной работе было проведено анкетирование для получения информации о пожеланиях и предпочтениях потребителей в отношении чая. В опросе приняли участие

респонденты в возрасте от 18-60 лет, из них 42% мужчин и 58% женщин, (рисунки 1 и 2):

шчерный

ароматизированный ш. зеленый

ароматизированный Ш композиционный

А020

20-30 30-40 40-55 более 55

Рисунок 1 - Оценка предпочтений чая среди различных возрастных категорий оп/ 2% ,_з%

1

□ несколько раз в день

Шодин раз в день

□ несколько раз в неделю

□ редко

■ вообще не пью чай

Рисунок 2 - Оценка частоты потребления чая в течение дня

разновидность чая бренд цена упаковка производитель страна..

Рисунок 3 - Исследование критериев выбора чая потребителем

Как видно из рисунка 2 ежедневно потребляют чай 92% респондентов, 80% из них несколько раз в день. Данные рисунка 1 подтверждают исторически сложившуюся особенность потребления чая в России - большинство предпочитают черный чай, также наблюдается интерес к чайным композициям практически во всех возрастных категориях.

Из данных рисунка 3 следует, что потребитель выбирает чай по разновидности, бренду и цене, хотя отличия во вкусе обуславливаются страной происхождения. Маркетинг остается самым значимым инструментом формирования предпочтений потребителя. На

вопрос, предпочли ли бы Вы открыть для себя новые вкусы напитка классическому черному чаю, 95% респондентов дали положительный ответ.

7% 3%

О вкус наромат

□ послевкусие

□ цвет настоя

в пакетиках

10м-

в картонной пачке весовой чай в жестяной банке

О

20 40 60

Рисунок 4 - Исследование предпочтений потребителя по виду упаковки

Рисунок 5 - Определение критериев потребительской оценки

Чаще всего опрошенные потребители выбирают чай в пакетиках (рисунок 4), это можно объяснить тем, что большинство респондентов ведут активный образ жизни, а пакетированный чай очень удобен в использовании. Необходимо отметить, что упакованный в картонную коробку чай предпочитают весовому, внешний вид которого оценить гораздо легче.

Для 58% респондентов вкусовые ощущения - основные при употреблении напитка, для 22% чай в первую очередь должен быть ароматным, лля 10% опрошенных важно наличие послевкусия.

Получив ответы респондентов на вопрос, какие вкусовые характеристики Вас привлекают в черном чае, можно представить следующее описание: черный чай -тонизирующий полезный напиток с терпким вкусом и выраженным послевкусием.

2.2 Обоснование и отбор образцов для проведения исследования

Каждый образец, отобранный для настоящего исследования представляет собой некупажированный (моносортовой) чай, классифицированный в соответствии с международной системой классификации категорий качества чайного листа, основанной на размере чайного листа и его механической обработке, определенной степени ферментации и места происхождения.

Для каждого образца определен сорт в соответствии с ГОСТ 1937-90 и балл органолептической оценки по десятибалльной шкале. Протоколы органолептической оценки приведены в приложении к диссертации. В таблице 1 представлены отобранные для исследования образцы чайного сырья.

Согласно баллам органолептической оценки, а также международной классификации все 17 образцов чая можно условно разделить на три группы: высококачественные чаи премиального сегмента (5,75-7,0); качественные чаи среднеценового сегмента (3,5-5,25); низкокачественные чаи экономичного сегмента (1,75-2,75). При рассмотрении выделенных катего-

рий чая необходимо проследить различия в составе ключевых компонентов, выделить наиболее ценные с биохимической точки зрения образцы и сопоставить результаты органо-

лептической оценки с содержанием основных биологически активных веществ чая, а также его АОА.

Таблица 1 - Исследуемые образцы чайного сырья

Классификация по степени ферментации Международная классификация Страна происхождения Балл органолептической оценки Сорт

Черный байховый FTGFOP Китай 7,0 букет

Черный байховый TGFOP Индия 6,5 букет

Черный байховый TGFOP Китай 6,25 букет

Черный байховый TGFOP Китай 5,75 букет

Черный байховый TGFOP Китай 5,75 букет

Черный байховый GFOP Китай 5,25 высший

Черный байховый FOP Е Кения 4,75 высший

Черный байховый GFOP Е Китай 4,75 высший

Черный байховый OP 1 Шри-Ланка 4,5 высший

Черный байховый FOP Китай 4,5 высший

Черный пакетированный ВОР Шри-Ланка 3,5 первый

Черный пакетированный F1 Кения 2,75 первый

Черный пакетированный PF Китай 2,5 первый

Черный резаный PS Вьетнам 2,25 второй

Черный пакетированный PD Индия 2,0 второй

Черный гранулированный BP Китай 2,0 второй

Черный пакетированный BTF Вьетнам 1,75 третий

23 Оценка качества чайного сырья по выбранным показателям

Согласно выводам из литературного обзора был составлен перечень из пяти физико-химических и органолептических методов анализа, по результатам которых можно получить наиболее полную информацию о биохимическом составе чайного сырья, содержании в нем БАВ и сделать заключение о его качестве по органолептической оценке, содержанию влаги и водорастворимых экстрактивных веществ, а также кофеина, суммы катехинов и галловой кислоты, антиоксидантной активности, ИК-спектрам.

На основе экспериментальных данных о содержании водорастворимых экстрактивных веществ, БАВ и АОА из 17 образцов чая выбраны 4 наиболее подходящих образца для составления торгового сорта классического черного пакетированного чая и чайной композиции с добавлением растительного сырья с повышенной АОА: ройбуш, лимонная

и

трава, гибискус. Чайные композиции составлены с использованием указанных потребительских и аналитических методов органолептической оценки.

2.3.1 Исследование содержания влаги и водорастворимых экстрактивных веществ

Полученные результаты определения массовой доли влаги в анализируемых образцах чая соответствуют стандарту, а именно: влажность чая не превышает допустимого значения 8%, за исключением образцов для пакетированного ВТР, что может говорить о дефекте этого чая или нарушении правил транспортировки и хранения. Результаты по выходу экстрактивных веществ при заваривании чая представлены на рисунке 6.

Номер и классификация образца

Рисунок 6 - Исследование водорастворимых экстрактивных веществ образцов черного чая

Из диаграммы на рисунке 6 видно, что выход экстрактивных веществ находится в пределах 25,41 - 44,47%. Пониженный выход экстрактивных веществ (ниже 30%) имеют образцы сырья ВТР и РБ для производства пакетированного чая, что говорит о низком их качестве.

2.3.2 Исследование основных БАВ в чае

Определение рекомендованных компонентов чая, определяющих его качество (кофеина, суммы катехинов, галловой кислоты и пуриновых алкалоидов), проводились методом ВЭЖХ с УФ детектированием (таблица 2).

Таблица 2. Содержание основных биологически активных веществ в образцах чая

№ Чай Класс. Страна происхо ждения Количеств, биохимические показатели, мг/г Балл органолептич еской оценки Сорт

ГК ТБ ТФ КФ I кат-в ЭГК К ЭК ЭГКГ ГКГ ЭКГ

1 Черный байховый ОР 1 Шри-Ланка 7,31 2,93 0,53 29,58 20,77 5,11 2,19 3,72 8,38 0,82 0,55 4,5 высший

2 Черный байховый ТОРОР Китай 4,65 0,58 0,34 35,89 13,23 2,55 3,15 3,81 2,31 0,86 0,55 5,75 букет

3 Черный байховый ТОРОР Индия 8,64 1,51 0,79 35,14 83,26 19,61 6,23 8,48 43,19 3,95 1,80 6,5 букет

4 Черный байховый ГОР Китай 8,96 3,62 0,07 53,73 17,08 9,12 0,51 1,29 4,85 0,61 0,64 4,5 высший

5 Черный байховый СРОР Китай 8,52 2.83 0,11 53,88 14,08 6,92 0,60 1,08 3,95 0,66 0,87 5,25 высший

6 Черный байховый ТвРОР Китай 11,04 4,21 0,26 57,63 13,39 2,28 0,69 1,69 6,26 1,66 0,81 5,75 букет

7 Черный байховый ТвРОР Китай 17,08 5,52 0,07 69,38 23,19 11,06 1,36 2,14 6,84 0,84 0,95 6,25 букет

8 Черный байховый РТСРОР Китай 23,18 4,26 0,16 64,82 23,79 13,78 0,53 1,49 5,11 1,92 0,97 7,0 букет

9 Черный байховый ГОР Кения 4,26 1,28 0,17 45,77 23,63 8,76 1,26 1,02 11,46 0,92 0,21 4,75 высший

10 Черный байховый бРОР Китай 9,68 4,54 0,10 54,81 14,97 7,48 0,59 1,18 4,05 0,71 0,96 4,75 высший

11 Черный резаный Р8 Вьетнам 2,18 0,52 0,06 26,46 4,41 1,21 0,65 0,88 1,14 0,41 0,12 2,25 второй

12 Черный гранулированный ВР Китай 2,76 2,67 0,16 26,34 6,60 1,16 0,42 0,32 3,82 0,20 0,68 2,0 второй

13 Черный черный пакетированный ВОР Шри-Ланка 2,93 1,98 0,41 36,71 16,81 4,42 0,84 0,62 8,83 0,96 1,04 3,5 высший

14 Черный черный пакетированный Р1 Кения 2,92 1,98 0,13 40,04 8,57 2,64 0,71 0,48 4,32 0,34 0,08 2,75 первый

15 Черный черный пакетированный ВТР Вьетнам 0,00 0,00 0,00 23,98 2,83 0,98 0,28 0,58 0,71 0,22 0,06 1,75 третий

16 Черный черный пакетированный рр Китай 2,78 0,71 0,24 30,49 6,15 1,03 0,31 0,24 3,22 0,59 0,76 2,5 первый

17 Черный черный пакетированный РО Индия 0,00 0,00 0,00 44,19 5,84 0,00 0,00 0,31 5,12 0,26 0,15 2,0 второй

Галловая кислота ГК Сумма катсхинов

Теобромин ТБ Эпигаллокатехин

Теофиллин ТФ Катехин

Кофеин КФ Эпикатехин

К-иы Эпигаллокатехин гаплат ЭГКГ

ОГК Галлокатехин галлат ГКГ

К Эпикатехин галлат ЭКГ ЭК

Установлено, что различия в содержании БАВ высококачественных листовых образцов и образцов для производства пакетированного чая' существенны (таблица 2). По содержанию кофеина и галловой кислоты, количественно отражающей дубильные вещества чая и обусловливающей терпкость настоя, необходимо выделить образцы китайского черного чая из провинции Юнань №№4-8. В линейке данных высококачественных чаев содержание кофеина варьируется от 53,7 мг/г до 69,4 мг/г, что сравнимо с некоторыми сортами кофе. В молодых листьях чайного побега (флеши) количество кофеина максимально, а с ростом листа его содержание уменьшается. Поэтому высококачественный чай получают из двух- и трехлистных флешей. В процессе переработки зеленого листа чая содержание кофеина изменяется незначительно, что позволяет судить о качестве готового продукта по содержанию этого компонента. Кроме этого данные образцы обладают хорошей терпкостью, что подтверждает высокое содержание галловой кислоты 9-23 мг/г чая. Сырье для пакетированного чая характеризуются достаточно низким содержанием галловой кислоты и средним содержанием кофеина.

Из результатов анализа видно, что в образцах высококачественного черного чая суммарное содержание катсхинов значительно, что подтверждает использование при переработке молодых чайных листьев, поскольку с огрублением листа катехиновая фракция заметно уменьшается. Суммарное количество катехинов листовых чаев находится в пределах от 13,2 до 23,8 мг/г, лучших образцов - около 23 мг/г, а пакетированных - от 4,4 до 8,6 мг/г.

Эпигаллокатехин галлат (ЭГКГ) - один из важнейших катехинов чая. В процессе ферментации ЭГКГ является основным субстратом для действия полифенолоксидазы, в результате ферментативно-окислительных превращений которого формируется качество чайного продукта и прежде всего черного чая. Поэтому слишком большое количество неокисленного ЭГКГ в черном чае, произведенном по классической технологии, может свидетельствовать о недостаточно продолжительной ферментации в ходе технологической обработки продукта.

Для установления влияния биохимических компонентов на качество чая, показатель органолептической оценки принимали за выходную величину (У), а в качестве входных переменных - содержание галловой кислоты (XI), кофеина (Х2) и общее количество катехинов (ХЗ).

Обобщенное уравнение регрессии второй степени для трех факторов имеет вид:

У=а0+а1*х1+а2*х2+аЗ*хЗ+а4*х1л2+а5*х2л2+а6*хЗл2+а7*х1*х2+ а8*х1*хЗ+а9*х2*хЗ+а10*х1*х2*хЗ

Методом наименьших квадратов были получены коэффициенты регрессионного уравнения:

аО = -19.925090 а1 = -15.249415 а2 = 1.8147067

аЗ = 2.6847167 а4 = -.095604630 а5 = -.019019616

аб = -.025157922 а7 = .25348301 а8 = .44894267

а9 = -.067110817 аЮ = -.0050501122

Была проведена проверка вышеприведенного уравнения на адекватность. а=0,28Е-9%<5% по ГОСТ; Я=0,99 -> 1; 1к=10681,34»2; И > Рк 12,06>3,41 ,где Х1=ГК - содержание галловой кислоты, мг/г; Х2=К - содержание кофеина, мг/г; ХЗ=СК - суммарное содержание катехинов, мг/г; У=0 - показатель органолептической оценки.

Из уравнения регрессии видно, что чем больше содержание в чае кофеина, галловой кислоты и катехинов, тем выше показатель органолептической оценки. Также с помощью данной взаимосвязи можно оценивать уровень качества чая в зависимости от содержания основных биохимических веществ.

2.3.3 Исследование антиоксндантной активности (АОА)

Определение суммарной АОА проводилось методом кулонометрического титрования в соответствии с методикой "Суммарная антиоксидантная и оксидантная активность. Методика выполнения измерений на кулонометрическом анализаторе". Для определения АОА была сделана выборка из 10 образцов чая, содержащих наибольшие и наименьшие количества галловой кислоты, суммы катехинов и шести из них. Образцы были разделены на две группы в зависимости от качества и размера листа. Результаты оценки антиоксндантной активности чая в сопоставлении со стандартной органолептической оценкой представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Оценка антиоксндантной активности в сопоставлении со стандартной органолептической оценкой сортов чая

Размер чайного листа Международная классификация сорта АОА. мг аскорбиновой к-ты / г сухого чая Органолептическая оценка

Крупнолистовой FTGFOP 277,8 7,0

TGFOP 261,8 6,25

FTGOP 242,9 5,75

GFOP 194,3 5,25

FOP 165,7 4,5

Ломанный ВОР 149,2 3,5

Высевка F1 133,2 2,75

Пыль PD 98,2 1,75

Высевка PF 116,9 2,5

Высевка BTF 108,9 2,0

Поскольку АОА рассматривалась, как один из параметров качества чая также проведен корреляционный анализ.

I 0-Х)(У-У) Гу* Шх-х)21(у-у)2

гух1 = 0,95; гух2 = 0,86; гух3 = 0,44; гухА = 0,78; гух5 = 0,60; гух6 = 0,83; гух7 = 0,67 Значимость полученных парных коэффициентов корреляции была проверена с помощью Г-критерия Стьюдента. Коэффициенты считаются значимыми если выполняется условие |1набл| > 1кр„т По таблице определено 1крнт(п-т-1 ;а) = (8;0.05) = 2,3.

Вышеприведенный расчет отражает значимые корреляции между шестью из восьми показателями. Количество галловой кислоты, общее количество катехинов, ЭГК, ЭК, ГКГ и ЭСП имеют тесную взаимосвязь с показателем АОА. Интересно, что содержание одного из наиболее эффективных антиоксидантов - ЭГКГ не влияет на уровень антиоксидантной активности чая. Рисунки 8,9,10 демонстрируют диаграммы рассеяния наиболее коррелированных величин.

эсдтсег^о* АлПаайэнг ашЛ* ¡Слзвстзе (¡10 <1е1еиоп] ,..

Л' '' г. ¿г '".¡;. пб 4? * '! В574 ' ас«! 1".*'

С<*ге(лиоп.г=0,95199 *»<

Рисунок 8 - Диаграмма рассеяния для Галловой к-ты, г = 0,95

эсаИегр*« Тш'схесгжъ л: АпадкЗиЧас!гл!у №' Л

Агаэвсаге АТЛКУ = 19 003 - 7 4012' ГСйижмЬтя

Сснтечъол г = 0 Э55Ю - п.-югм

100 80

< е г м ! 41 -:г и 1Н8 а а у ж а з г *

ГоШгМ«««, [ .„«ИИ .«№■>.)

Рисунок 10 - Диаграмма рассеяния для Суммы кат-в. г = 0,86

йсааегрм ВС V:' ЛмюхЛлм МО

Ляьомйак асии* = 38 659 * 66345 - £С Сол&я&гп г=0.8" 13

ь'1 , \ - /

60 ^-------------—-----—-—-----------■--------------------з - ------------------

-02 0 0 0.2 0.1 06 0Ё 1,0 1 2 1 4 I 6 1 8 2.0 2 2 2 4 26 0 2 4

Рисунок 9 - Диаграмма рассеяния для ЭК, г = 0,91 В действительности, не только катехины влияют на антиоксидантную активность, но также и количество галловой кислоты, так как корреляция для этого вещества самая высокая. Эпикатехин отличается наибольшей корреляции среди катехинов.

Полученные результаты выявили взаимосвязь между содержанием основных химических компонентов, сорта чая, его антиоксидантной активности и

органолептической оценки, позволяющую

определять сорт чая (таблица 4).

Таблица 4 - Рекомендуемые нормы основных показателей черного чая (галловая кислота, сумма катехинов, АОА, органолептическая оценка черного чая во взаимосвязи с

Размер листа Международная классификация Галловая кислота, мг/г Сумма катехинов, мг/г АОА, мг аскорбиновой к-ты / г сухого чая Органолеп тическая оценка Сорт

Крупнолистовой FTGFOP 8-24 17-23 190-280 5-10 букет

TGFOP

FTGOP

GFOP

FOP 3-7,9 10-16,9 145-198,9 3,5-4,75 высший

Ломанный ВОР

Высевка F1 0-2,9 2-9,9 100-144,9 2,75-3,25 первый

Высевка PF 100-144,9 2,0-2,5 второй

Высевка BTF второй

Пыль PD 80-99,9 1,0-1,75 третий

международной классификацией

Определено содержание 1! основных компонентов в 17 образцах черного чая из разных чаепроизводящих регионов с помощью ВЭЖХ-УФ. Проведенный регрессионный анализ продемонстрировал, что основной вклад в органолептический показатель качества вносят два биохимических компонента - содержание галловой кислоты и суммарного количества катехинов, в результате чего было получено уравнение регрессии. Вместе с тем была установлена корреляционная зависимость между содержанием галловой кислоты, суммарного количества катехинов, а также отдельными катехинами - ЭГК, ЭК, ГКГ, ЭКГ и уровнем антиоксидантной активности чая. Коэффициенты корреляции равны 0,95; 0,86; 0,78; 0,91; 0,83 и 0,67 соответственно. Таким образом, взаимосвязи, установленные в данном исследовании, могут широко использоваться в оценке качества чая.

2.3.4 Исследование ИК-спектров образцов чайного сырья

ИК-спектры снимали в режиме пропускания, в диапазоне 4000-450 см"1 и разрешении 4 см'1 . Каждый спектр являлся средним по результатам шестнадцати сканирований. Их обработка осуществлялась при помощи встроенного программного обеспечения Spectrum. Было установлено, что в диапазоне ИК-Фурье спектрометр Spectrum 100 4000-2000 см"1 находится широкая и интенсивная полоса поглощения, связанная с деформационными и валентными колебаниями групп - ОН. Он, как и диапазон 600-400 см"1, в котором наблюдается высокий уровень шумов, были исключены из исследования. Спектры образцов чая представлены в оптимальном для анализа диапазоне 1800-600 см"1.

Для анализа был выбран образец кенийского чая F1 - две параллельно приготовленные в одинаковых условиях пробы.

lïae.î 1-Ю iwd ¡v.'¡ i4oc ;зое neo и» îwî и и » «t я jíoo I К»Н1и Ti npoi* 1

Рисунок 11 - Сравнение ИК-спектров эталонного образца чая F1 с исследуемым кенийским чаем F1

Как видно из спектра, образец имеет схожий, но неодинаковый набор полос поглощения в рассматриваемом интервале. Наиболее широкая и интенсивная полоса поглощения образована перекрывающимися валентными колебаниями карбонильной группы (-С=0) — 1697 см"1 и 1644 см"', особенно хорошо выраженными на спектрах кофеина и танина. Далее наблюдаются полосы поглощения валентных колебаний связей C-N - 1239 см" 1 кофеина, ароматического кольца С-С (1455 см"1), валентных и деформационных колебаний связей -СНг (1147 см"1), валентных колебаний связей С-О (1069 см"1) внеплоскостных колебаний связей С-Н (800-1000 см"1). Все обнаруженные полосы поглощения свидетельствуют о нахождении в составе экстрактов чая таких веществ, как полифенолы, кофеин, танин и эфирные масла.

При сравнении двух спектров образца, полученных в одинаковых условиях, коэффициент их сходимости составил 98%. Таким образом, сравнение ИК спектров можно использовать при сравнении эталонных образцов чайного сырья с сырьем, поставляемым на фабрику, а также при идентификации фальсифицированного чая при наличии спектра его эталона.

2.4 Составление купажей чайной продукции, на основе полученных физико-химических и органолептических показателей качества

Из полученных экспериментальных данных видно, что исследованные образцы значительно различаются друг от друга не только по органолептическим характеристикам, но и по биохимическому составу и АОА. Все образцы крупнолистового байхового китайского чая РОР, С ГОР, ТСИОР, РТОРОР и индийского ТСРОР подтвердили не только высокие вкусовые качества, но и исключительную ценность в отношении содержания БАВ, таких как кофеин, галловая кислота и катехины, что подтверждается их высокой АОА. Данные образцы черного чая необходимо рассматривать как продукты высокого качества и предлагать потребителям в моносортовом виде. Остальные образцы можно использовать для создания торговых сортов путем купажирования.

Согласно проведенному исследованию потребительских предпочтений, чайные композиции с использованием натуральных вкусоароматических добавок пользуются популярностью, так как предлагают новые вкусы привычного продукта. Основой для составления купажей с повышенным содержанием БАВ использовался цейлонский крупнолистовой чай ОР 1 - чай со средними органолептическими (4,5 балла) и биохимическими показателями, но содержит достаточное количество кофеина и катехинов, а также обладает высокой АОА. В качестве натуральных добавок к нему использованы имеющие высокую АОА (по литературным данным) ройбуш, гибискус и лимонная трава, которые внесли уникальные вкусовые оттенки, гармонично дополнили характерный вкус и аромат цейлонского чая, а также увеличили АОА напитка. Органолептический анализ купажей показал, что целесообразно заменять до 20% черного чая целью улучшения вкусоароматических характеристик сортового чая.

Количественный описательный (профильный) метод сенсорного анализа, позволил определить описать и количественно выразить сенсорные характеристики полученных продуктов, воспринимаемые органами чувств. При исследовании дескрипторов вкуса (горький, терпкий, травяной, пряный, цитрусовый, кислый, мягкий, сладковатый, фруктовый, свежий, выраженный, гармоничный и аромата) были выявлены наиболее предпочтительные характеристики, на основании которых для каждой их композиций определен желаемый профиль. Профильный анализ осуществлялся с использованием десятибалльной шкалы для оценки интенсивности каждого дескриптора.

Оценив по выбранным дескрипторам вкус, аромат и флейвор трех созданных композиций на основе черного чая с добавлением ройбуш, лимонной травы и гибискуса были получены вкусоароматические профили продуктов (рисунки 12,13,14).

Рисунок 12 - Вкусоароматический профиль Рисунок 13 - Вкусоароматический про-флейвора композиции черный чай/ройбуш филь флейвора композиции черный

чай/лимонная трава

В ходе исследований с использованием профильного метода было проведено сравнение теоретических (желаемых) профилей чайных композиций и полученных с добавлением 20% вкусоароматнче-ского компонента. Как видно, профило-граммы всех трех композиций достаточно близко описывают соответствие флейвора желаемым дескрипторам.

Рисунок 14 - Вкусоароматический профиль флейвора композиции черный чай/гибискус

Каждая из выбранных натуральных вкусоароматических добавок повышает в сравнении с образцом цейлонского чая показатель АОА на 10, 8 и 15% соответственно.

Создание продукта, сбалансированного по всем вышеприведенным параметрам торгового сорта - одна из основных задач чаепроизводящих компаний. Для составления композиций пакетированных чаев, сбалансированных торговых сортов, характеризующихся лучшими органолептическими и биохимическими оценками (таблица 6). Из пяти исследованных образцов сырья для пакетированного чая были выбраны три - ВОР (Шри-Ланка), РР (Китай), и Р1 (Кения). Два образца листового чая - ОР 1 (Шри-Ланка) и вРОР (Китай) для формирования крупнолистового купажа.

— желаемыи

Таблица 6 - Исследование биохимических показателей отобранных образцов чайного сырья

Чайное сырье Содержа ние в образце.% Страна происхожде ния Количеств, биохимические показатели, мг/г АОА, X, мг аскорбиновой кислоты на г чая Балл сенсорной оценки

ГК КФ Сумма катехинов

Лист ОР 1 70 Шри-Ланка 7,31 29,58 20,77 143,6 4,5

GFOP 30 Китай 9.68 54.81 14,97 194,3 4,75

Купаж 100% - 8,01 37,15 19,03 158,8 4.75

Мелкое вор 60 Шри-Ланка 2,93 36,71 16,81 149,2 3,5

F1 10 Кения 2,92 40,04 8,57 133,2 2,75

PF 30 Китай 2,78 30,49 6,15 116,9 2,5

Купаж 100% - 2,88 35,18 12,79 137,91 3,0

Мелкое сырье имеет приблизительно одинаковое содержание галловой кислоты, очень низкое в сравнении с листовыми чаями, количество кофеина выше у кенийского образца, однако сумма катехинов и содержание эпигаллокатехин галлата в два раза выше у образца из Шри-Ланки (таблица 6), что подтверждается высокой АО А. Таким образом, за основу купажа пакетированного чая следует взять сырье ВОР. Купаж крупнолистового чая будет состоять из цейлонского чая ОР 1 и китайского ОРОР. В выбранном соотношении компонентов это позволит оптимизировать биохимические показатели и уровень АОА.

Используя методы сенсорного анализа, определено оптимальное соотношение

компонентов композиции.

Основу смеси составляют образцы ВОР и РР, поскольку И1 в больших количествах дает слишком темный цвет настоя и горькое послевкусие. Его добавление в купаж был ограничено 10%.

Рисунок 15 - Диаграмма исследования потребительских предпочтений Дегустаторам были предложены 3 образца чайной смеси различной концентрации соотношения компонентов: 60% ВОР, 30% РР и 10% Р1; 45% ВОР, 45% РР и 10% Р1;30% ВОР, 60% РР и 10% Р1. В результате 63% дегустаторов предпочли соотношение, в основе которого лежит 60% цейлонского ВОР (рисунок 15). Это связано с тем, что с увеличением доли китайского чая композиция приобретает характерные ему подкопченный вкус и аромат, который перекрывал бы классический вкус и аромат цейлонского чая. 10% кенийского Р1 доводит средний цвет настоя до насыщенного выше среднего, что существенно улучшает

ш 60% ВОР, 30% PF и 10% F1

я 45% ВОР, 45% PF и 10% F1

» 30% ВОР, 60% PF и 10% F1

цвет настоя. Аналогично наиболее предпочтительным было выбрано соотношение 70:30 листового цейлонского ОР 1 и китайского йРОР соответственно. На рисунках 16,17 представлены профиль флейвора для двух чайных композиций.

Горьки й

й ватый -и-*«»желаемый

-60/30/10

—45/45/10 -30/60/10

Горьки й

й ный

»——желаемый

-70/30

........50/50

——30/70

Рисунок 16 - Вкусоароматический профиль Рисунок 17 - Вкусоароматический профиль флейвора купажей ВОР/РР/И1 флейвора купажей ОР 1 /ОРОР

Необходимо отметить положительные вкусовые характеристики купажа, присущие качественному пакетированному чаю: достаточно терпкий, полный, выраженный и гармоничный (рисунок 16). Анализируя дескрипторы аромата чая, также наиболее интенсивно выражены такие свойства, как выраженный и гармоничный, в то время как подкопченный аромат практически отсутствует.

Исследуя флейвор композиции, т.е. комплексное ощущение вкуса, аромата и послевкусия, необходимо отметить, что продукт по критериям полноты и гармоничности вкуса, выраженности аромата соответствует желаемому продукту. Терпкость вкуса и в опытном образце характеризуются меньшей интенсивностью, что допустимо для пакетированных чаев.

Крупнолистовой купаж представляет собой более дорогой аналог пакетированного, поскольку в его основе лежит высококачественное листовое сырье, и характеризуется большей терпкостью, выраженностью аромата и полной гармоничностью вкуса. В аромате присутствуют характерные листовому чаю цветочные оттенки.

В целом, полученные композиции и кулажи признаны качественными и сбалансированными по органолептическим и биохимическим показателям. Однавременно они обладали высокой АОА и значительным содержанием БАВ (кофеина, суммы катехинов, галловой кислоты и пуриновых алкалоидов) Все, описанные выше композиции и купажи были рекомендованы производству и оформлены в виде рецептур.

Заключение

1. Установлено, что создание чайных композиций с использованием натуральных вкусоароматических добавок является одной из тенденций развития рынка чайной продукции. Потребление классического черного чая по прежнему высоко среди различных возрастных групп населения.

2. Доказано, что наиболее важными биохимическими компонентами чая, обусловливающими не только его биологически активные свойства, но и органолептические характеристики являются галловая кислота, кофеин и общая суммы катехинов. Составлено математическое описание данной взаимосвязи этих показателей.

3. Предложен наиболее эффективный метод качественного и количественного анализа кофеина, танина (галловой кислоты), катехинов и их суммарного количества в чае на основе ВЭЖХ с УФ детектированием. Рекомендованы нормы содержания основных вществ черного чая (галлвой кислоты, суммы катехинов, антиоксидантной активности (АОА) и органолептической оценки во взаимосвязи с международной классификацией.

4. Научно обоснована необходимость определения уровня АОА чайного сырья и готовой продукции как товароведного показателя методом кулонометрического титрования.

5. Разработана концепция инструментального ускоренного метода идентификации чайного сырья и готовой продукции на основе ИК-Фурье спектроскопии.

6. Для разработки чайных композиций и кулажей успешно применен профильный метод органолептической оценки, а также метод ранжирования предпочтений.

7. Составлены рецептуры купажей (торговых сортов) чая из сырья различных чаепроизводящих регионов, с определенным набором биологически активных веществ (высокой антиоксидантной активностью 150,4-152,3 мг/г) и оригинальными органолептическими характеристиками.

Основные положения диссертации освещены в следующих публикациях

1. Коржнев, E.H. Методы оценки качества чайного сырья и готовой продукции/ E.H. Коржнев, М.Б. Мойсеяк. H.H. Котова, Д.Г. Титков//Пиво и напитки.-2013. -№4.-С. 69-71.

2. Коржнев, E.H. Роль основных биохимических компонентов в формировании качества чая/ E.H. Коржнев, М Б. Мойсеяк, H.H. Котова, Д.Г. Титков // Пиво и напитки.-2013. - №6. - С. 56-59.

3. Коржнев, E.H. Актуальные проблемы оценки качества чая в России/ E.H. Коржнев// Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных товаров "Товаровед

2013": сборник материалов. - Москва: ФГБОУ ВПО МГУПП, ФГБУ НИИПХ Росрезерва, 2013.- С.154-156.

4. Коржнев, Е.Н Метод ИК-Фурье спектроскопии (FTIR) как один из современных методов оценки качества чайного сырья/ E.H. Коржнев, М.Б. Мойсеяк, H.H. Котова, Д.Г. Титков// Экспертиза, оценка качества, подлинности и безопасности пищевых продуктов: сборник материалов. - Москва: ФГБОУ ВПО МГУПП, 2013. - С. 27-35.

5. Коржнев, E.H. Новый метод в органолептической оценке чая и чайных напитков/ E.H. Коржнев, М.Б. Мойсеяк, Кольцова Т.П., Лапаник A.A.// Безопасность, качество и экология пищевых продуктов и производств: сборник научных трудов. - Москва: ФГБОУ ВПО МГУПП,2012.-С. 108-115.

6. Коржнев, Е.Н Детектирование наноингредиентов в жидкофазных пищевых продуктах и БАД методом ДЛСР/ К.И. Попов, Е.Н. Коржнев, М.Б. Мойсеяк, H.H. Котова// Контроль содержания и безопасности наночасгиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктов: сборник материалов. - Москва: ФГБОУ ВПО МГУПП, 2011. - С. 19-27.

7. Коржнев, Е.Н. Значение ассортиментной диверсификации/ Е.Н. Коржнев, Шахова Е.А.// Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты.: сборник материалов. - Москва: ФГБОУ ВПО МГУПП, 2011. - С. 203-207.

Подписано в печать: 21.10.2013 Тираж: 100 экз.Заказ №990 Отпечатано в типографии «Реглет» . Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77 wwv.reglet.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

04201364804

Коржнев Евгений Николаевич

ФОРМИРОВАНИЕ ЧАЙНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С ЗАДАННЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность: 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических каук

Научный руководитель-Мойсеяк Марина Борисовна кандидат технических наук, доцент

Москва-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.....................................................................................'................4

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...............................10

1.1 Чай. Общие сведения и регионы произрастания........................................10

1.2 Страны - производители чая...................................................................................12

1.3 Типы и классификация чая.....................................................................................19

1.3.1 Классификация чая по исходному сырью..........................................................20

1.3.2 Классификация чая по степени ферментации....................................................21

1.3.3 Классификация чая по внешнему виду..............................................................24

1.3.4 Фабричный и торговый сорта чая.......................................................................27

1.4 Анализ российского рынка чайной продукции....................................................29

1.5 Российские и международные стандарты качества чайного сырья и готовой продукции......................................................................................................................31

1.6 Основные показатели качества чая........................................................................32

1.6.1 Органолептические показатели качества чая.Методы сенсорного анализа...33

1.6.2 Основные химические вещества чая..................................................................43

1.6.3 Современные методы определения ключевых компонентов чая....................49

1.6.4 Антиоксидантная активность чая как качественный показатель продукта...50

1.6.5 ИК-спектроскопия................................................................................................51

1.7 Купажирование и формирование чайных композиций.......................................54

1.8 Выводы из литературного обзора и задачи исследования............................56

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ПРЕДПОЧТЕНИЙ И ПОДБОР ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ..................................................58

2.1 Анкетирование и результаты исследования потребительских предпочтений.................................................................................................................59

2.2 Обоснование и отбор образцов для проведения исследования........................65

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБРАЗЦОВ ЧАЯ ПО ВЫБРАННЫМ ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИМ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ.........................................................................................................73

3.1 Органолептическая оценка качества

73

3.2 Оценка качества чая по физико-химическим показателям.................................74

3.2.1 Исследование содержания влаги и водорастворимых экстрактивных веществ...........................................................................................................................75

3.2.2 Исследование ключевых компонентов - кофеина, суммы катехинов и галловой кислоты...........................................................................................................78

3.2.3 Исследование антиоксидантной активности (АОА).......................................88

3.2.4 Исследование РЖ-спектров образцов чайного сырья..................................95

ГЛАВА 4. СОСТАВЛЕНИЕ КУПАЖЕЙ ЧАЙНОЙ ПРОДУКЦИИ, НА ОСНОВЕ ПОЛУЧЕННЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА.......................101

4.1 Применение метода ранжирования предпочтений потребителей...................107

4.2 Применение профильного метода сенсорного анализа....................................112

Основные выводы и рекомендации..........................................................................121

Приложение А...............................................................................................................123

Приложение Б...............................................................................................................126

Приложение В...............................................................................................................130

Приложение Г...............................................................................................................131

Приложение Д...............................................................................................................143

Приложение Е...................................................................................145

Список литературы................................................................................................150

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследований

На сегодняшний день чай остается одним из наиболее потребляемых пищевкусовых продуктов в мире. Объем мирового рынка чая в натуральном выражении на 2012 год составил около 3,9 млн т, в России - около 170 тыс. т, а в денежном выражении приблизительно 40 млрд рублей. Ежегодно среднестатистический россиянин потребляет немногим более 1,2 кг чая в год, при этом 90% составляет черный чай.

В условиях достаточно жесткой конкуренции производители пытаются увеличивать свою долю на рынке за счет новых продуктов, необычных вкусов и более удобных и оригинальных упаковок. В последнее время новые сегменты развивались за счет купажей черного чая, различных вкусовых сочетаний. Маркетинговая стратегия для товаров этого сегмента, как и для сегмента зеленого чая, в основном построена на тренде здорового образа жизни.

Высокая стоимость и популярность листовых сортов чая, создают предпосылки для многочисленных способов его фальсификации. В этой сфере за последнее время, достигнут значительный прогресс, поскольку для различных типов пищевых продуктов, в том числе и для чая, проведение экспертизы подлинности с целью идентификации, осуществляется путем определения маркеров (эталонов) и характеристических показателей, позволяющих оценивать происхождение продукта, соблюдение технологий производства и правильность маркировки готовой продукции. В частности, для черного чая к числу подобных параметров можно отнести общее содержание катехинов, галловой кислоты и кофеина.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью исследования современных органолептических и биохимических методов оценки качества чайного сырья и готовой продукции и применении их при разработке чайных композиций с заданными потребительскими свойствами - высоким содержанием

полезных и биологически активных веществ, а также высокими органолептическими характеристиками.

Степень разработанности темы.

Литературные источники показывают, что купажирование торговых сортов чая осуществляется только с использованием сенсорной оценки качества. При этом данные о содержании биологически активных веществ чайного сырья, его антиоксидантной активности (АОА) позволили бы составлять чайные композиции с заданными потребительскими свойствами.

Цель и задачи исследований

Цель настоящих исследований состоит в разработке и товароведной оценке чайных композиций, созданных с применением современных методов исследования ключевых компонентов чая, обусловливающих его биологическую ценность, а также комплекса органолептических методов аналитической и потребительской оценки.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1 Выявить предпочтения потребителей с целью расширения ассортимента чайной продукции.

2 Исследовать химические и биохимические компоненты чайного сырья и установить их взаимосвязь с сенсорной оценкой.

3 Количественно определить биохимические компоненты чайного сырья (кофеин, теобромин, теофиллин, галловую кислоту, сумму катехинов и каждый из шести катехинов в отдельности) и суммарную АОА с помощью современных инструментальных методов.

4 Создать математическую модель взаимосвязей биохимического состава, органолептических характеристик и АОА различных сортов чая.

5 Разработать ускоренный метод оценки качества и идентификации чайного сырья основанный на определении основных биохимических компонентов чайных экстрактов.

6 Обосновать применение современных инструментальных и органолептических методов анализа для создания чайных композиций в соответствии с потребительскими предпочтениями.

7 Разработать рецептуры чайных композиции с использованием современных методов органолептического анализа и предложенных методов определения антиоксидантной активности (АОА) и основных биохимических компонентов чайного сырья.

Научная новизна

По итогам выполненного комплексного исследования получены следующие

научные результаты:

- научно обоснована комплексная оценка качества чайного сырья по содержанию основных биологически активных веществ (БАВ), суммарной АОА и органолептическим показателям;

- разработана математическая модель взаимосвязи между содержанием основных биохимических компонентов чая (кофеина, галловой кислоты и суммы катехинов) и его органолептическими характеристиками;

- предложен метод одновременного количественного определения содержания алкалоидов и полифенолов чая на основе ВЭЖХ с ультрафиолетовым детектированием и суммарной АОА кулонометрическим методом;

- установлена взаимосвязь сенсорных характеристик чая и его АОА, обусловленной изученными в данной работе фенольными соединениями (галловой кислотой, суммой катехинов), соответственно установлена корреляция (г =095, г =0,86);

- рекомендовано идентифицировать и оценивать качество чая по положениям полос поглощения РЖ-спектров (-С=0 - 1697 см"1 и 1644 см"1; С-К - 1239 см"1; С-С - 1455 см"1; - СН2 - 1147 см"1);

- разработан метод формирования купажей чайной продукции с учетом рекомендованных значений ключевых компонентов чайного сырья.

Теоретическая и практическая значимость работы

В результате обобщения проведенных исследований для практического использования в товароведной оценке чайного сырья и готовой продукции сформулированы предложения, перечисленные ниже:

- разработана концепция оценки качества чая, основанная на совокупном определении органолептических показателей, содержании основных биологически активных компонентов чая (кофеина и полифенолов), а также АОА.

- предложена современная методика одновременного количественного определения кофеина, теобромина, теофиллина, галловой кислота, суммы катехинов и каждого из шести катехинов в отдельности методом ВЭЖХ с ультрафиолетовым детектированием.

- рекомендовано оценивать качество чая также по АОА, определяемой кулонометрическим методом.

- разработан ускоренный метод оценки качества чая, основанного на определении ИК спектров чайных образцов.

- составлены купажи (торговые сорта) чая из сырья различных чаепроизводящих регионов, с определенным набором БАВ, оригинальными органолептическими характеристиками и разработаны рецептуры чая с высокой АОА.

Методология и методы исследования.

Объектами на различных этапах исследования являлись: потребительские предпочтения относительно различных видов и сортов чая и чайной продукции;

образцы чайного сырья из чаепроизводящих стран Китая, Тайваня, Индии, Шри-Ланки, Кении, Вьетнама; образцы готовой чайной продукции - купажи, произведенные на территории России и приобретенные в сетях розничной торговли; природные вкусоароматические добавки, в том числе ройбуш, лимонная трава и гибискус.

Для органолептического анализа использованы методики ГОСТ 1937-90 Чай черный байховый нефасованный. Технические условия, ГОСТ 1938-90 Чай черный байховый фасованный. Технические условия, ISO 6658:2005 Органолептический анализ. Методология. Общее руководство и ISO 11035:2005 "Органолептический анализ. Идентификация и выбор дескрипторов для установления органолептических свойств при многостороннем подходе. Содержание влаги и водорастворимых экстрактивных веществ определяли по ГОСТ 1936-85 Чай. Правила приемки и методы анализа и ГОСТ Р ИСО 9768 - 2011 Чай. Метод определения водорастворимых экстрактивных веществ соответственно. Количественная оценка основных биохимических веществ проводилась методом ВЭЖХ с ультрафиолетовым детектированием. ИК-спектры образцов чая снимали на ИК-Фурье спектрометре Spectrum 100 (Perkin Elmer, США). Определение суммарной антиоксидантной активности проводилось методом кулонометрического титрования на анализаторе Эксперт-006 (Россия).

Положения, выносимые на защиту

Рассмотрение качества чайного сырья и готовой продукции, способов его оценки, стандартов качества; обоснование выбора современных методов и показателей качества чайного сырья и готовой продукции; экспериментальное подтверждение применения современной методики ВЭЖХ для одновременной количественной оценки основных БАВ чая; теоретическое обоснование и результаты тестирования образцов чая методом ИК-Фурье спектроскопии; основные качественные показатели купажей чайной продукции, разработанного с

использованием совокупного определения органолептических и биохимических показателей чайного сырья.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность полученных материалов диссертации подтверждена актами лабораторных испытаний в ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств». Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на выставках и научных конференциях различного уровня: XIII Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи "НТТМ-2013" (Москва, июнь 2013), Межведомственная научно-практическая конференция "Товароведение и вопросы длительного хранения продовольственных товаров" - "Товаровед 2013" (МГУПП, Москва, апрель 2013), X научно-практическая конференция с международным участием "Экспертиза, оценка качества, подлинности и безопасности пищевых продуктов" (МГУПП, Москва, ноябрь 2012), III научно-практическая конференция "Контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктов" (МГУПП, Москва, ноябрь 2011), III международная конференция "Безопасность, качество и экология пищевых продуктов и производств" (МГУПП, Москва, 2011), IX международной научно-практической конференции "Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты" (МГУПП, Москва, 2011).

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Чай. Общие сведения и регионы произрастания

Чай производят из растений семейства камелий, которые бывают двух разновидностей - Camellia Sinensis (китайская разновидность) и Camellia Assamica (индийская разновидность). Первая представляет собой чайный куст, который- в природных условиях достигает высоты 3-5 метров, а его сформировавшиеся листья могут быть длиной до 5 см.

В Индии чайное растение представляет собой дерево, достигающее высоты в 15-20 метров, с очень крупными листьями в длину - 15-35 см [68]. На шриланкийских плантациях возделывают гибрид индийской и китайской разновидностей, который также можно отнести к небольшим деревьям. Чайные плантации находятся на больших территориях - равнинах или горных склонах, где растения, представляющие собой молодые кустарники, высажены рядами [54].

Для изготовления напитка собирают только что появившиеся молодые побеги - двух или трехлистный стебель с чайной почкой на конце, который называется "флешь" (от англ. flush). Чайная почка имеет название "типе" (от англ. tips) [74]. Наиболее ценный чай изготавливают из типсов и самого верхнего листа флеши, хорошим считается чай из первого и второго листа. Таким образом, чем грубее сырье, поступающее для дальнейшей переработки, тем ниже сорт и дешевле сорт чая. Собранный чайный лист поступает на переработку, и, в зависимости от применяемой технологии, готовым продуктом может быть черный, зеленый, красный, желтый или белый чай. Каким получится чай на выходе, зависит от проведения процесса ферментации. Зеленый и белый чай получают, исключая процесс ферментации. Желтый, красный и черный чай отличаются продолжительностью данной технологической операции [59].

По внешнему виду чай делят на листовой или ломаный, рассыпной или прессованный, быстрорастворимый. В промышленном производстве чая

существует два этапа его подготовки: фабричный и торговый. Фабричные сорта чая изготавливают на первичных чайных фабриках путем технологической переработки зеленого чайного листа. Торговые сорта чая (готовая продукция) получают на чаеразвесочных фабриках путем купажа, то есть смешивания чая фабричных партий в строгом соответствии с утвержденной рецептурой [30].

С точки зрения положительного влияния напитка на организм человека, чай хорошо снимает утомление и головную боль, повышает умственную и физическую активность, стимулирует работу головного мозга, сердца, дыхания [125]. Чайное растение синтезирует в больших количествах катехины, обладающие антиоксидантной и Р-витаминной активностью, а также витамины — аскорбиновую кислоту, тиамин, рибофлавин, никотиновую, пантотеновую и фолиевую кислоты, каротиноиды. Чай являйся богатым источником минеральных веществ [11].

Биологически активные вещества (БАВ) чая, образуя единый комплекс, благоприятно воздействуют на организм человека. Чай хорошо адсорбирует вредные вещества (тяжелые металлы, радионуклиды) и выводит их из организма. БАВ чая оказывают антиокислительное действие на жировой и холестериновый обмен.