Determination of Phytochemical Properties of Black Tea Extracts Obtained by Applying Different Extraction Techniques at Low Temperature

Year 2023, Volume: 12 Issue: 3, 278 - 289, 31.12.2023

Esra Esin Yücel , Cemal Kaya

Abstract

In this study, it was investigated the effect of tannase enzyme application on the phytochemical qualities of Turkish black tea extracts that were obtained with different extraction techniques, tea:water ratios, and extraction time. To achieve this, tannase enzyme was added to extracts made using traditional and ultrasonic extraction techniques at brewing temperatures of 30°C, for different extraction times (5, 10, and 20 minutes), and different tea: water ratios (1:100, 5:100, and 10:100). The extracts obtained in the study were analysed for total phenolic matter, catechin and caffeine. When the extraction methods are compared; it can be observed that, at all brewing times and tea:water ratios, the amounts of total phenolic substances, caffeine, and catechins of black tea extracts obtained by ultrasonic method are generally higher than the amounts of these substances obtained by classical method. It was shown that the concentrations of phytochemical compounds in the extracts increased significantly when the ultrasonic extraction method was used.

Keywords

Tannase, phenolic substance, catechin, caffeine, extraction

Project Number

2014/77

Düşük Sıcaklıkta Farklı Ekstraksiyon Teknikleri Uygulanarak Elde Edilen Siyah Çay Ekstraktlarının Fitokimyasal Özelliklerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada; farklı ekstraksiyon teknikleri, çay: su oranları ve ekstraksiyon süreleri kullanılarak elde edilen Türk siyah çay ekstraktlarına tannaz enzimi uygulanmasının, ekstraktların fitokimyasal özellikleri üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla klasik ve ultrasonik ekstraksiyon yöntemleri ile 30°C demleme sıcaklığında, farklı ekstraksiyon süreleri (5, 10 ve 20 dakika) ve çay:su oranları (1:100; 5:100; 10:100) uygulanarak elde edilen ekstraktlar, tannaz enzimi ile muamele edilmiştir. Çalışmada elde edilen ekstraktlarda toplam fenolik madde, kateşin ve kafein analizleri yapılmıştır. Ekstraksiyon yöntemleri birbiriyle karşılaştırıldığında; tüm demleme süreleri ve çay:su oranlarında ultrasonik yöntemle elde edilen siyah çay ekstraktlarının toplam fenolik madde, kafein ve kateşinlerinin miktarlarının klasik ekstraksiyon yöntemine göre genellikle daha fazla olduğu görülmektedir. Ultrasonik ekstraksiyon yönteminin kullanılmasının ekstraktların fitokimyasal bileşik miktarlarında önemli düzeyde artışlar sağladığı tespit edilmiştir.

Keywords

Tannaz, fenolik madde, kateşin, kafein, ekstraksiyon

Project Number

2014/77

Thanks

Araştırma, Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP 2014/77) tarafından desteklenmiştir. Desteklerinden ötürü Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimine teşekkür ederiz.

References

• Abdolmaleki, F., 2016. Chemical Analysis and Characteristics of Black Tea Produced İn North of Iran. Journal of Food Biosciences and Technology, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Vol. 6, No. 1, 23-32, 2016
• Anonim, 2005. Determination of substances characteristic of green and black tea - part 1: content of total polyphenols in tea colorimetric method using Folin Ciocalteu Reagent. Internatıonal Standard (ISO) 14502-1. https://www.iso.org/standard/31356.html
• Anonim, 2011. Millî Eğitim Bakanlığı, Kimya Teknolojisi, Karışımları Ayırma 524kı0234, Ankara, http://Www.Megep.Meb.Gov.tr/Mte_Program_Modul/Moduller_Pdf/ Kar%C4%B1%C5%9f%C4%B1mlar%C4%B1%20ay%C4%B1rma.Pdf (01.02. 2023)
• Azmir J., Zaidul I. S. M., Rahman M. M., Sharif K. M., Mohamed A., Sahena F., Jahurul M.H.A., Ghafoor K. , Norulaini N.A.N. & Omar A. K. M., 2013. Techniques For Extraction of Bioactive Compounds From Plant Materials: A Review. Journal of Food Engineering, 117(4), 426-436.
• Carloni P, Tiano L, Padella L, Bacchetti T, Customu C, Kay A, Damiani E., 2013. Antioxidant activity of white, green and black tea obtained from the same tea cultivar. Food Research International, 53(2), 900–908. https://doi.org/10.1016/j.foodres. 2012.07.057
• Chandini S K, Rao L J, Subramanian R., 2011a. Influence of extraction conditions on polyphenols content and cream constituents in black tea extracts. International Journal Of Food Science And Technology, 46, 879–886. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2011.02576.x
• Chandini S K, Rao L J, Gowthaman M K, Haware D J, Subramanian R., 2011b. Enzymatic treatment to improve the quality of black tea extracts. Food Chemistry, 127(3),1039–1045. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.01.078
• Guo, X., Ho, C. T., Schwab, W., & Wan, X., 2021. Aroma Profiles of Green Tea Made With Fresh Tea Leaves Plucked İn Summer. Food Chemistry, 363, 130328. https://Doi.Org/10.1016/J.Foodchem.2021.130328
• Hanay N., 2011. Farklı ekstraksiyon süre ve sıcaklıklarının çaydan deme geçen fenolik ve alkoloid madde miktarı üzerine etkisi. (Yüksek Lisans Tezi), Akdeniz Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı, Antalya.
• Lekha P K, Lonsane B.K., 1997. Production and Application of Tannin Acyl Hydrolase: State of The Art.. Advances İn Applied Microbiology, 44, 216-260.
• Liang Y R, Lu J L, Zhang L Y., 2002. Comparative study of cream in infusions of black tea and gren tea (Camellia Sinensis L.) O. Kuntze). International Journal Of Food Science & Technology, 37(6), 627-634. https://doi.org/10.1046/j.1365-2621.2002.00589.x
• Raghuwanshi S, Misra S, Saxena R K, 2013. Enzymatic treatment of black tea (CTC and kangra orthodox) using Penicillium Charlesii tannase to improve the quality of tea. Journal of Food Processing and Preservation, 37(5), 855–863. https:// doi.org/ 10.1111/j.1745-4549.2012.00721.x
• Rusaczonek A, Świderski F, Waszkiewicz-Robak B., 2010. Antioxidant properties of tea and herbal infusions – a short report. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 60(1), 33–35.
• Sarıözlü N Y, Çakır E, Kivanç M, Tunçel M., 2011. A Method For The Determination of Tannase Activity Based On Gallic Acid Measurement By High Performance Liquid Chromatography (HPLC) . African Journal of Microbiology Research, 5(2), 158-163.
• Simpson A., Shaw L. & Smith A., 2001. Tooth Surface pH During Drinking of Black Tea. British Dental Journal, 190(7), 374-376.
• Ulusoy K. & Karakaya M., 2011. Gıda Endüstrisinde Ultrasonik Ses Dalgalarının Kullanımı. Gıda, 36 (2), 113-120.Uzuner, S., 2022. Ultrasonication Effects on Quality of Tea-Based Beverages. Beverages, 9(1), 1.
• Vuong Q. V., Golding J.B., Stathopoulos C.E., Nguyen M.H. & Roach P.D., 2011. Optimizing Conditions For The Extraction of Catechins From Green Tea Using Hot Water. Journal of Separation Science. 34(21), 3099–3106.
• Yazıcı, K. , Göksu Karaoğlu, B. , Şavşatlı, Y. , Akbulut, M., Seyis, F. , Sarı, H. , Atay, Y. , Karaoğlu, A. & Üst, E., 2023. Çay (Camellia Sinensis L.) O. Kuntze) Bitkisi Verimine Farklı Gübre ve Kaolin Uygulamalarının Etkileri. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 10 (1) , 29-38. Doı: 10.30910/Turkjans.1137413
• Zhang H, Qi R, &Mine Y., 2019. The Impact of Oolong and Black Tea Polyphenols On Human Health. Food Bioscience, 29, 55-61. https://Doi.Org/10.1016/J.Fbio.2019.03.009