Effect of Tannase Application on Phytochemical Properties of Ultrasound Assisted Green Tea Extracts

Yıl 2023, Cilt: 38 Sayı: 2, 317 - 330, 29.12.2023

Emine Ateş , Cemal Kaya , Esra Esin Yücel

Öz

In this study, it was aimed to determine the composition of green tea extracts obtained by ultrasonic technique and to investigate the changes in the amounts of phenolic substances and caffeine, especially catechins. For this purpose; different brewing times (5, 10, 20 and 40 minutes) and different tea: water ratios (1:100; 2.5:100; 5:100; 10:100) were applied at 50°C brewing temperature. Tannase was applied to the obtained green tea extracts. Tea cream, total phenolic substance, caffeine, and catechin were analyzed in green tea extracts. The total phenolic substance in the samples obtained under different extraction conditions in the first extracts (İ.E) varied between 1.57-3.28 g gallic acid equivalents (GAE)/100 g dry green tea, while it was determined as 2.09-3.34 and 1.91-3.18 g GAE/100 g dry green tea in the enzyme supplemented (TAN) and unsupplemented (KNTRL) samples, respectively. It was determined that the amount of tea cream in the samples obtained by ultrasonic extraction varied between 1.03-4.34g/100g green tea for the control group, and 0.52-3.54g/100g green tea in the enzyme- supplemented samples. It has been found that the amount of cream of the tea extracts applied with the tannase is considerably reduced (9.18-57.13%) compared to the control samples.

Anahtar Kelimeler

Green tea, ult rasonic extraction, total phenolic substances tannase, tea cream, catechin.

Proje Numarası

BAP 2015//94

Tannaz Uygulamasının Ultrason Destekli Yeşil Çay Ekstraktlarının Fitokimyasal Özellikleri Üzerine Etkisi

Öz

Bu çalışmada, ultrason tekniği kullanılarak elde edilen yeşil çay ekstraktlarının bileşimlerinin belirlenmesi, kateşinler başta olmak üzere fenolik maddeler ve kafein miktarındaki değişimlerin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla; 50°C demleme sıcaklığında farklı çay:su oranları (1:100; 2.5:100; 5:100; 10:100) ve süreleri (5, 10, 20 ve 40 dakika) uygulanarak elde edilen yeşil çay ekstraktları tannaz ile muamale edilmiştir. Elde edilen yeşil çay ekstraktlarının toplam fenolik madde, çay kreması, kateşin bileşikleri ve kafein miktarları belirlenmiştir. Farklı ekstraksiyon koşullarında elde edilen örneklerde ilk ekstraktlarda (İ.E.) toplam fenolik madde miktarlarını 1.57-3.28 g gallik asit eşdeğeri (GAE)/100g kuru yeşil çay aralığında değişirken, enzim uygulanmış (TAN) ve uygulanmamış (KNTRL)) örneklerinde sırasıyla 2.09-3.34 ve 1.91-3.18 g GAE/100g kuru yeşil çay olarak belirlenmiştir. Ultrasonik ekstraksiyon ile elde edilen örneklerde çay kreması miktarının, kontrol grubu için 1.03-4.34g/100g yeşil çay aralığında, enzim uygulaması yapılmış örneklerde ise 0.52-3.54 g/100g yeşil çay aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Tannaz uygulanan çay ekstraktlarının krema miktarlarında kontrol örneklerine göre önemli düzeyde (%9.18-57.13) azalmalar meydana gelmiştir.

Anahtar Kelimeler

Yeşil çay, ultrasonik ekstraksiyon, toplam fenolik madde, tannaz, çay kreması, kateşin.

Destekleyen Kurum

Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP )

Proje Numarası

BAP 2015//94

Teşekkür

Bu çalışma Emine ATEŞ in ‘Ultrason Destekli Ekstraksiyon Uygulamasının Yeşil Çay Ekstraktının Fizikokimyasal ve Fitokimyasal Özellikleri Üzerine Etkisi’ başlıklı Yüksek Lisans tezinin bir bölümünden üretilmiştir. Araştırma, Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP 2015//94) tarafından desteklenmiştir. Desteklerinden ötürü Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimine teşekkür ederiz.

Kaynakça

• 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) 145021.https://www.iso.org/standard/31356.html
• Ateş, E., Kaya, C., Yücel, E. E., & Bayram, M. (2022). Effects of ultrasound-assisted extraction procedure on total phenolics, catechin and caffeine content of green tea extracts. Emirates Journal of Food and Agriculture, 34(8), 664-674.
• Baik, J. H., Shin, K. S., Park, Y., Yu, K. W., Suh, H. J., Choi, H. S., (2015). Biotransformation of catechin and extraction of active polysaccharide from green tea leaves via simultaneous treatment with tannase and pectinase. Journal of the Science of Food and Agriculture, 95(11), 2337-2344.
• Balcı, F., Özdemir, F., (2016). Influence of shooting period and extraction conditions on bioactive compounds in Turkish green tea. Food Sci. Technol, Campinas, 36(4), 737-743.
• Both, S., Chemat, F., Strube, J., (2014). Extraction of polyphenols from black tea-conventional and ultrasound assisted extraction. Ultrason. Sonochem. 21: 1030-1034.
• Cao, Q. Q., Zou, C., Zhang, Y. H., Du, Q. Z., Yin, J. F., Shi, J. and Y. Q. Xu., (2019). Improving the taste of autumn green tea with tannase. Food Chem. 277: 432-437.
• Elmas, C., Gezer, C., (2019). Çay bitkisinin (Camellia sinensis) Bileşimi ve Sağlık Etkileri. Akademik Gıda, 17 (3) , 417-428.
• Fan, Y., Zhou, X., Huang, G., (2022). Preparation, structure, and properties of tea polysaccharide. Chem. Biol. Drug Des. 99(1): 75-82.
• Govindarajan, R. K., C. Khanongnuch, K. Mathivanan, D. J. Shyu, K. P. Sharma S. De Mandal., (2021). In-vitro biotransformation of tea using tannase produced by Enterobacter cloacae 41. J. Food Sci. Technol. 58: 3235-3242.
• Hong, Y.H., Jung, E.Y., Noh, D.O., Suh, H.J., (2014). Physiological effects of formulation containing tannase-converted green tea extract on skin care: physical stability, collagenase, elastase, and tyrosinase activities. Integrative Medicine Research, 3, 25-33.
• Hong, K. B., H. S. Lee, J. S. Hong, D. H. Kim, J. M. Moon, Y. Park., (2020). Effects of tannase-converted green tea extract on skeletal muscle development. BMC Complement. Med. Ther. 20: 1-10.
• Ilgaz, Ş., Kalcıoğlu, Z. Sarımehmet, M., (2005). 2004 Yılı 1. Sürgün Dönemine Ait Çaykur yeşil çay nevilerinin kalite parametrelerinin belirlenmesi ve yabancı ülkelerde üretilen yeşil çaylarla mukayesesi ile ilgili bir çalışma. Çay İşletmeleri Genel Müdürlüğü. Rize.
• Khokhar, S., Magnusdottir, G., 2002. Total phenol, catechin, and caffeine contents of teas commonly consumed in the United Kingdom. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(3), 565-570.
• Lante, A., Friso, D., (2013). Oxidative stability and rheological properties of nanoemulsions with ultrasonic extracted green tea infusion. Food research international, 54(1), 269-276.
• Lekshmi, R., S. A. Nisha, P. T. Vasan, B. Kaleeswaran., (2021). A comprehensive review on tannase: Microbes associated production of tannase exploiting tannin rich agro-industrial wastes with special reference to its potential environmental and industrial applications. Environ. Res. 201: 111625.
• Liang, Y., Lu, J., Zhang, L., (2002). Comparative study of cream in infusions of black tea and green tea [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze]. International Journal of Food Science Technology, 37(6), 627–634.
• Lu, M. J., Chu, S. C., Yan, L., Chen, C., (2009). Effect of tannase treatment on protein–tannin aggregation and sensory attributes of green tea infusion. LWT-Food Science and Technology, 42(1), 338-342.
• McKay, D.L., Blumberg, J.B., (2002). The role of tea in human health: an update. Journal of the American College of Nutrition, 21, 1-13.
• Nagalakshmi S., Ramaswamy M.S., Natarajan C.P., Seshadri R., (1984). The role of added carbohydrates in tea cream stabilization. Food Chemistry, 13(1),69–77.
• Ni H, Chen F, Jiang Z D, Cai M Y, Yang Y F, Xiao A F, Cai H N., (2015). Biotransformation of tea catechins using Aspergillus Niger Tannase prepared by solid state fermentation on tea by product. LWT-Food Science and Technology, 60(2), 1206-1213.
• Noh, D. O., Choi, H. S. ve Suh, H. J., (2014). Catechine biotransformation by tannase with sequential addition of substrate. Process Biochemistry, 49(2),271–276.
• Ong, C. B., M. S. Annuar., (2017). Polyphenolic composition and in vitro antioxidant activities of native‐and tannase‐treated green tea extracts. Int. J. Food Sci. Technol. 52: 748-756
• Pico, Y., (2013). Ultrasound-assisted extraction for food and environmental samples. TrAC Trends Anal. Chem. 43: 84-99.
• Sağlam N., Türkyılmaz K., (2007).Ticari olarak piyasada satılan Türk ve yabancı kökenli çayların bazı fenolik madde ve kafein içeriklerinin belirlenmesi.Atatürk Çay ve Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Rize.
• Saklar, S., Ertas, E., Ozdemir, I. S., Karadeniz, B., (2015). Effects of different brewing conditions on catechin content and sensory acceptance in Turkish green tea infusions. Journal of Food Science and Technology, 52(10), 6639-6646.
• Shakir, H. A., M. Khan, M. Irfan, S. Ali, M. A. Yousaf, J. Javed., (2022). Production and characterization of tannase by Bacillus subtilis in solid state fermentation of corn leaves. J Appl. Biotechnol. Rep. 9: 516-530.
• Shao, Y., Y. H. Zhang, F. Zhang, Q. M. Yang, H. F. Weng, Q. Xiao, A. F. Xiao., (2020). Thermostable tannase from Aspergillus niger and its application in the enzymatic extraction of green tea. Molecules. 25: 952.
• Topuz, A., Dinçer, C., Torun, M., Tontul, I., Nadeem, H. Ş., Haznedar, A., Özdemir, F., (2014). Physicochemical properties of Turkish green tea powder: effects of shooting period, shading, and clone. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 38(2), 233-241.
• Türkmen N., (2007). Farklı sınıf çaylarda kıvırma proseslerinin ve değişik hasat dönemlerinin çayın fenolik madde ve alkaloid bileşimine etkisi. (Doktora Tezi), Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı, Ankara.
• Uzunalic, A.P., Skerget, M., Knez, Z., Weinreich, B., Otto, F., Grüner, S., (2006). Extraction of active ingredients from green tea (Camellia sinensis): extraction efficiency of major catechins and caffeine. Food Chemistry, 96, 597-605
• Vural H. , Duman S., (2022). Çocuklarda yeşil çay kullanımının dental ve periodontal sağlığa etkileri. Osmangazi Tıp Dergisi. 44(5): 738-746.
• Xia T., Shi S., Wan X., (2006). Impact of ultrasonic-assisted extraction on the chemical and sensory quality of tea infusion. Journal Of Food Engineering, 74(4), 557–560.
• Xu, Y. Q., Chen, S. Q., Shen, D. Y., Yin, J. F., (2011). Effects of chemical components on the amount of green tea cream. Agricultural Sciences in China, 10(6), 969-974.
• Xu, X. Y., J. M. Meng, Q. Q. Mao, A. Shang, B. Y. Li, C. N. Zhao, H. B. Li., (2019). Effects of tannase and ultrasound treatment on the bioactive compounds and antioxidant activity of green tea extract. Antioxidants. 8: 362.
• Zhang, Y. N., J. F. Yin, J. X. Chen, F. Wang, Q. Z. Du, Y. W. Jiang, Y. Q. Xu., (2016). Improving the sweet aftertaste of green tea infusion with tannase. Food Chem. 192: 470-476.