TÜBİTAK-BİDEB KİMYA BİLİM DANIŞMANLIĞI ÇALIŞTAYI 29.08.2007-09.09.2007 PİYASADA BULUNAN BAZI BİTKİSEL ÇAYLARDA KAFEİN TAYİNİ Füsun DÖNMEZ Gülyay YILMAZER Proje Danışmanı Prof. Dr. Mustafa SOYLAK
İÇİNDEKİLER Sayfa Projenin Adı 3 Projenin Amacı 3 1. Giriş 3 2. Materyal ve Metot 5 2.1 Materyal 5 2.2 Metot 5 3. BULGULAR VE TARTIŞMA 8 4. Öneriler 9 TEŞEKKÜR 9 KAYNAKLAR 9 2
PİYASADA BULUNAN BAZI BİTKİSEL ÇAYLARDA KAFEİN TAYİNİ Füsun DÖNMEZ, Gülyay YILMAZER Proje Amacı: Ülkemizde yaygın olarak tüketilen ve piyasada çabuk ulaşılan bazı bitki çaylarında kafein miktarının belirlenmesi amaçlanmıştır. 1. GİRİŞ İnsanlar yaşantıları boyunca sürekli sıvı tüketmelidirler. Metabolizmaların çalışması için sıvıya ihtiyaç vardır. En çok tüketilen sıvı ise sudur. Çünkü insan vücudunun %70 den fazlası sudur. Vücuttan su kaybı insan sağlığı açısından ciddi sorunlar doğurur. İnsanlar suyu doğal haliyle kullandıkları gibi, meyve ve sebzelerden ve bunların sularından, gazlı içeceklerden ve çeşitli bitkisel çaylardan karşılarlar. Özellikle Türk toplumunda kahve ve çay kültürü oldukça gelişmiştir. Günümüzde bitki çaylarının önemi her geçen gün artmaktadır [1]. Akarlarda ya da poşetle satılan çaylar günlük yaşamda yerini almaya başlamıştır. Bitkisel çaylar özellikle hastalıklarda tedavi amaçlı olarak kullanılmaktadır. Bitki çayları; soğuk algınlığı, hazımsızlık, kabızlık, ishal, yorgunluk ve uykusuzluk gibi şikayetleri gidermeye yönelik, bitkilerin belirli kısımlarının belli kurallarla hazırlanmasına dayanan karışımlar olarak tanımlanmaktadır [2]. Kahve ve çay dünyanın hemen hemen her yerinde bol miktarda tüketilen içeceklerdir. Her toplum kendine ait çay ve kahve kültürüne sahiptir. Bunun yanında bu içecekler enerji içecekleri gibi sinir sistemini uyarıcı maddeler de bulundururlar. Özellikle yoğun çalışma zamanlarında uyanık kalmak için genellikle çay ya da kahve tüketilir. Çayın insanlarda yorgunluk giderici, canlılık verici etkisi, içerdiği kafein ile yakından ilgilidir [3]. Aynı şekilde kahve ve yeşil 3
çayda bulunan kafein uyarıcı etki yapmasından ve kolay temininden dolayı enerji içeceklerine oranla daha çok tercih edilir. Kafein gıda ve ilaçların birçoğunda bulunan bir maddedir. Dünyada doğal olarak birçok bitkide bulunmakla beraber, ticari olarak iki çeşit bitkiden üretilmektedir. Bu bitkilerden en önemlileri kahve ve çaydır [3]. Şekil 1. Kafeinin molekül modeli Kafein (C 8 H 10 N 4 O 2 ), psikolojik ve fizyolojik etkileri itibariyle tıp alanında ve günlük hayatta kolalı içeceklerde oldukça yaygın kullanılan, pürin türevi bir alkoloiddir [4]. Bazı bitkilerin kafein miktarı Tablo1. de [5] verilmiştir. Tablo 1.1 Bazı Bitkilerin Kafein Miktarı Bitki Adı % Kafein Kahve 1.1-2.0 Guarana 4.0 Cola Nut 1.5 Türk Çayı 2.7-5.0 Türk Çayı 2.8-3.9 Türk Çayı 3.1-3.8 Türk çayı 3.4-4.1 Sri Lanka 2.8 Assam 3.6 Darjeeling 4.2 Özçay 7.9 Yeşil Yaprak 0.56-1.06 4
Uyarıcı olarak tüketilen çay ve kahvelerin yanında birde değişik bitkilerden yapılan çaylar bulunmaktadır. Ada çayı, yeşil çay ve kuşburnu gibi çaylarda canlandırıcı etkiye sahiptir. 2. MATERYAL VE METOT 2.1 Materyal Kafein, kloroform, amonyak, balon joje, ayırma hunisi, pipet, beher, huni, hassas terazi, spatül, saat camı, puar, süzgeç kağıdı, termometre, bunzen beki, kapaklı cam kap,yeşil çay, ada çayı, siyah çay, Türk kahvesi 2.2 Metot Çalışma basamakları, Alpdoğan ve diğerlerinin [6] yaptığı çalışma ile Fenerçay araştırma merkezinin [7], yaptığı çalışmada kullanılan yöntemler dikkate alınarak spektrofotometrik bir çalışma yapılmıştır. Üzerinde araştırma yapılacak çaylardan 2 şer g lık hazır poşetler alınarak 80 100 0 C de 100 ml saf su ile demleme işlemi yapılmıştır. Çay örneklerinden 10 ar ml alınarak ayırma hunisine konulmuştur. Üzerine 0.5 ml amonyak ilave edilerek hafifçe çalkalanmıştır. Bu karışıma pipet vasıtasıyla 10 ml kloroform ilave verilmiş ve 1 2 dakika çalkalanmıştır (Ayırma hunisi içerisindeki gaz alınmalıdır). 5
50 ml lik balon jojenin üzerine huni ile birlikte pamuk yerleştirilmiştir. Ayırma hunisinin alt kısmında kalan kloroform pamuktan süzülerek balon joje içerisine aktarılmıştır. Bu işlem tekrar uygulanmıştır. Balon joje kloroform ile 50 ml ye tamamlanmıştır. Bu balon jojeden alınan numune 190-350 nm dalga boyunda spektrofotometrede ölçüm yapılmıştır. 0.1 g kafein tartılarak kloroform ile 100 ml lik balon jojeye tamamlanmıştır (1000 ppm). Ara stok çözeltiyi hazırlamak için stok kafein çözeltisinden 10 ml alınarak kloroform ile 100mL ye tamamlanmıştır (100 ppm). Hazırlanan ara stoktan 1mL, 2 ml, 3 ml, 4 ml, 5 ml alınarak 50 ml lik balon jojeye aktarılmış ve kloroform ile balon joje tamamlanmıştır. Hazırlanan standartlar sırası ile 2ppm, 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm ve 10 ppm kafein içermektedirler. 6
Her standardın 190-350 nm dalga boyunda spektrofotometrede kloroforma karşı absorbans değerleri ölçülmüştür. Standart çözeltinin ölçüm sonucu Şekil 2 de gösterilmiştir. 1,00 0,9 242,88 0,8 0,7 0,6 0,5 A 0,4 0,3 0,2 0,1 0,00 220,0 240 260 280 300 320 nm 340 360 Şekil 2. Standart kafein çözeltisi 7 380 400 420,0
3. BULGULAR VE TARTIŞMA Çalışma sonucunda elde edilen örnekler 190-350 nm dalga boyunda spektrofotometre ile ölçülmüştür. Çay numuneleri hazırlanırken üç örnek hazırlanmıştır. Her bir çay için bu örneklerin spektrofotometrik ölçümleri yapılmıştır. Çalışma iki defa tekrar edilmiştir. İlk çalışmada örneklerin saklama koşullarının gerektiği gibi olmamasından dolayı başarı sağlanamamıştır. İkinci denemede örnekler korunmuş fakat tekrarlı ölçümler sonucunda çay ve kahvede yakalanan tekrarlanabilir değerler yeşil çay ve adaçayında rastlanmamıştır. Elde edilen verilere göre standartta kafein miktarı ölçülmüş ve elde edilen veriler Tablo 3.1 de verilmiştir. Tablo 3.1 Kafein Standart Değerleri 2 ppm 0.024 4 ppm 0.036 6 ppm 0.042 8 ppm 0.064 10 ppm 0.108 Elde edilen veriler yeterli bulunmadığı için ölçümlerin sonuçları hakkında bir yorum yapılamamıştır. Çalışmanın yapıldığı ortamın fiziki şartlarının kısıtlı olması ve spektrofotometrik cihazların çalışma alanından uzak olmasından dolayı çalışmanın istenilen düzeye gelemediği düşünülmektedir. Ayrıca kısıtlı bir zaman aralığında gerçekleştirilen bu projede, hatalı sonuçlar belirlendiğinde çalışma tekrar edilememiş ve elde edilen verilere göre yorum yapılmıştır. 8
4. ÖNERİLER Günümüzde bitkisel çaylara ve enerji içeceklerine ilgi her geçen gün artmaktadır. Oysa siyah çayın Avrupa ya gelmesinden uzun yıllar önce bitki çaylarının kullanıldığı bilinmektedir [10]. Bu durumda bitki çaylarının içeriğine yönelik çalışmaların yapılmasına devam edilmelidir. Kafeinin uyarıcı etkisi bilimsel çalışmalarla ispatlanmıştır. Özellikle çay ve yeşil çay ile ilgili çalışmalar bulunmaktadır [9]. Bu tür çalışmalar farklı bitkisel çaylarının üzerinde de daha yoğun bir şekilde yapılmalıdır. TEŞEKKÜR Bu çalışma ortamını bize sağlayan başta TÜBİTAK- BİDEB olmak üzere, çalışma süresince her türlü olanaklarını bize sınırsız sunan Çanakkale Fen Lisesi idari kadrosu ve çalışanlarına, her türlü sorunumuzu kendi sorunu gibi ele alıp çözmeye çalışan Çanakkale Fen Lisesi Kimya Öğretmeni Musa Çolak hocamıza, bu çalışmada bulunmamıza destek olan okulumuz idarecilerine, proje koordinatörü Doç. Dr. Mehmet AY a, çalışmamız süresince yanımızda olan ve danışman hocamız Prof. Dr. Mustafa Soylak hocamıza ve bizden desteklerini esirgemeyen ailelerimize sonsuz teşekkürler. KAYNAKLAR 1. http://www.serappamak.com/index.php?option=com_content&task=viewi d=14&itemid=1 (S.E: 07.09.2007) 2. http://www.ankara.edu.tr/yazi.php?yad=5691 (S.E: 07.09.2007) 3. Türkiye de Kafein Üretimi, (http://eczaci61.blogcu.com/kafein/ ) ( S.E. 03,09,2007) 9
4. Bilgin, M., Hasdemir, İ.M., Aydın, A.,Dramur,V., Kafeinin dolgulu bir kolonda ekstraktsiyonuna ait kütle transfer parametrelerinin incelenmesi., Tr. Jouarnal of Engineering and Environmental Science 221 (1996), 471-477.http://journals.tubitak.gov.tr/engineering/issues/muh-98-22-6/muh-22-6-4-96128.pdf (S.E. 03.09.2007) 5. Vatan, Ö.,. Hasdemir, M., İnci, Bilgin, M., Aydın, A., Kafeinin su ve etil asetat / kloroform karışımı arasındaki dağılma katsayılarının ortam asitl ne bağlı olarak değişimi Deü Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 2, 3, 1-6, Ekim (2000) 6. Alpdoğan, G., Karabina, K., Sungur, S., Derivative spectrophotometric determination of caffeine in some beverages. Turk J Chem, 26, (2002), 295-302. 7. www.fenerçay.com/indexphp?option=com_content&task=view&d=54-48k- (S.E. 03.09.07) 8. Kılıç, E., Köseoğlu, F., Analitik Kimya Temelleri, Bilim Yayıncılık, 2,7, 1999, Ankara. 9. Ilgaz Ş., Sarı Mehmet, M., Kalcıoğlu, Z., 2004 yılı 1. sürgün dönemine ait çaykur yeşil çay nevilerinin kalite parametrelerinin belirlenmesi ve yabancı ülkelerde üretilen yeşil çaylarla mukayesesi. Çay İşletmeleri Genel Müdürlüğü Atatürk Çay ve Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü Teknoloji Kısım Müdürlüğü. 2005, Rize. 10. http://www.ankara.edu.tr/yazi.php?yad=5691 (S.E: 06.09.2007) 10