Настоящее изобретение относится к чайному продукту, а именно к определенному типу черного байхового чая, который похож на чай, обработанный ортодоксальным способом, но по своим характеристикам настаивания в большей степени подобен чаю, обработанному СТС-способом.
Листовой «байховый» чай может быть выработан в виде зеленого или черного листового «байхового» чая. Обычно, чтобы произвести черный листовой чай, свежие зеленые листья растения Camellia sinensis завяливают (подвергают мягкой сушке), измельчают, ферментируют (при этом методе ферменты в чайном листе используют атмосферный кислород для окисления различных субстратов с получением продуктов, окрашенных в коричневый цвет) и затем прогревают (чтобы высушить чайные листья). Зеленый чай не подвергают процессу ферментации. Можно применять частичную ферментацию, чтобы произвести чай промежуточного типа, известный как «улонг» (желтый «китайский»).
Традиционный опыт диктует, чтобы чай был мацерирован (поцарапан) каким-нибудь способом для высвобождения ферментов и их субстратов в листьях. Чай можно мацерировать многими способами, но, вообще говоря, существует два основных механизированных метода такой обработки.
Первый метод, называемый «ортодоксальным», включает скручивание предварительно взвешенных партий завяленных чайных листьев до ферментации, огневой сушки и сушки. Так называемый «ортодоксальный» чай характеризуется кусочками завяленных листьев, которые производят эстетически приятное впечатление, но образуют более светлые настои из-за менее интенсивной ферментации.
Второй способ является наиболее популярным из ряда неортодоксальных, непрерывных способов и предусматривает использование установки, напоминающей валок, который режет, рвет и скручивает чайные листья. Первая установка была изобретена W.McKercher в 1930, и обычно о ней упоминают как об СТС (режет - рвет - скручивает) установке. Тонко нарезанный продукт известен в целом как «СТС-чай», и он характеризуется быстрым настаиванием и темным цветом. Указанный способ позволяет производить чай, который является более унифицированным и однородным по качеству, чем чай, произведенный ортодоксальным способом.
Установки для производства ортодоксального чая и СТС-чая часто используют совместно с установкой с роторными лопатками, которая измельчает завяленные чайные листья. Указанные способы и их история и роль в производстве чая описаны в "Tea: Cultivation to Consumption", edited by K.C.Willos and M.N.Clifford, Chapmen & Hall, 1992.
Вообще говоря, предпочтение потребителя к ортодоксальному чаю или СТС-чаю является предметом национальной или региональной культуры. В некоторых странах внешний вид и фактура листового чая представляют собой важные показатели качества, причем более крупные частицы листа соответствуют более высокому качеству. На западных рынках все больше чая поступает в продажу в пакетиках из фильтровальной бумаги, поэтому цвет настоя становится более важным.
Однако некоторые потребители желают иметь чай, обладающий лучшими свойствами от обоих типов чая, т.е. желают иметь листовой чай, который по внешнему виду и на ощупь подобен чаю, произведенному ортодоксальным способом, но обладает характеристиками настоя СТС-чая, при получении которого происходит более полная ферментация. К сожалению, не существует коммерчески доступного производственного оборудования для чая, которое могло бы вырабатывать такой листовой чай.
Для удовлетворения этой потребности нами разработан черный листовой чай, который похож на ортодоксальный чай, но настаивается как СТС-чай. Такой чай может быть получен различными способами.
Первый способ предусматривает подвергание чайных листьев тепловому шоку при температуре и экспозиции, достаточной для того, чтобы инициировать ферментацию. Упомянутая температура может составлять от 380°С до 1000°С, предпочтительно 500°С-600°С, а экспозиция 0,5-10 мин, предпочтительно 1-3 мин.
Согласно второму способу листовой чай получают из чайных листьев, пропитанных жидкой двуокисью углерода под давлением, которое сбрасывают со скоростью, достаточной, чтобы заморозить жидкую двуокись углерода, а затем листья нагревают в достаточной степени, чтобы сублимировать замороженную двуокись углерода и, следовательно, инициировать процесс ферментации в листьях, позволяя чаю ферментироваться в течение времени, достаточного для достижения желаемых свойств напитка, после чего ферментированный продукт сушат с получением листового чая.
Третий способ предусматривает стадии завяливания свежесобранных чайных листьев, мацерации завяленных листьев для образования партии листьев, начавших ферментацию, жидким диоксидом углерода в резервуаре под давлением, завяливание второй партии свежесобранных листьев, смешивание первой партии листьев со второй партией листьев, скручивание листьев для их ферментации и их сушку ферментированных листьев. В этом способе может использоваться Rotorvane (лопастной ротор).
Указанные способы позволяют получать черный листовой чай, который похож на ортодоксальный чай, но имеет характеристики настаивания как у СТС-чая.
Нами были исследованы параметры некоторых наиболее предпочтительных продуктов, произведенных вышеупомянутыми способами, и при этом мы обнаружили, что указанные продукты могут быть охарактеризованы сами по себе, то есть независимо от способа их производства.
В широком смысле, настоящее изобретение относится к черному листовому чаю, который имеет внешний вид черного чая ортодоксальной обработки, но характеризуется тем, что имеет свойства настаивания, как у чая, полученного СТС-обработкой.
Ортодоксальный внешний вид может быть определен профессиональным дегустатором чая, группой дегустаторов или с помощью анализа изображения. Предпочтительно, листовой чай содержит целые листья или их обломки.
Предпочтительно, средняя длина листового чая составляет, по меньшей мере, в три раза больше средней ширины чая, особенно если, по меньшей мере, 5% частиц чая имеют коэффициент периметра D-окружности 1,6 или выше.
Характеристики настаивания СТС-чая могут быть определены профессиональным дегустатором чая как в присутствии, так и в отсутствие молока, как качественно, так и количественно, в подходящем масштабе производства.
Черный чай по изобретению при его настаивании во вскипяченной деионизированной воде при концентрации 10 г/л в течение 3 минут образует настой, который имеет величину а* 12 или выше, предпочтительнее 14 и выше, и особенно 16 и выше; и величину b* 75 или выше, предпочтительнее 80 или выше, и особенно 85 или выше, где а* представляет красный компонент, a b* - желтый компонент цвета жидкости, по измерению на колориметре Hunterlab Ultrascan XE. Предпочтительно, черный листовой чай настаивается во вскипяченной воде со скоростью, превосходящей скорость настаивания эквивалентной массы такого же чая сравнимого размера, подвергнутого ортодоксальной обработке, и предпочтительно также быстро, как настаивается эквивалентная масса такого же чая, подвергнутого СТС обработке.
В данном описании «чай» означает листовой материал из Camellis sinensis (чай китайский) или Camellia assamica (чай индийский). Он также включает чай «руибос» (Aspalathus linearis) и смеси двух или более указанных типов чая.
«Листовой чай» означает чай, который содержит чай из одного или более источников в незаваренном виде.
«Черный листовой чай» означает в значительной степени ферментированный листовой чай.
«Целый листовой чай» включает в себя чайные листья, которые являются по существу неповрежденными, то есть листья, которые не были мацерированы, будь то измельчение резанием и т.д., разорванные скручиванием и т.п. Этот чай может включать как одиночные листья, так и пучок листьев или традиционные два листа и почку. Крупные фрагменты немацерированных листьев могут вести себя подобно целым листьям, и поэтому для данного изобретения они рассматриваются тоже как «целый листовой чай».
Приведенные здесь стадии или варианты не предназначены для ограничения изобретения.
Настоящее изобретение относится к листовому черному чаю, похожему на чай ортодоксальной обработки, но быстро настаивающемуся подобно чаю, полученному СТС-обработкой.
Целый листовой чай, завяленный или нет, не будет спонтанно ферментироваться. Ферментацию необходимо инициировать. Заявитель обнаружил, что ферментация может быть инициирована вышеупомянутыми способами.
Настоящие заявители исследовали параметры некоторых из самых предпочтительных продуктов, произведенных вышеупомянутыми способами, и обнаружили, что указанные продукты могут быть охарактеризованы сами по себе, то есть независимо от способа их производства.
Черный листовой чай по изобретению может быть охарактеризован тем, что он имеет внешний вид ортодоксального чая и характеристики настаивания СТС чая, как будет описано в последующих разделах со ссылкой на сопровождающие иллюстрации:
На иллюстрациях:
Фиг.1 - преобладающие формы чайного листа, используемые дегустаторами для установления различий между различными внешними видами листьев. Это подробно описано в примере 2.
Фиг.2a-2d - гистограммы, показывающие частотное распределение пропорций периметра D-окружности (DCPR) у различных типов чая, проверенных в примере 3. Указанные пропорции могут использоваться для выявления различий между внешним видом ортодоксального листа и СТС листа. На фиг.2а представлено частотное распределения DCPR-значений, составляющих менее 1,2. На фиг.2b представлено частотное распределение DCPR-значений, находящихся в интервале между 1,2 и 1,39. На фиг.2с представлено частотное распределение DCPR-значений, находящихся в области между 1,4 и 1,59. На фиг.2d представлено частотное распределение DCPR-значений, составляющих 1,6 или более.
На фиг.3а показан образец, использованный в примере 4 для анализа внешнего вида чая и получения характерных признаков, с помощью которых можно отличить ортодоксальный чай от СТС-чая.
На фиг.3b показано, как использованное в примере 4 оборудование применяют для анализа внешнего вида чая и получения вышеупомянутых признаков.
На фиг.4а-4с показаны характерные признаки трех образцов известного «ортодоксального» чая, обработанного способом по примеру 4.
На фиг.5а-5с показаны характерные признаки трех образцов известного СТС-чая, обработанных способом по примеру 4.
На фиг.6 показаны характерные признаки образца черного листового чая по изобретению, обработанного, как описано в примере 4.
На фиг.7 представлен график цвета а* против b* различных видов чая сравнимого размера, согласно измерениям по примеру 5, который показывает, что черный листовой чай по изобретению образует настои, которые более типичны для чая, обработанного СТС-способом, чем для чая, обработанного ортодоксальным способом.
Фиг.8 - график зависимости качества чая от насыщенности цвета настоя без молока для различных типов чая, как определено профессиональным дегустатором чая в примере 6.
Фиг.9 - график зависимости качества чая от насыщенности цвета настоя с молоком для различных типов чая, как определено профессиональным дегустатором чая в примере 7.
Внешний вид ортодоксального чая, определенный профессиональным дегустатором чая
Профессиональный дегустатор чая может четко различить внешний вид ортодоксального чая и внешний вид СТС-чая. В понятиях, предложенных Layman, ортодоксальный чай состоит из расплющенных, закрученных и извилистых частиц, а чай, полученный СТС-обработкой, является более гранулярным (зернистым) по внешнему виду. Несмотря на то что дегустация чая (которая включает сортировку) может быть, по-видимому, в большей степени предметом искусства, чем науки, не следует недооценивать точность, с которой опытные дегустаторы чая могут оценивать и распределять чай по категориям.
Внешний вид ортодоксального чая, определенный с помощью группы дегустаторов
Заявитель установил, что можно обучить группу дегустаторов для того, чтобы оценивать чай с точки зрения количественной характеристики внешнего вида листа. В способе, подробно описанном в примере 2, известные типы ортодоксального и СТС-чая исследовали с помощью анализа изображений. Был идентифицирован ряд преобладающих форм листа (см. фиг.1), которые использовали для характеристики внешнего вида черного листового чая СТС типа и ортодоксального типа. Группа дегустаторов была обучена в отношении восприятия внешнего вида листа для распознавания форм листа, используя различные коммерчески доступные типы чая. Эффективность работы группы проверяли, чтобы гарантировать правильность оценки и совпадение между членами группы.
Внешний вид ортодоксального чая, определенный по размеру частиц
Чай обычно сортируют по размеру частиц, измеренному путем пропускания через сита сортировочной машины. Как указано в "Tea: Cultivation to Consumption", edited by K.C.Willson and M.N.Clifford, Chapman & Hall, 1992, pages 502, в отношении этого вопроса не существует международного стандарта. Категории даны в табл.1 ниже, однако дегустатор чая или сортировщик учитывает также и другие факторы. Например, чай, который проходит через сита размером пор 8 или 10 меш и свыше 14 меш, может быть ВОР или ВР согласно мелкости сырья, из которого он получен, происходит ли он из резаного листа, или нет.
Сорта чая в порядке уменьшения размера частиц
Устройство Rotorvane (лопастной ротор) было сконструировано для производства ортодоксального чая непрерывным способом. Поэтому чай, произведенный с применением этого устройства, должен рассматриваться как ортодоксальный чай. Обычно лопастной ротор используют на стадии предварительной обработки, до СТС-обработки. Следовательно, в отсутствие опытного дегустатора чая или обученной группы дегустаторов можно охарактеризовать чай, который имеет внешний вид ортодоксального чая, как предпочтительно включающий в себя фракции целого листа или обломков (в частности, лиственные обломки), особенно фракции ломаного оранж реко (ВОР) чая или более крупного размера.
Более подробная классификационная система дана в табл.2-4 ниже. По этой системе лист характеризуют с помощью простого трехчастного кода, обозначающего способ производства/размер листа/тип листа следующим образом:
Производство: С - СТС; О - ортодоксальное; М - смешанное
Классификация по размеру листа
FNGS/PF/PF1
Классификация по типу листа
Эквивалентные по размеру сорта чая, произведенного двумя обычными способами, суммированы в табл.4 ниже:
Соответствие между сортом и размером
Заявитель произвел черный листовой чай вторым способом из упомянутых во введении способов. Чай оценивался профессиональным дегустатором чая с использованием следующих трехбуквенных кодов: ОТ4 и ОТ5 для среднелистового (ML) чая и OV4 и OV5 для крупнолистового (LL) чая.
Внешний вид ортодоксального чая, определенный по форме частиц
Типичные операции ортодоксальной обработки - расплющивание, раскатывание и скручивание, приводят к получению длинных, тонких фрагментов листьев, тогда как более разрушительное рубящее действие установок при СТС-обработке приводит к получению гранулярных фрагментов чая, которые являются более однородными по размеру и форме. Поэтому можно охарактеризовать чай, который имеет внешний вид ортодоксального чая как чай со средней длиной листа, которая предпочтительно, по меньшей мере, в 2 раза больше средней ширины листа чая (т.е. пропорция 2:1) и еще предпочтительнее, по меньшей мере, в 3 раза больше средней ширины листа (т.е. пропорция 3:1).
В добавление к этому, в качестве еще одного метода определения внешнего вида ортодоксального чая, заявитель разработал метод эффективного измерения «круглости» фрагментов чая или скорее их отклонения от идеальной окружности (см. пример 3). Этот метод заключается в приготовлении изображений фрагментов чая и определение отношения периметра D-окружности (DCPR). DCPR определяют с помощью уравнения:
где Р представляет собой фактический (наблюдаемый) периметр частицы и А представляет собой фактическую (наблюдаемую) площадь частицы. В действительности, DCPR представляет собой отношение между периметром объекта и периметром его D-окружности, т.е. гипотетической окружности, которая имеет такую же площадь, как и объект. Минимальный DCPR=1 (идеальная окружность). Все другие формы листа имеют DCPR выше единицы. Данный параметр не зависит от размера листа или его фрагмента.
Отношение длины к ширине чайного листа можно сравнить с DCPR, основанным на идеальных прямоугольниках, следующим образом. Конечно, на практике неровные края реальных частиц чая будут несколько увеличивать DCPR.
Соотношения против DCPR
Черный листовой чай по изобретению является чаем, в котором предпочтительно, по меньшей мере, около 5% чайных частиц имеют коэффициент периметра D-окружности, составляющий 1,6 или более, еще предпочтительнее, по меньшей мере, около 10% чайных частиц имеют коэффициент периметра D-окружности 1,6 или более, и еще более предпочтительно, по меньшей мере, около 15% чайных частиц имеют коэффициент периметра D-окружности 1,6 или более. Полученные данные соответствуют соотношению, приближающемуся к 6:1.
Внешний вид ортодоксального чая, определенный с помощью характерных признаков изображения
Для еще одного варианта определения ортодоксального внешнего вида чая заявитель разработал более строгий метод дифференциации внешних видов ортодоксального чая и СТС-чая с помощью анализа изображений (см. пример 4).
Этот метод заключается в измерении различных параметров формы листьев в образцах черного чая и математическом анализе распределения этих признаков.
Данный метод может использоваться для получения хорошо определенного описательного вектора характерных признаков («отпечатков пальцев») для каждого образца, представляющего определенный тип черного чая. Заявитель обнаружил, что «отпечатки пальцев» ортодоксального чая имеют определенные общие черты, которые не обнаружены в «отпечатках пальцев» СТС-чая, и наоборот. Точнее говоря, 1D гистограмма сплющенности в значительной степени напоминает симметричную перевернутую гиперболу в тех случаях, когда чай получен СТС-обработкой, и асимметричную перевернутую гиперболу или «клин» в тех случаях, когда чай произведен ортодоксальным способом.
Характер настаивания СТС-чая, определенный по эффективности настаивания
Черный листовой чай по изобретению может напоминать черный чай, произведенный ортодоксальным способом, по меньшей мере, на макроскопическом уровне, но характеристики настаивания чая по изобретению отличаются от чая, произведенного ортодоксальным способом. Черный листовой чай по изобретению обладает характеристиками настаивания, наблюдаемыми только у СТС-чая. Указанные характеристики включают в себя скорость настаивания и степень настаивания, которые определяют по количеству окраски, образующейся в течение фиксированного периода.
Эффективность настаивания определяют отчасти по размеру частиц листьев. Небольшие листья или части этих листьев имеют отношение поверхности к объему больше, чем крупные листья или части этих листьев, и, таким образом, будут настаиваться быстрее, чем крупные листья. Заявитель показал в примере 5, что в случае использования сравнимых размеров листьев настои ортодоксального чая становятся менее красными и более желтыми, чем настои СТС-чая, а чай по изобретению, произведенный вторым способом из упомянутых во введении способов, настаивается подобно листовому СТС-чаю, а не ортодоксальному листовому чаю.
Из результатов примера 5 следует, что настои СТС-чая, которые образуются в деионизированной воде, из чая, взятого в количестве 10 г/л, в течение 3 минут, могут быть охарактеризованы, как имеющие величину а* 12 или более и величину b* 75 или более. Предпочтительный настой СТС-чая имеет величину а* 14 или более и величину b* 80 или более, в то время как особенно предпочтительный настой СТС-чая имеет величину а* 16 или более и величину b* 85 или более.
В идеале черный листовой чай по изобретению предпочтительно настаивается, по меньшей мере, с такой же скоростью, как и эквивалентная масса такого же чая или чая со сравнимым размером листьев, полученного СТС-обработкой. Черный листовой чай может быть смешан с черным чаем, произведенным традиционным способом, или чайными гранулами для того, чтобы удовлетворять определенным характеристикам напитка.
Характер настаивания СТС-чая, определенный по качеству напитка
Характер настаивания СТС-чая может быть определен опытным дегустатором чая с молоком, так и при отсутствии молока, как качественно, так и количественно по подходящей шкале, используемой в промышленности. Дегустаторы чая могут оценивать качество напитка (т.е. измерить вкусовые ощущения, включая летучие запахи), цвет, яркость и густоту с помощью шкалы, которую применяли в примерах 6 и 7.
Черный листовой чай по изобретению, настоенный в отсутствие молока (что является правилом в Континентальной Европе) или с добавлением молока (что является правилом в Великобритании), обладает свойствами напитка, которые напоминают свойства СТС-чая скорее, чем чая, полученного ортодоксальной обработкой. Было обнаружено, что разница становится более отчетливой, когда оценивают настои с молоком. Действительно, настои черного листового чая с молоком согласно настоящему изобретению, как было обнаружено, так же хорошо окрашены, как и более яркие настои СТС-чая.
Можно даже охарактеризовать черный чай по изобретению как чай, который при настаивании его в водопроводной воде (Crawley, United Kingdom) в течение 2 минут и 15 секунд при концентрации 13,3 г/л и последующего добавления 10 мл молока на 235 мл настоя образует напиток, качество которого составляет от 4 до 6, предпочтительнее 5-6.
Примеры
Далее черный листовой чай по изобретению описывается со ссылкой на последующие примеры.
Пример 1
Дифференцирование внешнего вида чая ортодоксального типа и чая СТС типа, проведенное опытным дегустатором чая
Заявители обратились с просьбой к опытному дегустатору чая отобрать 17 типов чая, употребляемого во всем мире, в том числе несколько типов ортодоксального чая и несколько типов СТС-чая. Затем они попросили дегустатора классифицировать эти типы чая, а также по два сорта каждого из пяти типов черного листового чая по изобретению, произведенных вторым способом из упомянутых во введении способов, как принадлежащие к типам отродоксального чая или к типам ТС-чая. Результаты представлены в табл.6 ниже.
Сравнение известных и новых типов чая опытным дегустатором чая
Оценка проводилась на основе ряда факторов, включая размер листа, его извитость, площадь поверхности и цвет. В каждом случае дегустатор чая классифицировал черный чай по изобретению как чай, имеющий внешний вид ортодоксального чая.
Пример 2
Дифференцирование внешнего вида ортодоксального чая и СТС-чая обученной группой дегустаторов
Заявитель разработал способ обучения группы специалистов для количественной оценки внешнего вида листового чая.
Известный ортодоксальный чай и СТС-чай подвергали анализу изображений. Ряд преобладающих форм листьев был идентифицирован и использован для того, чтобы охарактеризовать внешний вид черного листового чая ортодоксального типа и СТС типа. Была собрана группа дегустаторов, которую обучали восприятию внешнего вида листа для того, чтобы распознавать формы листа, используя различные типы коммерчески доступного чая. Эффективность работы данной группы проверяли, чтобы гарантировать правильность оценки и ее совпадение у разных членов группы.
Преобладающие формы листа показаны на фиг.1 и описаны следующим образом:
А РАСКРЫТАЯ - различима как часть раскрытого листа.
В ОЧЕНЬ СВЕРНУТАЯ - и/или изогнутая.
С УГЛОВАТАЯ - слегка скрученная.
D СФЕРИЧЕСКАЯ - 3-мерный фигурный шар.
Е. ПРЯМОУГОЛЬНАЯ - 2-мерная/плоская.
F СТЕРЖНЕВИДНАЯ - прямая и узкая.
Любое волокно или стебель были исключены из данной оценки.
Обученной группе предложили оценить внешний вид 17 типов чая, т.е. семь типов стандартного ортодоксального чая, используемых в примере 1, десять типов стандартного СТС-чая, используемых в примере 1, и четыре типа черного листового чая по изобретению, полученные вторым способом из упомянутых во введении способов.
Эксперты оценивали образцы в изолированных кабинах и не могли совещаться между собой.
Было выдвинуто требование, согласно которому каждый эксперт должен был оценить каждый продукт три раза в ходе полного исследования, а всего произвести 63 отдельные оценки. Поэтому исследование разделили на 7 сеансов, причем каждый из 14 экспертов оценивал отличные 9 продуктов из серии, включающей 21 продукт, при каждом сеансе. Указанный «неполный блок» исследований достигает лучших результатов при сравнении продуктов между собой, чем в случае, когда каждый эксперт получает такую же подгруппу продуктов при данном сеансе.
Порядок, в котором представлялись продукты для оценки, всегда является важным в работе, связанной с чувственным восприятием. Поэтому выбранная схема гарантировала, что порядок представления был выбран правильно, т.е. для группы из 14 экспертов каждый продукт должен появляться четыре или пять раз в каждом обслуживаемом месте в течение полного исследования.
Порядок представления был также точно сбалансирован в отношении «предшественников», так чтобы на оценку ни одного продукта не повлиял предшествующий продукт.
Каждый образец чая был оценен «вслепую» в отношении формы листа трижды каждым экспертов. Величины, определенные для каждой формы, указывают на число раз, которое образец был оценен как данная форма листа. Образцы СТС-чая были преимущественно оценены как сферические по внешнему виду листа, в то время как образцы ортодоксального чая представляли собой комбинацию из прямоугольной, стержневидной, угловатой и большой/широкой форм листа.
Результаты представлены в табл.7 ниже.
Сравнение известных и новых типов чая, произведенное обученной группой экспертов
Результаты ясно показывают, что внешний вид черного листового чая по изобретению (полученного обработкой на модифицированном лопастном роторе) ближе напоминает внешний вид ортодоксального типа чая, чем образцы СТС-чая. Очевидно, что черный (тестируемый) чай по изобретению имеет значительное число А, В, С и F форм, обычно обнаруживаемых в черном листовом чае, произведенном ортодоксальным способом, и совсем не имеет D формы, которая была преобладающей в черном листовом чае, полученном СТС-обработкой.
Пример 3
Дифференцирование внешнего вида ортодоксального и СТС-чая путем определения коэффициента периметра D-окружности образов чая
Как было упомянуто выше, операции расплющивания, скручивания и свертывания, которые являются типичными при производстве ортодоксального чая, приводят к длинным, тонким листовым фрагментам чая, тогда как более разрушающее, рубящее действие установок при СТС-обработке приводит к гранулярным фрагментам чая. Заявитель разработал эффективный метод измерения «круглости» фрагментов чая или скорее их отклонения от идеальной окружности.
Этот метод предусматривает приготовление изображений фрагментов чая и определение коэффициента периметра D-окружности (DCPR). DCPR определяют с помощью уравнения
где Р представляет собой наблюдаемый периметр частицы и А представляет собой наблюдаемую площадь частицы. В действительности, это есть отношение между истинным периметром объекта и периметром его D-окружности - т.е. гипотетической окружности, которая имеет такую же площадь, как и объект.
Указанный параметр имеет минимальную величину DCPR=1 (для окружности). Все другие формы имеют DCPR величины выше единицы. Данный параметр не зависит от размера.
Образцы чая брали из набора, содержащего 21 тип чая со всего мира, используемого в примере 1, и сравнивали с образцами среднелистового чая и крупнолистового чая, произведенного первым способом из упомянутых во введении способов.
В каждом случае брали шпателем небольшие образцы без выбора.
Требовалось изобразить только внешние очертания формы частиц (т.е. силуэты) без деталей поверхности. При этом важно избегать теней. Поэтому образцы листьев раскладывали на стеклянной пластине и освещали с обратной стороны на столе микроскопа WILD M8™ с низкой разрешающей способностью. Увеличение было выбрано такое, которое допускало наличие в поле зрения возможного множества частиц, но в то же время позволяло увидеть каждую частицу достаточно большой для того, чтобы произвести достоверные измерения. Выбранное увеличение создавало поле размером 21×15,75 мм.
Изображения захватывали камерой JBC KY 55™ с использованием фиксирующей рамки NOETECH™. Разрешение в пикселях было 768×576. Часть фона была оставлена видимой на каждом микроснимке для того, чтобы удостовериться, что частицы не получились размытыми при чрезмерном освещении. Двенадцать или пятнадцать полей было взято для каждого образца, при этом общее количество частиц обычно составляло 300-400. Все изображения постоянно хранили.
Анализатор изображений (KONTRON KS 300™) использовали для оценки бинарных изображений (т.е. у которых все пиксели были либо черными, либо белыми). Все области, которые следовало измерить, делали белыми, а фон черным. Для этого использовали процесс сегментации, с помощью которого из исходного изображения получают бинарное.
Исходное изображение делали одноцветным. Был выбран пороговый уровень, ниже которого все выглядело черным (т.е. значение пикселя=0) и выше которого все выглядело белым (т.е. значение пикселя=255). Пороговый уровень слегка изменялся от одного изображения к другому и был выбран так, чтобы избежать увеличения или размытости контура частиц; он обычно составлял около 140. Он позволял получать изображение, при котором частицы были черными, а фон белым.
Изображение обращали (т.е. черное на белом делали белым на черном фоне) и удаляли любые частицы, находящиеся в контакте с контуром изображения (и поэтому частично закрытые). Конечным результатом на этой стадии была маска бинарной сегментации. Полученные результаты также архивировали.
Перед измерением каждое изображение проходило процедуру «раскрытия», которая поочередно осуществляла размывание частиц и их увеличение в 3 раза. Указанная процедура приводила к небольшому сглаживанию поверхности и удалению небольших поверхностных неровностей, которые не вносят вклад в общую форму или размер объекта, но которые могут исказить оценку периметра. Данная часть процедуры была выполнена в вышеупомянутом образном анализаторе KONTRON KS 300™.
Затем частицы измеряли и данные по всем изображениям собирали для каждой группы образцов. Полученные результаты представлены в табл.8 ниже.
Сравнение известного и нового чая путем измерения частоты встречаемости частиц, имеющих определенные пропорции периметра D-окружности
< 1.2
1.2-1.39
1.4-1.59
≥1.6
Полученные результаты представлены в виде гистограммы частоты встречаемости частиц на фиг.2.
DCPR гистограммы частоты встречаемости частиц четко выявили различия между различными типами продуктов. Показано, что СТС-чай содержал намного выше долю частиц в классе с DCPR <1,2 (10-25%), чем в классе с DCPR ≥ 1,6 (3-4%); т.е. чай состоит из материала с низким соотношением параметров чайного листа. Ортодоксальный чай оказался более изменчивым. ODX2 был по характеру очень похож на СТС, в то время как ODX3 & ODX4 содержали 3-4% частиц, соответствующих классу с DCPR <1,20, но 25% & 3-0% частиц, соответствующих классу с DCPR ≥ 1,6. В общем, как видно на фиг.2d, чай, произведенный ортодоксальным способом, содержал значительно больше частиц с DCPR выше или равно 1,6, чем чай, полученный СТС-обработкой.
Полученные результаты четко выявили различия между крупнолистовыми и среднелистовыми фракциями черного листового чая по изобретению, произведенного способом, описанным в заявке Великобритании GB 0010315.0: крупнолистовые фракции имели частоту встречаемости 20-25%, подобно ODX 3 & 4 образцам, и в среднелистовые фракции показали частоту встречаемости 12-14%, подобно образцам ODX 1, 5 и 7.
Пример 4
Дифференцирование внешнего вида ортодоксального и СТС-чая путем оценки анализа изображений описательного вектора или «отпечатков пальцев»
Заявитель разработал метод дифференцирования внешнего вида ортодоксального и СТС-чая с помощью другой технологии, использующей анализ изображений. Этот метод можно упрощенно представить, как автоматизированную дегустацию чая.
Этот метод учитывает тот факт, что, по меньшей мере, часть потребителей воспринимает качество черного чая по его внешнему виду, особенно по цвету, размеру и форме. Можно попытаться измерить количественно весь внешний вид определенных листьев путем фокусирования на образцах этих листьев.
В данном черном чае наблюдается значительная изменчивость в форме, фактуре и цвете листьев. Распределение указанных характеристик приводит к определенным свойствам чая, включая эффективность настаивания и цвет.
Анализ формы может быть проведен количественно с большой точностью с помощью аппаратуры для образного анализа. Основными характеристиками формы являются длина листа, полный размер, регулярность формы, шероховатость поверхности, «извилистость» листа, извивание и степень ветвления. Для данного воспроизводимого получения образца и изображения можно использовать образный анализ с тем, чтобы точно измерить параметры для количественной оценки формы и других показателей внешнего вида. Сочетание указанных различных параметров может быть математически скомбинирована таким образом, чтобы получить отчетливую картину характерных признаков («отпечатков пальцев»).
Было обнаружено, что признаки ортодоксального чая имели определенные общие черты, которые не найдены в признаках СТС-чая, и наоборот.
Для каждого листа по выбранным параметрам производят измерения. Объединение замеров, произведенных на каждом из листьев образца, образует математический описательный вектор, который обозначает распределение точек поперек каждого из параметров. Путем рутинного повторного взятия пробы чайного образца можно создать профиль распределения популяции чая. Степень сходства между описательными векторами различных образцов чая может быть оценена с помощью статистических методов (например, хи-квадратный тест.). Данный подход позволяет сделать заключение относительно того, происходят ли образцы из той же самой популяции или нет.
Оборудование
Приготовление образца являются решающим фактором. Такой образец представлен на фиг.3а как образец 1. Образец 1 был сделан путем создания слепка 2 с помощью презентационной программы MICROSOFT POWERPOINT™. Он был отпечатан на ацетатном материале, выбранном из-за его проницаемости. Затем слепок 2 фиксировали на крышке чашки Петри 3, используя адгезив 3М SPRAY MOUNT™. Дно чашки Петри 3 защищало образцы и способствовало их накапливанию. Поверхность слепка 2 опрыскивали таким же адгезивным аэрозолем. Небольшие количества чайных листьев 4 затем опрыскивали на слепке 2 и вручную отделяли с помощью скальпеля. В каждом образце использовали от 400 до 1000 индивидуальных чайных листьев независимо от типа чая. Применение аэрозоля помогло преодолеть проблемы статики и предотвратило смещение листьев чая во время переноса к изображаемому оборудованию и из него. Слепок 2 включал окно 5 идентификации образца.
Оборудование для создания изображений было установлено, как показано на фиг.3b. Установка включала камеру 6, стойку 7 и источники света 8 и 9. Камера 6 представляла собой цифровую камеру NIKON COOPLIX 950™ с разрешением 2,1 Мегапикселя. Она была установлена следующим образом: сжатие - JPEG (тонкое); измерение - матрица; белый баланс - ручной; фокусное расстояние - 18 мм; выдержка - 1/200; диафрагма - 10,5.
Два источника света 8 и 9 использовали, чтобы создать переднее освещение и освещение сзади. Основным освещением является переднее освещение. Источник, расположенный сзади, помогал удалить любую тень у краев листьев. Первым источником света 8 был KAISER RB5004/HF™ световой источник, состоящий из ×36 Ватт, 5400К, высокочастотных флуоресцентных ламп (CRI>9-8). Вторым световым источником 9 был TOSTEC DCR II™ световой источник, состоящий из DC стабилизированной 150 Ватт лампы накаливания с вольфрамовой спиралью и заполненной галогеном, питающейся через волокнистый кабель ячейки с задним освещением (Model А08927).
Все процедуры, связанные с освещением, проводили в течение 60 минут периода стабилизации. После этого периода цветобаланс камеры устанавливали вручную. Образцы помещали в центре под камерой и получали изображение. Затем изображения были перенесены в компьютер посредством компактного устройства для считывания кадра с перфокарт. Все изображения затем проверяли в отношении классификации листа и оценки количества, используя программу образного анализа (OPTIMAS 6™). Наконец, все изображения были перенесены на CD для их использования.
Математический анализ
Вышеупомянутое оборудование использовали для того, чтобы получить информацию о полной форме листьев, которую можно выразить в виде топологического скелета и карты расстояний, используя детальный алгоритм, опубликованный в "Determination and characterisation of the structure of a pore space from 3D volume images", by C.A.Baldwin, A.J.Sederman, M.D.Mantle, P.Alexander & L.F.Gladden, Colloid and Interface Sci., 181, 79-92, 1996 and "Application of Nuclear Magnetic Resonance Imaging in Process Engineering", L.F.Gladden and P.Alexander, Measurement Science and Technology, 7, 423-435, 1996.
Скелет может быть представлен как восстановление структуры в образе до ее минимальной формы, которая сохраняет основную логичность исходного образа; например, для чайных листьев заявители ожидают получить длинный скелет, представляющий основную «базу» формы листа вместе с некоторым ответвлением в областях, где лист утолщается или где выявляется избыточная шероховатость поверхности листа. Карта расстояний позволяет прямо измерять, насколько далеко находится каждый пиксел в двойном изображении листа от поверхности листа.
Исходя из данных изображений, можно провести различную статистику, такую как общая длина скелета, относительная длина каркаса, сравненная с проецированной площадью листа, максимальное расстояние от края до края и насколько разветвлен каркас, а с помощью карты расстояний можно измерить «толщину» изображения листа.
Описательный вектор или «отпечатки пальцев»
Хотя этот метод обеспечивает разные статистики, для целей настоящего изобретения были выбраны следующие статистики формы:
1) Проецированная площадь листа (а)
2) Проецированный периметр листа (р)
3) Компактность (с=р/а)
4) Сплющенность (о=(Ixx-Iyy)|(Ixx+Iyy)
5) Длина скелета (I)
6) Нормализованная длина скелета (n=1/а)
7) Карта максимальных расстояний (d=максимум на карте расстояний)
Таким образом, для каждого листа в образце было рассчитано семь величин, которые характеризовали этот лист. Указанные величины выражены в пиксельных единицах. В действительности, в образце чая не создается образ отдельного листа, а скорее подгруппы листьев, и в этой подгруппе существует природная вариация между индивидуальными листьями. Наблюдается очень большая степень этой вариации, которая характеризует чай. Поэтому можно предположить, что чай отличается распределением точек в семимерном множестве (или во множестве с еще большим количеством измерений для более достоверной статистики).
Это распределение данных может быть обеспечено путем создания цифрового представления, при котором множество делят на группы конечного размера в каждом измерении и определяют относительную частоту встречаемости данного листа в каждой группе, т.е. путем образования N-мерной гистограммы. Такая N-мерная гистограмма может быть, конечно, представлена численно, однако такое представление не является свободным от погрешностей, просто из-за низкой достоверности малочисленной статистики, применяемой в анализе. Для группы, в которой обнаружено некоторое количество точек, отклонение этого количества от выбранной статистики истинного распределения равно квадратному корню из количества, которое определено в действительности.
Поэтому следует убедиться, что большое число величин выпадает из анализа в каждой группе. Используя полное N-мерное множество, можно проанализировать большое количество образов чая для получения достоверной статистики. Вместо этого может быть создана серия одномерных гистограмм для каждого статистического показателя. Такой подход сводит ошибки к минимуму, но отбрасывает информацию о корреляции свойств отдельных листьев; например, является ли лист тонким и большим или толстым и маленьким. Эта последовательность 1D гистограмм образует описательный вектор или «отпечатки пальцев», где пики относятся к выбранным характеристикам формы - слева направо: проецированная площадь (а), проецируемый периметр (р), компактность (с), сплющенность (о), длина скелета (L), нормализованная длина скелета (n) и карта максимальных расстояний (d).
Результаты
Характерные признаки («отпечатки пальцев») трех образцов известного чая, произведенного ортодоксальным способом (образцы чая odx3, odx5 и odx7 из упомянутого мирового набора использованных в примере 1), получали вышеупомянутым способом. Полученные «отпечатки пальцев» показаны на фиг.4а-4с соответственно. Характерные «отпечатки пальцев» трех образцов известного чая СТС-обработки (ctc3, ctc5 и ctc9, использованных в примере 1) получали вышеупомянутым способом. Полученные «отпечатки пальцев» показаны на фиг.5а-5с соответственно. Характерный «отпечаток пальцев» черного листового чая по изобретению был получен указанным методом. Этот «отпечаток пальцев» показан на фиг.6.
Из полученных результатов следует, что "отпечатки пальцев" ортодоксального чая имели определенные общие признаки, которые не обнаружены в «отпечатках пальцев» чая СТС-обработки, и наоборот. А именно, 1D гистограмма между 300 и 375, соответствующая сплющенности (т.е. степень, при которой экваториальный диаметр выше полюсного диаметра), значительно напоминает симметричную перевернутую гиперболу в случае чая СТС-обработки и асимметричную перевернутую гиперболу или «клин» в случае чая, произведенного ортодоксальным способом. «Отпечатки пальцев» черного листового чая по изобретению более всего напоминают «отпечатки пальцев» ортодоксального чая, что доказано характерной клиновидной формой сплющенного пика.
Пример 5
Дифференцирование эффективностью настаивания ортодоксального и СТС-чая, проведенное с помощью оценки эффективности настаивания
Чай, произведенный ортодоксальным способом, обычно настаивается медленнее, чем СТС-чай. Качество настоя отражает степень повреждения (мацерации). Поэтому следует ожидать, что черный листовой чай, который напоминает по внешнему виду ортодоксальный чай, будет настаиваться подобно ортодоксальному чаю.
Заявители отобрали несколько образцов из 17 типов чая из мирового чайного набора, используемого в примерах 1-4, и сравнивали эффективность настаивания данного чая с чаем, который произведен способом, описанным в нашей заявке Великобритании GB 0010315.0, находящейся в процессе одновременного рассмотрения. Чай был выбран исключительно на основе сравнимых размеров листа. Это условие было необходимым, т.к. маленькие листья имеют выше отношение поверхности к объему, чем крупные листья, и, таким образом, они будут настаиваться быстрее, чем крупные листья.
В каждом случае 200 мл закипевшей деионизированной воды было добавлено к предварительно прогретому термосу, содержащему 2 г (±0,05 г) листового чая. Колбу термоса закрывали пробкой и на короткое время опрокидывали, затем оставляли настаиваться в течение 3 минут. Затем термос вновь опрокидывали и напиток фильтровали через фильтровальную бумагу WHATMAN 541™, используя воронку Бюхнера и колбу под вакуумом.
Интенсивность цвета настоев измеряли с помощью калориметра HUNTERLAB ULTRASCAN Хе™, используя стандартный аналитический способ (предоставленный производителем). Результаты, приведенные в табл.9 ниже, получены при использовании 1 см длины пути с D65 источником света и углом наблюдения 10°С.
Эффективность настаивания листового чая сравнимого размера
Величины а* и b* были отложены на графике, представленном на фиг.7. Каждая точка графика указывает на положение цвета напитка в цветной области. Точки, расположенные ближе к правому верхнему углу графика, соответствуют налиткам с компонентами более интенсивного желтого или красного цвета соответственно.
Как можно видеть из фиг.7, результаты, полученные для листового чая по изобретению (ML143 и ML147), совпадают с группой результатов, полученных для СТС-чая, но не с группой результатов, полученных для ортодоксального чая. Полученные результаты четко показали, что черный листовой чай по изобретению настаивается подобно СТС-чаю, а не подобно ортодоксальному чаю.
Пример 6
Дифференцирование эффективности настаивания ортодоксального и СТС-чая, проведенное с помощью оценки эффективности настаивания без молока
Заявители настаивали каждый из 17 типов мирового чая, использованных в примерах 1-4, и сравнивали эффективность настаивания этого чая с эффективностью настаивания чая, произведенного способом, описанным нами в заявке Великобритании GB 0010315.0, находящейся в процессе одновременного рассмотрения.
В каждом случае, чтобы воспроизвести приготовление чая без молока, как принятое в Континентальной Европе, 2.0 г (± 0,05 г) чая настаивали в 250 мл только что закипевшей водопроводной воды (Crawley, United Kingdom) в течение 1-5 минут, и опытный дегустатор чая оценивал качество напитка в отношении класса, цвета, яркости и густоты.
Качество напитка оценивали количественно по шкале от 0,6 до 9,4, как указано в табл.10 ниже.
Оценка качества напитка
Результаты представлены в табл.11 ниже.
Оценка качества настоев чая без молока
Величины Q (класс) и С (цвет) были отложены на графике, представленном на фиг.8. Как видно на фиг.8, известный СТС-чай при настаивании давал более интенсивно окрашенные настои, чем известный чай, произведенный ортодоксальным способом. На фиг.8 также видно, что черный чай по изобретению настаивается аналогично более окрашенному СТС-чаю, чем ортодоксальному чаю.
Пример 7
Дифференцирование эффективности настаивания ортодоксального и СТС-чая путем оценки эффективности настаивания с добавлением молока
Заявители настаивали каждый из 17 типов мирового чая, используемых в примерах 1-4, и сравнивали эффективность настаивания этого чая с эффективностью настаивания чая, произведенного способом, описанным нами в заявке Великобритании GB 0010315.0, находящейся в процессе одновременного рассмотрения. В каждом случае, чтобы воспроизвести приготовление чая с молоком, как принято в Великобритании, 3,125 г (±0,05 г) чая настаивали в 235 мл только что закипевшей водопроводной воды (Crawley, UK), и опытный дегустатор чая оценивал качество напитка в отношении класса, цвета, яркости и густоты. Качество напитка оценивали количественно по шкале от 0,6 до 9,4, как указано в табл.10 выше. Результаты представлены в табл.12 ниже.
Оценка качества настоев с молоком
Величины Q (класс) и С (цвет) были отложены на графике, представленном на фиг.9. Как видно на фиг.9, известный СТС-чай при настаивании давал более интенсивно окрашенные настои с молоком, чем известный чай, произведенный ортодоксальным способом. На фиг.9 также видно, что черный чай по изобретению давал настои с молоком, сравнимые с самыми лучшими типами СТС-чая.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ПРОИЗВОДСТВО ЧЕРНОГО ЧАЯ | 2008 |
|
RU2470519C2 |
| СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЧЕРНОГО ЧАЯ | 2001 |
|
RU2259753C2 |
| ПРОИЗВОДСТВО ЧАЯ | 2003 |
|
RU2318392C2 |
| ПРОИЗВОДСТВО ЧАЯ | 2004 |
|
RU2332850C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАЙНОГО ПРОДУКТА И ПОЛУЧЕННЫЙ ПРОДУКТ | 2004 |
|
RU2345547C2 |
| Способ получения красного чая | 2019 |
|
RU2720772C1 |
| ПРЕДШЕСТВЕННИК НАПИТКА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2007 |
|
RU2442427C2 |
| ПРОДУКТ ИЗ ЛИСТЬЕВ ЗЕЛЕНОГО ЧАЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2007 |
|
RU2432087C2 |
| СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕЛЕНОГО ЧАЯ | 2006 |
|
RU2413421C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАЙНОГО НАПИТКА ИЛИ ТРАВЯНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ОТВАРОВ | 2014 |
|
RU2690651C2 |
Предлагаемое изобретение относится к производству чая. Черный листовой чай, обработанный по ортодоксальному типу, не имеет характеристики настаивания чая, обработанного по СТС-способу. По меньшей мере, 5% частиц чая имеют коэффициент периметра D-окружности 1,6 или более. 4 з.п. ф-лы, 9 ил., 12 табл.
| WO 9940799 А, 19.08.1999 | |||
| Клапан для регулирования давления пара, газа и т.п. | 1926 |
|
SU10401A1 |
| Способ легирования чугуна | 1987 |
|
SU1546508A1 |
| Способ производства чая | 1983 |
|
SU1243912A1 |
