Фенолъные соединения. Вопрос образования, превращения и условий накопления фенольных соединений — центральный в биохимии и физиологии чая, так как именно они обеспечивают наиболее ценные свойства чая.
В литературе о чае встречаются разные термины для определения этих веществ: фенольные соединения, полифенолы, дубильные вещества, танин и танино-катехиновый комплекс. Термин «дубильные вещества», или адекватный ему термин «танин», ввел французский исследователь Сеген, обозначив им фенольные соединения, которые находятся в значительных количествах в экстрактах многих растительных материалов и обладают способностью дубить кожу. Изначально в кожевенной промышленности для дубления кожи применялись настои дуба, поэтому от латинского слова tan (дуб) и образовано название вещества.
Чайный танин не представляет собой однородное вещество, а является смесью генетически близких веществ. Истинных дубильных веществ (танина) в чайных флешах почти нет, так как чайный лист содержит фенольные соединения, состоящие, в основном, из простых катёхинов (и их производных), имеющих низкомолекулярную массу. Однако во время технологической переработки сырья фенольные соединения зеленого листа претерпевают значительные изменения, их молекулярная масса увеличивается, и они приобретают свойства дубильных веществ.
Долгое время ученым не удавалось выяснить состав чайного танина. Лишь разработав методы разделения дубильных веществ на фракции ученым удалось установить их две основные разновидности — катехиновую и танинную, которые отличаются между собой физическими, химическими и вкусовыми свойствами.
Образование дубильных веществ происходит, в основном, путем превращения Сахаров в полифенолы через промежуточное образование инозита. В дальнейшем путем реакции присоединения и конденсации полифенолы и их производные образуют дубильные вещества. При старении листа, а также при его переработке катехиновая фракция (содержание которой в нежных листьях чая доходит до 70 % от общего содержания дубильных веществ) постепенно переходит в танинную, а затем в связанный танин. Это происходит за счет окисления и уплотнения катехинов и их галловых эфиров, о чем можно судить по увеличению молекулярной массы дубильных веществ готового черного чая.
Цвет настоя, терпкость, аромат и другие свойства чая зависят от дубильных веществ и их соединений с другими веществами или от продуктов их изменения в процессе переработки. Горечь чайного настоя, в основном, связана с катехиновой фракцией дубильных веществ, в то время как терпкость, полнота вкуса, хорошая цветность и другие свойства — с танинной.
Содержание фенольных соединений в чае зависит от сорта растения, возраста листа, времени сбора, экологических факторов, системы агротехнических мероприятий и других факторов.
Сырье индийского чая содержит больше фенольных соединений, чем китайский или японский чайный лист, что учитывается при производстве различных видов готовой продукции. При производстве зеленого чая нужно помнить, что фенольные соединения легко окисляются действием ферментов. Поэтому в Индии зеленый чай вырабатывают в небольшом количестве, так как высокое содержание дубильных веществ в сырье ведет к получению продукта нежелательного качества, который характеризуется несколько горьковатым и излишне терпким вкусом, а также не свойственным зеленому чаю темно-красным цветом. В Японии и Китае для устранения накопления фенольных соединений прибегают к искусственным средствам (притенению плантаций, внесению больших доз азотных удобрений, снижению уровня подрезки куста), что ведет к получению высококачественного зеленого чая.
Общепризнано, что большее количество дубильных веществ в чайном листе позволяет получить продукт хорошего качества. Наиболее богаты танином молодые листья. В нежном сырье их содержание составляет 20–30 %. Большое количество фенольных соединений содержит почка, первый и второй лист, в третьем и последующих их меньше. В огрубевшем листе запасы дубильных веществ резко снижаются.
В процессе переработки чайного листа в черный чай количество фенольных групп уменьшается примерно на одну треть. В лучших сортах готовой продукции содержание танина может доходить до 18 %, причем уменьшается, в основном, катехиновая фракция зеленого листа, переходя в более сложные соединения танинной фракции, которая в дальнейшем, уплотняясь, образует вещества, нерастворимые в воде. Окисленные во время ферментации лимонно-желтые танины придают настою характерную темно-золотую окраску, дополняют аромат, сообщают напитку специфическую терпкость и крепость.
Для зеленого чайного листа характерно изменение содержания фенольных соединений в течение всего сезона сбора. Так, в начале (май-июнь) и в конце (сентябрь) сезона их содержание относительно низкое, а в середине (июль-август) достигает максимума.
Солнце и более высокая температура воздуха увеличивают количество фенольных соединений в чайном листе. На их содержание также влияют высота расположения плантации над уровнем моря и экспозиция склона. На северных склонах и более низко расположенных плантациях количество фенольных соединений ниже, чем в высокогорье и на южной, солнечной стороне.
Алкалоиды чая. Чайный лист содержит алкалоиды — физиологически активные вещества, которые в малых дозах стимулируют (возбуждают) работу нервной системы организма человека. Главными из их числа являются кофеин (триметилксантин), теофиллин (диметилксантин) и теобромин. Из пуриновых оснований, сопутствующих кофеину и содержащихся в чае в небольших количествах, следует также назвать аденин, гуанин, тетраметил-триоксипурин.
Основным алкалоидом является кофеин, содержание которого достигает 3–5 % сухого вещества чая, в то время как содержание теофиллина и теобромина не превышает 0,6–0,8 %. Содержание кофеина зависит от сорта растения, возраста листа, содержание азота в почве и других факторов. Индийская популяция чайного растения содержит большее количество кофеина, чем китайская и японская. В нежных частях флеша его количество выше, и с ростом листа содержание кофеина уменьшается до 0,7–0,8 %. Поэтому высококачественный чай получают из двух- и трехлистных флешей. В процессе переработки зеленого листа чая содержание кофеина изменяется незначительно. Однако постепенно уменьшается количество свободного (растворимого) кофеина в связи с тем, что он соединяется с другими веществами чая (например, с белками). Поэтому в зеленом слабоферментированном чае кофеина больше, чем в черном. В готовом чае кофеин находится в соединении с танином, образуя так называемый танат кофеина, придающий чаю характерные свойства (аромат, цвет) и вызывающий помутнение крепкого чая при остывании (образование так называемых «сливок»). При температуре 100 °C кофеин претерпевает сублимацию (превращение), поэтому для его максимального сохранения в настое желательно, чтобы температура кипятка при заваривании чая не превышала 10 °C.
Белковые вещества. Белковые вещества находятся в чайном листе в большом количестве и в некоторых случаях по содержанию в два раза превышают количество танина. Содержание общего азота в различных типах чая существенно отличается и составляет в индийском чае 4,42 % сухого вещества, в китайском чае — 4,52 %, в японском чае — 5,08 %. В зеленом чайном листе белковые вещества представлены, в основном, в виде коллоидных растворов, водорастворимых белков в нем мало. В нежных частях флеша белков содержится больше на 3–5 %, чем в грубых. Кроме того, оно меняется в течение сезона переработки: чайные листья наиболее богаты белком в мае, в остальные месяцы его содержание постепенно уменьшается.
Белковые вещества играют важную роль в образовании чайного аромата, который зависит от тех или иных аминокислот, образующихся в процессе производства чая при распаде белков. В чайном листе обнаружены следующие свободные аминокислоты: аспарагиновая, глютамино-вая, серии, аланин, лизин, аргинин и валин, в завяленном листе к ним прибавляется лейцин и фенилаланин. При переработке чайного листа, в особенности во время ферментации и сушки, в результате взаимодействия аминокислот с сахарами возникают альдегиды, которые и участвуют в синтезе аромата. Однако следует упомянуть, что большое содержание белковых веществ при малом содержании танина неблагоприятно отражается на вкусовых и ароматических достоинствах готового чая. В процессах переработки белковые вещества соединяются с танином, образуя нерастворимые в воде вещества, в связи с чем уменьшается количество экстрактивных веществ.
Эфирные масла. Эфирные масла придают характерный специфический аромат зеленому чайному листу и готовому чаю, обусловливают определенный вкус напитка и усиливают выделение пищеварительных соков, что повышает усвояемость пищи.
