Биохимия чая

БИОХИМИЯ ЧАЯ

1 ВВЕДЕНИЕ

Чай – уникальное, сложнейшее и разнообразнейшее по своему биохимическому составу  вечнозеленое растение. Он произрастает в некоторых тропических и субтропических районах земного шара. В отличие от многих других сельскохозяйственных растений, которые возделывают из-за семян, плодов, цветов, корней, корневищ, клубней, чай культивируют главным образом из-за молодых 2-3-листных побегов (флешей),  которые являются сырьем для промышленности.

В литературе нет  единого мнения относительно родины чайного растения. Одни считают его родиной Китай, другие Северную Бирму и Аннам во Вьетнаме. По мнению некоторых исследователей, родиной чая является Ассам (Индия), где в начале XIX в. были обнаружены его дикорастущие виды.

Начало серьезных  исследований биохимии чайного листа было положено в 50-х гг. двадцатого столетия, однако систематический сбор соответствующих материалов относится к началу 80-х гг. благодаря появлению оборудованных лабораторий.

Именно химический состав определяет свойства чайного  напитка, положительно или отрицательно воздействующие на организм, а так же и на само качество продукта, поэтому так важно изучение этого вопроса.

При этом следует  иметь в виду, что химический состав чая на всех его этапах от зеленого листа на кусту до глотка заварки находится в постоянном сложнейшем изменении и взаимодействии: одни химические вещества улетучиваются, другие испытывают окисление и частично изменяются, третьи вступают в химические реакции и порождают новые вещества с новыми свойствами и признаками. Плюс, разные типы и сорта чая имеют свои особенности биохимии, а значит неодинаково воздействуют на организм человека.

На совокупность компонентов этого состава и  на вкусо-ароматические качества напитка  влияет множество факторов: район  произрастания (климатические условия, особенности и состав почв данной местности, влажность и т.д.), сорт растения, применение удобрений и химикатов, месторасположение листа на побеге, сезон сбора и время сбора, способы обработки собранного сырья, сортовые особенности чая, условия и срок хранения, способ заваривания.

2 КЛАССИФИКАЦИЯ

Все чаи, известные  на мировом рынке, могут быть классифицированы в зависимости от того, какие показатели будут заложены в основу классификации. При классификации используется какой-нибудь один признак:

• этап подготовки чайного листа (фабричный, торговый);
• исходное сырье (нежные или грубые листья);
• степень ферментированности (черный, красный, желтый, зеленый, белый чай);
• внешний вид (листовые или ломаные, рассыпные или прессованные, быстрорастворимые чаи).

В промышленном производстве чая существует два  этапа его подготовки: фабричный  и торговый. Фабричные сорта чая изготавливают на первичных чайных фабриках путем технологической переработки зеленого чайного листа. Торговые сорта чая (готовая продукция) получают на чаеразвесочных фабриках путем купажа, то есть смеси чая фабричных партий в строгом соответствии с утвержденной рецептурой.

2.1 Классификация чая по степени ферментации (окисления) чая считается основной, поскольку в ней есть единый признак, по которому можно охарактеризовать то разнообразие чаев, которое имеется в мире. В соответствии с этой классификацией чаи подразделяют на следующие категории.

1. Неферментированные (окисление до 12% от суммы дубильных веществ исходного сырья). К ним относятся белый и зеленый чаи, которые не прошли ферментацию или прошли ее слабую степень.
2. Слабоферментированные (окисление от 12% до 30% от суммы дубильных веществ исходного сырья). К ним относятся чаи, которые прошли частичную ферментацию (желтые, улуны (красные) и приготовленные тепловым методом недоферментированные черные чаи). Все эти чаи имеют разную степень ферментации: в меньшей степени окислен желтый чай, больше красный (улуны), в большей степени чаи, приготовленные тепловым методом.
3. Ферментированные (окисление в пределах 35-45% от общего содержания дубильных веществ). К ним относятся черные чаи, прошедшие полную ферментацию.

Внешней отличительной  особенностью этой классификации является цветовой признак готового чая. По цветовой гамме чаи делятся на пять основных типов: белый, зеленый, желтый, красный и черный. Однако имеется в виде не только цвет получаемого настоя или характерные особенности окраски чаинок или частиц полуфабриката. Известно, что из любой разновидности чайного куста можно получить чаи разных типов (цветов), и секрет заключается в способе обработки свежесорванных листьев, в тех биохимических процессах, которые происходят в листе при разных технологиях производства чая. Это, в конечном итоге, определяет их химический состав и, соответственно, вкусовые, ароматические и цветовые характеристики каждого типа чая.

Белые сорта  чая — неферментированные, в их вкусе чувствуется весенняя легкость и свежесть. Желтые — слабоферментированные, они имеют вкус-мираж, потому что  запомнить его невозможно. Зеленый чай горьковат, зато обладает сладким послевкусием, его хорошо пить летом. И красные, и черные по природе — теплые чаи, отлично согревают в холодную зимнюю пору и в промозглое межсезонье. Красные чаи — улуны — европейцы по ошибке считают черными. Они производятся из сочного чайного листа, который собирается осенью. улун щедро отдает свою силу людям — выдерживает до 10 заварок, и каждый раз в нем можно почувствовать новый аромат.

Ведущее место  в чайной промышленности и торговле занимает черный чай, который большинство считают не только самым «типичным», но и самым лучшим.

Зеленый чай обладает наиболее активными профилактическими и лечебными свойствами. Его чаинки — оливково-зеленого цвета (темнее бывает только у чайного листа низшего сорта, пересушенного или застарелого). Настой зеленого чая имеет золотисто-соломенный или янтарно-желтый оттенок, обладает своеобразным, приятным терпким вкусом, отличается более тонким, чем у черного чая, ароматом.

Желтый  чай изготавливается только из самых нежных верхушек чайного куста (типсов). Он близок к зеленому по ценнейшим биологическим свойствам — содержанию катехинов и витаминов, однако отличается от него более интенсивным янтарно-желтым цветом, мягким и лишь слегка терпким вкусом и утонченным, ни с чем не сравнимым ароматом. Этот чай обладает значительным возбуждающим действием. Он хорошо ароматизируется жасмином. Когда-то желтый чай с его уникальным по мягкости вкуса и тонкости аромата букетом считался «императорским». Он был доступен лишь семье императора, высшим сановникам и духовенству, экспортировать его было запрещено.

Чаи красного спектра, которые являются переходными к черному оттенку чая, имеют общее название «улуны» (от китайского «улун» — «черный дракон»). Лист для производства «улунов» собирают в момент активного роста. Для них характерен ярко-красный настой, приятный, оригинальный, «пикантный» вкус, великолепный пряный аромат. Знатоки характеризуют его словом «изумительнейший». Красный чай — «чемпион» по содержанию эфирных масел, в нем гораздо больше катехинов и других полезных веществ, чем в черном.

Особой разновидностью является белый чай, который существует в пределах всех четырех видов. Это очень редкий, исключительный по качеству чай, состоящий целиком из типсов. Если типсы для изготовления белого чая подвергают процессу ферментации, то это происходит только в естественных условиях не более 5-7%. Его почти бесцветный настой сочетает в себе достоинства всех видов чая: имеет очень тонкий и легкий аромат, насыщенный и крепкий (особенно при повторном заваривании) вкус, обладает широким спектром целебных свойств.

Все пять типов  чая во всем многообразии его видов  могут быть изготовлены из листьев  одного и того же куста, что говорит  о том, какое большое значение для чая имеет качество сырья и способ его переработки. В связи с этим нужно отметить, что особенно много сортов имеет черный чай, меньше — зеленый, еще меньше — красный и совсем мало — желтый и белый, для которых высокий сорт — признак не только характерный, но и непременный (средних и низших сортов у этих чаев нет).

Готовая чайная продукция отличается не только по степени ферментации (цвету), но и  по внешнему виду (форме). Поэтому, существует еще и потребительская классификация, согласно которой все торговые сорта чая в зависимости от нежности и возраста перерабатываемого сырья и технологии его переработки делятся на байховые (рассыпные), прессованные и растворимые.

2.2 Классификация чая по внешнему виду используется, в основном, как признак, определяющий торговую ценность продукта, и включает в себя чаи разной степени ферментации. Так, к рассыпным чаям относятся все типы байховых чаев (белый, зеленый, желтый, красный и черный), к прессованным чаям — зеленый и черный, к растворимым — концентраты зеленого и черного чая.

Байховые чаи. Строго говоря, слово «байховый» здесь не совсем уместно. Оно, скорее, должно быть показателем высокого достоинства сырья, а не формы готового продукта. Происходит это слово от китайского «бай-хо» или «бай-хоа» («белые реснички») и указывает на длинные жесткие волоски. Они покрывают густым бархатистым пушком серебристо-белого или желтоватого цвета нижнюю часть самых молодых и нежных листьев и выделяют эфирное масло, предохраняющее нежный чайный лист от испарения.

Байховые чаи  приготавливаются из нежных флешей (флеши, идущие на переработку, имеют три  листа и почку) и делятся на две группы — листовые и ломаные (мелкие)чаи, каждая из которых имеет три ступени (сорта) качества.

Прессованные (плиточные) чаи. Издавна производились в Китае, Мьянме (Бирма) и Таиланде не для питья, а для еды в полувлажном виде.

Плиточный чай изготавливают из огрубевшего, застарелого листа  осеннего сбора и грубого весеннего  листа, полученного при подрезке (формовке) кустов, добавляя в него высевки и крошку.

Быстрорастворимые (кристаллические, гранулированные) чаи. В США, Индии, Китае, а также некоторых странах Европы изготовляют быстрорастворимый чай (черный, зеленый), который представляет собой сухой экстракт натурального чая, полностью растворяющийся в горячей воде. В концентрированном виде он содержит все основные растворимые вещества натурального чая (фенольные соединения, кофеин, витамины и др.).

Быстрорастворимый чай приготавливают из низкокачественного сырья, получаемого из третьей фракции листа, некондиционного листа для приготовления байховых чаев, грубого листа осеннего сбора, а также из отсевов первичной переработки чайного листа — крошки и высевок.

Высевки состоят из очень мелких обломков чая. Если они содержат много золотого типса, то называются типсовыми высевками.

 Крошка — пылеобразный материал, получающийся при сортировке резаного чая, качество которой определяется чистотой сортировки и интенсивностью настоя.

Быстрорастворимый чай выпускают в форме таблеток, гранул, порошка, кристаллов.

Разовые пакетики с чаем. Наиболее употребительными и известными среди всех видов расфасовки чая являются разовые пакетики.

Существуют  две версии происхождения бумажных мешочков с чаем. По европейской версии, идея родилась у неизвестных солдат Первой мировой войны, которые стали заваривать чай, опуская в котелок с кипящей водой толику заварки, завязанную в кусок бинта. Американцы же считают, что изобретение было сделано коммивояжером по имени Томас Салливэн, который еще в 1908 г. паковал бесплатно раздаваемые фирмой образцы чайного листа в сшитые вручную шелковые мешочки. Правда, и по этой версии решающий шаг к изобретению был анонимным: кто-то из покупателей сообразил, что можно просто опустить мешочек в чашку и не возиться с заварочным чайником.

Так или иначе, в обоих случаях чай имел «тряпочный»  привкус. И если для нетребовательных солдат это было не очень важно, то широкому потребителю, спокойно пьющему  чай у себя дома, такой привкус  не нравился. Вместе с тем идея казалась многообещающей: удобно, а кроме того, можно использовать отходы чайного производства, всегда остающиеся при переработке чайного листа.

Пакетики с  каждым годом становятся все совершеннее: используют бумагу и скрепляющие  материалы, которые не портят вкус настоя, сами пакетики делают двойными для более эффективного экстрагирования, более того — они запаиваются на фабрике в индивидуальный конвертик. Сейчас пакетированные чаи выпускаются всеми чаепроизводящими странами мира в силу экономичности производства, удобства употребления и повышенного спроса на продукцию.

3 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для биохимического анализа состава чая применяют  основные аппаратные методы: 
- рефрактометрический метод – определяет количество экстрактивных веществ (это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления);  
- спектрофотометрический метод - определяет кофеин в чае (физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра); 
- метод хроматографии – для анализа сложных многокомпонентных смесей от газов до высокомолекулярных соединений, смеси катионов и анионов (Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент)); 
- метод капиллярного электрофореза – для анализа компонентов зелёного чая (для разделения молекул по заряду и размеру в тонком капилляре, заполненном электролитом); 
- амперометрический метод – для определения антиоксидантной активности (основан на измерении электрического тока в ячейке, возникающего при окислении анализируемого вещества).

4 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЧАЙНОГО ЛИСТА

Качество сырья и полученной из него продукции во многом зависит от химического состава зеленого чайного листа. Во всем мире учеными ведутся большие работы по изучению зеленого чайного листа и тех превращений, которые протекают в нем при технологической переработке, проводятся систематические биохимические исследования, касающиеся сырья и технологии производства чая. Биохимики отмечают, что созревший чайный лист содержит более 130 различных веществ и соединений, определяющих главные достоинства чая - вкус, аромат и цвет.

Изучение химического состава зеленого листа и готового чая проводится потому, что при переработке чайного листа происходят значительные количественные и глубокие качественные изменения. Знание превращений, которые претерпевают вещества во время роста и развития зеленого листа, а также при его переработке, совершенно необходимо не только для улучшения качества сырья и направленного ведения технологических процессов при производстве чая, но также для правильного потребления готовой продукции (в том числе в лечебных целях).