Биохимия чая

Пигменты. Пигменты придают окраску чайному листу. Среди них следует отметить хлорофилл, каротин и ксантофилл.

Хлорофилл - пигмент зеленого цвета. Его содержание в чайном листе составляет 0,6-0,8%, причем с огрубением листа его количество увеличивается. Под действием высокой температуры при термической обработке чайного листа (фиксация, выдержка, сушка) хлорофилл разрушается. При недостаточном разрушении хлорофилла получается продукция низкого качества, обладающая отрицательными свойствами - зеленоватым цветом, травянистым привкусом, горечью.

Каротин - пигмент желтого цвета. В двух- и трехлистных флешах его содержание составляет 0,018-0,064%. В отличие от хлорофилла его содержание в начале сезона больше, чем в конце. Наличие этого пигмента в готовой продукции также является отрицательным признаком.

Кроме перечисленных пигментов, в чае обнаружено более 10 флавоноидов, которые имеют желтую окраску и представлены в растении в виде разнообразных гликозидов. Они в большом количестве (1,64%) находятся в однолистных флешах. Генетическая близость к катехинам (дубильным веществам) чайного растения и обусловливает их свойства.

                         ксантофилл

Витамины. Физиологическую ценность чая во многом определяет содержание витаминов. Среди водорастворимых витаминов в чайном листе обнаружены и изучены витамины B₁ (тиамин), В₂ (рибофлавин), В₃ (пантотеновая кислота), С (аскорбиновая кислота), РР (никотиновая кислота) и Р (группа флавоноидов). Из жирорастворимых витаминов в листьях чая представлены А (ретинол), К (филлохинон) и Е (токоферол). Большое количество витаминов содержит нежная часть флеша, с огрубением чайного листа их содержание уменьшается. Однако содержание витамина С, которым весьма богат чайный лист, наоборот, увеличивается от почки к третьему листу.

В процессе производства готовой продукции витамины претерпевают количественные изменения и оказывают существенное влияние на ход биохимических превращений веществ чая, содержащихся в зеленом листе. Так, токоферол (витамин Е), являясь сильным антиоксидантом, защищает от окисления ряд соединений при производстве чая, что оказывает положительное влияние на аромат и вкус чайного настоя, так как обогащает чай веществами, не подвергшимися окислению. Установлено также, что содержание аскорбиновой кислоты во время переработки листа значительно снижается, что связано с высокой температурой при сушке, при которой витамин легко разрушается, и с окислительными процессами во время скручивания и ферментации. Поэтому содержание витамина С в зеленом чае примерно в два раза больше, чем в черном.

Исследователями было также установлено, что сильным Р-витаминным действием обладает чайный танин, представляющий собой смесь катехинов и их галловых эфиров. При производстве зеленого чая фенольные соединения претерпевают слабое окисление, и их содержание в готовой продукции больше, чем в черном чае. Поэтому Р-витаминные свойства у зеленого чая проявляются сильнее, что говорит о его более высокой физиологической активности.

Минеральные вещества (зольные элементы). Содержание минеральных веществ в зеленых листьях и готовом чае варьирует в пределах 4-7% от общего количества сухих веществ.

Золы делят на две группы: растворимые и нерастворимые в воде, причем водорастворимая часть минеральных веществ составляет 50-60% их общего количества. По последним данным в золе готового чая было обнаружено более 20 элементов: К (калий), Са (кальций), Mg (магний), Fe (железо), Si (кремний), Na (натрий), Аl (алюминий), Мn (марганец), Sr (стронций), Ni (никель), Сu (медь), Zn (цинк), Ва (барий), Rb (рубидий), Ti (титан), Сr (хром), Sn (олово), Ag (серебро), V (ванадий), J (йод) и др. Некоторые из них присутствуют в чае в очень небольших количествах.

Содержание зольных элементов зависит от возраста листа и влияет на качество готовой продукции. Установлено, что в грубом (старом) листе и чае низкого качества содержание минеральных веществ больше, чем в нежных листьях и чае высокого качества. Однако содержание отдельных элементов по-разному отражается на качестве чая. Так, более высокие сорта содержат калия и фосфора больше, чем низкие, одновременно в более низких сортах чая выше содержание натрия, кальция и магния.

Влияние каждого элемента на качество и процесс производства чая изучено не до конца. Однако известно, что при производстве чая некоторые элементы (например, марганец и железо) играют определенную роль в процессе ферментации.

Ферменты. Ферменты играют важную роль в обмене веществ, протекающем в клетках растения. Они обеспечивают непрерывную цепь превращений: продукт, образованный одним ферментом, является объектом действия для другой группы ферментов. Если в цепи этих превращений выключился один из каких-либо ферментов (из-за неподходящих условий активности), процессы приостанавливаются или не доводятся до желаемого уровня, что действует на характер превращения веществ.

Ферменты образуются только в живой клетке, характеризуются катализирующей активностью и высокой специфичностью. Их активность и действие в процессе переработки растительного сырья регулируется влиянием различных факторов: температуры, кислотности, влажности, радиации, давления, действия активаторов и ингибиторов.

По химической природе все ферменты - белки. В чайном листе содержится довольно большое количество ферментов разных групп. Большое значение для чайного сырья имеют окислительные ферменты (фенолоксидаза, пероксидаза, каталаза, цитохромоксидаза) и гидролитические (инвертаза, амилаза, протопектиназа, протоиназа, протоилаза).

Качество чая во многом зависит от содержания в листе окислительных ферментов, которые изменяют свою активность в течение сезона и претерпевают количественные изменения в зависимости от возраста листа и сорта чайного куста. Так, при вегетации чая активность окислительных ферментов достигает максимума в августе, уменьшается с возрастом листа и перемещением растения к северу.

Действие окислительных ферментов в сырье по-разному влияет на качество готовой продукции. При производстве черного чая они оказывают положительное влияние, так как при их помощи протекает процесс ферментации и вырабатываются основные свойства чая - вкус, аромат и цвет настоя. Наоборот, при производстве неферментированного чая действие окислительных ферментов отрицательно сказывается на конечный результат. Большое значение здесь имеет термолабильность (чувствительность ферментов к высокой температуре), так как установлено, что при повышении температуры до 40-50° С активность ферментов увеличивается, при дальнейшем повышении, наоборот, уменьшается, а при температуре выше 60 ° С их действие прекращается. Поэтому в процессе переработки сырья при производстве неферментированного чая проводят инактивацию ферментов путем воздействия высокой температурой.

Из гидролитических ферментов, встречающихся в чайном листе, можно указать на амилазу, производящую осахаривание крахмала, инвертазу, расщепляющую сахарозу, Р-глюкозидазу, разлагающую гликозиды, протеазы, действующие на белки.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ЧАЯ

5 ПРОИЗВОДСТВО ЧЕРНОГО БАЙХОВОГО ЧАЯ

Из всех типов  чая ведущее место на мировом  рынке занимает черный байховый чай. Технология его производства, состоит из процессов завяливания, скручивания, ферментации и сушки.

Процесс производства черного байхового чая начинается с завяливания молодых побегов чая. Целью этого процесса является потеря листом тургора и придания ему эластичности — мягкости, что необходимо для осуществления дальнейшего процесса скручивания. Завяливание может быть естественным и искусственным. Естественное завяливание проводится под непосредственным воздействием солнечного света и воздуха под деревянными навесами. При этом наилучшей температурой для естественного завяливания считается 20-24°С при относительной влажности воздуха 70%. Чем суше и теплее воздух, тем легче завяливается лист и короче срок завяливания. Вода в клетках является той средой, в которой происходит взаимодействие растворенных в ней веществ. Известно, что при больших разведениях некоторые реакции не могут происходить или для их завершения требуется гораздо больше времени, чем это необходимо для окончания того или иного производственного процесса. Поэтому лист необходимо завяливать до одной и той же степени влажности. Лист можно завялить нормально, недовялить или перевялить. Сравнительно сильно завяленный лист лучше скручивается и дает больше хороших чаев по роду листа, чем недовяленный лист. Лист считается хорошо завяленным, когда в партии все флеши завялились более или менее равномерно. Однако нужно иметь в виду, что идеального завяливания не существует, поскольку части флеша содержат разное количество влаги и обладают различной интенсивностью испарения вследствие неодинаковой плотности внешних покровов. При завяливании почти все вещества чайного листа подвергаются химическим изменениям, хотя по своей глубине они незначительны по сравнению с теми, которые происходят позднее в процессе ферментации. С завяливания листа начинают происходить окислительные и другие реакции, смягчающие горьких вкус танина, частично разрушающие хлорофилл и другие соединения, придающие листу вкус и запах зелени, накапливаются эфирные масла и образуются другие ароматические вещества, которые способствуют появлению специфического запаха с ароматами яблок, ананаса, розы.

После окончания процесса завяливания лист скручивается в роллерах. Главная цель скручивания чайного листа — разрыв и раздавливание клеток, при котором выделяется клеточный сок на поверхность листа, где он подвергается действию воздуха и ферментов. Таким образом, с момента скручивания начинается процесс ферментации. Важной задачей скручивания также является придание ему необходимого внешнего вида, для чего завяленный чайный лист свертывается винтообразно (в трубочку).

Типсовые чаи  имеют приятный вид, а потому в  процессе переработки, в особенности во время скручивания, стремятся сохранить кончики флешей (типсы) и так перерабатывать лист, чтобы он имел золотистый цвет. Образование золотистой окраски типса объясняется наличием тех серебристых волосков, которыми покрыта почка, находящийся под ней стебель и первый лист. Во время скручивания чайный сок оседает на волосках, на которых он и ферментируется. Во время сушки вследствие испарения воды ткани листа съеживаются, после чего волоски в виде густых пучков прилипают к соку, приобретая при этом золотистый цвет. Если же лист завялен слабо или перевялен, то при скручивании сок не оседает на волосках и они сохраняют серебристый цвет, тот цвет, который им свойственен. Появление серебристого цвета является уже дефектом производства. К дефектам следует отнести также образование бесцветного или темного типса. Так, например, применение продолжительного и сильного скручивания ведет к отрыву волосков, на листьях их остается мало, что и ведет к появлению бесцветного типса. Темный типс образуется вследствие бактериального заражения листьев во время скручивания и ферментации. Поэтому для получения типсового чая лист обычно скручивается меньшее количество времени (не более 25 минут).

Биохимические изменения во время скручивания  трудно отделить от изменений, происходящих во время процесса ферментации. Однако нужно отметить значительную подвижку в пигментном составе чайного листа, что связано с уменьшением хлорофилла, количество которого в результате процесса скручивания доходит почти до предельных цифр (35%), в связи с чем дальнейшая ферментация и сушка скрученного листа почти не меняют его количества в чайном листе.

Ферментация — основной процесс в производстве черного чая, который фактически начинается с момента разрушения клеток и выхода сока на поверхность листа. В процессе ферментации следует различать две фазы. Первая фаза тесно связана с процессом скручивания в том отношении, что до его окончания (чисто физического процесса) параллельно с ним протекают биохимические изменения, которые относятся к процессу ферментации. После скручивания биохимические изменения продолжаются и их относят уже ко второй фазе ферментации, при которой не происходит физического воздействия на лист. Такое разделение процесса ферментации условно, так как с биохимической точки зрения процессы скручивания и ферментации следует рассматривать как единый процесс.

 Поскольку ферментация  протекает самопроизвольно, то  все внимание должно быть обращено  на то, чтобы этот процесс проходил  в благоприятных для него условиях. При ферментации необходимо:

1) раскладывать лист оптимальным  для ферментации слоем; 

2) поддерживать в помещении  высокую относительную влажность  и определенную температуру; 

3) обеспечивать доступ  необходимого количества свежего  воздуха;

4) немедленно остановить ферментацию, как только лист приобретет характерные для черного чая свойства (медно-красно-коричневый цвет и характерный аромат). Оптимальной температурой процесса ферментации следует считать 22-26°С. Время и качество ферментации тесным образом связано с температурой и толщиной слоя листа, так как эти параметры оказывают влияние на скорость окислительных процессов. Толщина слоя листа не должна препятствовать свободному проникновению воздуха к ферментируемому листу, так как для окислительных процессов ферментации, из которых наиболее важным является окисление танина, вызывающее уменьшение терпкости настоя и образование его цветности, необходимо наличие кислорода. Одним из внешних признаков ферментации является изменение цвета листа, которое заключается в том, что скручиваемый лист на протяжении всего периода ферментации постепенно приобретает все более отчетливый медно- красно-коричневый оттенок, который объясняется окислением танина. Характерный цвет черному чаю придают образующиеся при ферментации пигменты — красно-коричневые теарубигины и золотисто-желтые теафлавины. От количественного соотношения этих пигментов зависит интенсивность и колер настоя. Образование цвета настоя и его характерного оттенка имеет прямое отношение также к появлению специфического, приятного вкуса, наблюдаемого при изменениях танино-катехинового комплекса, благодаря которым происходит исчезновение горького вкуса, запаха зелени и зеленого цвета настоя, свойственных чайному листу, не прошедшему процесс ферментации. Главную роль во всех этих превращениях играет танин, который под действием кислорода не только видоизменяется сам, приобретая приятный вкус, но и дает начало длинному ряду окислительно- восстановительных процессов, в которых его катехины, окисляясь, окисляют, в свою очередь, другие вещества с образованием пигментов и ароматических соединений. Специфический аромат черного чая является одним из основных показателей его качества. Он образуется благодаря сложным биохимическим превращениям дубильных веществ, продуктов белкового распада, а также преобразованиям веществ эфирного масла чая. Силу аромата определяет количество летучих альдегидов, а полноту букета создает количество сложных эфиров. Аромат готовой продукции сильно отличается от аромата чайного листа, находящегося на разных стадиях переработки. Чайный аромат особенно достигает своего максимума при скручивании и ферментации. На последнем процессе, то есть во время сушки, аромат значительно слабеет, так как в условиях высокой температуры легкие фракции эфирных масел легко испаряются. Органолептическая оценка чайного аромата складывается от удачного сочетания двух ароматических начал: чайного аромата, полученного во время ферментации, и аромата, возникающего во время сушки, который может быть охарактеризован как «прижаренный» аромат. Чаи, которые не имеют «прижаренного» аромата, характеризуются сырым и травянистым запахом. Свежий лист имеет запах зелени. В процессе завяливания он приобретает запах различных плодов и цветов — яблока, ананаса, розы и других, что возможно благодаря дезаминированию аминокислот чайного листа, в результате которого образуются альдегиды.