Биохимия чая

Основные группы веществ, входящие в состав Элитного Китайского Чая

 

  1. Вода (влага)
  2. Белки (протеины (proteins) и аминокислоты (amino-acids)
  3. Алкалоиды (alkaloids)
  4. Чайные полифенолы (tea polyphenols)

4.1 Фенолы

4.2 Таннины

4.3 Катехины

4.4 Флавонолы

4.5 Антоцианидины

4.6 Фенокислоты

  1. Углеводы (сахариды (carbohydrates, saccharides))
  2. Органические кислоты (organic acids)
  3. Липиды (lipids)
  4. Пигменты (pigments)
  5. Ароматические вещества (эфирные масла (aromatic (fragrant) substance, essential oils))

10.  Витамины (vitamins)

11.  Ферменты (ferments, enzymes). Ферментация

12.  Неорганические соединения (inorganic (mineral) compounds)

 

Введение

Судя по историческим источникам, человек познакомился с чаем несколько тысячелетий назад и кропотливо изучал его особенности на протяжении многих веков, однако только за последние десятилетия благодаря научно-техническому прогрессу стало возможным получить сравнительно полное представление о том, какие химические вещества входят в состав чая и как они взаимодействуют между собой (биохимические реакции синтеза и преобразований компонентов чая обусловливают друг друга).

Химический состав чайного листа представляет собой базу, на основе которой формируются качество и характерные свойства чая. На сегодняшний день известно, что в чае содержится более 500 различных, сложных и простых по структуре, химических соединений (свыше 450 из них приходится на органические вещества и около 30 – на неорганические), при этом многие химические составляющие чая остаются нераскрытыми, либо распознанными лишь в самом общем виде. Следовательно, чай – сложнейшее и разнообразнейшее по своему химическому составу растение.

Значение (основные функции) каждой группы веществ, входящей в состав чая, можно рассмотреть с трёх точек зрения: с точки зрения влияния на физиологию чайного дерева; с точки зрения влияния на качество чая как готового продукта; с точки зрения влияния на жизнедеятельность человека – потребителя чая (по возможности, мы будем их рассматривать именно в такой последовательности). Химические вещества сначала обеспечивают рост и развитие чайного дерева, затем, являясь составной частью чайного листа, обусловливают формирование основных свойств чая, и в самом конце, попадая в человеческий организм, служат для покрытия энергетических затрат, построения и возобновления тканей тела, регуляции различных функций и общего укрепления организма.

Химические вещества в составе чая распадаются на две основные группы: это вода (влага (water, moisture); 75-78% в свежих флешах) и сухие вещества (dry matter; 22-25% в свежих флешах), при этом на неорганические (минеральные) соединения приходится 3.5-7.0%, а на органические – 93-96.5%.  В сухом чае только 30-50% веществ являются экстрактивными (растворимыми в воде) и выделяются в чайный настой. В зелёных чаях экстрактивных веществ, как правило, больше, чем в ферментированных, в молодом чае – больше, чем в чае, изготовленном из старых и грубых листьев.

 

1. Вода (влага).

Вода – это простейшее устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом.

Содержание влаги в свежих флешах, как правило, составляет 75-78%, эти показатели, безусловно, могут варьироваться в зависимости от степени зрелости сырья, породы чайного дерева, сезона года. Достаточно большое количество влаги (примерно до 84%) содержится в молодых, нежных почках и только что проклюнувшихся листочках, флешах, покрытых влагой от дождя и каплями росы, флешах крупнолистовых пород, а также в почках и листьях во время сезона дождей и весной. Более низким содержанием влаги отличаются старые, перезревшие листья, флеши среднелистовых и мелколиственных пород, почки и листья в засушливый период и в ясные, солнечные дни.

В готовом чае, который полностью прошёл технологическую обработку, содержание влаги, как правило, может варьироваться от 5-8% до 16%. Однако для каждого сорта этот показатель устанавливается отдельно в соответствующем стандарте. Так, например, для жасминовых чаёв он составляет ≤ 8.0%, для целого ряда зелёных чаёв ≤ 6.5%, для красного чая ≤ 6.5%, для рассыпного чая Пуэр ≤ 12.5%, для прессованного Пуэр ≤ 13%. Слишком высокое содержание влаги может привести к быстрой порче чая и окислению остаточных ферментов, в результате которого изменится цветовая гамма чая.

Вода является незаменимым элементом в жизнедеятельности чайного дерева и представляет собой важнейшее вещество-медиатор, которое обеспечивает протекание целого ряда химических преобразований в процессе обработки растительного сырья (вода играет большую роль в формировании химической среды, так как она позволяет одному веществу вступать в тесное, на уровне молекул, взаимодействие с другим веществом). Так, например, завяливание меняет характер и скорость биохимических процессов, которые, в свою очередь, изменяют химический состав и физические свойства чайного листа и готовят его к дальнейшей обработке. Потеря влаги сопровождается существенными изменениями полифенольного комплекса, состава аминокислот, эфирных масел, активности ферментов и т. п. Итоговая сушка останавливает действие ферментов и другие биохимические процессы, когда в чайном листе накапливается максимальное количество ценных веществ. При обработке цвет, аромат и вкус чая изменяются в зависимости от изменений содержания влаги в сырье, поэтому вода – это основной биохимический маркер (индикатор), помогающий контролировать преобразование качественных характеристик чая в процессе производства.

2. Белки (протеины (proteins) и аминокислоты (amino-acids)

Белки представляют собой высокомолекулярные природные органические вещества, построенные из аминокислот. Аминокислоты – это класс органических соединений, объединяющих в себе свойства кислот и аминов, то есть содержащих наряду с карбоксильной группой -COOH аминогруппу -NH2. Белки – важнейшая составная часть чайного листа. Белками являются все ферменты (эти вещества будут рассмотрены отдельно). Кроме того, белки служат источником аминокислот, которые возникают в процессе обработки растительного сырья. На долю белков приходится 20-30% сухих веществ, содержащихся в чае (следовательно, по количеству белков и питательности чайный лист практически не уступает бобовым культурам, однако лишь 1-3% из них являются растворимыми в воде), содержание аминокислот составляет 1-4% от массы сухого вещества. Среди основных аминокислот, содержащихся в чае (всего их более 25 видов), можно назвать: теанин (theanine), глутаминовая кислота (glutaminic acid), аспарагиновая кислота (aspartic acid), аспарагин (asparagine), аргинин (arginine), серин (serine), аланин (alanine), гистидин (histidine), треонин (threonine), глутамин (glutamine), фенилаланин (phenylalanine), глицин (аминоуксусная кислота (glycine, aminoacetic acid)), валин (valine), тирозин (tyrosine), лейцин (leucine), изолейцин (isoleucine). Около 40-50% от общего содержания аминокислот приходится на теанин – уникальную кислоту, которая не обнаружена ни в каких других растениях (кроме чая, это вещество, но в меньших количествах, находится в яблоках, грибах, красном и белом вине). Содержание аминокислот зависит от степени зрелости чая (в молодом их больше, чем в старом) и сезона сбора растительного сырья (в ранние весенние чаи богаты аминокислотами, меньше всего их в осеннем чае самого позднего сбора).

Белки играют фундаментальную роль в структуре и жизнедеятельности организмов. Именно они осуществляют обмен веществ и энергетические превращения, неразрывно связанные с активными биологическими функциями. Белки служат источником восстановления и обновления цитоплазмы клеток, образования ферментов, гормонов и т.д.

Известно, что одни белки легко растворяются в воде, другие требуют для растворения небольших концентраций солей, третьи переходят в раствор только под воздействием сильных щелочей и т.п. В чайном листе присутствуют, главным образом, белки, растворимые в щелочах (глутелины), и в меньшей степени – белки, растворимые в воде (альбумины). В зелёных чаях содержится больше альбуминов, в ферментированных, наоборот, – глутелинов.  Водорастворимые белки чая наряду с другими соединениями определяют вкус чайного настоя. В процессе обработки количество альбуминов в чае увеличивается. Аминокислоты, и в особенности теанин, являются важнейшими элементами, которые принимают участие в формировании чайного аромата и придают чаю чистые освежающие ноты. Наиболее тесная связь между аминокислотами и ароматическими свойствами наблюдается у зелёных чае и красных чаёв. Аминокислоты при взаимодействии с сахаром, а также полифенолами в условиях повышенных температур в процессе обработки образуют органические соединения – летучие альдегиды и, тем самым, влияют на образование ароматического букета чая. Кроме того, некоторые аминокислоты сами по себе обладают определённым запахом. Аминокислоты также влияют на цветовую гамму сухих чаинок и заваренного настоя. Так, например, в процессе ферментации при производстве красных чаёв аминокислоты вступают в реакцию с ортохинонами (orthoquinone) и образуют соединения, которые обусловливают цвет напитка, а в процессе сушки участвуют в формировании сочных глянцевитых практически чёрных оттенков сухого чая.

Многие аминокислоты (например, валин, лейцин, треонин, фенилаланин), входящие в состав чая, являются незаменимыми, то есть не могут синтезироваться в организме человека, и должны доставляться с пищей. При недостатке этих аминокислот или в случае отсутствия в пище хотя бы одной из них невозможен синтез белков и многих других биологически важных веществ, необходимых для жизни. Более того, основная «чайная» аминокислота L-теанин в пять раз усиливает защитную функцию организма: она мобилизует клетки иммунной системы – Т-клетки, они активизируются, мигрируют в очаг поражения. Т-клетки регулируют секрецию защитного белка интерферона (interferon), который подавляет размножение вирусов в клетке и считается в системе защиты организма от инфекций ключевым. Глутаминовая кислота также чрезвычайно важна для жизнедеятельности человеческого организма, так как она активно способствует восстановлению истощённой нервной системы, нормализует белковый и углеводный обмен, необходима в работе скелетной мускулатуры.

3. Алкалоиды (alkaloids).

Алкалоиды – это азотсодержащие циклические физиологически активные органические соединения. В одном и том же растении обычно встречается несколько алкалоидов, близких по строению. Алкалоиды чая представлены пуриновыми основаниями (purine base). В состав чайного листа входит три различных вида алкалоидов: кофеин (caffeine), теобромин (theobromine) и теофиллин (theophylline). В чайном листе кофеин находится в комплексе с таннинами и часто обозначается при помощи термина теин (theine).

Как правило, алкалоидоносность растений определяется характером почвы и её агротехнической обработкой, высотой местности над уровнем моря, водным режимом, продолжительностью дня, интенсивностью солнечной радиации и другими природными факторами. Большая часть алкалоидов чая представлена кофеином (его содержание составляет 2-5%  от массы сухого вещества), в то время как количество теобромина и теофиллина минимально. Именно поэтому очень часто показателем общего содержания алкалоидов в чае служит содержание кофеина. Таким образом, при одинаковых весовых соотношениях чай содержит больше кофеина, чем кофе (0.65-2.7%), однако для приготовления одной чашки чая, как правило, используют меньшее количество сухого чайного листа, чем кофе для приготовления одной чашки кофейного напитка. Количество кофеина в чае зависит от породы чайного дерева, сроков сбора сырья, метода обработки листьев. Достаточно большое количество кофеина содержится в листьях крупнолистовых пород чайного дерева, при этом его больше в чаях, произрастающих в южных районах страны, чем в северных. Теин образуется в чайном растении во время роста, поэтому в молодых, едва раскрывшихся листочках кофеина больше, чем в чае, изготовленном из грубого, перезревшего сырья (поэтому сорт (градация) чая находится в прямой зависимости от содержания теина). Ферментация и сушка приводят к потере определённого количества кофеина. При температуре выше 120ºC кофеин начинает сублимироваться (сублимация – свойство вещества при нагревании переходить в газ, минуя жидкое состояние), а при 180ºC активно улетучивается. При производстве зелёных чаёв сырьё подвергается высокотемпературной обработке, часть кофеина при этом сублимируется, что приводит к понижению содержания кофеина в чае. Именно поэтому концентрация кофеина в зелёных чаях ниже, чем в красных чаях. В наиболее распространённых сортах китайского чая она соответственно составляет 2.94% и 3.67%.

Алкалоиды в растительных организмах активно участвуют в химических реакциях обмена. Алкалоиды – это побочные продукты обмена веществ, они служат резервом для синтеза белков, химической защитой от животных и насекомых, регуляторами физиологических процессов (роста, метаболизма и размножения) или конечными продуктами детоксикации, обезвреживающей вещества, накопление которых могло бы повредить растению.

Теин легко растворим в воде (при этом его способность растворяться возрастает с повышением температуры воды) и является важнейшим вкусообразующим элементом в составе чая. Так, например, появление после охлаждения в настое красного чая эффекта молочного помутнения (так называемого «кремового осадка» (cream down) цвета светлого соевого соуса, признака высококачественного чая) свидетельствует об образовании макромолекулярного комплекса из теина и полифенольных веществ (чайных пигментов – теафлавинов (theaflavin) и теарубигинов (thearubigen), образованных в результате окисления катехинов), который распадается при понижении температуры.

Кофеин хорошо растворяется в воде, поэтому его содержание в чае прямо пропорционально концентрации изготавливаемого напитка (но в настой экстрагируется лишь 35-80% кофеина). Однако, даже крепкий чай не может нанести сильный вред здоровью. Химическая связь кофеина чая с дубильными веществами обеспечивает его более мягкое действие на организм человека по сравнению с чистым кофеином кофе. Кроме того, теин не скапливается в организме человека, что исключает опасность отравления им при частом употреблении чая. Теин обладает многочисленными лечебными свойствами: он оказывает возбуждающее действие на центральную нервную систему (хорошо тонизирует, увеличивает двигательную активность, повышает умственную и физическую работоспособность, снижает усталость, сонливость) и сердечно-сосудистую систему, действует как диуретик, стимулирует кровообращение, активизирует кислородный обмен, способствует пищеварению, улучшает мышечный тонус, предотвращает повышение уровня холестерина, понижает образование тромбов (препятствуя агрегации тромбоцитов).

Теобромин стимулирует сердечную деятельность, расширяет сосуды сердца и мозга, а также бронхи, имеет спазмолитическое и мочегонное действие. По сравнению с кофеином вызывает значительно менее выраженное действие на ЦНС. Теофиллин по фармакологическому действию близок к теобромину (расширяет кровеносные сосуды сердца и мускулатуру бронхов, возбуждает ЦНС), но отличается от него более сильным мочегонным действием.

 

4. Чайные полифенолы (tea polyphenols).

Термин «чайные полифенолы» служит общим названием для более 30 видов полифенольных веществ, которые входят в состав чая. Содержание танинов в значительной степени зависит от вида, сорта, времени сбора и возраста чайного листа. Распределение полифенолов в чайной флеши таково: больше всего их находится в почке. В молодом, едва раскрывшемся первом листочке, этих веществ больше, чем в более зрелых втором и третьем листе, а в листьях – больше, чем в стебле. На долю чайных полифенолов приходится 20-35% от массы сухих веществ.

Среди чайных полифенолов выделяется четыре основные группы: это катехины (catechins), флавонолы (flavonols), антоцианидины (anthocyanidins) и фенолокислоты (phenolic acids). За исключением последней группы, приведённые выше фенольные соединения относятся к распространённым растительным веществам, известным как «флавоноиды» (флавоноиды – это группа структурно родственных природных фенольных соединений, содержащихся в высших растениях, взаимные превращения этих соединений легко осуществляются с помощью ферментативных и обычных реакций;  большинство флаваноидов биологически активны (принадлежат к группе биофлаваноидов)).

 

4.1 Фенолы – это соединения ароматического ряда, в молекулах которых гидроксильные группы -OH связаны с атомами углерода ароматического кольца (ароматического цикла). Фенольные соединения – один из наиболее распространенных и многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью (активность обеспечивается тем, что ароматическое ядро и OH-группы, объединенные в одной молекуле, влияют друг на друга, существенно повышая реакционную способность друг друга). По числу OH-групп различают одноатомные и многоатомные фенолы. Простые фенолы с одним-двумя ароматическими кольцами обладают разнообразными биологическими свойствами (являются наиболее активными) и широчайшим спектром фармакологического действия. Достаточно большое количество этих соединений присутствует в растущем чайном листе, однако при обработке они в значительной степени утрачиваются. В готовом чае фенолы главным образом представлены полифенольными соединениями (полифенолами, чайными полифенолами), которые по традиции относят к категории «дубильных (дубящих) веществ», или «таннинов» (во многих источниках – «танины», «теотанины»; франц. tannin, от tanner – ‘дубить кожу’: первоначально (с конца XVIII в.) термином «таннин» называли экстрагируемую водой из ряда растений смесь веществ, обладающую свойством превращать сырую кожу в дублёную).

4.2 Таннины имеют способность образовывать прочные связи с белками и некоторыми другими природными полимерами (целлюлоза, пектиновые вещества), чем и объясняется их «дубильный эффект».   Наиболее распространены дубильные вещества в представителях класса двудольные (чай относится именно к этому классу), где они накапливаются в максимальном количестве. На накопление дубильных веществ влияют многие факторы. Основными являются возраст и фаза развития растений. У многих растений наибольшее количество накапливается в фазе цветения, а в фазе плодоношения уменьшается. Факторы окружающей среды (свет, почва, влага, температура, высота над уровнем моря и др.) также оказывают значительное влияние на накопление танинов. В южных и высокогорных районах, под влиянием света и на почвах, богатых микроэлементами, содержание этих соединений увеличивается. В растении дубильные вещества находятся в растворенном состоянии и локализованы преимущественно в небольших полостях (цитоплазматических вакуолях) клеток основной ткани растения – паренхимы. Установлено, что в листьях чая имеются специализированные ткани, состоящие  из специфических по форме и размерам клеток, в которых отлагаются дубильные вещества.

На сегодняшний день существуют несколько гипотез в отношении деталей процесса биосинтеза дубильных веществ в растениях. Учёные полагают, что дубильные вещества в растениях выполняют разносторонние биологические функции,  участвуя в окислительно-восстановительных процессах растительного организма.

Если в свежем чайном листе таннины обладают горьким вкусом, то после обработки эта горечь исчезает, и чай приобретает приятную терпкость, придающую основной вкус заваренному настою. Именно неокисленные (натуральные) полифенолы отвечают за терпкость чая (в напитке они создают эффект терпкости, «вязкое» ощущение во рту, благодаря чему чайный настой  стимулирует деятельность слюнных желез и хорошо утоляет жажду). Однако большинство дубильных веществ не остаются неизменными в ходе обработки чайного сырья. Продукты их окисления, возникающие в процессе фабричного производства чая (особенно при ферментации), в свою очередь, вызывают окисление других веществ и образуют многие компоненты, участвующие в создании цвета, аромата и вкуса чая. Окисленные полифенолы придают чаю цвет и вкус.  Чем выше степень окисления, тем у чая больше цвета и меньше терпкости.  Содержание дубильных веществ в зелёных чаях значительно выше, чем в ферментированных, так как в зелёных чаях они находятся в почти неокисленном состоянии. Кроме того, обычно во всех чаях высших сортов, содержится больше таннинов, чем в низких сортах.

4.3 Катехины (производные флаван-3-ола) – природные биологически активные вещества из группы биофлавоноидов. Катехины и продукты их окисления являются тройными соединениями, содержащими углерод, водород и кислород. Углеводы подвергаются воздействию ряда ферментов, в результате чего образуется шикимовая кислота (shikimic acid), которая является предшественником соединений с бензольными кольцами. В самом конце этого цикла реакций происходит синтез катехинов. Это бесцветные кристаллические вещества, которые хорошо растворяются в воде и спирте, легко окисляются и вступают в сложные соединения со многими другими компонентами. На сегодняшний день в чае обнаружено 12 видов катехинов, одни из них относятся к простым, или свободным, катехинов, другие – к категории сложных эфиров (обладают терпким, горьковато-вяжущим вкусом; на них приходится 70-80% от общего содержания катехинов). Процентное содержание катехинов  уменьшается по мере старения чайного листа и зависит от породы чайного дерева (в листьях крупнолистовых пород катехинов больше, чем у мелколиственных пород). Больше всего катехинов содержится в белом чае, немного меньше – в зелёном чае. Чай содержит четыре основных вида катехинов: эпикатехин (epicatechin – EC, 5-10% от общего количества катехинов), эпигаллокатехин (epigallocatechin – EGC, 10-15%), эпикатехина галлат (epicatechin gallate – ECG, 10-20%) и эпигаллокатехина галлат (epigallocatechin gallate – EGCG, 50-60%). Эпиллокатехин галлат (EGCG) – самый мощный катехин из четырёх основных, по антиоксидантной активности он в 25-100 раз мощнее, чем витамины C и E.

Установлено, что чай проявляет сильные антиоксидантные свойства благодаря высокому содержанию катехинов, особенно эпигаллокатехингаллата (EGCG), который составляет 50-60 % всей группы катехинов.

Качество зелёного чая зависит от концентрации катехинов и их производных, так как именно они обеспечивают формирование сильного, насыщенного, долгоиграющего вкуса. Концентрация катехинов снижается по мере старения листа, поэтому среди зелёных чаёв наиболее высоко ценятся молодые чаи, собранные ранней весной. Кроме того, проведённые исследования показали, что полифенолы и первичные продукты их окисления влияют на цветовую гамму настоя и аромат зелёных чаёв. Так, например, первичные продукты окисления катехинов, так называемые ортохиноны, представляют собой вещества жёлтого цвета и придают заваренному настою золотисто-жёлтые оттенки. Вступая в реакцию с аминокислотами, ортохиноны образуют ароматические вещества.  Окислительные преобразования катехинов также играют важную роль и при ферментации чая. Эти вещества в значительной степени определяют цвет, аромат и вкус чая. Так, например, продукты окислительной полимеризации катехинов – пигменты теафлавин и теарубигин – играют решающую роль в формировании насыщенного золотисто-янтарного цвета и вкуса настоя у красных чаёв.

Как уже было сказано, антиоксидантный индекс экстракта зелёного чая превосходит аналогичный индекс витаминов С, E, а также селена и цинка. Антиоксидантнное действие чайных катехинов тесно связано с их способностью поглощать свободные радикалы. Таким образом, чай, и в первую очередь, зелёный, являясь сильным антиоксидантом, уменьшает количество свободных радикалов в организме человека, предотвращая возникновение раковых заболеваний.

Катехины чая и, в частности, эпигаллокатехингаллат (EGCG), активно снижают уровень холестерина и липопротеина низкой плотности (LDL) в кровяной плазме. Эти вещества также исключительно полезны для укрепления иммунной системы (так, например, эпигаллокатехин-3-галлат воздействует на лимфоциты, которые отвечают за протекание нормальных иммунных реакций, так, что вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) не может войти в клетку и нарушить её функцию). Катехины регулируют проницаемость капилляров, повышают их резистентность, увеличивая упругость стенок, а также способствуют более эффективному использованию организмом аскорбиновой кислоты. Поэтому катехины относят к веществам, обладающим Р-витаминной активностью, и используют при лечении заболеваний, связанных с нарушениями функций капилляров, отёках сосудистого происхождения и т.п. Катехины чая обладают антимикробными свойствами и применяются при лечении дизентерии.

 

4.4 Флавонолы – одни из самых распространенных растительных пигментов (кристаллы желтого цвета), некоторые из них хорошо растворимы в горячей воде.  Флавонолы являются достаточно устойчивыми соединениями, поэтому практически не подвергаются изменениям в процессе обработки растительного сырья. Приблизительная колориметрическая оценка показывает, что общее содержание флавонолов составляет до 6% общей массы сухого вещества и 10-12% от общего содержания чайных полифенолов. Среди флавонолов, обнаруженных в чае, основными являются гликозиды кемпферола (kaempferol), кверцетина (quercetin), мирицетина (myricetin), витексина (vitexin), а также следы соответствующих агликонов – неуглеводных компонентов этих гликозидов. Флавонолы представляют собой одну из важнейших групп веществ, которые оказывают непосредственное влияние на свойства зелёных чаёв (особенно на цветовую гамму настоя, так как флавонолы – это соединения, в состав которых входят растворимые в воде вещества зелёного и жёлтого цвета). Флавонолы – это вещества Р-витаминного действия. Они уменьшают проницаемость и повышают прочность кровеносных капилляров, способствуют усвоению витамина С, участвуют в окислительно-восстановительных процессах, регулируют работу некоторых желез внутренней секреции (в первую очередь щитовидной).

 

4.5 Антоцианидины – вещества, образующиеся в результате гидролиза антоцианов (растительных пигментов) под действием ферментов и кислот. Имеют различную окраску – от розовой до синей и фиолетовой. Основными среди них являются цианидин (cyanidin), дельфинидин (delphinidin), инкарнатин (incarnatin) и т.д. Антоцианидины – нестойкие вещества, легко окисляющиеся при нагревании, под действием прямого солнечного света, ферментов пероксидазы (peroloxidase) и фенолоксидазы (phenoloxidase), поэтому их присутствие в ферментированном чае не обнаружено. Антоцианидины придают чаю горьковато-терпкий привкус.

Антоцианидины помогают витамину C проникать в клетки организма, укрепляют капилляры и суставы. Эти вещества полезны для восстановления и сохранения зрения, прекрасно защищают организм от агрессивного воздействия свободных радикалов и препятствуют развитию атеросклероза, рака, гипертонической болезни.

 

4.6 Фенолокислоты – циклические (ароматические) кислоты, которые содержат как кислотную группу -СООН, так и одну или более групп -ОН в ядре. Содержание фенольных кислот в чае достаточно невелико, основными среди них являются галловая кислота (3,4,5-тригидроксибензойная кислота (gallic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid)), теогаллин (theogallin), хлорогеновая кислота (chlorogenic acid), кофейная кислота (caffeic acid), эллаговая кислота (ellagic acid), (coumaric acid). Фенолокислоты присутствуют не только в зелёных, но и в ферментированных чаях.

Фенолокислоты обладают вяжущим, желчегонным, мочегонным, капилляроукрепляющим и противовоспалительным действием, регулируют функцию щитовидной железы, стимулируют антитоксическую функцию печени.

Вещества из группы флавоноидов называют «натуральными биологическими модификаторами реакции» из-за их способности изменять реакцию организма на аллергены, вирусы и канцерогены. Об этом говорят их противовоспалительные, антиаллергические, антивирусные и антиканцерогенные свойства. Флавоноиды являются сильными антиоксидантами, обладают желчегонным, противоязвенным, диуретическим, спазмолитическим и другими действиями, участвуют в иммунных реакциях организма, влияют на липидный обмен и деятельность ферментов.

 

5. Углеводы (сахариды (carbohydrates, saccharides)).

Углеводы – это обширная группа органических соединений, в состав которых входят углерод, кислород и водород (общая формула Cm(H2O)n). Входят в состав всех живых организмов. В чае содержатся моносахариды (monosaccharides), дисахариды (disaccharides) и полисахариды (polysaccharides), на их долю приходится 20-25% от массы сухих веществ.

Роль углеводов в живых организмах чрезвычайно многообразна. У чайного дерева моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соединениями для биосинтеза разнообразных гликозидов, полисахаридов, а также веществ других классов (аминокислот, жирных кислот, полифенолов и т.д.). Углеводы также являются запасными веществами (запасаются в виде крахмала) и служат энергетическим резервом для жизнедеятельности растительного организма. В виде гликозидов осуществляется транспорт различных продуктов обмена веществ. Многочисленные полисахариды или более сложные углеводсодержащие полимеры выполняют в живых организмах опорные функции. Так, например, жёсткая клеточная стенка у чайного дерева построена из целлюлозы и гемицеллюлоз. Пектиновые вещества способствуют поддержанию в тканях состояния тургора, повышают засухоустойчивость растения.

Моно- и дисахариды (растворимые сахара: сахароза (sucrose), глюкоза (glucose), фруктоза (fructose), мальтоза (maltose); 0.8-4%) хорошо растворимы в воде и участвуют в формировании вкусовых особенностей чая. Большинство чайных сахаридов (более 20%) относятся к группе полисахаридов, которая включает в себя крахмал (starch), клетчатку (целлюлозу (cellulose)), гемицеллюлозу (hemicellulose), лигнин (lignin). Эти вещества нерастворимы в воде. На долю пектиновых веществ (pectins), которые являются продуктами метаболизма углеводов, приходится около 4% сухого вещества. Растворимый пектин обусловливает степень насыщенности чайного настоя и наличие глянцевитого блеска на поверхности сухих чаинок. Кроме того, пектины имеют немаловажное значение для сохранения качества чая, так как с ними связано его гигроскопичность (пектиновая кислота покрывает каждую чаинку тонкой, слабопроницаемой для влаги желатиновой пленкой). При недостатке в чае пектиновой кислоты его гигроскопичность резко повышается, а, следовательно, чай портится быстрее.

Практически все вещества, которые благотворно влияют на качество чая и лежат в основе формирования его цвета, аромата и вкусовых свойств, в большем количестве содержатся в молодом чае, чем в старом. Именно поэтому чай, изготовленный из нежных, молодых флешей, оказывается лучше, чем чай из перезревшего сырья. Высокое же содержание полисахаридов, наоборот, свидетельствует о старости (зрелости) чая, молодой чай содержит небольшое количество этих компонентов. Молодые почки и листочки отличаются мягкостью, гибкостью и пластичностью. Из них получаются тонкие и изящные или же крепко скрученные, тяжёлые, словно налитые, чаинки, окрашенные в сочные тона и обладающие глянцевитым блеском. Старые листья отличаются грубой фактурой и содержат много целлюлозы, в результате чего из них производят низкосортный чай, который состоит из лёгких, не очень плотных, слабо скрученных чаинок, похожих на крупные, грубоватые хлопья с тусклой поверхностью.

Углеводы составляют большую (часто основную) часть пищевого рациона человека. Биологическая роль углеводов для человека определяется их энергетической ценностью, эти вещества используются организмом либо как прямой источник тепла, либо как энергетический резерв. Углеводы также выполняют опорную и структурную функции. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований. Углеводы участвуют в защитных реакциях организма (так, например, вязкие секреты, выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными; они предохраняют стенки полых органов (пищевод, кишечник, желудок, бронхи) от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов). Имеются данные, что углеводные структуры принимают участие также в таких высокоспецифичных явлениях клеточного взаимодействия, как оплодотворение, «узнавание» клеток при тканевой дифференциации и отторжении чужеродной ткани и т.д.

Наличие небольшого количества растворимых сахаров – одно из замечательных преимуществ чая, оно не только делает чай идеальным антисклеротическим напитком, особенно в сочетании с йодом и витамином Р, но и обеспечивает сохранение в чае витамина В, обычно поглощаемого сахарами.

 

6. Органические кислоты (organic acids).

Органические (карбоновые) кислоты – это класс органических соединений, содержащих карбоксильную группу -COOH; образуются в результате биохимических процессов в клеточном соке большинства растений. В чае содержится достаточно много различных органических кислот, при этом на их долю приходится лишь 3% от массы сухого вещества. Большинство органических кислот в чае находятся в свободном состоянии: это яблочная кислота (apple acid), лимонная кислота (citric acid), янтарная кислота (succinic acid), щавелевая кислота (oxalic acid). В процессе обработки растительного сырья в чае также образуются пальмитиновая кислота (palmitic acid) и линолевая кислота (linoleic acid).

Органические кислоты играют важную роль в обмене веществ чайного растения, являются в основном продуктами превращения сахаров, принимают участие в биосинтезе алкалоидов, гликозидов, аминокислот и других биологически активных соединений, служат связующим звеном между отдельными стадиями обмена жиров, белков и углеводов.

Органические кислоты играют важную роль в образовании чайного аромата. На сегодняшний день известно, что среди ароматических компонентов чая имеется около 25 видов органических кислот. Некоторые из них сами по себе не обладают запахом, но в результате окисления становятся ароматическими веществами (например, линолевая кислота), другие – являются хорошими адсорбентами ароматических компонентов (например, пальмитиновая кислота).

Органические кислоты стимулируют сокоотделение в желудочно-кишечном тракте и таким образом улучшают пищеварение, регулируют состояние микрофлоры кишечника, поддерживают нормальный кислотно-щелочной баланс, активизируют перистальтику кишечника, уменьшая риск развития многих желудочно-кишечных и других заболеваний.

          
7. Липиды (lipids)

Липиды – это жироподобные вещества (производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов), входящие в состав всех живых клеток и отвечающие за нормальное протекание основных физиологических процессов. Основными липидами, входящими в состав чая, являются: жиры (fat), фосфолипиды (phospholipids), глицериды (glycerides) и гликолипиды (glycolipides). На их долю приходится около 8% сухих веществ.

Липиды содержатся в протоплазме клеток чайного дерева, в связи с чем они регулируют процесс проникновения веществ в клетки (будучи одним из основных компонентов биологических мембран, они влияют на проницаемость клеток). Эти вещества  воздействуют на активность многих ферментов, участвуют в образовании энергетического резерва и создании защитных водоотталкивающих и термоизоляционных покровов в растительном организме.

Эти соединения играют значимую роль в образовании чайного аромата.

В организме человека липиды участвуют в передаче нервного импульса, в мышечном сокращении, создании межклеточных контактов, в иммунохимических процессах, обеспечивают защиту различных органов от механических воздействий. Особую роль в жизненных процессах играют жиры. Это основной источник энергии (энергетическая ценность жиров в два с лишним раза выше, чем углеводов). Кроме того, жиры, входящие в состав большинства мембранных образований клетки и субклеточных органелл, выполняют важные структурные функции.

 

8. Пигменты (pigments).

Пигменты – это окрашенные вещества, входящие в состав тканей живых организмов. Цвет пигментов определяется наличием в их молекулах так называемых хромофорных групп, которые обусловливают избирательное поглощение света в видимой части солнечного спектра. Пигменты, входящие в состав чая (около 1% от массы сухого вещества) определяют цвет сухих чаинок, заваренного настоя и листьев спитого чая. Пигменты чая принадлежат к двум разным группам: жирорастворимым пигментам и водорастворимым пигментам. Пигменты из первой группы не растворяются в воде, к ним относятся зелёный хлорофилл (chlorophyll), жёлтый ксантофилл (xanthophyll), оранжево-жёлтый каротин (carotene). В группу водорастворимых пигментов входят флавонолы, антоцианидины, о которых уже говорилось выше, а также продукты окисления чайных полифенолов – теафлавины (дают золотистую оранжево-жёлтую гамму и определяют яркость настоя; эти соединения образуются в результате реакции хинонов, производных простых катехинов, с хинонами, производными галлокатехинов; продолжение ферментации уменьшает содержание теафлавинов, потому что они являются достаточно нестойкими веществами, подвергаются дальнейшему окислению и преобразуются в теарубигины), теарубигины (дают красноватые тона) и теабраунины (theabrownin) (дают тёмно-коричневые оттенки; являются продуктами окисления теарубигинов; (слишком тёмный цвет настоя свидетельствует о чрезмерном образовании теабраунинов, а следовательно, и о слишком сильной ферментации). Так, например, при производстве красного чая около 15% чайных катехинов остаются неизмененными и около 10% участвуют в образовании теафлавина. Оставшиеся 75% катехинов преобразуются в теарубигины. Водный экстракт красного чая содержит примерно 2-6% теафлавинов (основными среди них являются четыре разновидности: теафлавин (TF), теафлавин-3-галлат (theaflavin-3-gallate), теафлавин-3′-галлат (theaflavin-3′-gallate) и теафлавин-3,3′-дигаллат (theaflavin-3,3′-digallate)) и более 20% теарубигинов.

Пигменты играют важную и разнообразную роль в жизнедеятельности организма чайного дерева. Пигментная система является звеном, связывающим световые условия внешней среды с обменом веществ в организме. Одна из наиболее важных функций пигментов чайного дерева (в первую очередь хлорофилла) – их участие в фотосинтезе. Кроме того, поглощение света  пигментами играет роль в процессах роста и развития растения. Многие пигменты (например, каротиноиды) защищают организм от вредного действия ультрафиолетового излучения Солнца, а также играют большую роль в переносе кислорода (то есть участвуют в дыхании). Пигменты обусловливают окраску чайного дерева, важную для его приспособления к внешней среде (у растений окраска служит для привлечения насекомых-опылителей и птиц, распространяющих семена).

Жирорастворимые пигменты участвуют в формировании цветовой гаммы сухих чаинок и листьев спитого чая. Так, например, цвет зелёных чаёв зависит не только от общего содержания хлорофилла, но и от процентного соотношения хлорофилла a и хлорофилла b. Хлорофилл a имеет тёмно-зелёный цвет, а хлорофилл b – жёлто-зелёный. В молодых свежих флешах содержится достаточно большое количество именно хлорофилла b, поэтому сухие чаинки отличаются нежными светло-жёлтыми оттенками или светло-зелёными тонами с бледно-жёлтыми вкраплениями и насыщенным глянцевитым блеском. Цвет настоя зелёных чаёв обусловлен наличием зелёного хлорофиллина (chlorophyllin) – производного хлорофилла, но и флавонолами. При обработке красных чаёв в процессе ферментации хлорофилл большей частью разрушается. В это время в растительных тканях чайного листа образуются вещества чёрно-коричневого цвета, окисляются чайные полифенолы (полифенолоксидаза (polyphenoloxidase) катализирует окисление, приводящее к полимеризации полифенолов), белки соединяются с пектинами и сахаридами, в результате чего красные чаи приобретают красный цвет с коричнево-бурыми оттенками или сочные иссиня-чёрные тона. Цвет сухих чаинок красного чая обусловлен не только наличием продуктов окисления полифенольных соединений, но и с меланоидами (melanoid) – веществами коричневого цвета, продуктами так называемой реакция Майяра (реакции Мэйларда (Maillard Reaction)), в ходе которой происходит соединение нитрогрупп аминокислот с редуцирующими сахарами (углеводами). Теарубигины и ортохиноны вступают в реакцию с белками и образуют нерастворимые в воде соединения, которые обусловливают окраску листьев спитого чая. Таким образом, цветовая гамма всех видов чая тесно связана с процентным содержанием, составом и преобразованиями того или иного пигмента. Кроме того, влияют пигменты и на вкус красных чаёв. Например, теафлавины придают чаю приятный, чистый, освежающий и живой вкус, повышают силу и интенсивность вкуса. Теарубигины делают напиток насыщенным, наделяют его густым долгоиграющим вкусом с сильным  тонизирующим эффектом и вяжущим свойством.

Пигменты, содержащиеся в чае, оказывают благотворное влияние на организм человека. Пигменты, которые образуются в результате окисления полифенолов, являются полимерными полифенольными соединениями, поэтому также обладают полезными свойствами полифенолов и, в первую очередь – антиоксидантной активностью (кроме того, эти вещества снижают уровень холестерина, предотвращают развитие сердечно-сосудистых и раковых заболеваний, стимулируют работу иммунной системы, способствуют похудению и т.д.).

Ученые ведущих медицинских центров разных стран в последние годы открыли новые лечебные свойства хлорофилла, как борца с инфекционными и даже раковыми заболеваниями. Этот пигмент обладает сильным антибактериальным действием и оказывает стимулирующее влияние на различные органы и системы: сердечно-сосудистую, легочную, желудочно-кишечную, почки и др.

Ксантофилл и каротин относятся к группе каротиноидов. Каротиноиды обладают мощным антиоксидантным действием, благодаря чему они нивелируют вредные эффекты свободных радикалов (ксантофилл затормаживает процессы старения и развитие раковых опухолей). Каротиноиды улучшают работу иммунной и репродуктивной систем. Особенно полезны каротиноиды для профилактики катаракты и других заболеваний глаз (например, возрастной макулярной дегенерации (ВМД)).

 

9. Ароматические вещества (эфирные масла (aromatic (fragrant) substance, essential oils)).

Термин «ароматические вещества» служит общим названием для летучих веществ, входящих в состав чая и напрямую определяющих его качество. Эфирные масла – это душистые (пахучие), легко летучие вещества, содержащиеся в различных частях растений, главным образом в цветах, листьях, плодах.

Хотя на долю этих компонентов приходится очень небольшой процент от общего химического состава (0.02% – в свежих флешах (то есть для получения 100 г эфирных масел в чистом виде нужно переработать более 500 кг чайного листа), 0.005-0.02% –  в зелёных чаях, 0.01-0.03% – в красных чаях), они весьма многообразны. Согласно результатам научного анализа, чай может содержать более 300 различных ароматических соединений: в свежих флешах их около 50, в зелёных чаях – более 100, в сортах красного чая – свыше 300. Эфирные масла – многокомпонентная смесь органических соединений. Основными составными элементами чайных ароматических веществ являются: спирты (alcohol), фенолы (phenol), альдегиды (aldehyde), кетоны (ketone), кислоты (acid), эфиры (ester), лактоны (lactone), азотистые соединения (nitrogenous compounds), сульфосоединения (sulfocompounds), углеводороды (hydrocarbon) (главным образом, терпены), оксиды (окислы (oxide)) и т.д.

Аромат готового чая определяется составом и концентрацией ароматических веществ в свежесобранном сырье. Процентное содержание и состав ароматических соединений в чае зависят от сезона года, породы чайного дерева, степени зрелости сырья, места произрастания. Как правило, в весеннем чае ароматических веществ больше, чем в летнем и осеннем, в молодом – больше, чем в зрелом. Чай, изготовленный из молодых, нежных флешей обладает ярко выраженным мягким благоуханием (pekoe flavour), которое несёт оттенки живой свежести. В каждой отдельной местности у чая формируется своя особая ароматическая палитра. Так, например, красный чай из уезда Цимэнь (провинция Аньхой) имеет характерный медовый аромат, а высокогорные зелёные чаи зачастую обладают запахом спелого каштана.

Носителями и фиксаторами чайного аромата выступают смолистые вещества (смоляные спирты, смоляные кислоты, смоляные фенолы и другие органические соединения).

В процессе обработки чая большая часть эфирных масел (около 70-80%) утрачивается, однако в то же самое время в ходе технологических процедур возникают новые компоненты, которые придают чаю характерный аромат (так например, многие исследователи экспериментально наблюдали, что альдегиды образуются при реакции аминокислот как с сахарами, так и с таннинами; характерные ароматические компоненты красных чаёв возникают при окислении каротина). Этим можно объяснить разнообразие ароматических свойств различных видов чая (так как они прошли разную обработку).

Ароматические вещества свежего, необработанного чайного листа главным образом представлены спиртовыми и альдегидными соединениями. Так, например, цис-3-гексенол («спирт листьев» (cis-3-hexenol, leaf alcohol)) обладает низкой температурой кипения и интенсивным травяным запахом свежей зелени. Линалоол, а также фенилэтиловый спирт (phenethyl alcohol) имеют высокую температуру кипения и отличаются тонким, свежим ароматом или лёгким цветочным запахом. В готовых зелёных чаях содержится достаточно большое количество углеводородов, спиртовых и пиразиновых (pyrazine) ароматических соединений (они придают чаю очень изысканный и тонкий, чистый и свежий, мягкий и нежный аромат). Последние из них большей частью образуются в процессе горячей сушки и прожаривания растительного сырья. В полуферментированных чаях (улунах) содержится большое количество ароматических альдегидов, которые принимают деятельное участие в образовании чайного букета. В красных чаях главным образом представлены спиртовые, альдегидные, кетоновые и эфирные ароматические соединения (они придают чаю сильный и устойчивый сладкий аромат). Большинство из них формируются во время обработки красного чая в результате окислительных реакций.

Эфирные масла обладают целым спектром лечебно-профилактических свойств. Однако наиболее значимой оказывается их способность воздействовать на ЦНС. Эти вещества стимулируют нервную систему, снимают стрессовые состояния, эмоциональную возбудимость, повышают работоспособность.

10. Витамины (vitamins).

Витамины – это группа органических соединений разнообразной химической природы. Чай богат различными витаминами, на долю этих веществ приходится 0.6-1% от массы сухого вещества. Витамины бывают водорастворимыми и жирорастворимыми. К жирорастворимым витаминам чая относятся витамины A (наибольшее количество), D, E, K. Однако эти вещества не растворяются в воде, поэтому они не экстрагируются в заваренном настое. В группу водорастворимых витаминов входят витамины C, B1, B2, B3, B5, B11, P, инозит (inosite). Больше всего в чае, и особенно в высокосортных элитных зелёных чаях (в 100 г – около 250 мг (максимум – 500 мг)), содержится витамина C (по содержанию витамина С зеленый чай сравним с цитрусовыми культурами, хотя в процессе ферментации это содержание снижается). Таким образом, вместе с зелёными чаями человек получает питательные элементы, которые имеют огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности.

Физиологические функции витаминов в жизнедеятельности организмов (как растительных, так и животном) весьма значимы. Витамины либо входят в состав ферментов, либо являются компонентами ферментативных реакций и, следовательно, играют огромную роль в обмене веществ. Витамины участвуют не только в процессах распада веществ и освобождения заключённой в них энергии, но и в процессах синтеза и построении структур организма.

Все водорастворимые витамины чая, которые экстрагируются в заваренном настое, оказывают благотворное воздействие на здоровье человека:

Витамин C (аскорбиновая кислота (ascorbic acid)) – мощный антиоксидант, участвует во всех видах обмена веществ, обеспечивает нормальную проницаемость стенок капиллярных сосудов, повышает их прочность и эластичность, участвует в синтезе гормонов, способствует укреплению костной ткани, повышает сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям, способствует регенерации.

Витамин B1 (тиамин (thiamine)) участвует в углеводном обмене и связанном с ним энергетическом, жировом, белковом, водно-солевом обмене, оказывает регулирующее воздействие на деятельность нервной системы, защищает организм от разрушительного воздействия старения, алкоголя и табака, регулирует деятельность желез внутренней секреции.

Витамин B2 (рибофлавин (riboflavin)) необходим для образования красных кровяных телец и антител, для дыхания клеток и роста, улучшает состояние кожи, оказывает положительное воздействие на печень, орган зрения и слизистые оболочки пищеварительного тракта.

Витамин B3 (витамин PP, никотиновая кислота (nicotinic acid)) нормализует содержание холестерина в крови и функции печени, регулирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

Витамин B5 (пантотеновая кислота (pantothenic acid)) – противоаллергический витамин, нормализует липидный обмен, стимулирует производство гормонов надпочечников, благодаря чему является мощным средством для лечения таких заболеваний как артрит, колит, аллергия и болезни сердца.

Витамин B11 (карнитин (carnitine)) играет решающую роль в метаболизме жиров, способствует очищению организма, поддерживают функцию сердечно-сосудистой системы.

Витамин P (рутин (rutin)) – группа флавоноидных соединений, которые поддерживают непроницаемость стенок капилляров, уменьшают их ломкость, предохраняют аскорбиновую кислоту и адреналин от окисления, способствует накоплению и усвоению витамина C. Чайные катехины усиливают действие витамина P. Наибольшей Р-витаминной активностью обладает зелёный чай. Выпивая 3-4 стакана чая хорошей крепости, мы обеспечиваем свой организм суточной профилактической дозой витамина Р.

Инозит участвует в метаболизме жиров и холестерина, обладает успокаивающим действием.

11. Ферментация

Ферменты (ferments, enzymes).

Самым главным отличием между чаями является степень их ферментации: так чаи могут быть постферментированными (черный чай), ферментированными (красный чай), неферментированными (зеленый чай), малоферментированными (белый чай, желтый чай) и полуферментированными (улун).

Ферменты представляют собой специфические белковые катализаторы, которые участвуют в целом ряде биохимических реакций, имеющих место в период жизнедеятельности чайного дерева и в процессе чайной обработки. В состав чая (как правило, в нерастворимом, связанном состоянии) входят разнообразные ферменты: оксидоредуктазы (oxidoreductase; основными среди них являются полифенолоксидаза (polyphenoloxidase), пероксидаза (peroxidase) и каталаза (catalase)), гидролазы (hydrolase), лиазы (lyase), фосфорилазы (phosphorylase), трансферазы (transferase), изомеразы (isomerase).

Почти все биохимические реакции, протекающие в любом организме (как растительных, так и животном) и в своём закономерном сочетании составляющие его обмен веществ, катализируются соответствующими ферментами. Таким образом, направляя и регулируя обмен веществ, ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности.

Действие ферментов зависит от ряда факторов, прежде всего от температуры среды. Для каждого фермента определяется температурный оптимум действия: как правило, ферменты проявляют наибольшую активность в пределах 30-50ºC. Снижение интенсивности действия ферментов при повышении и снижении температуры по сравнению с оптимальной объясняется начинающимся разрушением входящего в состав ферментов белка (белковая часть фермента (апофермент (apoenzyme)) характеризуется обычными свойствами белков – неустойчивостью к нагреванию и низким температурам). Инактивация и денатурация (изменение строения и естественных свойств) ферментов приводит к потере каталитической способности.

Каталитическое действие фермента строго специфично и дифференцировано (зависит от строения субстрата, на который фермент действует). Так, например, полифенолоксидаза способна катализировать лишь реакцию окисления чайных полифенолов с образованием (в результате полимеризации) теафлавинов, теарубигинов и теабраунинов. Протеазы (protease) ускоряют только реакцию гидролиза (расщепления) белков с образованием аминокислот. Эта особенность ферментов как раз и используется при обработке чайного сырья. Регулируя действие ферментов, при помощи технологических приёмов подавляя или, наоборот, усиливая их активность, можно вызвать определённые реакции, в результате которых каждый вид чая приобретёт необходимые, только ему присущие свойства. Так, например, при обработке зелёных чаёв применяется особая процедура прожаривания («ша-цин» – «избавление от зелени» (de-enzyming)). При высокой температуре активность ферментов подавляется, что за достаточно короткое время приводит к торможению целого ряда химических преобразований и в результате способствует формированию отличительных особенностей данного вида чая. Красные чаи относятся к категории ферментированных чаёв, в которых процесс энзиматического окисления прошёл наиболее полно. В результате энзиматической окислительной полимеризации (enzymatic oxidation polymerization) чайных полифенолов (главным образом – катехинов) – процесса, обусловленного действием ферментов, а также целого ряда других преобразований в составе чайного листа появляется три вида окрашенных веществ – жёлтый теафлавин, красный теарубигин и коричневый пигмент TB. Благодаря протеканию этих реакций красный чай приобретает одну из своих отличительных особенностей – его настой получается чистым и прозрачным, с глянцевитым блеском, заваренный напиток окрашивается в сочные и яркие красные оттенки, а по краям чашки в нём становится заметным золотистый ободок (bright, red brilliant). Окислительная полимеризация чайных полифенолов сопровождается образованием и изменениями различных ароматических компонентов. Увеличение количества ароматических веществ проходит особенно интенсивно и быстро во время ферментации, именно поэтому степень ферментации красного чая влияет не только на цветовую гамму и вкусовые свойства заваренного настоя, но и имеет огромное значение для процесса формирования ароматического букета данного вида чая.

Особое внимание при обсуждении значения ферментов в чайном производстве следует уделить чёрным постферментированным чаям Пуэр. В процессе обработки чая Пуэр применяется специфическая процедура смачивания растительного сырья в кучах. На этом этапе в питательной среде естественным образом зарождаются микроорганизмы (в настоящее время также используется методика искусственного посева доминантных видов плесневых грибов и бактерий), благодаря которым в тканях чайной флеши происходит целый ряд сложнейших биохимических реакций. Так, например, первостепенную роль в процессе формирования основных свойств чая Пуэр играет так называемая «чёрная плесень» (научное название Аспергилл Чёрный (Aspergillus niger)), а именно ферменты и органические кислоты, которые являются продуктами метаболизма этого вида микроорганизмов. Aspergillus niger способен выделять как внутриклеточные (эндоферменты – endoenzyme, cell-bound enzyme), так и внеклеточные ферменты (экзоферменты – exoenzyme, cell-free enzyme). Среди таких ферментов насчитывается около 20 разновидностей гидролаз (ферментов, катализирующих реакции гидролиза), например, глюкоамилаза (glucoamylase, amyloglucosidase), целлюлаза (cellulase) и пектиназа (pectinase). Гидролизу подвергаются полисахариды, жиры, белки, природные волокна, пектин, нерастворимые соединения, а также другие органические вещества. Большая часть продуктов гидролиза представляет собой моносахариды, аминокислоты, пектин в гидратированной форме и растворимые углеводы. Реакция гидролиза способствует более эффективному выделению и диффузии полезных активных компонентов, содержащихся в тканях чайного листа. Благодаря подобным химическим преобразованиям усиливаются вкусовые качества чайного настоя, напиток приобретает нетерпкий, чистый и насыщенный вкус, несущий приятное сладковатое послевкусие.

12. Неорганические соединения (inorganic (mineral) compounds).

На долю минеральных веществ приходится 3.5-7.0% от общей массы сухого вещества. Неорганические соединения подразделяются на две группы – растворимые в воде (2-4%) и нерастворимые в воде (1.5-3%). Под воздействием высоких температур эти соединения превращаются в «золу» (ash), при этом около 50-60% этой золы является водорастворимой (water-soluble ash). В молодом чае большая часть золы является водорастворимой. Содержание общей золы (total ash) является одним из обязательных параметров при проверке качества экспортируемого чая (как правило, общее содержание золы не должно превышать 6.5%).

Многие минеральные вещества входят в состав сложных соединений, но, находясь, в коллоидном состоянии, поддаются растворению в воде, выделяются в чайный настой, повышая питательную ценность напитка, и могут оказать полезное воздействие на человеческий организм. Чай – это природный комплекс минеральных элементов, которые активно включаются в процесс образования других веществ, представлены в оптимальном сочетании и легко усваиваемой форме. В чае насчитывается около 27 различных минеральных элементов, основные из них представлены в таблице:

Название элемента

Количество

(при ежедневном употреблении 10 г чая)

Лечебно-оздоровительные свойства

Калий (K)

140-300 мг

Суточная потребность (взрослые): 2.0-3.0 г

- Помогает регулировать водно-солевой баланс в организме.

- Способствует нормальной деятельности мускулов (участвует в мышечном сокращении) и нервной системы (вместе с магнием облегчает течение болезней, восстанавливает энергию у людей, страдающих от слабости, бессонницы, головных болей).

- Нормализует деятельность сердечно-сосудистой системы.

Магний (Mg)

1.5-5.0 мг

Суточная потребность (взрослые): примерно 4.5 мг на 1 кг массы тела

- Необходим во всех основных биологических процессах организма, так как активизирует ферменты (например, поддерживает нормальный метаболизм углеводов).

- Поддерживает тонус мышц, стимулирует их работу, увеличивает способность клеток поглощать кислород.

- Укрепляет нервную систему, является натуральным транквилизатором.

- Препятствует развитию сердечных заболеваний.

- Участвует в костеобразовании (необходим для укрепления скелета).

- Стимулирует двигательную активность кишечника и желчного пузыря.

Марганец (Mn)

3.8-8.0 мг

Суточная потребность (взрослые): 2.5-7.0 мг

- Участвует во всех видах обмена веществ, играя важную роль в активизации функции многих ферментов.

- Имеет особое значение в реализации функции половых желез, опорно-двигательного аппарата, нервной системы.

Фтор (F)

1.5-5.0 мг

Суточная потребность (взрослые): 2.0-4.0 мг

- Препятствует развитию кариеса (способствует восстановлению эмали и уменьшает проникаемость в ткани зуба, замедляя действие микроорганизмов мягкого зубного налета, облегчает процессы реминерализации эмали, обладает антибактериальным действием).

- Способствует костеобразованию.

- Стимулирует иммунные реакции.

Кальций (Ca)

3.0-4.0 мг

Суточная потребность (взрослые): 800-1000 мг

- Является основным структурным элементом костной ткани.

- Участвует в процессах возбудимости нервной ткани, сократимости мышц.
- Играет роль во всех стадиях свертывания крови.

- Необходим для нормального функционирования иммунной системы.
- Участвует в работе многих ферментных систем.

- Способствует выведению из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов, обладает антиаллергическим и противовоспалительным действием.

Натрий (Na)

2.0-8.0 мг

Суточная потребность (взрослые): 4.0-6.0 г

- Регулирует движение веществ внутрь и наружу каждой клетки.

- Участвует в водно-солевом обмене и в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме.

Сера (S)

5.0-8.0 мг

Суточная потребность (взрослые): 500-1000 мг

- Является структурным компонентом большинства белков, в том числе ферментов.

- Вместе с витаминами группы B участвует в обмене веществ.

- Является антиаллергеном.

Железо (Fe)

0.6-1.0 мг

Суточная потребность (взрослые): 10-15 мг

- Играет важную роль в кроветворной функции, необходимо для синтеза ключевого белка эритроцитов – гемоглобина.

- Является обязательным и незаменимым компонентом различных белков, входит в состав целого ряда ферментов – катализаторов окислительно-восстановительных процессов.

- Поддерживает высокий уровень иммунной резистентности организма.

Медь (Cu)

0.5-0.6 мг

Суточная потребность (взрослые): 1.0-5.0 мг

- Участвует в окислительно-восстановительных процессах, поддерживая многие ферменты, влияя на активность некоторых гормонов и витаминов.

- Участвует в кроветворении и большом числе реакций обмена веществ.

- Усиливает регенерационную способность тканей.

- Предупреждает раковые заболевания.

- Стимулирует иммунитет.

Никель (Ni)

0.05-0.28 мг

Суточная потребность (взрослые): 60 мкмоль

- Оказывает косвенное воздействие на организм через микрофлору и ферменты пищеварительного тракта.

- Принимает непосредственное участие в обмене веществ.

- Принимает участие в синтезе и функционировании основных компонентов ДНК, РНК, белка.

Кремний (Si)

0.2-0.5 мг

Суточная потребность (взрослые): 20-30 мг

- Необходим для формирования основного вещества кости и хряща, принимает непосредственное участие в процессе минерализации костной ткани.

- Активно участвует в работе свертывающей системы крови.
- Необходим для построения эпителиальных и нервных клеток.

Цинк (Zn)

0.2-0.4 мг

Суточная потребность (взрослые): 10-20 мг

- Входит в состав многих ферментов, влияет на окислительно-восстановительные процессы, катализирует энергетические процессы в клетке.

- Стимулирует рост и развитие.

Способствует уменьшению отложения холестерина на стенках сосудов.
- Используется организмом для выработки собственных антиоксидантов.

- Обеспечивает нормальную зрительную функцию.

Селен (Se)

минимальное количество

Суточная потребность (взрослые): 50-70 мкг

- Является важным компонентом антиоксидантной системы организма.

- Предупреждает развитие онкологических заболеваний.

- Является кофактором в ряде окислительно-восстановительных ферментов

- Стимулирует образование антител и тем самым повышает защиту организма от инфекционных и простудных заболеваний.

- Способствует выводу из организма радионуклидов и ртути.