- Вода (влага)
- Белки (протеины (proteins) и аминокислоты (amino-acids)
- Алкалоиды (alkaloids)
- Чайные полифенолы (tea polyphenols)
4.1 Фенолы
4.2 Таннины
4.3 Катехины
4.4 Флавонолы
4.5 Антоцианидины
4.6 Фенокислоты
- Углеводы (сахариды (carbohydrates, saccharides))
- Органические кислоты (organic acids)
- Липиды (lipids)
- Пигменты (pigments)
- 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 поглощени