Пищевая и биологическая ценность чайных товаров.

В зависимости от качества исходного сырья влажность свежего чайного листа колеблется от 73 до 81%, сухие вещества составляют 19 – 27%, В готовом чае влажность снижается до 3-7% массы, а количество сухих веществ соответственно возрастает до 93 – 97%.

Важнейшим показателем качества чайного сырья и готового чая является содержание экстрактивных веществ, к которым в чае относят танино-катехиновая смесь (ТКС), сахара, пектин, кофеин, минеральные вещества и другие растворимые в воде компоненты. В листьях чая они составляют 41 – 58% сухой массы, а в готовом черном байховом чае – 31-46%. При этом в первом листочке, по данным P.M. Хоперия, накапливается 37, 8 % экстрактивных веществ, во втором – 36, 8%, в третьем – 35, 5, четвертом – 32, 4 %, а в десятом всего 16, 8%.

Важной составной частью как самого чайного листа, так и готового чая является комплекс фенольных соединений, или так называемый чайный танин. Он определяет не только органолептические показатели качества, но и физиологическую ценность напитка. Биохимические превращения полифенольных соединений составляют основу технологии получения желтого, красного и черного байхового чая. Количественное содержание полифенольных соединений в трехлистных флешах колеблется от 41, 5 до 30% сухой массы. В состав полифенольных соединений входят катехины, таннины, флавонолы, антоцианы, лейкоантоцианы, фенолкарбоновые кислоты, а также продукты их ферментативного окисления – теафлавины, теарубигины, их галловые производные, теафлавиновые кислоты. Эти вещества в чайном листе или готовом чае не образуют между собой комплексных соединений, т. е. не вызывают дубление свежей кожи и поэтому называть их дубильными веществами неправомерно.

Наибольшее содержание фенольных компонентов содержится в почке и первом листе побега, наименьшее количество находится в 10 листе и в стебле. Чем выше содержание полифенольных соединений в исходном сырье, тем более интенсивно протекают биохимические процессы, и тем большую физиологическую ценность будет иметь готовый продукт. В чайном танине, являющемся смесью соединений полифенольного характера, не менее 90% приходится на катехины и их галловые эфиры.

Катехиновый состав ТКС чая изучен почти для всех чаепроизводящих странах мира. Наиболее богат этими соединениями зеленый байховый чай (НО – 220 мг/г), содержащий не менее 90% катехинов по отношению к их количеству в сырье. При выработке черного байхового чая в результате биохимических превращений полифенольного комплекса, количество катехинов снижается до 25 – 85 мг/г, что составляет 20 – 40% исходного. Снижение количества катехинов в черном чае происходит в результате их ферментативного окисления и разрушения в процессе скручивания и ферментации.

Полифенолы чая обладают свойствами витамина Р, благодаря чему чай является для нас основным источником Р-активных веществ. Р-витаминная активность чая обуславливается не только количеством ТКС, но и его качественным составом. ТКС в молодых чайных листьях имеет более высокую Р-витаминную активность, чем в готовом черном чае, поскольку в молодых листьях больше синтезируется катехинов в активной форме, а при ферментации они окисляются и уплотняются.

Китайский и чаи из стран СНГ (грузинский, азербайджанский), получаемые из кустов и имеющие более мелкие и грубые листья, уступают по содержанию танина чаям из Южной Азии – индийскому, цейлонскому имеющим более терпкий вкус, высоко оцениваемый потребителями [20].

Среднее содержание растворимых сахаров в готовом чае составляет 3 – 4, 7%, а клетчатки и гемицеллюлоз – 7, 9-46, 8%. Обычно содержание сахаров обратно пропорционально количеству дубильных веществ. В результате взаимодействия редуцирующих сахаров с аминокислотами и дубильными веществами образуются альдегиды, придающие аромату готового чая различные оттенки – цветочный, фруктовый, солодовый, медовый и др. При воздействии высокой температуры часть сахаров преобразуется в карамелены, придающие готовому чаю более или менее выраженные вкус и запах и участвующие в формировании окраски готового продукта совместно с флобафенами, меланоидинами и исходными пигментами чайного листа. При получении зеленого байхового чая в составе растворимых углеводов не происходит подобных изменений.

Чайный лист содержит различные сахара, присутствующие в нем в свободном состоянии и в соединениях с флавонами. Японские ученые обнаружили в свободном состоянии в листьях чая глюкозу, фруктозу, сахарозу и два неидентифицированных олигосахарида, а в черном чае были найдены фруктоза, глюкоза, арабиноза, сахароза, мальтоза, раффиноза и стахиоза.

Флавонолы чайного растения представлены моно-, ди- и тригликозидами, агликоны которых состоят из: кемпферола, кверцетина, мирицитина, а в качестве сахарного компонента – глюкозой, рамнозой, галактозой, арабинозой и другими сахарами.

Содержание сахарозы, глюкозы и фруктозы в готовом чае составляет от 1, 0 – 1, 5% до 4, 0% при общем содержании сахаров 6, 9 %. Данных о содержании отдельных моно-, ди- и трисахаридов в различных видах и сортах чая, их накопление в разных листьях чайного куста и участия в процессе ферментации не обнаружены, несмотря на то, что из 37% экстрактивных веществ чая водорастворимые дубильные вещества составляют только от 8 до 18%.

Общее содержание дисахаридов зеленого чая составляет около 10% от массы продукта, в том числе содержится 2, 2 – 3, 2% сахарозы, около 0, 9% лактозы и около 5% неидентифицированного дисахарида и около 7% трисахаров.

Всего в зеленом чае обнаружено около 20% сахаров и сахароспиртов, а также небольшое количество яблочной кислоты, что указывает на присутствие в данном образце в среднем листьев второй и третьей пар, а не первой.

Основной группой водорастворимых веществ чая являются сахара и их необходимо учитывать при определении энергетической ценности данного продукта и оценке его качества.

Такое свойство чайного листа, как клейкость, проявляющаяся при его переработке, а также сладковатый вкус и гигроскопичность готового чая объясняются наличием пектиновых веществ. Их общее содержание в грузинском чае в зависимости от возраста листа составляет 2 – 3% сухой массы.

К наиболее стабильным веществам, мало изменяющимся в процессе переработки чайного листа, относятся алкалоиды – кофеин, теобромин, теофилин, аденин, ксантин, гипоксантин, гуанин и др.

Основными алкалоидами чая являются кофеин (C8H10N4O2), а также теобромин (C7H8N4O2) и теофилин (C7H8N4O2). Все они являются метилированными производными пурина. Физиологическое действие кофеина на организм человека как физиологически активного соединения, проявляется в трех направлениях: на центральную нервную систему, мышечные ткани и на деятельность сердца и почек. Кроме того, важнейшими свойствами кофеина, теофилина и теобромина является и то, что они в организме метаболируются и не накапливаются, подобно другим алкалоидам – кокаину, кодеину, героину, морфину и др. Их физиологическое действие на организм человека обусловлено биологическими свойствами пуриновых оснований – важнейших компонентов нуклеопротеидов, принимающие участие в синтезе генома человека.

Кофеин в готовом чае находится не только в свободном состоянии, но и вступает в реакцию с танином и образует кофеинокситеотанната (таннат кофеина), обладающий приятным вкусом без горечи, свойственной обоим исходным компонентам. Это соединение вызывает образование так называемых чайных сливок - помутнение крепкого настоя черного чая хорошего качества при остывании. Происходит также полимеризация кофеина и теафлавина с образованием комплексного соединения, которое придает чайному настою вкус свежести.

Белковые вещества являются важнейшим компонентом химического состава чайного листа, существенно влияющим на формирование качества готового чая. Содержание белковых веществ в чайном листе достигает 30 – 32% сухой массы. Однако из них всего 12 – 13% являются водорастворимыми и переходят в экстракт. Остальное их количество – это водонерастворимая фракция, которая является балластом и отрицательно влияет на качество готового продукта. На содержание белков в чайном листе сильное влияние оказывает внесение азотных удобрений в почву при выращивании чайных кустов. По данным СМ. Габуния и др., с увеличением доз азотных удобрений, вносимых в почву, заметно увеличивается в чайном листе общее содержание азота при уменьшении количеств ТКС. В свежем чайном листе больше всего содержится белков, растворимых в щелочах – глютелинов, и в меньших количествах представлен альбумин. С увеличением возраста чайного листа содержание общего и растворимого азота в нем уменьшается.

Аминокислоты в чайном листе содержатся не только в составе белков, но и в свободном состоянии. Роль и значение аминокислот чая с точки зрения технологии определяется главным образом в формировании аромата черного чая. При их взаимодействии с различными сахарами в условиях повышенной температуры образуются альдегиды и продукты их дальнейшего превращения, которые входят в комплекс ароматических веществ чая.

В процессе преобразовании окраски листа проявляется также и роль азотистых веществ при технологической переработке его в черный байховый чай. Аминокислоты и белки, реагируя с продуктами окисления дубильных веществ, а также с фурфуролом и оксиметилфурфуролом, образующимися при высоких температурах из Сахаров, дают коричневоокрашенные соединения – меланоидины.

Вкус и аромат чая, как и других вкусовых товаров, является одним из важнейших показателей качества. Аромат чая, обусловленный чрезвычайно сложной смесью летучих веществ, характеризуется наличием в нем чайных эфирных масел. Ранее советскими и японскими исследователями в чайном листе было обнаружено 323 индивидуальных летучих соединений, но не все из них до настоящего времени идентифицированы. Некоторые из ароматических веществ в чистом виде обладают запахом роз, зелени, меда, ванили, цитрусовых, сирени, корицы, а все вместе они создают уникальный аромат чая. В чистом виде чайное эфирное масло – жидкость лимонно-желтого цвета, возбуждающе действующая на организм человека. Поскольку в состав эфирного масла чая входят различные соединения, то при его хранении быстро теряется свойственный ему чайный аромат. Из свежих чайных листьев весеннего сбора можно получить до 0, 014% эфирного масла, а из листьев летнего сбора-0, 007%.

Идентифицированы также параизобутиловый и изовалериановый альдегиды, в кислотной фракции идентифицированы жирные кислоты – уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая, пальмитиновая, из ароматических – салициловая (в виде метилового эфира). Основными компонентами высококипящей нейтральной части эфирного масла являются гексиловый, бензиловый и фенилэтиловый спирты, а также линалоол, гераниол, креозол. О.Д. Чантурия обнаружил, что максимальное количество эфирного масла содержится в почке и в первом листе, а с увеличением возраста чайного листа содержание этих масел постепенно снижается. Установлено, что букет черного чая слагается из сочетания двух комплексов летучих компонентов: ароматического комплекса зеленого листа и комплекса веществ, формирующегося во время переработки сырья.

Во время переработки чайного сырья (завяливание, скручивание и ферментация) происходит образование и накопление новых ароматических веществ. Установлено четыре пути формирования чайного аромата.

Первый путь формирования связан с окислительным дезаминированием аминокислот о-хинонами, образующимися при окислении катехинов чая. Выявлено, что любое карбонильное соединение можно получить окислением аминокислоты о-хинонами.

Второй путь образования аромата черного чая - это окисление каротиноидов. Установлено, что количество каротиноидов уменьшается во время переработки чайного листа и высказано предположение, что при разрушении молекулы р-каротина может образовываться р-ионон, являющийся важной составной частью чайного аромата.

Третий путь - это окислительные превращения ненасыщенных жирных кислот. В модельных опытах было показано, что линоленовая кислота при ферментации частично превращается в траяс-2-гексаль.

Четвертый путь связан с превращениями Сахаров. Нами установлено, что в процессе ферментации содержание Сахаров в чайном листе снижается в 5-8 раз. При этом сахара вступают во взаимодействие с аминокислотами по реакции Майара, либо дегидратируясь образуют фурфурол и оксиметилфурфурол. На модельных опытах М.А. Бокучава показал, как при взаимодействии фенилаланина и редуцирующего сахара формируется запах розы (2-фенилэтанол).

Содержание эфирного масла в свежесферментированном листе повышается до 0, 03 – 0, 06%. При этом образуются алифатические и ароматические альдегиды – бензальдегид, цитраль, перилловый и коричный альдегиды, параоксибензальдегид, сиреневый альдегид и другие карбонильные соединения. При сушке проферментированного чая общее количество ароматических веществ снижается до 0, 006 – 0, 021%. Однако, наряду с улетучиванием части легколетучих компонентов, происходит новообразование таких ароматических веществ, как гераниол, бензиловый спирт, изовалериановый альдегид, 2-фенилэтанол, 2-фенилэтаналь, транс-2-октанол, уксусная, пропионовая, n-капроновая кислоты. Таким образом, при сушке завершается формирование аромата черного чая.

Ароматичность чая в основном обусловлена длительностью биохимических процессов, протекающих при ферментации.

Эфирное масло из-за летучести и легкой окисляемости его компонентов недолго сохраняется в готовом чае. Стабилизации аромата чая способствует тщательная (по возможности герметичная) упаковка. В то же время профессором Б.В. Артемьевым было установлено, что при повышенной влажности в черном чае происходит дополнительный синтез летучих компонентов.

В образовании чайного аромата и его фиксации в процессе хранения большую роль играют смолистые вещества, количество которых в чае составляет 3 – 6%. В китайских разновидностях содержание смол выше, чем в индийских, а грузинские популяции занимают промежуточное положение. Резенов в первосортном листе чая значительно больше, чем в листе второго сорта, что позволяет по этому показателю различать эти два сорта. Смолы совместно с пектиновыми веществами придают клейкость чаю, создают возможности для прессования плиточных и кирпичных чаев.

К веществам, количество которых постоянно как в готовом чае, так и в зеленом листе, относятся органические кислоты и минеральные вещества. Органические кислоты составляют около 1 % сухого вещества. В чайных листьях содержатся лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная, малоновая, щавелево-уксусная, оскетоглутаровая, хинная и галловая кислоты. Установлено, что в процессе переработки чайного листа часть кислот вступает в реакцию со спиртами, образуя сложные эфиры.

Общее содержание зольных элементов в свежем зеленом листе составляет 3 – 4% сухого вещества, а в готовом чае – 5-6%. В грузинском чае с помощью спектрального анализа было обнаружено 20 элементов, в том числе калий, натрий, кальций, магний, медь, железо, кремний, сера, фосфор, хлор и фтор. Меньше всего минеральных веществ в нежной почке и первом листе. С увеличением возраста листа количество зольных элементов возрастает и достигает 7, 5% сухой массы. По этому показателю можно определять качество чайного листа.

Калий составляет 50 – 60% общего содержания зольных элементов. Содержание фосфора колеблется в зависимости от возраста листа. Больше всего его содержание в почке и первом листе, чем в нижних и грубых листьях чайного побега. По соотношению общего содержания зольных элементов к фосфору можно надежно устанавливать качество исходного сырья использованного при производстве того или иного вида чая.

Собственные пигменты чайного листа – хлорофилл и желтые пигменты (каротин, лютеин, виолоксантин, неоксантин и др.) подвергаются в процессе переработки существенным изменениям. Содержание хлорофилла в чайном листе составляет в среднем 0, 6-0, 8% в пересчете на сухую массу. Весной в чайном листе хлорофилла меньше, чем летом. По мере роста и огрубения листа содержание хлорофилла в нем увеличивается. Поэтому чем выше содержание хлорофилла, тем ниже качество исходного чайного сырья. В готовом черном чае должно оставаться не более 20 – 25% исходного содержания хлорофилла. Высокое содержание хлорофилла в готовом чае указывает либо на низкое качество сырья, либо на допущенные серьезные отклонения в технологических параметрах при производстве. В процессе сушки уменьшается и содержание желтых пигментов.

Чай является источником таких водорастворимых витаминов как Р, РР, С, группы В. По содержанию витамина Р чай не имеет себе равных в мире растений. В 1 г готового черного байхового чая содержится до 150 мг Р-активных соединений (15 %), а в зеленом байховом – до 200 мг (20 %). В чайном растении витамин РР (никотиновая кислота) накапливается главным образом в молодых 2-3-листных флешах и достигает 10-16 мг на 100 г сухого вещества.

В свежем чайном листе содержится также витамин С (аскорбиновая кислота), но при переработке его С-витаминность снижается особенно в ферментированных чаях (черном и красном). Так, в свежем чайном листе присутствует 204, 5 мг%, в зеленом байховом – 200, 6 мг%, а в черном и красном чае всего 23 – 26 мг%. В 100 г сухого вещества чая различных типов кроме того содержится, мг: тиамина – 0, 03-0, 1; рибофлавина – 0, 6-1; пантотеновой кислоты – 1, 4-4. Обнаружены также витамин К и фолиевая кислота.