Химический состав чая
В состав готового чая входят различные соединения, обусловливающие его аромат, цвет и тонизирующие свойства:
— дубильные (фенольные) вещества;
— витамины — В1, В2, Р, РР, С;
— минеральные вещества (калий, кальций, фосфор, магний и др.).
При переработке из чайного листа удаляется вода, содержание которой снижается до 3—7 %, а следовательно, содержание сухих веществ в готовом сухом чае составляет 93—97 %. В чай входит более 300 соединений.
Одним из важных показателей ценности чая является содержание в воде экстрактивных веществ, которые в готовом зеленом чае составляют 40—50 %, а в черном — 30—45 %.
Важнейший компонент чая — комплекс фенольных соединений (чайный танин), состоящий из катехинов и их галловых эфиров. Наиболее богат ими байховый зеленый чай.
Фенольные соединения и продукт их конденсации придают чаю жаждоутоляющие свойства, терпкий, приятно-вяжущий вкус и красивый цвет. Чайный танин обладает высокой Р-витаминной активностью, способствует лучшему восприятию организмом витамина С, усиливает его сопротивляемость инфекционным заболеваниям. Катехины предупреждают кровоизлияния, так как укрепляют стенки кровеносных сосудов, обладают антиокислительными свойствами, противолучевым действием. Дубильные вещества — один из компонентов чайного листа. По способности растворяться в воде дубильные (фенольные) вещества подразделяются на водорастворимые и водонерастворимые. В формировании качества готового чая большое значение имеют водорастворимые дубильные вещества, которыми богаты молодые листы и почки.
В чае в наибольшем количестве содержится кофеин — от 2 до 4 % сухой массы. Больше кофеина накапливается во втором листе флеши. При переработке чая значительная часть кофеина образует с танином танат кофеина (окситеаниат), обладающий приятным вкусом без горечи, свойственной обоим исходным компонентам, и воздействующий на организм человека мягче, чем чистый препарат кофеина. Это соединение вызывает помутнение чайного напитка при его охлаждении, что является признаком высокого качества чая. При нагревании помутнение исчезает.
Белковые вещества составляют от 24,9 до 29,1 % сухого вещества. Продукты их распада — аминокислоты — играют незаменимую роль в формировании аромата чая, особенно черного. Но, с другой стороны, вступая в реакцию с дубильными веществами, они образуют нерастворимые соединения, чем снижают содержание экстрактивных веществ.
Из углеводов в чайном листе обнаружены сахароза, крахмал, клетчатка. Среднее содержание растворимых Сахаров в готовом чае составляет 3—4,7 %, а клетчатки и гемицеллюлоз — 7,9—16,8 %. Продукты превращений этих углеводов участвуют в формировании и окраске чая.
Пектиновые вещества (от 2 до 3 % сухой массы), которых в молодых листьях значительно больше, чем в старых, способствуют склеиванию листа в период скручивания и придают гигроскопичность.
Смолистые вещества влияют на формирование вкуса и аромата чая.
Минеральные (зольные) вещества в основном представлены окислами калия, фосфора, кальция, магния.
Содержание кислот в чайном листе не превышает 1 %. Представлены они в основном щавелевой, лимонной, яблочной, янтарной и другими кислотами, которые при переработке чайного листа, взаимодействуя со спиртами, дают эфиры, входящие в состав эфирного масла готового чая.
Интенсивность и тон окраски чая связаны с находящимися в нем красящими веществами.
Чайный лист содержит много разнообразных ферментов, с помощью которых происходит окисление дубильных веществ.
Витаминная ценность чая обусловлена содержанием витаминов С, В2, РР и др. В зеленом чае витаминов больше, чем в черном.
Энергетическая ценность черного чая — 109 ккал (456 КДж) на 100 г.
Чай — настоящая кладовая биологически активных веществ. Важнейшее из них — алкалоид кофеин, обладающий тонизирующим действием, возбуждающим деятельность нервной системы и повышающий умственную работоспособность. Кофеин стимулирует сердечную деятельность, благоприятно влияет на работу почек и способствует нормальному пищеварению. Повышенное количество кофеина может оказать и неблагоприятное воздействие на организм. Прямых показаний к исключению из рациона чая нет, однако ограничение употребления чая требуется часто не столько из-за кофеина, сколько из-за ограничения потребления жидкости. Это требуется при нарушении серт дечной деятельности, при избыточном весе, в пожилом возрасте. Врачи считают, что следует ограничивать количество чая при развитом атеросклерозе и гипертонии, а крепкий чай в этих случаях пить вообще не следует. Особенно это касается людей, страдающих гастри
том с повышенной кислотностью и язвенной болезнью, так как крепкий чай концентрирует щавелевую кислоту, раздражающую слизистую желудка.
Алкалоиды теобромин и теофимин содержатся в небольших количествах и дополняют тонизирующее действие кофеина.
Дубильные вещества придают чаю терпкий, вяжущий вкус и чудесную золотистую окраску.
Все дубильные вещества с ионами окисного железа образуют вещества черного цвета. Это свойство окисления чая с трехвалентным железом используют при производстве искусственной черной икры. Поэтому нельзя заваривать чай в окисляющейся железной посуде или в воде, содержащей железо («ржавой»).
Окраска чайных катехинов (танинов) делается более светлой в кислой среде. Этим свойством и объясняется то, что при добавлении в чай лимона он светлеет.
Танины хорошо растворимы в воде горячей и плохо в холодной. Поэтому при охлаждении крепкой заварки они выпадают в осадок, и заварка мутнеет. Если ее снова нагреть, она опять делается прозрачной. Если заварка при охлаждении не мутнеет — значит, она слабая.
Источник
Химический состав чая витамины
Чай (Camellia sinensis L.) – сложнейшее и разнообразнейшее по своему химическому составу растение. Общее число соединений, входящих в его состав, выделенных к началу XXI века, составляет около 300, некоторые из них ещё не идентифицированы, а биохимическая роль некоторых из них определена лишь в общих чертах. Следует иметь в виду, что химический состав свежесорванного зеленого чайного листа и сухого чая, полученного из этого листа, неодинаков. Сухой чай имеет более сложный, химический состав, который формируется в процессе его переработки.
Интерес к химическому составу чая в настоящее время вызван тем, что многие вещества, содержащиеся в чае, проявляют биологическую активность и могут быть использованы для профилактики различных заболеваний. В чайном листе выделяют три основные группы фитохимических веществ: алкалоиды группы пурина, флавоноиды, дубильные вещества [11].
Алкалоиды – это азотсодержащие гетероциклические соединения, обладающие высокой функциональной активностью, к которым относятся три основных соединения: кофеин, теобромин и теофиллин. В чае кофеина содержится больше, чем в кофе, но оказываемый им эффект более мягкий [9]. Это обусловлено тем, что кофеин в чае связан с танином и образует теин или таннат кофеина. Теин придает чаю горечь и оказывает тонизирующее действие на организм, улучшает умственную работоспособность, повышает активность, стимулирует работу сердечно-сосудистой и центральной нервной системы [6]. Различные сорта чая содержат разный процент кофеина, в среднем от 1 до 4 %, крепкие сорта чая содержат до 5 % кофеина [19]. Будучи связанным с танином, кофеин выводится быстрее из организма, чем чистый алкалоид, что исключает опасность отравления кофеином при частом употреблении чая. В элитных сортах чая его больше, меньше в зеленом чае. Вместе с тем существуют данные о том, что теин, образуясь в чайных листах в процессе роста и развития растений, в больших количествах содержится в качественных сортах зеленого чая молодого сбора [2]. Однако имеются данные о том, что кофеин не определяет крепость чая [22]. Например, в цейлонском чае кофеина содержится значительно меньше, чем в менее крепких китайских чаях. Кроме теина чай содержит незначительные количества, примерно 0,5 % от веса сухого чайного листа, других алкалоидов: теобромина и теофиллина, которые обладают сосудорасширяющим и мочегонным действием [23]. Наряду с полезными алкалоидами чай содержит гуанин, который при длительном подогревании или длительном стоянии заваренного чая может превращаться в гуанидин, обладающий токсическими свойствами [10].
Природные флавонолы – это кемпферол, кверцетин, мирицетин. Основной источник этих соединений чай – [7].
Рис. 1. Строение флавонолов чая: 1 – кемпферол; 2 – кверцетин; 3 – мирицетин
Рис. 2. Строение катехинов: 1 – катехины; 2 – теафлавины; 3 – галлат
Флавоноиды представлены в чае в основном катехинами, которые определяют качество и полезные свойства чайного напитка, особенно зеленого чая [9]. На долю катехинов приходится 20–30 % сухого вещества чая, причем чем больше в сухом чае полифенолов, тем выше качество настоя, тем лучше цвет, терпкость и аромат напитка [1]. В чае присутствуют 8 катехинов, из них в наибольшем количестве содержатся галлокатехин, эпигаллокатехин, эпигаллокатехингаллат [3]. Катехины чайного листа снижают хрупкость и проницаемость капилляров, нормализуют тканевое дыхание, предотвращают развитие атеросклероза, принимают активное участие в обмене сложных белков, влияют на активность ферментов, в частности фермента теломеразы, который обеспечивает регуляцию процессов деления клеток [5].
Эпигаллокатехингаллат зеленого чая повышает активность ключевых ферментов остеогенеза, увеличивает минерализацию костной ткани, блокирует активность остеокластов [15]. Он эффективен при сепсисе и ревматоидном артрите [13]. Кроме того, катехины чая являются мощными антиоксидантами, нейтрализующими действие свободных радикалов [21]. Они способствуют связыванию различных ядовитых веществ и выведению их из организма, оказывают вяжущее и бактериостатическое действие [9]. Катехины тормозят развитие таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. В настоящее время биофлавоноидам чая принадлежит широкий спектр фармакологических свойств, таких как иммуностимулирующие, кардио-, радио-, гепато-, геропротекторные, антитромботические, антиаллергические, противоопухолевые и антивирусные [8, 12, 16]. В зеленом чае сохраняется химический состав, характерный для свежих листьев чая, в котором присутствуют стереоизомеры группы катехинов в количестве 0,32 г/г [1, 4]. Черный чай содержит меньше мономерных катехинов, так как в процессе ферментации происходит их полимеризация с образованием олигомерных теафлавинов (желто-оранжевого цвета) и теарубигинов (красно-коричневого цвета), определяющих качество чая [14]. Теафлавины – первые продукты окисления катехинов и катехингаллатов в процессе ферментации, придающие черному чаю вяжущий вкус и ярко-золотую окраску. Содержание теафлавинов колеблется в пределах 0,29–1,25 %. Низкое содержание теафлавинов указывает на неполную ферментацию и длительный срок хранения чая [17]. Теарубигины являются продуктами превращения теафлавинов, они придают чайному настою красноватый цвет и полный, богатый вкус, обладают вяжущим, дубящим действием (рис. 3).
Рис. 3. Процесс образования теафлавинов и теабраунинов
Теабраунины, продукты окисления теарубигинов, придают чаю темно-коричневый цвет и отрицательно сказываются на качестве чая. Для оценки качества черного чая используется отношение концентрации теафлавинов к концентрации теарубигинов. Свежий, черный чай должен содержать теафлавинов более 1 %, теарубигинов – около 10 %, и их отношение > 0,1 [14].
Чай – один из самых богатых источников антиоксидантов [18, 21]. В зеленом чае основной вклад в антиоксидантную активность вносят катехины, а в черном – теафлавины и теарубигины. Благодаря антиоксидантным свойствам черный и зеленый чаи эффективно ингибируют процесс развития атеросклероза, снижая уровень атерогенных форм липопротеинов: ЛПОНП и ЛПНП и увеличивая уровень антиатерогенной фракции липопротеинов – ЛПВП [5].
Дубильные вещества – это смесь полифенольных соединений и их производных, на долю которых приходится от 15 до 30 %. Они препятствуют развитию онкологических процессов, понижают артериальное давление, обладают антимикробным, дезинфицирующим, антиоксидантным действием [24]. Наиболее богаты дубильными веществами белые и зеленые чаи [4]. Одним из представителей дубильных веществ является танин или теотанин. Его содержание в зеленом чае в два раза больше, чем в черном. Продукты окисления дубильных веществ – хиноны, образующиеся в ходе переработки чая, окисляют другие вещества чайного листа и образуют ароматические продукты, участвующие в создании чайного аромата.
Сапонины чая – это ацилированные сапонины олеанан-тритерпенового ряда. В отличие от полифенолов чая сапонины изучены значительно меньше. По мере изучения этих веществ их количество возрастает. В настоящее время открыты сапонины А1–А9, Е1–Е9, С1–С4, Н1. Сапонины – это высокомолекулярные органические вещества, содержащие углеводные компоненты и обладающие поверхностно-активными свойствами. Молекула сапонина состоит из углеводной части, представленной остатками глюкозы, рамнозы, фруктозы и др., и агликона, называемого сапогенином. Тритерпеновые сапонины содержат до 10 и более остатков глюкозы, которые образуют две углеводные цепочки. Эти цепочки могут быть линейными и разветвленными. В эксперименте показано, что смесь чайных сапонинов Е1 и Е2, выделенных из чая оолонг, ингибирует панкреатическую липазу in vitro. Сапонины чая, называемые теасапонины, оказывают антиоксидантное и противомикробное действие. В последнее время установлено, что эта группа фитохимических веществ чая обладает антиаллергическим, гипотензивным, противовоспалительным, гиполипидемическим и антиканцерогенным действием. Полученные данные свидетельствуют о новых аспектах использования чая в профилактике целого ряда патологических процессов [25].
Содержание белков и аминокислот в чае составляет в среднем 25 % [11]. Наиболее богаты белками зеленые чаи, при этом повышенное содержание белка не вредит качеству этого чая, но снижает качество черного чая, ухудшает его вкус [4].
Рис. 4. Химическое строение теанина
Важной аминокислотой чая является теанин, обеспечивающий вкус настоев зеленого чая: сладковатый, пикантный и являющийся показателем качества чая. В чае присутствуют практически все наиболее важные витамины [21]. В частности, в нем содержатся провитамин А-каротин, обеспечивающий функциональное состояние слизистых оболочек глаза, носа, глотки, гортани, дыхательных путей, витамины группы В, способствующие нормальному функционированию желез внутренней секреции, нервной системы, а также улучшающие состояние кожи и волос. В чае присутствует аскорбиновая кислота, обладающая антимикробным противовоспалительным действием, стимулирующая иммунитет, защитные силы организма, влияющая на синтез белков в соединительной ткани, на процессы кроветворения. Зеленый чай содержит в 2–3 раза больше витамина С, чем лимоны и апельсины [13]. В экстракционном масле чайного листа обнаружены жирорастворимые витамины А, К, Д, Е [2]. Эфирные масла содержатся в чае в небольшом количестве, примерно 0,08 %. Несмотря на их крайне незначительное количество, именно им приписывают неповторимый чайный аромат. В чае присутствуют различные макро- и микроэлементы. Их количество составляет примерно 4–7 %. Это, прежде всего, железо, марганец, магний, натрий, кремний, кальций, калий, фосфор а также микроэлементы йод, фтор, медь, золото и некоторые другие. Все они находясь в форме коллоида растворяются в воде и выходят в чайный настой (особенно фтор и йод). Благодаря высокому содержанию растворимых соединений фтора в чае, этот напиток можно использовать как источник фторидов [4].
Отдавая должное многочисленным исследованиям, посвященным изучению химического состава и биологической активности чая, следует отметить, что многие вопросы, связанные с изучением биохимии чая остаются до сих пор невыясненными, подчас противоречивыми, что диктует необходимость их дальнейшего изучения.
Источник