Kitabı oxu: «Чай. От листа до чашки. Все, что нужно знать о сортах, заваривании и дегустации тем, для кого чай не просто напиток»

© Соболев Д., текст, фото, 2024

© Бородин О.В., иллюстрации, 2024

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2025

* * *

Посвящаю эту книгу моему дедушке Смородину Николаю Ивановичу, который привил мне с детства любовь к чаю и знаниям

От автора

Забавно, как разные периоды жизни могут переплетаться и выстраиваться в последовательную цепочку событий, определяющих нашу профессиональную деятельность.

Мое детство прошло в Туле, городе самоваров. С дедушкой, Николаем Смородиным, у нас существовал особый ритуал: каждый день пить чай. Чаще всего это был чай со слоном – самый доступный и известный на территории СССР бленд индийского и грузинского чая. Когда я капризничал, что слишком горячо, дедушка терпеливо объяснял, как пить вприкуску. Он часто повторял одну шутку: «Чай не пил – какая сила, чай попил – совсем ослаб». Это слегка нелепое выражение много значит для меня, так как напоминает о детстве и времени, проведенном с дедушкой.

Привычный напиток стал неотъемлемой частью жизни, но я воспринимал его скорее как потребитель. В конце 90-х, прогуливаясь по Арбату, я случайно попал на чайную презентацию одной китайской компании, название которой, конечно, не помню. Для меня открылся совершенно иной мир чая. Это была счастливая пора, я почти ничего не знал о чае, но считал себя знатоком. С того времени, прочитав не одну статью и получив собственный опыт работы с чаем, у меня возникло все больше сомнений о глубине знаний в этой теме. Окончательно погрузиться в мир чая мне помог кофе. Благодаря поездкам в другие страны, где рынок кофе был уже сильно развит, я узнал о существовании спешалти кофе и о той важной работе, которую делают SCAA и SCAE¹.

Деятельность организации по популяризации и исследованию кофе, в частности, по изучению химической структуры; факторов, влияющих на вкус; методов заваривания и количественных оценок произвела на меня огромное впечатление. Чем больше я узнавал об этом напитке, тем больше мне хотелось экстраполировать подход SCA к чаю. Казалось, что термин «спешалти» также применим и к чаю. Объединив чай, произведенный с большим вниманием и любовью в Китае, Японии, Шри-Ланке и других странах под термином «спешалти», есть шанс расширить рынок и сделать качественный продукт понятнее широкой аудитории, уже знакомой с принципами и идеологией движения спешалти кофе. В 2018 году миссию популяризации спешалти чая взяла на себя организация European Speciality Tea Association², которая активно развивается в разных направлениях: от поддержки производителей до создания обучающих программ.

В 2000-е китайский чай уже был отлично знаком россиянам. Еще в конце 90-х открылся первый в России чайный клуб Бронислава Виногродского и Михаила Баева. Вслед за ним начали создаваться чайные клубы по всей стране. Неоценимый вклад в развитие чайной культуры в России 2000-х внесли такие профессионалы, как Сергей Шевелев и его проект «Мойчай.ру», Денис Шумаков, один из первых популяризаторов чая, а также много других прекрасных и любящих чай людей.

Чайные клубы сыграли важную роль в распространении культуры китайского чая. Сравнивая с кофе, можно назвать этот период «второй чайной волной». Постепенно китайский чай стал узнаваем и востребован на рынке, но популярность кофе, благодаря спешалти-направлению, была несравнимо больше.

Этот момент определил дальнейший вектор моего развития – появление новых спешалти кофеен натолкнуло на идею объединения кофе и чая в формате кофейни третьей волны.

Сначала это выражалось во внешних атрибутах: во главе всей концепции был вкус чая, мы описывали каждый сорт дескрипторами, по аналогии с кофе, также было важным, что напиток заваривался привычными европейскими методами, без чайной церемонии, что делало его намного понятнее первым нашим гостям. Другими словами, мы предлагали немного другой, не совсем привычный для того времени взгляд на чай.

Создав небольшой чайный бизнес, я с головой погрузился в интересующую меня тему. Возникало много вопросов, на которые меня подталкивал опыт в кофе, и мне нужны были подтвержденные исследованиями ответы: «С какой скоростью экстрагируются вещества из чая?», «Какие компоненты чая в первую очередь влияют на вкус напитка и как их сбалансировать?», «Что делает растение Camellia sinensis уникальным, почему именно его используют для производства?», «Что такое чайное состояние и есть ли этому объяснение?», «На каких параметрах основываться при подборе профиля заваривания чая?».

Наш подход нашел большой отклик среди бариста и любителей кофе.

Я получил благодарную аудиторию, с которой был рад делиться знаниями. А это, в свою очередь, подталкивало меня самого глубже постигать чайную науку. И наконец, часть результатов исследований выразилась в книге, которую вы держите в руках. В ней я постарался дать подробные ответы на те вопросы, которые задавал себе. Вряд ли такое чтение можно назвать развлекательным, но и на уровень научной литературы текст также не претендует. Эта книга, в первую очередь, адресована просьюмерам, то есть активным потребителям, которые не только удовлетворяют свои потребности, но и стремятся к саморазвитию, вкладу в общее дело через потребление.

В разделе о химическом составе рассмотрены основные компоненты, которые влияют на вкус и качество чая: кофеин, аминокислоты, полифенолы и сахара. Это далеко не все химические составляющие, но, на мой взгляд, самые важные. Понимание их роли подготовит достаточную базу для дальнейшего погружения в химию чая. Особое внимание я уделил двум, на мой взгляд, основополагающим процессам: фотосинтезу – важнейшему феномену превращения энергии света в химические элементы и окислению, на котором основано все производство чая. Понимание механизмов, происходящих в листе до и после сбора урожая, объясняет принципы производства разнообразных видов чая.

Затем я раскрываю особенности влияния терруара на вкус чая, знакомлю с разновидностями Camellia sinensis и его культиварами. Двигаясь дальше, вы познакомитесь с базовыми этапами производства чая и сможете легко разобраться с его видами. Во второй части книги можно найти полезную информацию о дегустации чая, способах заваривания, а также о том, как обеспечить стабильный вкус каждой чашки.

Повторюсь, эта книга не претендует на полноту – охватить все нюансы весьма проблематично. Однако надеюсь, что она поможет читателю сэкономить время и найти ответы на интересующие его вопросы.

В заваривании чая нет ничего сложного: все, что нужно, – это качественные листья, горячая вода и посуда. После прочтения вы будете делать все то же самое, но более осознанно. И очень надеюсь, что книга вдохновит вас еще глубже погрузиться в яркий мир чая.

Мне не удалось вместить в эту книгу одну важную тему – историю чая. Но я приглашаю вас послушать мой подкаст, который публикую при поддержке издательства. В нем я подробно объясняю самые важные этапы в истории чая – от древних времен до наших дней.

Глава 1
Чайная лаборатория

Кофеин

Кофеин – один из важнейших компонентов чая, предмет постоянных вопросов и дискуссий. Взаимодействуя с некоторыми полифенолами, о которых пойдет речь ниже, он придает терпкий, иногда с легкой горчинкой вкус. Сочетание кофеина с аминокислотой L-теанин обеспечивает легкий стимулирующий эффект чая.

Кофеин – это основной алкалоид³ чая. Легкий стимулирующий эффект напитку придают и другие пуриновые алкалоиды, такие как теофиллин и теобромин, но их содержание, а тем более экстракция, весьма незначительно.

В целом, алкалоиды – это природные яды, с помощью которых растения противостоят насекомым. С одной стороны, это защита и интоксикант, с другой – природный стимулятор, и алкалоиды могут приносить пользу человеку. Например, хинин долгое время использовали как средство против малярии благодаря его жаропонижающим и противовоспалительным свойствам. Или кофеин, который в разумных дозах значительно повышает работоспособность и помогает выдержать длительные физические нагрузки.

До 2004 года он входил в список запрещенных веществ Международного олимпийского комитета и сейчас находится в мониторинговом списке Всемирного антидопингового агентства WADA.

Алкалоид проникает через гематоэнцефалический барьер, на что способны далеко не все вещества. Попадая внутрь, кофеин не накапливается в организме – наша печень эффективно выводит его из организма.

Содержание кофеина меняется в зависимости от возраста листа: от 4,7 % в почке, к третьему листочку понижается до 2,9⁴ и почти совсем исчезает у веточки. В стеблях растения кофеин почти не накапливается, поэтому японский стебельковый чай кукитя предлагают как напиток без кофеина. Точное следование стандартам сбора чайного листа помогает обеспечить требуемое содержание кофеина в настое.

По содержанию кофеина в разных видах чая принято считать, что в красном чае кофеина больше, чем в зеленом. Также свою роль в концентрации алкалоида играет продолжительность заваривания, в соотношении 2:200⁵, она варьируется от 25 до 50 мг⁶.

И не стоит забывать о растительном происхождении чая, поэтому огромное количество факторов, в том числе используемый культивар, сезон сбора, совокупность климатических условий и терруара могут влиять на количество кофеина в листе.

Кофеин составляет около 5–10 % массы растворимого твердого вещества, которое экстрагируется из чайных листьев в горячей воде⁷. Эксперименты с экстракцией показали, что процесс извлечения кофеина из чайного листа требует небольшого количества энергии и происходит довольно быстро, особенно в начале заваривания.

Содержание кофеина в чае взаимосвязано с положительными оценками, которые выставляют профессиональные титестеры⁸.

Аминокислоты

Популярное мнение о том, что в чае содержится специальное вещество теин, которое по своим свойствам намного превосходит кофеин из зерен кофе, часто можно встретить в интернете. Действительно, эффект от чашки чая вызывает совершенно иные ощущения, чем от кофе, но эта разница не связана с типом кофеина.

Впервые теин был обнаружен в чае французским химиком Одри в начале 1827 года⁹. В 1838 году Геррит Ян Мульдер доказал, что кофеин и теин – это одно и то же вещество с одинаковой молекулярной формулой. Дело в том, что кофеин не единственный психоактивный элемент химической композиции чая, помимо кофеина чай обладает уникальной аминокислотой L-теанин. Благодаря действию этой аминокислоты напиток приобрел особые свойства, которые так высоко ценили в буддийских монастырях.

Впервые L-теанин выделил из листьев гёкуро и описал Ядзиро Сакато¹⁰ в 1949 году. Эта аминокислота является тем самым эксклюзивным веществом, которое в избытке содержится почти только в чае, кроме небольшого количества в составе польского гриба (Xerocomus badius) и дерева гаюасе (Ilex guayusa).

Аминокислоты служат основным строительным материалом для белков, а те, в свою очередь, играют важную роль в жизнедеятельности растения. Белки многофункциональны, они:

• формируют структуру клеток растения;

• выполняют роль ферментов, которые катализируют биохимические реакции в растении;

• обеспечивают транспорт веществ через клеточные мембраны;

• участвуют в защитных реакциях растения и так далее.

Таким образом, аминокислоты представляют собой важнейший элемент для поддержания здоровья и развития живых организмов. Аминокислоты могут находиться в растении как в связанном состоянии, например, в составе белков, так и в свободном. В случае с L-теанином: он составляет до 50 % от общего количества аминокислот в чае.

В чайных растениях L-теанин формируется в корнях и затем транспортируется по стволу в листья. Содержание этой аминокислоты в корнях повышалось с увеличением внесения аммонийных удобрений. В зимние месяцы в состоянии покоя корни растений содержат максимальное количество теанина¹¹, поэтому первый сбор считают наиболее тонизирующим.

Другим способом повлиять на содержание теанина является техника затенения чайных кустов перед сбором. Уменьшение количества прямого солнечного света приводит к замедлению фотосинтеза.

В результате растения стремятся компенсировать недостаток энергии, увеличивая синтез определенных химических соединений, в том числе теанина. В целом молодые чайные побеги (почка и первый лист) имеют более высокое содержание L-теанина, чем зрелые листья (второй, третий и четвертый листья¹²).

Эксперименты показали, что завяливание чайных листьев на солнце позволяет увеличить содержание L-теанина более чем в два раза. Такой процесс снижает количество катехинов на 20 % и хлорофилла на 25 %, но значительно повышает содержание свободных аминокислот в чае, тем самым заметно улучшает вкус напитка¹³.

Теанин сам по себе имеет мягкий травянистый вкус и яркий умами.

Аминокислота помогает снизить терпкость катехинов и способствует выделению слюны – это усиливает восприятие вкуса и создает ощущение сладости.

Благодаря способности преодолевать гематоэнцефалический барьер¹⁴

L-теанин положительно воздействует на организм человека:

• способствует расслаблению;

• улучшает настроение;

• снижает стресс, не вызывая сонливости, благодаря своему воздействию на уровни нейротрансмиттеров¹⁵;

• повышает активность альфа-волн в мозге, ответственных за приведенные выше эффекты.

Проведены исследования, подтверждающие положительное воздействие L-теанина на когнитивные способности¹⁶. Более того, сочетание L-теанина с кофеином приводит к синергетическому эффекту, благодаря которому усиливается концентрация и внимательность, а также улучшается кратковременная память¹⁷. L-теанин составляет 1–2 % от сухого веса листьев, чем выше качество чая, тем больше в нем аминокислоты.

Высоким содержанием L-теанина могут похвастаться маття, гёкуро, а также высокогорные улуны. Количество теанина падает с увеличением степени окисления и повышением температуры сушки¹⁸. Также L-теанин практически отсутствует в темном чае ускоренной ферментации (например, у Шу Пуэра).

Исследования на скорость экстракции L-теанина, показали, что теанин быстро растворяется, особенно от 80 до 90 ℃¹⁹. Концентрация теанина в настое сильно варьируется: от 10 мг на чашку до 25 мг (при соотношении заваривания 2:200).

Количество L-теанина, как и кофеина, связано не столько с типом чая, сколько с его качеством. В зеленом чае концентрация может быть в два или три раза выше, чем в красном, и наоборот.

Катехины

О лечебных свойствах чая знали задолго до изучения его вкуса, аромата и химического состава. Но в последнее время часто объясняют полезные свойства напитка его высоким содержанием антиоксидантов. Попробуем вместе разобраться, что это такое.

Кислород необходим для процесса клеточного дыхания, в ходе которого производится энергия для всех клеток. Кислород – это высокореактивный химический элемент, без него невозможна жизнь, и в то же время он опасен. Образно выражаясь, это олицетворение концепции добра и зла. Когда одни реакции кислорода в клетке производят энергию для поддержания организма, другие способствуют образованию свободных радикалов, которые могут повреждать ДНК, белки и липиды в клеточных мембранах, что приводит к клеточным повреждениям и смерти, ускоряя процессы старения. Организм умеет самостоятельно балансировать благодаря антиоксидантной защите, которая нейтрализует свободные радикалы, а также группе ферментов и нутриентам, таким как витамины С и Е.

Свободный радикал – это молекула, атом или ион, у которого есть неспаренные электроны, что делает его чрезвычайно реактивным. Каждый неспаренный электрон пытается найти парный и иногда отрывает его от других молекул, разрушая молекулярную связь. Это приводит к нестабильности обворованной молекулы, что в итоге фундаментально меняет ее структуру или превращает в новый свободный радикал. Например, взаимодействие со свободными радикалами может привести к изменению структуры белков или к повреждению ДНК и, как следствие, вызвать мутацию и нарушение в работе клеток.

В свою очередь антиоксиданты обладают уникальными способностями:

• отдавать электроны свободным радикалам, оставаясь стабильными;

• останавливать цепные реакции, инициируемые свободными радикалами;

• восстанавливать окисленные молекулы;

• регенерировать друг друга.

Несмотря на то, что организм сам способен вырабатывать антиоксиданты, с возрастом эффективность антиоксидантных систем снижается, что увеличивает уязвимость к оксидативному стрессу и способствует старению. Данный факт объясняет, почему диета, богатая антиоксидантами, считается важной для поддержания здоровья и предотвращения многих заболеваний. Одним из источников антиоксидантов являются полифенолы. Эти мощные растительные соединения в избытке содержатся в чае и придают ему характерный вкус и аромат.

Синтез полифенолов в растениях происходит через несколько биохимических путей, основной из которых – фенилпропаноидный. Процесс начинается с аминокислоты фенилаланина, затем через цепочку превращений образуются полифенольные соединения.

В чае присутствует два основных типа полифенолов:

• флавоноиды (флавоны, антоцианы, катехины и так далее);

• фенольные кислоты (галловая кислота).

Полифенолы служат ключом к базовой системе классификации, основанной на методах обработки, то есть на изменении уровня окисления полифенолов. Она делит чай на шесть типов. Наиболее значимой группой полифенолов в чае являются катехины, их доля составляет 70–80 % от общего количества. Катехины принадлежат к классу флавоноидов, в чае выделено восемь основных видов: эпигаллокатехин (EGC), эпикатехин галлат (ECG), эпигаллокатехин галлат (EGCG), катехин (C) и так далее.

Свое название катехины получили в честь Акации катеху (Acacia catechu). Из ее сердцевины в Азии делали экстракт катеху, который использовали аналогично дубовой коре, для дубления кожи. Катехины содержатся во многих продуктах растительного происхождения: в какао, яблоках, грушах, персиках, винограде.

Основную долю катехинов в чае занимают галлат эпигаллокатехина и эпигаллокатехин. Антиоксидантная способность зеленого чая обусловлена главным образом этими видами катехинов. Галлат эпигаллокатехина составляет одну треть твердых веществ зеленого чая и экстрагируемых из него. Синтезированные галлаты эпигаллокатехина демонстрируют высокую способность к улавливанию свободных радикалов, а также эффективно тормозят избыточную активность некоторых ферментов.

Вяжущий и терпкий вкус придают чаю катехины за счет их способности связываться с белками слюны. Гидроксильные группы (-ОН) в молекулах катехинов образуют водородные связи с аминокислотами в белках, что приводит к образованию комплексов, уменьшающих способность слюны увлажнять поверхность рта. Это взаимодействие между катехинами и белками приводит к ощущению сухости и терпкости во рту.

Данную особенность связываться с белками успешно используют в напитках, именно поэтому чай с молоком кажется более мягким.

Когда в чай добавляют молоко, катехины связываются с белками молока, особенно с казеином, что иногда приводит к образованию осадка. Но обратной стороной этого эффекта является уменьшение способности катехинов предотвращать оксидативный стресс и бороться со свободными радикалами в организме. Поэтому, если сторонник здорового образа жизни ежедневно пьет маття латте исключительно из-за антиоксидантных свойств чая, то увы, несмотря на чудесный вкус напитка максимальной пользы от этого не будет.

В растениях катехины выполняют ряд важных функций:

• помогают доминировать, подавляя рост соседних растений;

• создают антимикробную и гербицидную защиту;

• подавляют атаки бактерий, грибков и вредителей, ингибируя их ферменты;

• помогают в защите от ультрафиолетового излучения, поглощая УФ-лучи и предотвращая повреждение растительных тканей.

Становится понятно, почему чайные листья, выросшие на открытом солнце, часто содержат больше катехинов. Такое накопление катехинов регулируется на генетическом уровне и связано с механизмами фотосинтеза. Интересно, что концентрация катехинов в молодых чайных листьях постепенно уменьшается по мере их взросления, сокращаясь примерно вдвое к двум-трем месяцам и до одной трети к десяти-двенадцати месяцам с момента появления листа.

Еще одной интересующей нас группой полифенолов являются флавоны, класс желтых пигментов из подгруппы флавоноидов. Эти антиоксиданты широко распространены в природе. Исследования показывают, что флавоны в изолированной форме могут оказывать защитное действие на нервную систему, временно улучшая когнитивные функции и потенциально снижая риск развития нейродегенеративных заболеваний. Флавоны влияют на восприятие чая, участвуют в образовании сложного вкусоароматического букета, включая терпкость.

Следующая подгруппа флавоноидов называется флавонолы, куда входит кемпферол, кверцетин и мирицетин. Флавонолы соединяются с сахарами и образуют флавоноидные гликозиды, которые составляют 3–4 % сухой массы чайного листа.

Флавоноидные гликозиды считаются важным компонентом вкуса чая. Они обладают легкой горечью и терпкостью, вызывают ощущение бархатистости настоя. Поскольку порог вяжущего действия флавоноидных гликозидов значительно ниже, чем у катехинов, их вклад в терпкий вкус считается выше, чем катехинов. Тем более что первые могут еще и усиливать ощущение горечи, терпкости EGCG и кофеина.

Антоцианы – это разновидность природных водорастворимых пигментов пурпурно-фиолетового цвета, широко распространенных в растениях. Образование гликозидов происходит в процессе конденсации антоцианов с глюкозой, галактозой и рамнозой. В среднем массовая доля антоцианов в листьях чая составляет около 0,01 % от сухой массы, однако в некоторых культиварах пурпурного чая, таких как Ye Sheng, Zi Ya или кенийский TRFK 306/1, содержание достигает 0,5–1,0 %. Популярный тизан Клитория тройчатая также отличается высоким содержанием антоцианов, благодаря чему настой ее цветов обладает ярким фиолетовым цветом. Когда этот настой смешивается с молоком, напиток приобретает привлекательный светло-голубой оттенок.

Антоцианы обладают интересной способностью изменять свой цвет в зависимости от уровня pH. В кислой среде (низком pH) они окрашивают напиток в ярко-красные или розовые оттенки, в то время как в более нейтральной или щелочной среде приобретают синие или фиолетовые цвета. Это изменение цвета объясняется структурными изменениями в молекулах антоцианов, которые происходят при изменении ионной среды вокруг них. Это свойство антоцианов часто используют бармены, бариста и кондитеры для создания эффектных напитков и десертов.

И, наконец, уделим внимание фенольным кислотам – класс ароматических соединений, которые содержат в своей молекуле карбоксильные и гидроксильные группы. Они являются широко распространенными вторичными метаболитами в растениях, а также производными бензойной или коричной кислоты. Фенольные кислоты встречаются в виде свободных кислот и их эфиров, гликозидов и связанных комплексов. Чай содержит разнообразные фенольные кислоты, в том числе: теогаллин, галловую, кофейную, хлорогеновую, эллаговую и прочие. Фенольные кислоты составляют около 5 % сухой массы чайных листьев. Среди них наибольшее содержание приходится на галловую кислоту (1–2 %). Далее по убыванию следуют кофейная (0,5–1,4 %) и хлорогеновая (около 0,3 %) кислоты²⁰.

Полифенолы представляют факторы, которые определяют органолептические и питательные качества чая. Доля полифенолов составляет около 18–36 % от сухой массы чайных листьев.

Если сравнивать шесть видов чая по количеству антиоксидантов на единицу объема приготовленного напитка, то самое высокое их содержание будет в зеленом чае. Только 28 % этого же количества содержится в сопоставимой чашке белого чая, около 25 % – в чашке улуна, 17 % – в настое желтого чая, 11 % – в красном чае и всего 4 % – в чашке заваренного ферментированного чая²¹.

В среднем одна чашка зеленого чая содержит около 200 мг полифенолов в форме катехинов. Их количество зависит от используемого культивара и условий выращивания.

Скорость растворения катехинов при заваривании чая зависит не только от концентрации катехинов, но и от количества молекул воды, доступных для растворения. Скорость растворения катехинов значительно возрастает с повышением температуры воды, что способствует более эффективному извлечению этих полифенолов. Однако это также объясняет необходимость тщательного подбора температуры воды для получения сбалансированного напитка.

Растворимость полифенолов сильно зависит от кислотно-щелочного баланса – полифенолы успешно растворяются в условиях с pH от 3 до 6, но в более щелочной жидкости показатели растворимости снижаются. Это свойство можно использовать при разработке напитков на основе чая.

Теафлавины и теарубигины

Красный чай имеет уникальные цвет, вкус и аромат, но органолептические свойства этого вида чая также зависят от катехинов, сильно изменившихся в процессе окисления. Во время окислительной реакции катехины подвергаются полимеризации, то есть соединяются друг с другом под действием фермента оксидазы. Это приводит к формированию новых, более крупных молекул. На ранних стадиях окисления из катехинов образуются теафлавины, которые во многом определяют терпкость красного чая и являются важным компонентом его аромата. С продолжением окисления теафлавины могут преобразовываться в теарубигины – более крупные полимеры, которые окрашивают напиток в густой темно-коричневый или рубиновый цвет. Теарубигины обогащают чай мягкостью вкуса и сложностью аромата.

Теафлавины образуются в результате окисления эпигаллокатехина (EGC) и галлата эпигаллокатехина (EGCG), их синтез зависит от pH среды, влажности, температуры и времени окисления, а также от количества ферментов полифенолоксидазы. Основными теафлавинами-пигментами красного чая являются: теафлавин (TF), теафлавин-3-моногаллат (TF2), теафлавин-3’-моногаллат (TF3) и теафлавин-3,3’-дигаллат (TF4). Последний демонстрирует наиболее сильную антиоксидантную активность.

Теафлавины были впервые обнаружены в 1930-х годах при исследованиях биохимических составляющих чая и механизмах их взаимодействия в процессе окисления. Во всех окисленных и полуокис-ленных чаях с разной концентрацией присутствуют теафлавины.

Их называют «золотыми молекулами» из-за оранжевого или оранжево-красного цвета, и на их долю приходится примерно 10 % сухого вещества в настое красного чая. От 50 до 70 % сухого вещества в чашке представлено другими производными катехинов – олигомерными теарубигинами. Различные соотношения этих двух соединений обусловливают степени окраски чая. Полуокисленный улун, как правило, имеет зелено-коричневый цвет сухих листьев и желтовато-красный цвет настоя.

В биохимии теарубигин является гетерогенной группой фенольных соединений красного или коричнево-красного цвета со значительными молекулярными различиями, что затрудняет их извлечение. Доля этого вещества составляет от 6 до 8 % веса сухого чая. Теарубигины образуются аналогично теафлавинам. Ученые Фонда исследований чая в Кении доказали, что по мере снижения концентрации катехина при окислении чайного листа количество теафлавинов и теарубигинов пропорционально увеличивается²².

Исследование структуры теарубигинов показало, что в красном чае может быть до 1500 различных теарубигинов с разнообразной структурой и довольно сложными соединениями.

Чем сложнее структура соединений и выше молекулярная масса, тем больше требуется энергии для эффективного растворения.

Это объясняет использование более высоких температур для окисленных видов чая.

Теафлавины и теарубигины могут быть полезны для организма.

Было доказано²³, что регулярное употребление красного чая снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и облегчает эндотелиальную дисфункцию. Полифенолы красного чая тормозят излишнюю активность ряда ферментов и устраняют активные формы канцерогенов и других токсинов, что, например, снижает риск развития рака.

В процессе производства темного чая происходят сложные трансформации катехинов и их галлатных производных, в результате которых образуются комплексные фенольные пигменты, включая теафлавины, теарубигины и теаброунины. В отличие от окисления при производстве красного чая, пуэр подвергается уникальному процессу ферментации, который может продолжаться длительное время либо ускоряется за счет создания особых условий созревания.

В ходе ферментации теафлавины претерпевают дальнейшее окисление, трансформируясь в более сложные соединения теарубигины, которые, в свою очередь, превращаются в теаброунины. Эти изменения способствуют уникальному вкусу и аромату пуэра, делая его мягким и насыщенным. Со временем концентрация первоначальных катехинов, теафлавинов и теарубигинов уменьшается, в то время как содержание теаброунинов увеличивается, придавая пуэру его характерную глубокую окраску и снижая терпкость и горечь настоя.

Высокое содержание растворимых водных экстрактов и сахаров, образующихся в результате ферментации, также вносит вклад в мягкий вкус и насыщенный цвет чая пуэр.

Роль сахаров в образовании аромата

Несмотря на то, что свободные сахара составляют всего 3–5 % веса сухого чайного листа, их роль очень велика. Углеводы не только влияют на вкусовые качества напитка, делая его приятнее и мягче, но и служат катализаторами для целого ряда биохимических процессов, определяющих аромат и полноту вкуса чая.

Концентрация общих растворимых углеводов в чае является одним из важных физико-химических показателей качества продукта. Чай содержит ряд углеводов, которые образуются в процессе фотосинтеза и метаболизма. Например, свободные сахара в молодых побегах состоят преимущественно из глюкозы, фруктозы, сахарозы, рафинозы и стахиозы. Пектиновые вещества состоят из галактозы, арабинозы, галактуроновой кислоты, рамнозы и рибозы.

Углеводы в чае делятся на три категории: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды и дисахариды легко растворимы в воде, их концентрация напрямую влияет на вкус и качество чая. Легкая сладость напитка частично объясняется присутствием сахаров. Нагревание чайных листьев в процессе производства может вызвать реакцию сахаров со свободными аминокислотами с образованием соединений. Благодаря реакции Майяра происходит синтез ароматов обжаренного чая.

Углеводы незаменимы в микробиологических процессах ферментированных видов чая. В этих случаях сахара служат пищей для микроорганизмов, участвующих в ферментации, что приводит к дополнительному развитию вкуса и аромата чая.

Если углеводы – это одна из составляющих сложной структуры вкуса, то за аромат отвечают летучие вещества. Многие из летучих компонентов появляются благодаря биохимическим превращениям сахаров в сочетании с другими органическими соединениями, создавая уникальный ароматический букет чая. Поскольку обоняние играет одну из ключевых ролей в восприятии вкуса, аромат является неотъемлемой частью гастрономического опыта.

Сегодня исследователи выявили более шестисот²⁴ ароматических соединений в чае. Этот широкий спектр включает:

• углеводороды;

• альдегиды;

• кетоны;

• органические кислоты;

• сложные эфиры;

• лактоны;

• фенолы;

• азотсодержащие и серосодержащие соединения;

• разнообразные оксигенаты.

Стоит отметить, что формирование этих соединений зависит не только от сахаров. Важную роль играют также каротиноиды, аминокислоты, ненасыщенные жирные кислоты и другие виды липидов.

Аромат чая можно разделить на первичные и вторичные продукты. Первичные синтезируются растением и присутствуют в свежем чайном листе, а вторичные производятся во время создания чая посредством ферментативных, окислительно-восстановительных или пиролитических реакций.

Многие из ароматических соединений, обнаруженных в свежих чайных листьях, представляют собой спирты, включая (Z)-2-пентен-1-ол (зеленые, травянистые ароматы), н-гексанол (травянистый аромат с нюансами свежескошенной травы), (Z)-3-гексен-1-ол (травянистый аромат с нюансами зеленых листьев и огурцов), E-2-гексен-1-ол (травянистый свежий аромат), линалоол плюс его оксиды (сладкие, цветочные и цитрусовые ноты, напоминающие аромат лаванды или лилии), нерол (сладкий, цветочный аромат, схожий с запахом роз), гераниол (цветочные ароматы с оттенком розы), бензиловый спирт (мягкие, сладкие, цветочные ароматы с нотами миндаля и жасмина), 2-фенилэтанол (аромат роз и гиацинтов с легкими фруктовыми нотами) и неролидол (сложный аромат с фруктовыми, цветочными и древесными нотами).

Букет аромата чая зависит от огромного числа факторов, например, от изменений климата. Высокогорный чай, как правило, имеет более высокую концентрацию ароматических соединений. Затенение чая также влияет на ароматический состав и улучшение вкусового профиля. Кроме того, стоит учитывать, что ароматический комплекс меняется в зависимости от сезона, особенно в умеренном или субтропическом климате. Также из-за снижения активности гликозидазы по мере старения листьев уменьшается концентрация ароматических соединений, что сказывается на аромате произведенного из этих листьев чая.

В процессе создания чая происходят сложные биохимические превращения, которые значительно влияют на ароматический профиль напитка, создавая вторичные ароматические продукты. Основные изменения касаются уменьшения концентрации летучих соединений с низкой точкой кипения, таких как ароматы травы и свежести, и увеличения содержания веществ с более высокой температурой испарения. К примеру, в свежих чайных листьях присутствуют следующие летучие компоненты с низкой точкой кипения: (Z)-3-гексен-1-ол, E-2-гексеналь, ацетальдегид, муравьиная и уксусная кислоты.

(Z)-3-гексен-1-ол, обладающий интенсивным травяным ароматом и точкой кипения 156 ℃, составляет значительную часть – около 60 % всех летучих веществ в свежих листьях. Но при производстве зеленого чая большая его часть теряется в процессе фиксации и сушки листьев, лишь малая доля превращается в E-3-гексен-1-ол.

Безусловно, синтез новых ароматических веществ зависит от характерных методов обработки. Так, при производстве красного чая происходит синтез таких летучих соединений, как линалоол, гераниол и бензальдегид, которые образуются в процессе окисления, придавая характерные цветочные, фруктовые, сладкие и ореховые ноты.

Кроме дополнения чайного букета аромат может помочь заметить недостатки чая. В процессе хранения могут возникать различные дефекты, которые влияют на качество и восприятие чая. Один из недостатков – затхлый и плесневелый запах, который происходит из-за абсорбции влаги и, в случае черного чая, из-за хранения при повышенных температурах. Этот неприятный запах появляется из-за таких соединений, как геосмин (придает землистый запах) и 2-мети-лизоборнеол. Кстати, в зеленом чае возможно увеличение концентрации летучих веществ во время хранения, что связано с автоокислением жирных кислот, таких как линоленовая и линолевая кислоты.

Для предотвращения потери аромата и ухудшения вкуса рекомендуется хранить чай в герметичной упаковке с азотом. Это минимизирует влияние кислорода и влаги.

Особое внимание следует уделить защите чая от света. Даже после одного дня на солнце у зеленого чая появляется неприятный фотоиндуцированный запах. Происходит окисление жирных кислот и образуются пентаналь, гексаналь и другие альдегиды.

Продолжительное воздействие света может совсем испортить вкусовые качества чая.

Кроме того, нужно обращать внимание на запах дыма и гари, особенно в обжаренном чае. Пиразины и пирролы, такие как 2,5-диме-тилпиразин, гваякол, нафталин и инден, могут быть индикаторами этих дефектов. Образование этих соединений происходит в процессе сушки и на других этапах термической обработки.

Но самый распространенный дефект – это отсутствие аромата.

Причиной снова является длительное хранение, особенно в условиях воздействия кислорода. Окисление и разложение первичных ароматических соединений, таких как терпеноиды (линалоол, гераниол) и альдегиды приводит к потере аромата. Производители пытаются улучшить такое сырье путем дополнительной обжарки, что иногда может спасти чай. Но чаще всего его замешивают в бленды или искусственно ароматизируют.

Аромат чая – это результат взаимодействия сложных биохимических процессов, мы лишь кратко затронули эту тему, предоставив базовое понимание основных аспектов. Важно подчеркнуть, что летучие компоненты чая чрезвычайно чувствительны к множеству факторов, включая методы обработки, условия выращивания, хранения, и это делает каждую партию чая уникальной. Понимание ключевых ароматических компонентов позволит расширить сенсорные навыки и даст возможность глубже понимать органолептические характеристики чая.

В чем польза?

В этой главе перечислены лишь основные компоненты, влияющие на вкус и аромат чая. Химическая композиция напитка намного сложнее и состоит из огромного количества нелетучих соединений: полифенолы, флавонолы и флавоногликозиды, флавоны, фенольные кислоты и депсиды, аминокислоты, хлорофилл и другие пигменты, углеводы, органические кислоты, кофеин, другие алкалоиды, минералы, витамины и ферменты. Химический состав чайных листьев не является константой – все зависит от возраста листьев, культивара, терруарных, климатических условий, используемых агрономических технологий, способов обработки и хранения. При условии заваривания чая в соотношении 3:300 и среднем выходе экстракции 30–50 %, в чашке чая будет примерно следующее количество веществ (в процентах от общей массы извлеченных растворимых веществ):

• около 40 % – полифенолов (то есть примерно 144 мг);

• 20 % – белков и аминокислот (≈ 72 мг);

• 5 % – кофеина (≈ 18 мг);

• 5 % – неорганических ионов (≈ 18 мг);

• 30 % – прочих компонентов, в том числе углеводов, витаминов и минеральных веществ (≈ 108 мг).

Отвечая на вопрос о полезных свойствах чая, стоит учесть, что даже при самых крайних значениях ни один из компонентов, за исключением одного или двух неорганических ионов, не вносит ничего большего, чем легкий и клинически незначительный вклад в удовлетворение пищевых потребностей в энергии, белках, витаминах или минералах. Однако это не мешает голословно заявлять о невероятных целебных свойствах этого напитка. Многие из терапевтических эффектов чая обусловлены содержанием в нем воды. Другие могут быть вызваны фармакологически активными веществами. Но, вероятно, самым важным является эффект самовнушения. Особенно, если человек верит в его целебные свойства. Такие утверждения часто не только игнорируют все поддающиеся количественной оценке соображения, но и путают причинно-следственную связь. Чай, безусловно, полезен, но никаких убедительных исследований, подтверждающих эту теорию, нет. Это касается и другого распространенного мифа.

В чае, за исключением довольно безобидных кофеина и L-теанина, нет никаких сильнодействующих психоактивных веществ. Так называемое «чайное опьянение» может быть вызвано эффектом плацебо или связано с атмосферой чайной церемонии, а также индивидуальной чувствительностью к кофеину и L-теанину. Схожее состояние может возникнуть из-за употребления чрезмерного количества чая, вызывая такие симптомы, как с передозировкой кофе.

Знания о химическом составе чая дают представление о формировании уникального вкусового и ароматического профиля сорта. Это позволяет бариста не только выбирать подходящий чай, но и экспериментировать с методами заваривания.

Кофеин, танины, аминокислоты, ароматические соединения – каждый из этих компонентов влияет на восприятие чая. Навык чувствовать и подчеркивать их вклад в общую гармонию вкуса является искусством, требующим глубоких знаний и практического опыта. Понимание химии чая открывает дверь в мир бесконечных вкусовых комбинаций и нюансов, позволяя каждой чашке быть не просто напитком, а целым событием.

Понимание химического состава чая позволяет совершенствовать как свое искусство приготовления, так и передачу опыта другим.

Путь к познанию чая рождается с глубокого погружения в его химию, что является фундаментом для каждого бариста, который стремится к идеальному вкусу напитка.

Глава 2
Что же такое чай

Ботаническое описание

Карл Линней, создатель единой системы классификации растительного и животного мира, опубликовал в 1753 году работу «Виды растений²⁵», в которой дал чайному растению из Китая научное название Thea sinensis. Но так как одним из источников, на которые опирался ученый, была работа Энгельберта Кампфера, описавшего чайное растение во время посещения Японии, Линней выделил чайный куст из Японии в отдельный вид Camellia japonica. Во втором переиздании классификатора Линней неверно разделил Thea sinensis на две разновидности: из листьев Thea bohea получали красный чай, из листьев Thea viridis – зеленый²⁶. При этом лично изучить куст чайного дерева ученому так и не удалось, все попытки отправить Линнею саженцы были безуспешны, растение погибало в дороге.

В 1818 году английский ботаник Роберт Свит сгруппировал известные виды Thea под названием рода Camellia (в честь чешского иезуита-миссионера Георга Йосефа Камела, 1661–1706 гг.). Камел был известен своей миссионерской деятельностью на Филиппинах, где он открыл первую аптеку с бесплатными лекарствами для бедных. Также Йосеф изучал местную флору и заложил на Филиппинах ботанический сад, где выращивал европейские и местные лекарственные растения.

В итоге классификация вернулась к первоначальному варианту Линнея, но под другим названием. В 1808 году ботаническое сообщество официально утвердило предложение о слиянии родов Thea и Camellia и закрепило за видом научное наименование Camellia sinensis. Хотя это решение продолжало вызывать дебаты среди ученых, после VI Международного ботанического конгресса в 1935 году разработка нового ботанического кодекса была приостановлена из-за начала Второй мировой войны. С этого момента чай классифицировался как вид рода камелия (Camellia) семейства чайные (Theaceae) порядка верескоцветные (Ericales). Помимо рода Camellia семейство Theaceae содержит еще около 40 родов.

Род Camellia помимо Camellia sinensis состоит примерно еще из 200 видов растений. Но для производства чая в основном используют две разновидности – Camellia sinensis var. sinensis и Camellia sinensis var. assamica. Далее в книге будем использовать сокращенные названия: Camellia sinensis и Camellia assamica.

Неверно утверждать, что чай производят только из Camellia sinesis и Camellia assamica. К близкородственным разновидностям относятся: Camellia irrawadiensis (растет в Мьянме) и исчезающий вид Camellia taliensis (растет на высоте 1300–2700 метров на севере Мьянмы, в северном Таиланде и на юго-западе Юньнаня). Недавно было обнаружено, что в Camellia taliensis нет кофеина, поэтому этот вид заинтересовал специалистов для выведения новых чайных культиваров.

Другие разновидности, используемые для производства чая:

• Camellia sinensis var. dehungensis, также известный как юньнаньский чай, произрастает в Юньнани (Китай), используется для приготовления некоторых видов пуэра. Camellia sinensis var. pubilimba растет в китайских провинциях Юньнань и Сычуань. Листья этой разновидности достаточно крупные, ароматные, местные производители используют их при производстве чая.

• Camellia crassicolumna был найден в Юньнани и отмечен за уникальные свойства и аромат, особенно при производстве пуэра.

Как и Camellia irrawadiensis, Camellia crassicolumna не используют в коммерческих масштабах, но благодаря своему генетическому разнообразию эти виды интересны селекционерам для создания новых культиваров чайных растений.

• Camellia sinensis var. cambodiensis тоже редкий вид, произрастает в Юго-Восточной Азии и применяется для производства чая.

Листья этого сорта похожи по размеру на Camellia sinensis var. assamica, но имеют свой вкусовой профиль. Камбоджийский чай также представляет интерес для выведения новых чайных культиваров.

Разбираемся с таксономией

Домен: Eukaryota (эукариоты)

Царство: Plantae (растения)

Отдел: Magnoliophyta (покрытосеменные)

Класс: Magnoliopsida (двудольные)

Порядок: Ericales (верескоцветные)

Семейство: Theaceae (чайные)

Род: Camellia (камелия)

Вид: Camellia sinensis (камелия китайская)

Разновидности: Camellia sinensis var. sinensis – китайская разновидность, из которой традиционно делают большинство чая в Китае, Японии и Корее.

Camellia sinensis var. assamica – разновидность из Ассам (Индия).

Широко используется для производства чая в бывших колониальных странах: Индия, Шри-Ланка, страны Африки.

Пример культивара:

«Да бай ча» – культивар, широко применяется при производстве такого чая, как Бай Мудань и Бай Хао Инь Чжень.

Пример гибрида:

«Цзинь сюань» представляет собой гибрид, выведенный путем скрещивания нескольких чайных кустов. Известен мягким, кремовым вкусом и ароматом, напоминающим сливки. Чай из этого куста хорошо известен как молочный улун.

Пример мутации:

«Хуабай 1» – мутировавший чайный куст-альбинос, дающий нежные побеги белого цвета. Чай из листьев «хуабай 1» обладает свежим, сладким и нежным вкусом с тонкими цветочными нотками.

Camellia sinensis распространен в лесах Юго-Восточной Азии, где растения в дикой среде вырастают до многоствольного кустарника или дерева высотой 9–12 м. Одно из самых старых чайных деревьев растет на высоте более 2000 метров над уровнем моря в деревне Цяньцзячжай (гора Айлао, уезд Чжэньюань, провинция Юньнань). Оно имеет высоту 25,6 метра. По оценкам экспертов, возраст этого чайного дерева составляет около 2700 лет! Это самое большое дикое чайное дерево было обнаружено в 1991 году.

Условия на плантациях требуют плотной посадки, около 10 000 растений на гектар, которые формируют в низкие кусты и подвергают постоянной обработке, чтобы обеспечить максимальный урожай молодых побегов.

Родина Camellia охватывает веерообразную зону с географией от границы Ассама и Мьянмы на западе до китайских провинций Юньнань и Сычуань на востоке (около 26° северной широты), и на юг от этой линии через Мьянму и Таиланд до Вьетнама (около 14–20° северной широты). Это район муссонного климата с теплым, влажным летом и прохладной, сухой зимой.

Ярко-зеленые листья чайного растения имеют кожистую, гладкую поверхность, ланцетовидную форму со слегка зазубренным (пильчатым) краем. Они чередуются вдоль стебля. На нижней поверхности молодых листьев заметно легкое опушение, а зрелые листья плотные, кожистые, с глянцевым блеском.

Ароматные цветы бывают одиночными или небольшими соцветиями, состоят из пяти-семи лепестков, собранных в белый венчик вокруг желтого пестика и тычинок. Обоеполые цветки скреплены у основания плотной зеленой чашечкой из пяти чашелистиков. Плоды чая представляет собой сухую коробочку, которая открывается при созревании, выпуская от одного до трех семян.

Корневая система чайного растения адаптирована к разным климатическим условиям – от влажных тропических до субтропических регионов. Глубина проникновения корней и их разветвленность могут меняться в зависимости от типа почвы, уровня влажности и доступности питательных веществ, что позволяет Camellia sinensis выживать и отлично себя чувствовать в разнообразных экосистемах.

Ценителям чая полезно уметь различать две основные разновидности Camellia sinensis: sinensis, найденный в Японии, и assamica, обнаруженную европейцами на северо-востоке Индии. Условно, разницу между этими разновидностями чая можно сравнить с различием между арабикой и робустой.

Чайные кусты sinensis предпочитают прохладные горные регионы со значительными суточными колебаниями температуры, что характерно для регионов Китая и Японии. Assamica прекрасно себя чувствует в теплом тропическом климате с высокой влажностью, что типично для региона Ассам в Индии и других частей Юго-Восточной Азии. Самой характерной отличительной чертой двух разновидностей является форма и размер листьев. Длина листа assamica, которую можно назвать крупнолистной, составляет 10–20 см, в то время как у мелколистной sinensis 5–10 см, листья толще и имеют более выраженную зазубренность по краям. Помимо размера assamica и sinensis существенно различаются по анатомическому строению листа и химической композиции. Рассмотрим строение листа чуть ближе.

Обе разновидности имеют один слой эпидермальных клеток, но у sinensis более толстая кутикула, что помогает уменьшить потерю воды и защитить от низких температур. Assamica адаптирована к влажному тропическому климату, поэтому имеет более тонкую кутикулу.

Наличие и плотность опушения на поверхности листа, особенно на нижней стороне, также неодинаково. Эти волоски помогают защитить лист от чрезмерного солнечного света и отпугнуть насекомых. Поэтому у sinensis опушение более заметно в связи с адаптацией к прохладной среде.

Следовательно, хотя обе разновидности и содержат схожие типы полифенолов, аминокислот и алкалоидов (таких как кофеин), концентрации этих веществ отличаются. Эта разница является результатом как генетических факторов, так и внутренней клеточной структуры листа, которая влияет на синтез и хранение соединений. Sinensis имеет более высокую концентрацию катехинов и сложных флавоноидов, что способствует выраженному вяжущему и яркому вкусу. Тем не менее главными факторами, которые влияют на синтез веществ, остаются терруар и климатические условия.

Процесс фотосинтеза и причем тут маття

Вы задавались вопросом, почему чай сладкий? И вообще откуда в растениях сахар? Да, всему причиной фотосинтез, а именно – кислород, благодаря которому мы живем на этой планете. Все изучали фотосинтез еще в школе, но для того чтобы лучше разобраться как получается чай и что влияет на его качество, давайте немного освежим наши знания.

Фотосинтез – это абсолютно уникальный процесс, настоящее чудо света. Его можно сравнить с феноменом криптовалюты, когда практически из ничего рождается что-то материальное.

Рассмотрим подробнее строение листа.

На поверхности листа образуется тонкий восковой защитный слой, называемый кутикула, который можно сравнить с кожей. Вместе с прочной кожицей листа, эпидермисом, этот слой защищает от вредного воздействия среды и лишнего испарения воды. У молодых чайных листьев также есть маленькие волоски – трихомы, это тоже клетки эпидермы, защищающие молодые листочки от повреждений.

На поверхности эпидермы есть устьица, с помощью них регулируется испарение и газообмен.

Внутри листа расположены палисадные мезофиллы, губчатая ткань и жилки. Последние являются сосудами и играют роль транспортной системы. Жилки состоят из ксилемы и флоэмы. Первая проводит воду и, соответственно, растворенные в ней вещества, а флоэма – синтезированные в процессе фотосинтеза органические вещества, преимущественно сахара.

Губчатые ткани или губчатые мезофиллы расположены ближе к нижней поверхности листа. Они играют аналогичную палисадным мезофиллам роль, но в большей степени сфокусированы на газообмене и транспорте ее веществ внутри листа.

И, наконец, наш главный герой – палисадные мезофиллы. Они, близко прилегая друг к другу, располагаются под верхней эпидермой и состоят из плотно прилегающих цилиндрических клеток, которые обеспечивают эффективный захват света. Палисадный мезофилл тесно взаимодействует с губчатым мезофиллом. В клетках палисадного мезофилла содержится большое количество хлоропластов.

Хлоропласты – это органеллы, которые участвуют в процессе фотосинтеза, позволяя растениям преобразовывать световую энергию в химическую.

В хлоропласте содержатся:

• Белки, в том числе участвующие в фотосинтезе, такие как RuBisCO.

• Жиры (липиды). Они обеспечивают структурную основу и участвуют в формировании фотосинтетической мембраны.

• Крахмал – в виде запасного продукта фотосинтеза. Накапливается в виде нерастворимых гранул в строме хлоропласта.

• Минеральные элементы: магний, железо, марганец, азот, фосфор, медь и сера. Они необходимы для активности и стабильности фотосинтетических белков и ферментов.

В условиях недостаточного освещения в тканях образуются этиопласты, которые содержат липиды. При затенении хлоропласты могут превратиться обратно в этиопласты, при этом белки, необходимые для фотосинтеза, будут использованы для роста. В стареющих листьях хлоропласт разбирается на составные части, белки расщепляются на аминокислоты. Жирные кислоты липидов превращаются в сахара. После этого происходит отток этих веществ в запасы, а каротиноиды не перерабатываются, и листья выглядят желтыми.

Пространство внутри хлоропласта называется строма. В нем находятся растворимые ферменты, рибосомы, ДНК хлоропласта и другие молекулы, необходимые для синтеза белка и проведения темновой реакции фотосинтеза. Внутри стромы находятся мембраны, похожие на блины, которые называются тилакоиды. Они располагаются в виде стопок, называемых «граны».

Тилакоидные мембраны содержат пигменты, в том числе хлорофилл и каротиноиды, которые участвуют в световых реакциях фотосинтеза. В этих мембранах происходит поглощение световой энергии и ее преобразование в химическую энергию в форме АТФ и НАДФН²⁷.

Именно здесь создается сахар и кислород.

Хлорофилл состоит из центральной молекулы магния и азотистых комплексов, поэтому без достаточного количества азота растения не могут синтезировать необходимое количество хлорофилла для фотосинтеза.

Он имеет уникальную способность поглощать свет в красной и синей частях спектра, которые наиболее эффективно используются растением для преобразования света в химическую энергию. Зеленая часть спектра отражается, и это придает растениям зеленый цвет. Поглощение света приводит к возбуждению электронов в молекуле хлорофилла. На самом деле хлорофиллов два, они почти близнецы. Основной хлорофилл А – входит в состав реакционных центров, а хлорофилл B выполняет дополнительную антенную функцию. Хлорофилл А имеет темно-зеленую окраску, B – желтовато-зеленую. Наконец мы добрались до процесса фотосинтеза, который делится на две фазы: световую и темновую. Световая происходит с участием света в мембранах тилакоидов с помощью пигмента белкового комплекса. Темновая, несмотря на название, также происходит днем, в строме хлоропластов, но без непосредственного участия света.

ДЕЙСТВИЕ 1. СВЕТОВАЯ ФАЗА

Хлорофилл ловит синий или красный квант света, переходит в возбужденное состояние и передает энергию в реакционный центр.

Здесь происходит преобразование энергии света в энергию перемещения электрона и разделения зарядов – молекула воды теряет электрон, это приводит к созданию кислорода и ионов водорода. Одновременно с этим процессом происходит перенос электронов по электронно-транспортной цепи. В результате синтезируются молекулы АТФ и НАДФН.

АТФ является носителем энергии для дальнейшего метаболизма. НАДФН несет два электрона и участвует в следующих реакциях как восстановитель. Они попадают в темновую фазу для восстановления углекислого газа, который поступает в цикл Кальвина.

ДЕЙСТВИЕ 2. ТЕМНОВАЯ ФАЗА

Темновая фаза фотосинтеза (углеродный цикл) получила свое название потому, что в течение короткого времени может протекать в отсутствии света до тех пор, пока не израсходуются АТФ и НАДФН.

В этом цикле пятиуглеродный сахар вступает в реакцию с углекислым газом с помощью фермента RuBisCO, самого распространенного белка на Земле (насчитывает 10 миллионов тонн). Эта реакция приводит к образованию нестабильного шести-углеродного соединения, которое немедленно распадается на две молекулы фосфорно-глицериновой кислоты.

Получившиеся молекулы вступают в реакцию с АТФ и НДАФН, в результате чего образуется трехуглеродный сахар. Он, в свою очередь, идет на восстановление RuBP, но некоторые молекулы ГАФ выходят из цикла и преобразуются в глюкозу, другие углеводы, а также в аминокислоты через ряд дополнительных реакций.

И, наконец, образованная в процессе фотосинтеза глюкоза обеспечивает энергией все остальные клеточные процессы растения, а также придает сладость чаю.

Формулу фотосинтеза можно выразить как:

Фигаро здесь, Фигаро там

Глюкоза служит основным источником энергии для растений. В процессе клеточного дыхания она окисляется с выделением энергии, которая запасается в виде АТФ и используется для поддержания жизненных процессов, таких как рост, размножение и ответ на стресс. Также в процессе клеточного дыхания выделяется углекислый газ и вода. Получается процесс, происходящий в митохондрии, он противоположен фотосинтезу. Митохондрию таким образом можно назвать «крошечной энергетической станцией клетки».

Кроме того, растения используют глюкозу для создания сложных углеводов, например, целлюлозы и крахмала.

Целлюлоза – натуральный полисахарид, состоящий из длинных цепочек молекул глюкозы. Цепи соединяются вместе, образуя длинные прочные волокна. Эти волокна обеспечивают жесткость и прочность стенок, окружающих растительные клетки. Прочность и устойчивость клеточных стенок зависят от целлюлозы. Она же обеспечивает прочность и упругость чайных листьев, что важно для процессов сбора, скручивания и окисления сырья.

Крахмал тоже является полисахаридом из двух типов молекул: амилозы и амилопектина. Оба компонента – это полимеры глюкозы с отличием по структуре и свойствам. Основная функция крахмала – банк углевода в растениях, позволяет им хранить избыток глюкозы. Эта энергия будет использована в периоды, когда фотосинтез не происходит (ночью) или когда растению требуется дополнительная энергия (во время прорастания семян). При производстве чая, особенно на этапах окисления и сушки, крахмал может частично разлагаться на более простые сахара под действием естественных ферментов в листьях. Эти сахара придают сладость чаю и влияют на общий вкусовой профиль.

Глюкоза также играет важную роль в синтезе аминокислот и последующего образования белков в растениях. Не участвуя в создании белков, глюкоза необходима для энергетического метаболизма и как исходное вещество для биосинтеза аминокислот, из которых состоят белки. Растения поглощают азот из почвы в форме аммония (NH₄⁺) или нитратов (NO₃^–)²⁸. Нитраты восстанавливаются до аммония в процессе, катализируемом ферментами нитратредуктазой и нитритредуктазой. Далее с помощью аммония образуется глутамин, который играет важную роль в синтезе аминокислот. В дальнейшем они используются для синтеза белков или могут оставаться в свободной форме. Аминокислоты, такие как L-теанин, придают чаю уникальный вкус. Также в процессе окисления чайного листа аминокислоты преобразовываются в ароматические соединения: спирты, альдегиды и эфиры, которые влияют на ароматический профиль чая.

Глюкоза также является источником энергии для синтеза липидов²⁹. Продукты гликолиза служат строительными блоками для синтеза жирных кислот. Липиды в чайных листьях играют важную роль в образовании ароматических соединений во время окисления и сушки. Окисление липидов также приводит к образованию летучих соединений, которые вносят свой вклад в аромат чая.

В том числе липиды влияют на стабильность чая, особенно при хранении. Окисление липидов приводит к изменениям во вкусе и аромате, что сказывается на ухудшении качества чая.

Глюкоза может быть преобразована растением во фруктозу. Глюкоза и фруктоза – это моносахариды, которые присутствуют в чайных листьях как в свободном виде, так и в составе дисахаридов и полисахаридов. Например, глюкоза и фруктоза, соединяясь гликозидной связью, образуют сахарозу. В чайных листьях сахароза служит основным видом сахара, который переносится из листьев в другие части растения. Свободные моносахариды напрямую влияют на вкус чая, придавая ему сладость. Баланс между сладостью и терпкостью, за которую отвечают полифенолы, определяет общий вкусовой профиль чая. Кроме того, во время окисления моносахариды превращаются в различные ароматические соединения, например альдегиды, что обогащает аромат чая. Реакции между сахарами и аминокислотами (реакции Майяра) во время окисления и сушки способствуют образованию пигментов, которые влияют на вкус и цвет темных улунов и красного чая.

Наконец, глюкоза вовлечена в шикиматный путь – один из ключевых метаболических путей, в результате которого синтезируются ароматические аминокислоты (фенилаланин, тирозин и триптофан), предшественники многих полифенолов. Фенилаланин играет центральную роль в биосинтезе флавоноидов, включая катехины чая.

Такие полифенолы, как катехин, теафлавин и теарубигин, являются ключевыми компонентами, определяющими вкус и аромат чая.

Знание процесса фотосинтеза позволяет глубже понять механизмы, которые влияют на выращивание и производство чая, а также на характеристики, определяющие его вкус. От фотосинтеза напрямую зависит содержание в чайных листьях ключевых компонентов: аминокислот (в том числе L-теанин) и полифенолов.

Практики затенения чайных кустов перед сбором урожая или их выращивание в условиях полного освещения изменяют фотосинтетическую активность, что, в свою очередь, модифицирует химический состав листьев и качество готового продукта. Разные климатические условия: температура, влажность и интенсивность света также оказывают значительное воздействие на процесс фотосинтеза в чайных кустах. Кроме того, время года и сезон сбора урожая влияют на накопление продуктов фотосинтеза в чайных листьях, что отражается на вкусовых и ароматических качествах чая.

Понимание всех этапов фотосинтеза позволяет фермерам регулировать баланс химических веществ в чайном листе. Именно по этой причине в Японии затеняют чайные кусты для производства гёкуро или сырья (тентя) для маття.

Таким образом, знание о климатических условиях места произрастания чая и методах его обработки, в том числе затенения кустов перед сбором урожая, позволяет предугадать особенности вкуса и аромата различных сортов чая, обеспечивая более осознанный выбор.