Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Химический состав и пищевая ценность чая

Приятные вкусовые и ароматические свойства чая обусловлены его богатым химическим составом. В чае содержится более 100 биологически ценных веществ, взаимосвязанных между собой и образующих единый комплекс, благодаря которому систематическое употребление этого напитка оказывает благоприятное действие на организм в целом, нормализуя обмен веществ.

Чай является источником витаминов и минеральных веществ. В нем найдено более 20 аминокислот (все незаменимые), содержатся углеводы и пектиновые вещества, органические кислоты и смолы, эфирные масла и другие соединения, формирующие чайный аромат. Чайное растение синтезирует в больших количествах катехины и другие полифенолы, обладающие свойствами витамина Р, накапливает аскорбиновую кислоту, тиамин, рибофлавин, никотиновую, пантотеновую и фолиевую кислоты, каротиноиды.

Содержащиеся в чае антиокислители предохраняют организм от переоксидации — процесса самоокисления внутриклеточного и тканевого жира, продукты которого (перекиси) не только снижают функцию клетки, но и могут привести к ее гибели. Катехины чая почти полностью ликвидируют вредное воздействие на организм стронция-90 при радиоактивных осадках: адсорбируя изотоп, катехины выводят его из организма прежде, чем он успевает дойти до костного мозга. Катехины также стимулируют холестериновый обмен.

Химический состав свежесобранного чайного листа отличается от состава сухой чаинки, полученной из этого листа, — в сухом чае он разнообразнее и сложнее. В то же время не все химические вещества, присутствующие в свежих листьях, остаются в сухих чаинках после фабричной обработки: они могут исчезать, вступать в сложные химические реакции и порождать вещества с новыми свойствами и признаками (табл. 13.1).

Таблица 13.1

Изменение химического состава чайного листа на различных стадиях переработки, % СВ

Показатель

До пера- ботки

Завяливание

Ферментация

Сушка

Таннин

22

20

13

12

Кофеин

4

4

4

4

Белки

27

Связывание с таннином

Денатурация

Смолы, декстрины, пектины

7

Частичная карамели- зация

3

Соли

5,5

5,5

5,5

5,5

Целлюлоза, жиры, воск

25

Предположительно без изменений

Хлорофилл

1

1

Разрушение

Чай на 30—50% состоит из экстрактивных, т.е. растворимых в воде, веществ. Зеленые чаи содержат растворимых веществ больше (40—50%), чем черные (30—45%). Чем моложе, а следовательно, выше качеством листья чая, тем богаче экстрактивными веществами полученный из них сухой чай. Кроме того, свежий чайный лист содержит 75—80% воды, в которой растворены многие вещества и протекают различные биохимические реакции. Из растворимых веществ наиболее важные: дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и витамины.

Дубильные вещества относятся к основной группе веществ, переходящих в экстракт при заваривании чая. Содержание дубильных веществ в готовом зеленом чае составляет 12—25%, а в черном — 8—18%.

Дубильные вещества представляют собой сложную смесь из десятка полифенольных соединений. Наиболее богаты дубильными веществами первые листья побега, в стеблях дубильных веществ меньше. Чем выше содержание дубильных веществ, тем выше качество сырья.

Весь комплекс дубильных веществ чая можно разделить на три фракции: катехиновую, растворимую в серном эфире; таннинную, нерастворимую в серном эфире и имеющую более высокую молекулярную массу; фракцию связанного таннина. Соотношение содержания фракций в чайном листе зависит от сорта и возраста растения. Так, в молодых побегах до 80% от общего количества дубильных веществ составляют катехины, по мере старения эта доля уменьшается с одновременным увеличением доли таннинной и связанной таннинной фракций.

При изучении состава чайных катехинов методом распределительной хроматографии было выделено восемь соединений: (±)-галло- катехин, (—)-эпигаллокатехин, (—)-эпикатехингаллат, (±)-катехин, (—)-эпикатехин, (—)-эпигаллокатехингаллат, (—)-галлокатехингаллат и флавоноидный гликозид. (Символы (—) и (+) указывают на направление вращения плоскости поляризации света; (±) обозначает оптически неактивную форму соединения.) По другим сведениям, в состав чайных катехинов входит более двенадцати отличных друг от друга соединений с химической структурой катехинов и галловой кислоты. Более половины всех катехинов чайного листа приходится на (—)-эпигаллокатехингаллат и еще почти треть — на (—)-эпигалло- катехин и (—)-эпикатехингаллат.

Из чайного листа выделены также и другие полифенольные соединения, в частности антоцианы, рутин, кверцетин, хинная и хлорогенная кислоты (галлоидный эфир кофеиновой кислоты), теогаллин.

Содержание таннина в листе определяет качество чая; общее количество дубильных веществ не может однозначно характеризовать вкус и другие свойства чайного настоя, так как различные фракции таннина по-разному влияют на эти свойства. В частности, горький вкус чайного настоя связан с наличием катехиновой фракции, а терпкость, яркий цвет и ряд других свойств обусловлены присутствием таннинной фракции. Поскольку таннин и катехины чая обладают Р-витаминной активностью, чай является для человека главным источником этого важного витамина. Содержание таннина в зеленом чае в 2 раза больше, чем в черном, так как в черном он на 40—50% окисляется при технологической обработке.

Дубильные вещества чая не остаются неизменными. Продукты их окисления — хиноны, возникающие в ходе обработки, — окисляют, в свою очередь, другие вещества чайного листа и образуют ароматические соединения. Таким образом, дубильные вещества не оказывают дубящего действия на слизистую оболочку желудка человека, как считалось ранее. Установлено, что они участвуют в формировании органолептических свойств чая. Например, интенсивность и оттенок цвета чайного настоя в основном зависят от количества флобафенов (димерных катехинов) — продуктов окисления и конденсации кате- хинов, а также от других окрашенных соединений, образующихся при взаимодействии окисленных дубильных веществ с некоторыми аминокислотами. Дубильные вещества с аминокислотами участвуют и в создании аромата готового чая.

Китайский чай уступает по содержанию таннина чаям Южной Азии — индийскому, цейлонскому, яванскому, имеющим более выраженный вкус, высоко оцениваемый потребителями.

Эфирные масла — основные вещества, обуславливающие аромат чая. Они влияют также на вкус чая, способствуют выделению пищеварительных соков. Эфирные масла делают чай приятным и освежающим напитком.

По химическому строению эфирные масла представляют собой сложную смесь органических веществ, относящихся к различным группам: углеводам, альдегидам, кетонам, спиртам, кислотам, фенолам и др. В чайном растении они локализованы главным образом в черешках и в меньшей степени — в листьях.

Содержание эфирных масел в зеленом чае колеблется от 0,003 до 0,08%, при переработке теряется 70—80% от первоначального их содержания, но в то же время образуются другие эфирные масла.

Состав эфирных масел готового чая может включать до 32 химических компонентов. Эфирные масла обладают запахом роз, меда, ванили, сирени, корицы, цитрусовых, что отражается на аромате (букете) чая. В чистом виде чайное эфирное масло — жидкость лимонно-желтого цвета, возбуждающе действующая на организм, быстро теряющая свойственный ей чайный аромат.

В составе чайного эфирного масла преобладают метилсалицилат, (3- и у-гексенол, гексилиновый альдегид с сильным запахом зелени. В нем также присутствуют параизобутиловый и изовалериановый альдегиды, метилацетальдегид, парагексиловый, бензиловый и фени- лэтиловый спирты, фенол, крезол. В кислотной фракции идентифицированы жирные кислоты — пропионовая, масляная, капроновая, пальмитиновая, валериановая. Общее количество различных летучих соединений, обнаруженных к настоящему времени с помощью метода газовой хроматографии, превышает 130. Основными компонентами высококипящей нейтральной части эфирного масла являются лина- лоол, октиловый спирт, гераниол.

При ненадлежащем хранении и неправильной заварке чая эфирные масла улетучиваются, что снижает качество напитка. Наиболее ароматны красные чаи (в международной торговле — оолонги) ввиду высокого содержания растворимых ароматических альдегидов. В зеленом и желтом чаях ароматические альдегиды находятся в связанном виде, поэтому меньше переходят в настой.

Алкалоиды представлены главным образом кофеином, теобромином и теофиллином. Эти биологически активные вещества растительного происхождения оказывают сильное возбуждающее действие на организм человека. Содержание теобромина и теофиллина в чайном листе незначительно, тогда как уровень кофеина достигает 3—5% СВ, что и обуславливает главную роль кофеина среди чайных алкалоидов. Несмотря на происхождение названия кофеина от слова «кофе», его содержание в кофейных зернах значительно ниже (около 1,5%), чем в чайном листе (1—4%). Количество кофеина в одной чашке чая и кофе примерно одинаково.

Кофеин чая действует на организм человека мягче, чем чистый кофеин кофе, по ряду причин: во-первых, для заварки чая берут меньшее количество продукта, чем для кофе, и, следовательно, создают меньшую концентрацию; во-вторых, кофеин, вступая в реакцию с таннином, образует таннат кофеина, который оказывает более мягкое действие на сердечно-сосудистую и нервную системы. Кофеин чая в отличие от кофеина кофе не задерживается и не накапливается в организме, что исключает опасность отравления при частом употреблении.

Белки и аминокислоты составляют от 16 до 25% СВ чайного листа. Больше всего в свежем чайном листе глютелинов — белков, растворимых в щелочах; в меньших количествах представлен альбумин. С увеличением возраста чайного листа содержание общего и растворимого азота в нем уменьшается. За счет разнообразия белков и их количества чайный лист по питательности не уступает бобовым культурам. Особенно богаты белками зеленые чаи.

Продукты гидролиза белковых веществ — аминокислот — играют большую роль в формировании аромата черного чая. При их взаимодействии с дубильными веществами в присутствии полифенолокси- дазы или в условиях повышенной температуры образуются альдегиды и продукты их дальнейшего превращения, которые входят в комплекс ароматических веществ чая. В основе процесса — окислительное дезаминирование аминокислот хинонами катехинов.

От азотистых веществ зависит изменение окраски листа при переработке его в черный чай. Аминокислоты и белки, реагируя с продуктами окисления дубильных веществ, а также с фурфуролом и оксифурфуролом, образующимися при высоких температурах из сахаров, дают коричневоокрашенные соединения.

Ферменты. Превращение свежего чайного листа в готовый продукт при получении различных видов чая основано на использовании действия ферментов исходного сырья. К основным группам ферментов, содержащихся в чайном листе, относятся прежде всего окислительные ферменты — оксидоредуктазы, поскольку они катализируют важнейшие реакции, протекающие при переработке чайного сырья. Из ферментов этого класса в чайном листе выявлены полифенолок- сидаза, пероксидаза и каталаза.

Полифенолоксидаза катализирует реакцию окисления фенольных соединений кислородом воздуха, пероксидаза — реакцию окисления тех же веществ перекисью водорода или органическими перекисями, каталаза — реакцию разложения перекиси водорода на воду и кислород. К окислительным ферментам, содержащимся в чайном листе, относится и цитохромоксидаза. В процессе ферментации чайного листа активно участвуют как полифенолоксидаза, так и пероксидаза, причем первый фермент в основном способствует образованию характерного цвета и аромата чайного настоя, а второй влияет главным образом на вкус напитка.

Кроме окислительных ферментов, в чайном листе содержатся также: амилазы, катализирующие реакции расщепления крахмала с образованием простых сахаров; инвертаза, осуществляющая гидролиз сахарозы; (3-гликозид аза; протеазы и др.

Пигменты обусловливают окраску чайного листа. Хлорофилл — зеленый пигмент в листьях растений — играет ведущую роль в реакциях фотосинтеза. Он представляет собой смесь двух близких по составу и строению веществ — хлорофилла а (сине-зеленый) и хлорофилла b (желто-зеленый). Содержание хлорофилла в чайном листе зависит от сорта растения, сезона и возраста листа. По мере огрубения чайного листа количество хлорофилла в нем возрастает: в первом листе с почкой его содержание составляет 0,45—0,59% СВ, в третьем — 0,89-1,07% СВ.

Интенсивность и тон окраски готового чая связаны в основном с двумя группами красящих веществ — теафлавинами и теарубиги- нами. Теафлавины и объединяемые с ними теафлавингаллаты — это весьма нестойкие продукты ферментативного окисления катехинов чая. Чайному настою они придают яркость и золотисто-желтый тон. В сухом чае теафлавинов содержится около 2%, теарубигинов — 5%. Последние образуются при дальнейшем окислении теафлавинов и придают готовому чаю красновато-коричневые тона. В настое из низкосортных чаев переход теафлавинов в теарубигины легко наблюдать при остывании чая, что выражается в побурении экстракта. В хорошем чае теафлавины должны обеспечивать не менее 25% цветности настоя. Отсутствие или присутствие теафлавина в чае служит наглядным показателем его качества.

Собственные пигменты чайного листа — хлорофилл и желтые пигменты (каротин, ксантофилл, лютеин, виолоксантин, неоксантин и др.) — подвергаются в процессе переработки существенным изменениям. В готовом черном чае должно оставаться не более 20—25% от исходного содержания хлорофилла. Избыток неразрушенного хлорофилла отрицательно влияет на качество чая, так как придает ему травянистый привкус и зеленоватый оттенок. При производстве зеленого чая хлорофилл частично разрушается в процессе пропаривания и обжарки, но гораздо в меньшей степени, чем в ферментированных чаях. В процессе сушки уменьшается содержание желтых пигментов.

Витаминная ценность чая определяется главным образом Р-витаминной активностью присутствующих в нем полифенолов. По содержанию витамина Р чай не имеет себе равных в мире растений: в 1 г готового черного байхового чая содержится 100 мг Р-активных соединений (10%), а в зеленом байховом — 200 мг (20%). Витамин Р в комплексе с витамином С усиливает действие последнего, способ- ствуетего накоплению. Витамин Р укрепляет стенки кровеносных сосудов, предотвращает внутренние кровоизлияния. Три-четыре чашки чая обеспечивают суточную потребность организма в витамине Р.

Свежий чайный лист богат аскорбиновой кислотой, но при его переработке содержание витамина С снижается, особенно в ферментированных чаях. В 100 г СВ чая содержится, мг: витамина С — 10—134; тиамина — 0,03—0,1; рибофлавина — 0,6—1; никотиновой кислоты — 5,4—15,2; пантотеновой кислоты — 1,4—4; в нем также найдены витамин К и фолиевая кислота. Наиболее ценен по комплексу витаминов зеленый байховый чай.

Минеральные вещества и другие неорганические вещества в чае обнаружены в количестве 4—7%. Кним относятся железистые соединения, магний, марганец, натрий. Из микроэлементов присутствуют иод, фтор, медь — все они входят в состав сложных соединений. Чайные листья обогащаются минеральными веществами по мере старения растения. Положительно на качестве чая сказывается преобладание в составе золы растворимых в воде минеральных веществ. Молодые листья чая содержат больше калия и фосфора.

Смолистые вещества. В состав чая входит большое количество веществ этой группы: спирты, смоляные кислоты, смоляные фенолы и другие органические соединения. Они выступают как носители и фиксаторы чайного аромата. Вместе с пектиновыми веществами смолы придают чаю клейкость, что создает возможность для прессования кирпичных и плиточных чаев. Количество смолистых веществ в чае варьирует от 2 до 6%.

Органические кислоты составляют около 1% СВ. Из них идентифицированы щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, фумаровая и ряд кислот фенольной природы. Установлено, что в процессе переработки чайного листа кислоты, вступая в реакцию со спиртами, образуют сложные эфиры. Количество органических кислот в готовом чае остается почти таким же, как и в зеленых листьях. В чае также содержатся пектиновые вещества, гликозиды и углеводы, имеющие более важное значение для производства чая, чем для потребителя.

Пектиновые вещества присутствуют в чае в количестве 2—3% и имеют немаловажное значение для сохранения качества чая, поскольку с ними связано такое свойство чая, как гигроскопичность. При недостатке в чае пектиновой кислоты его гигроскопичность повышается, а, следовательно, чай быстрее портится при хранении. Дело в том, что пектиновая кислота обволакивает каждую чаинку тонкой, слабопроницаемой для влаги пленкой и таким образом играет роль защитного «дождевого плаща». Хороший по качеству чай содержит больше водорастворимых пектинов, чем чай низких сортов.

Гликозиды (эфироподобные соединения) включают в свой состав два компонента — сахара (моносахара) и «несахара» — агликон, в качестве которого выступают альдегиды, флавоны, спирты, фенолы. Гликозиды участвуют в образовании чайного аромата, а также вкуса и цвета сухого чайного листа и настоя.

Углеводы — одна из основных групп веществ, необходимых для роста и развития любых живых организмов. Они являются основным источником энергии для клеток. Содержание углеводов в тканях растений обычно высокое и может достигать 85—90%, однако в чайном растении их намного меньше. Присутствие простых сахаров в чайных листьях колеблется в пределах 1—3%, сахарозы — 0,5—2,5%, полисахаридов — 1—20%. Растворимые в воде сахара представлены в основном глюкозой, фруктозой, сахарозой, рафинозой, стахиозой и рибозой, а нерастворимые углеводы — целлюлозой, гемицеллюлозой и крахмалом. Крахмала в чайном листе очень мало — 1—3%. Содержание целлюлозы и гемицеллюлозы сильно варьирует (от 7 до 20%) и может служить показателем качества листа: чем больше этих соединений, тем хуже чайное сырье. В высокосортном чайном листе доля целлюлозы составляет 4,3%, а гемицеллюлозы — 3% в расчете на СВ, тогда как в низкосортном листе — 8,9 и 9,5% соответственно.

Несмотря на невысокое содержание растворимых сахаров в чайных листьях, они играют важную роль в образовании аромата напитка. Так, в результате взаимодействия растворов глюкозы или фруктозы с аминокислотами и дубильными веществами чайного листа при повышенной температуре образуются альдегиды, обладающие самыми различными запахами: цветочным, фруктовым, розовым, медовым, солодовым. Чистые препараты глюкозы и фруктозы при нагревании дают карамельный запах, который часто наблюдается при сушке чая.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>