Chemické sloučeniny v čaji. Jaké látky čaj obsahuje?
Chemie čaje je složitá. Jak složitá? No, čajové lístky na keři obsahují tisíce chemických sloučenin. Při zpracování čajových lístků se chemické sloučeniny v nich obsažené rozkládají, vytvářejí vzájemné komplexy a nové sloučeniny. Při louhování čajových lístků naše smysly rozechvívají tisíce těkavých sloučenin (souhrnně nazývaných "aroma složky"), které vystupují z čajového výluhu, a tisíce netěkavých sloučenin, které se v čajovém výluhu uvolňují. Díky tomu je čaj znám jako mistr chemické rozmanitosti." Velká část chemie čaje od pole až po šálek je dosud neznámá!
To vše tedy velmi ztěžuje zobecnění a tvrzení, že chemická látka x je zodpovědná za chuť y. Mnoho chemických látek v čaji bylo rozděleno do širokých skupin a společně máme určitou představu o tom, co se s těmito skupinami děje během zpracování a za jaké chutě a vůně jsou zodpovědné. Je nepochybné, že s rostoucí popularitou čaje se bude provádět další výzkum chemie čaje a my budeme mít jasnější představu o tom, co se děje po chemické stránce od pole až po šálek.
Lístky rostlin jsou tvořeny převážně vodou, a když jsou z rostliny odstraněny, začnou vadnout a ztrácet vodu. Čajové lístky v tomto ohledu nejsou výjimkou. Jakmile jsou listy utrženy, začnou ztrácet vodu a vadnout, což je proces, kterému se v čajovém průmyslu říká vadnutí. Jak čajové lístky usychají, jejich buněčné stěny se začínají rozpadat. Chemické složky uvnitř se dostávají do kontaktu s kyslíkem, což podněcuje skupinu reakcí, které nazýváme oxidace. V průběhu let se výrobci čaje naučili kontrolovat přirozenou tendenci čajových lístků k vadnutí a oxidaci, aby vyrobili hotový čaj, který má žádoucí vzhled, vůni a chuť. Toho se dosahuje pomocí metod, které budeme označovat jako zpracování čaje.
Je úžasné, že výrobci čaje po stovky let vyráběli pitné čaje pomocí principů vadnutí a oxidace bez znalosti základní chemie. Z toho, co dnes víme, vyplývá, že nejdůležitějšími sloučeninami v čerstvých čajových lístcích jsou polyfenoly, aminokyseliny, enzymy, pigmenty, sacharidy, methylxantiny, minerální látky a mnoho těkavých chuťových a aromatických látek. Tyto složky jsou zodpovědné za výrobu čajů s žádoucím vzhledem, vůní a chutí. Během zpracování čaje dochází ke změnám různých sloučenin, které vedou k vytvoření tzv. hotového nebo vyrobeného čaje - čaje, který byl zpracován a je připraven k balení nebo louhování.
Podívejme se na jednotlivé sloučeniny, počínaje těmi nejrozšířenějšími, polyfenoly.
Polyfenoly
V louhovaných čajích jsou polyfenoly z velké části zodpovědné za trpkost, chuťový zážitek, který způsobuje pocit vysušení na jazyku a hořkost. Termín polyfenol jednoduše označuje kategorizaci sloučenin složených z mnoha fenolových skupin, odtud název polyfenol. Tyto sloučeniny jsou rostlinné metabolity produkované jako obrana proti hmyzu a jiným živočichům a jsou nejhojněji zastoupenými sloučeninami v čaji. Polyfenoly tvoří až 30-40 % čerstvě utržených čajových lístků a pevných látek v čajovém nálevu1. Polyfenoly se získávají z aminokyselin prostřednictvím slunečního záření, a proto má čaj pěstovaný ve stínu menší koncentraci polyfenolů a vyšší koncentraci aminokyselin. Nejvyšší koncentraci polyfenolů mají pupeny a první lístky a směrem dolů po rostlině se obsah polyfenolů v jednotlivých lístcích snižuje. Odhaduje se, že v čaji je 30 000 polyfenolických sloučenin. V rámci polyfenolů je známo několik kategorií. Flavonoidy jsou pravděpodobně nejdůležitější kategorií; jsou důvodem mnoha zdravotních tvrzení týkajících se čaje, protože obsahují antioxidanty.
Do skupiny flavonoidů patří flavanoly, flavonoly, flavony, isoflavony a antokyany. Flavanoly (zkratka pro flavan-3-oly) jsou nejrozšířenější, a tudíž i nejvíce studované. Flavanoly jsou často označovány jako třísloviny nebo katechiny. Hlavní flavanoly v čaji jsou: katechin (C), epikatechin (EC), epikatechin galát (ECG), galokatechin (GC), epigalokatechin (EGC) a epigalokatechin galát (EGCG). EGCG je z katechinů nejaktivnější a tento flavanol je často předmětem studií týkajících se čajových antioxidantů.
Flavanoly se během oxidace přeměňují na theaflaviny a thearubiginy. Jsou to sloučeniny zodpovědné za tmavou barvu a výraznou chuť, které jsou přítomny v oxidovaných čajích.
Předpokládá se, že flavonoly, flavony, isoflavony a antokyany přispívají k barvě čajového nálevu a jeho chuti.
Aminokyseliny
Aminokyseliny dodávají hotovému čaji sladkost a bujnost, jinak známou jako umami. Na čajovém poli sluneční světlo přeměňuje aminokyseliny na polyfenoly; čaj pěstovaný ve stínu obsahuje více aminokyselin než čaj pěstovaný na přímém slunci. Některé čajové keře jsou dokonce několik týdnů před sklizní záměrně zastíněny, aby se zvýšil obsah aminokyselin v listech, což je proces, jehož výsledkem je hotový čaj s výrazným umami. Čajové rostliny, které jsou zastíněny po dobu 22 dnů, obsahují 4krát více aminokyselin než rostliny, které zastíněny nejsou.
Čajové lístky obsahují mnoho aminokyselin, z nichž nejhojnější je theanin. Theanin, konkrétně L-theanin, je zodpovědný za podporu aktivity alfa mozkových vln a pocitu uvolnění. L-Theanin v součinnosti s kofeinem může u konzumenta čaje navodit stav "bdělé pozornosti". Aminokyseliny tvoří v průměru 6 % sušiny extraktu v louhovaném čaji.
Enzymy
Polyfenoloxidáza a peroxidáza jsou nejdůležitější enzymy v čajových lístcích. Jsou zodpovědné za enzymatické hnědnutí čajových lístků, ke kterému dochází, když jsou buněčné stěny v lístcích porušeny a polyfenoly jsou vystaveny působení kyslíku - jinak známé jako oxidace. Stejné enzymy jsou zodpovědné za hnědnutí jablek, brambor, avokáda a banánů. Polyfenoloxidázu a peroxidázu lze denaturovat nebo deaktivovat teplem, aby nemohlo dojít k hnědnutí. Ve skutečnosti je to jeden z prvních kroků při výrobě zeleného čaje; proto zůstávají hotové lístky zeleného čaje zelené (a vařená jablka nebo brambory bílé). Polyfenoloxidáza a peroxidáza se deaktivují, a tím se stávají neaktivními při teplotě kolem 66 °C. K deaktivaci enzymů může dojít také pouhým zbavením vlhkosti na určitou dobu; to se děje během dlouhého období vadnutí při výrobě bílého čaje.
Pigmenty
Rostlinné pigmenty dodávají listům barvu a jsou zodpovědné za absorpci světla pro fotosyntézu. V čerstvých čajových lístcích jsou dvě hlavní skupiny pigmentů: chlorofyly a karotenoidy. Tyto pigmenty se během vadnutí a oxidace srážejí, což způsobuje jejich tmavnutí. Během oxidace se zelené chlorofyly rozkládají a stávají se černými pigmenty známými jako feofytiny. Tato degradace vede k tmavému vzhledu hotových oxidovaných čajů. Čajové karotenoidy, další skupinu pigmentů, které se nacházejí v čajových lístcích, lze charakterizovat do dvou menších skupin: oranžové karoteny a žluté xantofyly.
Během zpracování se karotenoidy rozkládají na mnoho derivátů, které dodávají šálku chuť. Nejdůležitější a nejčastěji studovanou z těchto sloučenin je damascenon, který dodává hotovému čaji sladkost. Protože obsah karotenoidů během oxidace klesá a je vyšší ve zralejších listech, které se často používají při výrobě wulongů, obsahují wulongy nejvyšší množství damascenonu.
Sacharidy
Všechny rostliny ukládají energii vzniklou během fotosyntézy do škrobů a cukrů, jinak známých jako sacharidy. Tuto uloženou energii rostliny později využívají k důležitým reakcím. V čaji sacharidy pomáhají pohánět enzymatické reakce, které probíhají během oxidace, a jsou také zodpovědné za tvorbu polyfenolů v mladých čajových lístcích. Sacharidy tvoří v průměru 11 % sušiny extraktu v louhovaném čaji a skládají se z monosacharidů, disacharidů a oligosacharidů9. Tyto sacharidy dodávají čajovému nálevu sladkost.
Methylxantiny
Hlavním methylxantinem v čaji je stimulant kofein. Dalšími methylxantiny obsaženými v čaji jsou dvě chemicky podobné sloučeniny, theobromin a theofylin. Čajovník tyto chemické látky vytváří jako prostředek k odhánění hmyzu a jiných živočichů. Methylxantiny tvoří v průměru 2 až 5 % sušiny čerstvých čajových lístků. Metylxantiny také přispívají k hořké chuti čajového nálevu. Množství methylxantinů v čaji závisí na použité odrůdě a kultivaru Camellia sinensis, klimatu, stáří listů a způsobu množení rostliny (semeno vs. řízek).
Minerální látky
V čajových lístcích bylo zjištěno 28 minerálních prvků. Ve srovnání s jinými rostlinami obsahuje čaj vysoké množství fluoru, manganu, arsenu, niklu, selenu, jódu, hliníku a draslíku. Z těchto minerálních látek je nejvíce studován fluor. Fluor, který se často používá k prevenci zubního kazu u lidí, může při konzumaci vysokého množství způsobit fluorózu. Množství minerálů v čajovém výluhu se při každé sklizni značně liší a jejich obsah se může výrazně měnit i během zpracování.
Těkavé látky
Těkavé látky se snadno dostávají do ovzduší z čajových lístků nebo čajového nálevu a ve formě páry se dostávají do našeho čichového ústrojí. Těkavé látky jsou tedy z velké části zodpovědné za chuť a vůni nápoje. To je pozoruhodné vzhledem k tomu, že těkavé látky tvoří pouze asi 0,01 % hmotnosti suchých čajových lístků.
Aromatický složka čaje se skládá ze stovek (možná i tisíců) těkavých chuťových a aromatických látek, které existují ve stopovém množství. Mnohé z těchto aromatických sloučenin se v čerstvých čajových lístcích nevyskytují; místo toho se získávají z jiných látek během zpracování. Aromatický komplex se někdy dělí na dvě části: primární aroma (z čerstvých čajových lístků) a sekundární aroma (produkty zpracování).
Chuť a vůně každého hotového čaje závisí na široké škále kombinací sloučenin, odtud název aroma komplex. Sloučeniny jako linalool a oxid linaloolu jsou zodpovědné za květinové tóny a sladkost; geraniol a fenylacetaldehyd jsou zodpovědné za květinové aroma; nerolidol, benzaldehyd, methyl salicylát a fenylethanol jsou zodpovědné za ovocné aroma; trans-2-hexenal, n-hexanal, cis-3-hexenol a b-ionon jsou zodpovědné za svěží aroma čaje.
V současné době se provádí stále více výzkumů v oblasti těkavých látek čaje a fungování našeho čichového systému obecně, takže v příštích letech můžeme očekávat objasnění těkavých látek čaje.
Otázky a odpovědi
Jaké typy antioxidantů se obvykle nacházejí v čaji?
Čaj je bohatý na polyfenoly, zejména na katechiny v zeleném čaji, jako je epigalokatechin galát (EGCG), které jsou známé svými silnými antioxidačními vlastnostmi.
Obsahuje čaj kofein a jak se jeho množství liší mezi druhy čajů?
Ano, čaj obsahuje kofein, jehož množství se liší podle typu čaje. Zelený čaj obsahuje obvykle méně kofeinu než černý čaj.
Jaké jsou zdravotní přínosy L-theaninu v čaji?
L-theanin je aminokyselina, která se přirozeně vyskytuje v čaji a je známa pro své relaxační účinky na mysl, aniž by způsobovala ospalost, a může také zlepšit soustředění a kognitivní funkce.
Jaký je vliv flavonoidů obsažených v čaji na zdraví?
Flavonoidy v čaji, jako jsou kvercetin a myricetin, přispívají k jeho protizánětlivým a kardiovaskulárním přínosům, pomáhají chránit buňky před oxidačním stresem.
Co jsou theaflaviny a thearubiginy a jaký mají vliv na chuť černého čaje?
Theaflaviny a thearubiginy jsou typy polyfenolů vznikající během fermentace černého čaje, které mu dodávají charakteristickou hořkou chuť a tmavou barvu, a také mají antioxidační účinky.
Obsahuje čaj nějaké minerály a vitamíny?
Ano, čaj může obsahovat malé množství minerálů, jako je draslík, mangan, fluorid a vitamínů, jako jsou vitamíny skupiny B, i když v menším množství než v jiných potravinách.
Jaký je vliv katechinů na zdraví a v jakých čajích se nacházejí?
Katechiny, především v zeleném čaji, mají antioxidační, protizánětlivé a antikarcinogenní účinky, které mohou chránit před řadou onemocnění, včetně srdečních chorob a některých typů rakoviny.
Má čaj nějaké látky, které by mohly pomáhat při regulaci hmotnosti?
Studie naznačují, že kombinace kofeinu a katechinů, zejména EGCG, v zeleném čaji může podporovat metabolismus a pomoci při regulaci hmotnosti.
Může pití čaje podporovat zdraví kostí?
Některé studie naznačují, že polyfenoly v čaji mohou podporovat zdraví kostí tím, že zvyšují hustotu kostní hmoty a chrání kosti před oslabením.
Jaký je vliv tříslovin v čaji na jeho chuť a zdraví?
Třísloviny v čaji, především v černém a zeleném čaji, mohou čaji dodávat trpkou chuť, ale také mají adstringentní účinky a mohou přispět k jeho antioxidačním a protiz