Хроматографія чаю

Чай - найбільш поширений напій в світі, його п'є дві третини населення земної кулі (4 млрд. Чоловік). Щорічно 40 країн виробляють більше 3 млн. тонн чаю. Основні виробники: Індія, Китай, Шрі-Ланка, Кенія, Індонезія, Японія, Південна Африка, В'єтнам, Аргентина. За споживанням чаю на першому місці в світі Англія, Росія займає друге.

Коротка історія чаю

Вважається, що чай почали пити близько п'яти тисяч років тому в Китаї, в провінції Юньнань. Легенд про те, як з'явився чай, кілька - одні з них пов'язані з буддійськими ченцями, інші з пастухами, а деякі і з імператорами. Чай найкраще росте в умовах «вічної весни», тобто у вологому і теплому кліматі. На його якість впливають не тільки вологість і температура, а й висота, час збору, тип ґрунту, близькість гір або моря. Природно, воно також залежить від технології переробки, зберігання і упаковки чайних листів.
Про чай написано сотні книг і тисячі статей. Автор першої книги «Ча Чінг» («Класичний чай») - знавець VIII століття Лу Ю. Фактично це була енциклопедія чаю тих часів. Добре відома книга «Та куан ча лан» («Все про чай») імператора Хун Цунга (960). До VIII століття секрети чайного виробництва не виходили за межі Китаю, за їх розголошення покладалася страта. Однак в VIII - IX століттях буддійські ченці вивезли чайні кущі в Японію і Корею. В європейських країнах (Португалії, Голландії та Англії) чай вперше з'явився в кінці XVI - початку XVII століття, а в Америку потрапив в XVIII столітті. У 1773 році через підвищення мит на чай біля берегів Бостона за борт висипали весь вантаж з кораблів (цей інцидент отримав назву «Бостонське чаювання»), що призвело до англо-американської війни, що закінчилася появою незалежних Сполучених Штатів. В основних країнах-виробниках цього напою унікальна рослина з'явилося досить пізно. В Індії чай вирощують з 1828 року, на Цейлоні - з 1891-го.У Росії чай п'ють з XV століття, оскільки його з 1482 року (при Івані III) періодично завозили купці. При Олексієві Михайловичу Романові він уже надходив до Росії наземним шляхом, долаючи понад 12 000 км купецькими караванами (тому й отримав назву «караванний»). У 1817 році чайний кущ намагалися виростити в Криму, а в 1833 році з'явилися його плантації в Грузії.
Протягом століть чай був обмінною валютою. У Стародавньому Китаї селяни платили їм податки, міняли на коней у монголів, соболів у сибірських мисливців. Відомо навіть, що в XIX столітті англійці міняли на чай вирощений в Бенгалії опіум.
Через цей напій виникали війни - зокрема, дві «опіумні» війни між Англією і Китаєм (1842 і 1857-1860 рр.).
З давніх часів в чай ​​додавали жасмин, троянду, хризантему, корицю, кардамон, гвоздику, імбир, м'яту, трави, ягоди і фрукти. У різних країнах існують певні переваги: ​​в Китаї п'ють чай з жасмином, в Англії з молоком, в Росії з лимоном, в США - з льодом, монголи і інші східні народності - з сіллю і маслом або топленим салом.

Чай і мистецтво

Чаювання сприяло розвитку прикладних ремесел, наприклад порцелянової і фаянсової посуду в Китаї, Англії та Росії, а також появи символу Росії - самовара (спочатку на Уралі, а потім в Тулі).
Напевно, ніякі, навіть найвишуканіші самоварні посиденьки можна назвати високим мистецтвом. Зате на це звання цілком можуть претендувати чайні церемонії в Китаї, Японії, Англії. У Китаї будують спеціальні чайні павільйони, чайні будиночки і розбивають сади. Про чайні церемонії теж написано багато книг, автор однієї з них - англійська королева Вікторія, їй належить праця «Tea Moralities» («Чайний етикет»). Одна з найзнаменитіших - щорічна чайна церемонія в Букінгемському палаці на галявині в спеціальних наметах. А найдосконаліша - мабуть, японська.
Справа в тому, що японська церемонія «Тя-но ю» збереглася з доби середньовіччя. Її естетика і витончені ритуал підкоряються канонам дзен-буддизму. Згідно з легендою, вона бере свій початок з Китаю часів першого патріарха буддизму Бодхідхарми, хоча в дійсності чайна церемонія виникла в Китаї задовго до появи буддизму. Згідно з багатьма джерелами, своєю появою вона зобов'язана Лао-цзи, який десь в V ст. до н. е. ввів ритуал пиття чашки «золотого еліксиру». Цей ритуал процвітав в Китаї аж до монгольської навали, після чого китайці звели церемонію з «золотим еліксиром» до простого заварювання підсушеногох листя чайного куща. (Саме цей метод дійшов до нас.) Японці ж, вдало уникли монгольського завоювання, продовжували культивувати мистецтво чаювання, доповнюючи його особливими маніпуляціями. Японське чаювання - це копітке і довге заняття, що вимагає знань і зусиль. У ньому неприпустимі вольності, мистецтву оволодіння чайним ритуалом вчаться роками. Чайні кімнати гранично скромні по оздобленню. Невибагливість обстановки створює вище відчуття краси, осягнути сенс якої можна шляхом філософського осмислення реальності. Крім того, в кімнаті повинні бути напівтемрява, чистота і така тиша, щоб вухо розрізняло навіть комариний спів. «Тя-но ю - це поклоніння красі в сірому світлі буднів». Головні принципи цієї чайної церемонії - гармонія, шанобливість, чистота, тиша, спокій, просвітлена самотність; основна мета - очищення душі через єднання з природою, прагнення до простоти і природності.

Чай по-науковому

Неземний і піднесений напій фахівці весь час норовлять розділити і проаналізувати. Тобто не просто констатувати: «Після чашки міцного гарного чаю відчуваєш себе чудово», а з'ясувати, чому саме. Завдання це виявилася не з легких. У чаї виявилося більше 3000 найрізноманітніших з'єднань, тому процес розділення і аналізу затягнувся на роки, породивши сотні наукових статей і книг. Адже кожна ця речовина по-своєму впливає на наш організм, а її вміст в різних видах чаю змінюється. Mетод аналізу йдуть вперед семимильними кроками. Більш досконалі прилади і методики дозволяють не тільки зрозуміти, що ж є в чаї, а й точно оцінити, скільки міліграмів користі чи шкоди міститься в різних видах божественного напою.

Інтерес до чаю сильно зріс, коли з'ясувалося, що в ньому багато сильних природних антиоксидантів. Зараз вже можна впевнено стверджувати, що причина багатьох хвороб, а також старіння людей - дія вільних радикалів на біологічні молекули. Вільні радикали - це дуже сильні окислювачі, тому вони активно вступають в реакцію практично з усіма сполуками в організмі (наприклад, ліпідами) і змінюють їх структуру. Як наслідок - пошкоджуються стінки судин, мембрани клітини, виникають серцево-судинні, онкологічні захворювання, діабет і багато інших небезпечних хвороби. Вчені знаходять все нові продукти, які містять підвищену кількість антиоксидантів, що пригнічують шкідливу дію вільних радикалів. Всі добре запам'ятали, що в числі цих продуктів червоне вино і оливкова олія, але, мабуть, чаю ми все-таки п'ємо набагато більше. Після докладного хімічного аналізу виявилося, що тонізує будь-який чай, а ось активними цілющими властивостями в більшій мірі володіє зелений.
Антиоксидантами в чаї працюють поліфеноли (флавоноїди). Це загальна назва величезної кількості хімічних сполук, похідних флавона, які вчені знайшли в чаї, вині і багатьох інших продуктах рослинного походження. Їх роль в рослинах активно досліджується, але вже зараз зрозуміло, що флавоноїди захоплюють вільні радикали і переривають їх шкідливий вплив, володіють антимутагенною активністю і в багатьох випадках також служать захисним фактором. Одна з різновидів флавоноїдів - катехін відносяться до групи вітаміну Р. Саме їх виявилося особливо багато в чаї, і його захисну і цілющу дію пов'язують в першу чергу з ними. Наукові публікації підтверджують, що чай запобігає і пригнічує онкологічні захворювання і лікує багато інших хвороб.
Щоб зрозуміти, які саме компоненти містяться в різних чаях, застосовують мало не всі існуючі аналітичні методи: газову, рідинну, іонну хроматографію. Для визначення невідомих речовин дослідники комбінують різні методи: газову хроматографію або виcокоефективну рідинну з мас-спектрометрією, рідинну з інфрачервоною спектрометрією або з ЯМР. До речі, незважаючи на величезні можливості сучасних методів, офіційні методи контролю якості напою - органолептичні або застарілі аналітичні. Давно пора б співвіднести укладення дегустаторів з результатами сучасних хроматографічних методів.

Звичайно, аромат чаю так не визначиш - для органічних летких компонентів потрібна газова хроматографія (табл. 1).

Таблиця 1

Типи з'єднань, виявлених в чаї різними хроматографічних методами

ВЕРХ - високоефективна рідинна хроматографія;
ІХ - іонна хроматографія;
Уф - ультрафіолетовий,
АД - амперометричний,
КУЛ - кулонометричний,
МС - мас-спектрометричний,
КД - кондуктометричний,
КЕФ - капілярний електрофорез.

Таблиця 2
Класи органічних сполук, ідентифікованих в чаї газовою
хроматографією і мас-спектрометрією

Аромат виявився не просто багатокомпонентним. Всього вчені ідентифікували близько 500 летючих сполук, серед яких виявилися також похідні фурану, піролу та ін. В натуральному листі їх немає - за рахунок біосинтезу в ньому утворюються тільки спирти. Абсолютна більшість летючих з'єднань чаю (зверніть увагу - не всі з них корисні) виникають в процесі його технологічної обробки (ферментації) з каротиноїдів, ліпідів і амінокислот.
А тепер перейдемо до складу самого напою. Перш ніж називати цифри, треба уточнити, що коли досліджують катехіни та інші компоненти чаю, то їх концентрацію визначають не тільки в самому водному настої, а й в біологічних рідинах людини після вживання (в сечі, плазмі, шлунковому соку, слині).
Почнемо з самого корисного - антиоксидантів катехінів (флавоноїдів). У зеленому чаї може бути 4-12 різних типів катехінів, і їх концентрація коливається від 10 мг до 300 мг на грам сухого чаю, в залежності від сорту та якості. Виходить, що корисного в зеленому чаї до 30% від сухого листа. Відразу треба сказати, що в чорному чаї катехінів в 8-15 разів менше, ніж в зеленому. Згадаймо технологію: зелений чай не ферментують, тому корисні речовини в ньому зберігаються. При ферментації катехіни окислюються в теафлавіни і теарубігіни, які дають чорного чаю колір, але зменшують його корисність. Найбільше катехінів - в порошковому японському зеленому чаї, який використовують на чайних церемоніях. Зазвичай в хорошому зеленому чаї катехінів близько 120,5 мг/г, але в деяких його сортах порошкового японського («sencha» і «gyakuro») їх може бути до 300-500 мг/л, а також до 160-260 мг/л кофеїну, 230-250 мг/л теаніна і 30-80 мг/л аскорбінової кислоти.
У народі існує думка: «Чай треба пити свіжозаварений». Якщо через годину ви повернулися до столу і заварка вже охолола, то виливайте її непохитною рукою і заварюйте новий. Однак ця думка справедливо тільки для чорного чаю. У зеленому ж чаї сумарний вміст катехінів через 20 хвилин після заварки стає в три рази більше, ніж через рекомендовані 5!
Від теафлавінів і теарубігінів залежить інтенсивність забарвлення чорного чаю. Перші відповідальні за оранжево-червоний колір, а другі надають ще більш інтенсивне забарвлення заварці. У зеленому чаї цих з'єднань мало, а в чорному чаї теафлавінів близько 3-6%, теарубігінів - 12-18% від сухої ваги. Ще раз нагадаємо, що вони утворюються з катехінів при ферментації - в процесі окислювальної реакції, що каталізується ферментами і також мають антиоксидантні властивості.
Тепер згадаємо трохи про пуринові алкалоїди. У чорному чаї кофеїну 1,5-4%, теоброміну 0,2-0,4% і теофіліну менше 0,02%. У наукових колах не припиняються дискусії про користь і шкоду кофеїну. Поки суд та діло, в США широко розповсюдився безкофеїновий чай...
Всі класи сполук, виявлених в чаї, описати в статті неможливо - про це написано книги. Але про амінокислоти не сказати не можна. Глутамін, аспарагін, аланін, треонін, серин, пролін, ізолейцин, лейцин, метіонін, гістидін, фенілаланін, тирозин, глутамінова кислота, гістидин, фенілаланін, тирозин - їх в зеленому чаї 0,1-10 мг/г. Вміст амінокислот в зеленому чаї служить критерієм його якості, зокрема по теаніні визначають якість японського зеленого чаю. Теанін не тільки надає делікатний смак настоям - в останні роки його віднесли до антиконцерогенного з'єднання. За деякими даними він також зменшує вміст норадреналіну і серотоніну в мозку і знижує тиск. Деякі сорти японського зеленого чаю містять 8-10 мг/г теаніна.
У зелених чаях є навіть вітаміни, зокрема С (1,7-2 мг/г) і Е (на порядок менше, ніж С). Вчені знайшли там також вітамін К, майже всі вітаміни групи В і рідкісний вітамін Р (той самий, родич флавоноїдів), зміцнює стінки кровоносних судин і запобігає внутрішнім крововиливам. Треба знову ж зазначити, що концентрація вітамінів С і Е сильно зменшується після ферментації, тому в чорному чаї цих вітамінів значно менше.
З наукової (а не рекламної) літератури з чаю можна зробити певні висновки. Найбільш корисний зелений чай, так як він містить катехіни в неокисленній формі, а вони мають найбільшу антиоксидантну активність. Крім того, зелений чай містить на порядок більше вітамінів С і Е. Багато експериментальних даних переконливо підтверджують сильний антимутагенний ефект зеленого чаю, а клінічні випробування показали, що зелений чай затримує ріст пухлин (вчені планують нові, більш великі клінічні випробування). Вважається, що 5-10 чашок зеленого чаю на добу захищають від появи цих страшних захворювань.
Як вже відзначили, у чорному чаї після ферментації утворюється багато летючих хімічних сполук, більшість з яких в кращому випадку некорисні, а деякі навіть шкідливі. У зв'язку з цим пропонуємо два різних способу заварки чорного чаю:
Перший спосіб - традиційний, коли чай п'ють через п'ять хвилин після заварки окропом. Цей чай збуджує, містить багато кофеїну, але, крім того, в ньому багато хімічних сполук, що утворилися при ферментації.
Другий спосіб - заварку залити окропом, перемішати і через хвилину-півтори настій злити. Знову залити окропом і настояти п'ять хвилин і більше. Такий чай містить менше низькомолекулярних летких хімічних сполук (користь від яких сумнівна) і менше кофеїну. Цей чай заспокоює, і він більш корисний, ніж чай, заварений першим способом. При заварці за другим способом майже не втрачаються корисні катехіни.