Поиск
  • Ounatea

Очень кратко о биохимических основах формирования вкуса и аромата улунов и красных чаёв.


Думаю, практически каждый любитель чая читал или слышал, что процесс производства улунов и красных чаёв основан на ферментации, под которой понимается, в первую очередь, окисление полифенолов чайных листьев, протекающее под действием оксидаз – ферментов, содержащихся в клетках чайного растения, чему способствует сминание листьев, нарушающее целостность клеточных мембран. В результате окисления полифенолов и последующей конденсации продуктов их окисления изменяется цвет, вкус и аромат чая, это очень хорошо укладывается в голове – пример с разрезанным яблоком, темнеющим на воздухе, легко понять и запомнить. У красных чаёв окисление максимальное, а у улунов – неполное и неравномерное из-за протряхивания, в процессе которого повреждаются, в основном, края листьев, и разные зоны листьев имеют разный уровень окисления, вот поэтому улуны обладают таким сложным и богатым ароматом. Из-за того, что всё внимание в русскоязычных статьях, на занятиях так называемых «чайных школ» и т.д. сосредоточено на окислении, возникает впечатление, что окисление – если и не единственный, то самый главный процесс, формирующий состав улунов и красных чаёв и все их свойства. Сами собой возникают мысли, что раз по сравнению с неферментированными, неокисленными зелёными чаями, в улунах и красных чаях гораздо больше цветочных, фруктовых и ягодных нот, то ответственные за них вещества также образуются в результате окисления. Это же логично.



Но такая схема является настолько упрощённой, неполной и местами неверной, что едва ли подходит даже для начинающих.

Научные исследования последних десятилетий убедительно доказывают, что не менее важную роль в формировании вкуса и аромата улунов и красных чаёв играет гидролиз гликозидов, содержащихся в чайном сырье, в частности, бета-примеверозидов. В таких гликозидах углеводная часть – остаток примеверозы, дисахарида, состоящего из ксилозы и глюкозы – соединена с остатком того или иного летучего ароматического вещества. По современным представлениям, это часть системы защиты растения от внешних воздействий (как, кстати, и система полифенолы+полифенолоксидазы), в таком состоянии она неактивна, это заряд, который должен сработать, если растение испытает стресс – например, получит механическое повреждение. В этом случае вступают в действие ферменты-гликозидазы, гликозиды расщепляются, и высвобождаются летучие вещества, призванные отпугнуть вредителя, который нанёс повреждение.

Производство улунов – это, по сути, череда стрессовых воздействий на чайный лист. Сначала его срывают (механическая травма), потом завяливают на солнце (высыхание, тепло, ультрафиолет), затем – в помещении (высыхание), потом его несколько раз протряхивают (механическая травма).

Важно отметить, что до прогрева, инактивирующего ферменты, чайный лист представляет собой полноценную живую ткань. Это не просто смесь субстратов и белковых катализаторов, в которой могут самопроизвольно идти химические реакции. Эти реакции регулируются так же, как и тогда, когда лист был частью растения, большая часть механизмов регуляции продолжает функционировать – изменяется экспрессия генов, вырабатываются фитогормоны и т.д. И технологические операции, которые проводятся с чайным сырьём, влияют на его химизм не только напрямую, но и опосредованно, через воздействие на эти механизмы. Чаеводы XVI-XVII веков, заметившие, что протряхивание чайных листьев придаёт готовому чаю сильный и приятный аромат, не знали, что своими действиями они усиливают экспрессию генов, связанных с белками стрессового ответа – но это так.


А – чайное сырьё, повреждённое цикадками. В – чайное сырьё повреждённое трипсами. С – завяленное чайное сырьё. D – готовый Дарджилинг. Е – трипс. F – заваренный Дарджилинг.

В 2007 г. группа учёных Киотского университета и Центральной научно-исследовательской лаборатории корпорации Такасаго в сотрудничестве с тайваньской Станцией изучения и распространения чая опубликовала работу «Chemical Profiling and Gene Expression Profiling during the Manufacturing Process of Taiwan Oolong Tea ‘‘Oriental Beauty’’», в которой исследованы изменения состава чайного сырья и экспрессии генов на всех стадиях производства Дун Фан Мэй Жэнь. Установлено, что содержание многих веществ, с которыми связан вкус и аромат Дун Фан Мэй Жэнь – линалоола, гераниола, линалоолоксидов, гексаналя, гексанола, гексенолов, бензилового спирта, фенилэтанола и др. – увеличивается за время обработки чайного листа в десятки и сотни раз, причём как в результате гидролиза гликозидных прекурсоров, так и синтеза de novo. Усиливается экспрессия многих генов (найдено более 30000 участков генов, экспрессия которых растёт) – в частности, генов, кодирующих белки теплового шока, белки углеводного обмена (бета-амилазу, раффиноза-синтазу, трегалоза-6-фосфат-синтазу и др.; их продукция усиливается у многих растений при негативном влиянии окружающей среды), 9-цис-эпоксикаротеноид-диоксигеназу и другие белки, участвующие в биосинтезе абсцизовой кислоты – одного из важнейших растительных гормонов. Содержание абсцизовой кислоты в чайном листе нарастает во время завяливания и протряхивания, и предполагается, что это служит толчком к усилению экспрессии генов, связанных со стрессовым ответом. Изменяется содержание углеводов: снижается количество сахарозы и растёт количество глюкозы и фруктозы, начиная со стадии завяливания на солнце; содержание раффинозы значительно растёт во время завяливания на солнце, а затем, при протряхивании, немного снижается.

Как видим, ферментация улунов (и красных чаёв тоже) – это не просто окисление полифенолов. Это огромный комплекс процессов, включающих окисление, гидролиз, биосинтез различных веществ, изменение экспрессии множества генов, повышение продукции ферментов и гормонов и т.д. Запускается и направляется он благодаря физическому воздействию на чайное сырьё, и режим и условия этого воздействия очень важны (становится понятнее, например, почему завяливание на солнце так важно для многих улунов). А результатом этого комплекса процессов становится выработка в большом количестве десятков различных вкусоароматических веществ, причём часть из них изначально содержится в живой ткани чайного растения – но в связанной форме.

В то же время, есть и вещества, важные для вкусоароматического профиля чая, которые в большом количестве содержатся в чайном сырье ещё до завяливания, и в процессе обработки их содержание не растёт или растёт незначительно. Так, количество специфичного для Дун Фан Мэй Жэнь 2,6-диметилокта-3,7-диен-2,6-диола (DOD) увеличивается за время обработки менее чем в два раза, а 3,7-диметилокта-1,5,7-триен-3-ола (хотриенола) – даже снижается. Авторы работы делают предположение, что эти вещества, с которым связан мускатный аромат Дун Фан Мэй Жэнь, образуются в ответ на воздействие насекомых – зелёных чайных цикадок – которое считается желательным при производстве Пэн Фэнов высокого качества. Этому они собирались посвятить свои дальнейшие исследования, однако этих публикаций мне найти не удалось.


Сравнение содержания летучих веществ в чайном сырье из одного сада, не контактировавшем с насекомыми (uninfested), покусанном циадками (infested – green flies) и трипсами (infested - thrips).

Зато их индийские коллеги серьёзно поработали над этой темой. У Дарджилингов, хоть они и считаются красными чаями, много параллелей с Пэн Фэнами. Во-первых, заметное вкусоароматическое сходство, особенно в части глубоких фруктовых и мускатных тонов. Во-вторых, Дарджилинги второго сбора, майско-июньские, тёмные, фруктовые, сильно отличаются от светлых, травянисто-цветочных Дарджилингов первого сбора, и это однозначно связывают с воздействием насекомых-вредителей – чайных цикадок (Empoasca flavescens) и особенно чайных трипсов (Scirtothrips dorsalis).

В 2012 г. была опубликована работа «Understanding Darjeeling tea flavour on a molecular basis», в которой сравнивается содержание летучих веществ и экспрессия генов, связанных с продукцией вкусоароматических веществ, в сырье, пострадавшем от цикадок и трипсов – и в интактном сырье, на всех этапах обработки. В большинстве случаев экспрессия значимых генов в сырье, контактировавшем с насекомыми, была достоверно и существенно выше, причём в сырье, пострадавшем от трипсов, выше, чем в сырье, пострадавшем от цикадок. С летучими веществами полностью аналогичная картина: почти во всех случаях содержание транс-2-гексеналя, линаоолоксидов I и II, линалоола, фенилацетальдегида, гераниола и 2-фенилэтанола в сырье, подвергшемся воздействию цикадок, было достоверно выше, чем в сырье, не контактировавшем с насекомыми, а в листьях, которые были атакованы трипсами – ещё выше.

По-видимому, основным фактором является механическое повреждение. Трипсы сильнее повреждают листья, чем цикадки. Авторы работы даже попытались смоделировать воздействие трипсов, нанося на поверхность листьев царапины – и получили очень похожие результаты, экспрессия генов в таком чайном сырье была близка к экспрессии генов после воздействия трипсов. По их мнению, это открывает возможности для создания новых видов чая с богатым вкусом и ароматом, не зависящих при этом от насекомых.

Таким образом, моё немного наивное предположение, сделанное четыре года назад в 94-м выпуске Радио Пуэр FM, оказалось отчасти верным. Продукция некоторых летучих веществ, вносящих вклад во вкус и аромат Дун Фан Мэй Жэнь и Дарджилинга, действительно является защитной реакцией, ответом на повреждение чайных листьев насекомыми. А не «ферментацией на кусту» и не результатом чудодейственного влияния слюны цикадок одного-единственного вида. И хотриенол – действительно значимый для аромата Дун Фан Мэй Жэнь компонент. Но он образуется не в результате окисления предшественника-фитоалексина в процессе обработки чайного сырья, образуется он раньше, ещё до того, как лист сорван, вместе с другими похожими веществами, в частности, DOD, то есть 2,6-диметилокта-3,7-диен-2,6-диолом (в публикациях о Дун Фан Мэй Жэнь его могут называть просто «диолом» в кавычках), и они являются защитными веществами сами по себе. И остаётся открытым вопрос, является ли эта реакция системной – изменяется ли экспрессия генов и повышается ли продукция летучих веществ в неповреждённых листьях куста, атакованного насекомыми.

Полный текст обеих публикаций я прикрепляю к посту, рекомендую ознакомиться с ними, хотя бы бегло – возможно, я что-то недопонял или упустил что-то важное. А ещё очень полезно пробежаться по спискам литературы в их конце – вне всякого сомнения, в более ранних исследованиях и обзорах, на которые ссылаются авторы, найдётся немало интересного и, увы, малоизвестного в чайном рунете.


https://vk.com/doc183549038_505362715?hash=6a1b21d71a0a6752d1&dl=67b8f21e8b7c1f35c3


https://vk.com/doc183549038_505362738?hash=a34fc24fe3e26ed3bf&dl=9a27cde9ef0b5ae48f


Источник: проект "Сова и Панда" https://vk.com/club47905050?w=wall-47905050_15567


#научные_исследования #органолептика #красный_чай #улун



Просмотров: 197