شــــــــــیمی چــــــــــای

چای، یک اکسیر باستانی که در سراسر جهان به خاطر طعم‌های متنوعش مشهور است، در برگ‌های ظریفش سمفونی هزاران ترکیب شیمیایی را در خود جای داده است. از لحظه‌ای که برگ‌های چای چیده می‌شوند تا زمانی که در فنجان شما می‌رقصند، ترکیب پیچیده‌ای از دگرگونی‌های شیمیایی به‌طور مداوم آشکار می‌شود و عطرها و طعم‌های ظریفی را ایجاد می‌کند که ما می‌چشیم. در این قسمت از مجله فنجون ، سفری را در ترکیب شیمیایی برگ‌های چای آغاز می‌کنیم و به بررسی بازیگران کلیدی این ارکستر پیچیده می‌پردازیم.

پردازش برگ چای: روی بوته، برگ های چای حاوی هزاران ترکیب شیمیایی است که به طور قابل توجهی تغییر می کند و ترکیبات جدیدی را در طول فرآوری تشکیل می دهد. برگ‌های چای، که عمدتاً از آب تشکیل شده‌اند، پس از چیده شدن ، زمانی که شروع به از دست دادن آب می‌کنند، یک سفر دگرگون‌کننده برای تولید را پشت سر می‌گذارند. پس از آن، پژمرده شدن ، یک آبشار از واکنش های اکسیداسیون را آغاز می کند ، زیرا دیواره های سلولی شکسته می شوند و با اکسیژن واکنش می دهند. در طی قرن‌ها، تولیدکنندگان بر پژمردگی و اکسیداسیون کنترل‌شده تسلط داشتند، و همزمان با ایجاد تعادل بین علم و سنت، چای‌هایی را با کیفیت‌های دلخواه درست می‌کردند. تعمیم طعم بر اساس مواد شیمیایی خاص پیچیده می شود. بنابراین، توجه به این نکته مهم است که واریته‌ها و ارقام (یعنی ژنتیک هر گیاه)، روش‌های فرآوری، تأثیرات فرهنگی، در میان عوامل دیگر نقش اساسی در نوع ترکیب شیمیایی ما در فنجون نهایی دارد . بینش های علمی اخیر از ترکیبات کلیدی مانند پلی فنل ها، اسیدهای آمینه، آنزیم ها، رنگدانه ها، کربوهیدرات ها، مواد معدنی، متیل گزانتین ها و همچنین ترکیبات طعم و عطر فرار رونمایی کردند.

عوامل کلیدی : پلی فنول ها ، اسید های آمینه ، آنزیم ها و موارد دیگر

پلی فنول ها: پلی فنول ها که 30 تا 40 درصد از برگ‌های چای تازه چیده شده را تشکیل می‌دهند، به دلیل گروه‌های فنلی فراوانشان در دسته پلی‌فنول‌ها قرار می‌گیرند و قابض بودن و تلخی را به چای دم شده می‌دهند. پلی فنول ها که از اسیدهای آمینه زیر نور خورشید به دست می آیند، به عنوان دفاع طبیعی چای در برابر حشرات، باکتری ها، قارچ ها و سایر آفات و بیماری ها عمل می کنند. بنابراین، چایی که در سایه رشد می کند، غلظت کمتری از پلی فنول ها و غلظت بیشتری از اسیدهای آمینه دارد. جوانه و برگ اول بیشترین غلظت پلی فنل ها را دارند و با حرکت هر برگ به سمت پایین سطح پلی فنل کاهش می یابد. تخمین زده می شود که حدود 30000 ترکیب پلی فنلی در چای وجود دارد، فلاونوئیدها مسلماً مهم ترین گروه پلی فنول های موجود در چای هستند و منبع بسیاری از ادعاهای سلامتی پیرامون چای و به ویژه آنتی اکسیدان های چای هستند. سایر زیر گروه های کوچکتر شامل فلاوانول ها، اسیدهای فنولیک و تانن ها هستند.

فلاونوئیدها ، از جمله کاتچین های حیاتی ، بر چشم انداز پلی فنلی غالب هستند. فلاونوئیدهای اصلی چای عبارتند از: کاتچین (C)، اپی کاتچین (EC)، اپی کاتچین گالات (ECG)، گالوکاتچین (GC)، اپی گالوکاتچین (EGC) و اپی گالوکاتچین گالات (EGCG). EGCG فعال ترین کاتچین است و این فلاوانول اغلب موضوع مطالعات در مورد آنتی اکسیدان های چای است . علاوه بر این، کاتچین های چای آنتی اکسیدان های قوی هستند که به اتصال مواد سمی مختلف و حذف آنها از بدن کمک می کنند.

 فلاوانول ها در طول اکسیداسیون به تیافلاوین و تیاروبیگین تبدیل می شوند و رنگ تیره و طعم های قوی را به چای های اکسیده می دهند. چای سبز، سرشار از کاتچین، دارای خواص آنتی اکسیدانی و فواید سلامتی است، در حالی که چای سیاه دارای تافلاوین و تیاروبیگین است. کاتچین‌های موجود در چای به کیفیت و خواص دمنوش کمک می‌کنند و فوایدی از سلامت قلب و عروق تا تحریک ایمنی را ایجاد می‌کنند.

تانن ها ، زیرمجموعه ای از پلی فنول های تلخ هستند که در چای یافت می شوند و به طعم قابض، خشک و تلخ چای کمک می کند. زیاده روی در نوشیدن چای، به ویژه آنهایی که دارای پلی فنل فراوان هستند، می تواند جذب آهن را مختل کند و در صورت مصرف بیش از حد باعث کمبود آهن شود. بنابراین، علاقه مندان به چای، حواس تان باشد و اگر عوارض کمبود آهن را تجربه کردید، به مصرف مکمل ها فکر کنید!

اسید های آمینه : هارمونی شیرینی و امامی

 اسیدهای آمینه، بلوک های ساختمانی اساسی پروتئین ها ، به طعم مطبوع چای کمک می کنند و به شیرینی و اومامی می افزایند. تیانین ، یک آمینو اسید برجسته در چای، همچنین به عنوان L-theanine شناخته می‌شود ، نه تنها طعم را افزایش می‌دهد، بلکه با تقویت آرامش جسمی و ذهنی و هوشیاری ذهنی در ترکیب با کافئین، تجربه منحصربه‌فردی از نوشیدن چای را القا می‌کند. در واقع، L-theanine یک اسید آمینه بسیار کمیاب در پادشاهی گیاهی است. در سال 1949 در چای سبز کشف شد و تا به امروز تنها در 3 گونه گیاهی و قارچی شناسایی شده است: Camellia sinensis، Ilex guayusa tisane و گونه ای از قارچ bay bolete بومی آمریکای شمالی و اروپا. نور خورشید باعث تبدیل پلی فنول ها به اسیدهای آمینه می شود، از این رو، گیاهان چای سایه دار باعث طعم شیرین و خوش طعم بیشتر اسیدهای آمینه می شوند .

آنزیم ها : معماران اکسیداسیون

پلی فنل اکسیداز و پراکسیداز ، آنزیم‌های کلیدی در برگ‌های چای، نقش اصلی را در اکسیداسیون، هماهنگ‌سازی تغییر طعم، رنگ و عطر بازی می‌کنند. هنگامی که دیواره های سلولی شکسته می شوند و در معرض اکسیژن قرار می گیرند، پلی فنول ها را تجزیه می کنند، این آنزیم ها باعث فرآیند قهوه ای شدن، یعنی اکسیداسیون می شوند، به طور مشابه وقتی سیب را گاز می زنیم، از زرد به قهوه ای تبدیل می شود. در تولید چای سبز، گرما با غیرفعال کردن این ، سبز و تازه نگه داشتن برگ‌ها از قهوه‌ای شدن آن جلوگیری می‌کند، در حالی که در چای سفید، کمبود رطوبت در طول پژمرده شدن طولانی مدت، همین اثر را به دست می‌آورد. اگرچه این آنزیم‌ها ممکن است مستقیماً بر طعم چای تأثیر نگذارند، اما پلی فنول‌ها را به تیافلاوین و تیاروبیگان تبدیل می‌کنند و رنگ برگ را از سبز به قهوه‌ای تغییر می‌دهند - یک رقص پیچیده در شیمی فرآوری چای.

رنگدانه ها : موثر در مزه ها

 رنگدانه های گیاهی وظیفه جذب نور برای فتوسنتز را بر عهده دارند. پالت رنگ های پر جنب و جوش چای توسط کلروفیل ها و کاروتنوئیدها ، رنگدانه های اولیه در برگ های تازه چای، رنگ آمیزی شده است. در طول پژمرده شدن و اکسیداسیون، این رنگدانه ها دستخوش تغییراتی می شوند که بر رنگ های چای نهایی تأثیر می گذارد.

 کلروفیل‌ها که مسئول رنگ سبز هستند، در طول اکسیداسیون تجزیه می‌شوند و به ظاهر تیره چای‌های اکسیده کمک می‌کنند. اولین محصولاتی که کلروپلاست ها از دی اکسید کربن و آب می سازند، ایزوپرن نامیده می شوند که با استفاده از اکسیژن شروع به تشکیل ترپن ها و ترپنوئیدها می کنند، ترکیباتی که عطرهای دلپذیری را ارائه می دهند. در سایه، کلروفیل‌ها انرژی نوری بسیار کمتری را جمع‌آوری می‌کنند، بنابراین فتوسنتز کاهش می‌یابد و کلروپلاست‌ها از ساخت قندها به سمت پروتئین‌های کلروپلاست تجزیه‌کننده و در نتیجه افزایش محتوای اسید آمینه، به‌ویژه فنیل آلانین، که در نور خورشید به کاتچین تبدیل می‌شود، تغییر مکان می‌دهند. زمانی که فنیل آلانین در سایه قرار می گیرد، به ترکیبات معطری مانند بنزآلدئید (عطر میوه هسته دار و بادام) و 2- فنیل اتانول (شیرینی گل رز و عسل) تبدیل می شود.

 کاروتنوئیدها ، از جمله اجزای نارنجی (کاروتنوئیدها) و زرد (گزانتوفیل ها)، نقش مهمی در رنگ آمیزی برگ های نهایی چای دارند. کاروتنوئیدها همچنین به طعم و مزه فنجان کمک می کنند و ترکیباتی مانند داماسکنون باعث شیرینی آن می شود. تیافلاوین ها یک رنگ قرمز مایل به قهوه ای مایل به زرد، تیاروبیگین ها رنگ قرمز مایل به قهوه ای ایجاد می کنند، گلیکوزیدهای فلاونول به سایه زرد روشن کمک می کنند، در حالی که فئوفوربید و فئوفیتین به ترتیب رنگ های قهوه ای و سیاه را اضافه می کنند.

کربوهیدرات ها : سوخت های طعم دهنده

همه گیاهان انرژی حاصل از فتوسنتز را در نشاسته و قند ذخیره می کنند که در غیر این صورت کربوهیدرات نامیده می شود. کربوهیدرات ها به عنوان سوخت طعم دهنده عمل می کنند، انرژی ضروری را برای واکنش های آنزیمی در طول اکسیداسیون ذخیره می کنند و همچنین مسئول ایجاد پلی فنول ها در برگ های جوان چای هستند. تقریباً 11 درصد از مواد جامد عصاره موجود در چای خیسانده شده را تشکیل می دهد، کربوهیدرات ها از جمله گلوکز ، فروکتوز ، ساکارز ، مالتوز ، رامنوز ، رافینوز و استاکیوز نقش مهمی در شکل دادن به شیرینی چای دارند.

متیل گزانتین ها : محرک حواس

 محرک هایی مثل کافئین و متیل گزانتین ، ماهیت محرک های چای را مشخص می کند و به آلکالوئیدها تعلق دارد . همراه با تئوبرومین و تئوفیلین ، یک مکانیسم دفاعی طبیعی برای گیاه چای در برابر حشرات و آفات تشکیل می دهد. به طور متوسط، متیل گزانتین موجود در برگ چای 2 تا 5 درصد وزن خشک برگ های تازه را تشکیل می دهد. در حالی که به طعم تلخ دمنوش کمک می کند، سطوح کافئین بر اساس عواملی مانند تنوع چای، آب و هوا، سن برگ و روش های تکثیر و فرآوری متفاوت است. بازی با تغییر ترکیب شیمیایی صرفاً با استفاده از تکنیک های مختلف دم کردن بسیار سرگرم کننده است: به عنوان مثال، دم کردن سرد محتوای کافئین چای را کاهش می دهد و به طور قابل توجهی ترکیبات شیرین را از ترکیبات تلخ و قابض (کاتچین) استخراج می کند. اگرچه، هر چه مدت زمان بیشتری آن را دم کنید، کافئین بیشتری استخراج می شود زیرا دمای پایین باعث کاهش سرعت استخراج می شود.

مواد معدنی و ویتامین ها :

برگ های چای، گنجینه ای از عناصر غذایی، دارای مشخصات معدنی غنی از 28 عنصر مانند فلوئور ، منگنز ، آرسنیک و پتاسیم است . فلوئور که به خاطر نقشش در سلامت دندان مشهور است، ترکیبات معدنی متنوع چای را برجسته می کند. سطوح این مواد معدنی با هر برداشت در نوسان است و بر طعم و خواص سلامتی دم نهایی تأثیر می گذارد. چای با غلظت بالایی از عناصر ضروری مانند نیکل ، سلنیوم ، ید و آلومینیوم در میان سایر گیاهان متمایز است . علاوه بر این، چای دارای طیفی از ویتامین های حیاتی از جمله پروویتامین A-کاروتن ، ویتامین های B و اسید اسکوربیک است که به سلامت چشم، عملکرد سیستم عصبی، بهبود پوست و مو و حمایت از سیستم ایمنی کمک می کند. چای سبز، به ویژه، دارای مقداری ویتامین C نیز می باشد، اگرچه وقتی در آب بالاتر از 30 درجه سانتیگراد دم می شود، تحلیل می رود و از بین می رود.

ترکیبات فرار : کیمیاگران معطر

ترکیبات فرار، که تنها 0.01 درصد از برگ های خشک چای را تشکیل می دهند، معماران معطر پشت پرده منحصر به فرد چای هستند. صدها یا حتی هزاران ترکیب طعم و عطر مانند لینالول، ژرانیول و بنزآلدئید در میان بسیاری دیگر، که از برگ‌های تازه و فرآوری سرچشمه می‌گیرند، مجموعه عطری را تشکیل می‌دهند که بازه حسی هر چای را مشخص می‌کند. بسیاری از این ترکیبات معطر در برگ های تازه چای وجود ندارند و در طول فرآوری به دست می آیند. در حالی که تنها بخش کوچکی از وزن چای است، این ترکیبات نقش مهمی در ایجاد طعم و سمفونی معطر نوشیدنی دارند و به عنوان بخار به سیستم بویایی ما می رسند. گاهی اوقات مجتمع های عطری به عطر اولیه (از برگ های تازه چای) و عطر ثانویه (محصولات فرآوری) تقسیم می شوند. در سال 1990 محققین حوضه چای ، ترکیبات طعمی فرار موجود در چای را به دو گروه دیگر طبقه بندی کردند: فرارهای گروه I عمدتاً از غشای سلولی مشتق شده بودند و شامل هگز و آلدئیدها با تعداد کربن بالاتر مانند هپتانال و نونانال بودند. گروه دوم ترکیباتی با رایحه گلی مانند لینالول و نرولیدول بودند که غلظت بالاتر از آنها به معنای چای با کیفیت بالاتر است. ترکیباتی مانند لینالول (مرکبات و گل) و اکسید لینالول (گل و خاکی) مسئول نت و شیرینی گل هستند. ژرانیول (رز، شمعدانی) و فنیل استالدئید (سنبل، یاس بنفش) مسئول رایحه های گلی هستند. نرولیدول (پوست تازه)، بنزآلدئید (بادام) و متیل سالیسیلات (آبجو ، نعناع) مسئول طعم های میوه ای هستند. پنتانال نشان دهنده نت های بادام، آجیل، کاکائو و مالت است. بوتیرات ها و بوتانوات ها مخفف عطر سیب هستند. کومارین برای طعم های شیرین یونجه تازه ؛ داماسکنون ها برای گل رز، آلو، توت و تنباکو؛ فورانون برای آناناس و توت فرنگی؛ فارنسن برای اسطوخودوس و مرکبات سبز؛ سافرانال برای نت زعفران; theaspiran برای چوبی، خنک ، گیاهی، تنباکو و ژرانیل استون برای رز سبز با کیفیت مومی و میوه استوایی؛ و ترانس-2-هگزنال (سیب، هلو، میوه های قرمز، آلو و گوجه فرنگی)، n-هگزانال (علف تازه بریده شده و نخود سبز)، سیس-3-هگزنول (علفی و علفی)، و b-ionone (بنفشه) هستند. دمای محیط، ارتفاع، زمان برداشت و کیفیت خاک از جمله عوامل دیگری هستند که بر کیفیت عطر و طعم چای تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، رشد آهسته تر، برگ های کمتری را در ارتفاعات بالاتر همراه با تضاد مه و دما تولید می کند، و در عین حال چای با کیفیت بالاتر و فراوان با پیش سازهای شیمیایی معطر با رایحه های شیرین، گل و عسل تولید می کند. چای از گیاهانی که در خاک های اسیدی با محتوای آهن بالا رشد می کنند . لیست توصیف جادوی عطر در چای می تواند نامحدود باشد! تحقیقات مداوم در مورد مواد فرار چای، بینش های بیشتری را در مورد سیستم بویایی ما و دنیای پیچیده شیمی معطر در چای نوید می دهد.

در آخر ..

در شیمی چای، سفر از بوته تا فنجان، افسانه ای شیمیایی را نشان می‌دهد که به دست طبیعت و هنر بشر خلق شده است. پیچیدگی شیمی چای، پازلی جذاب از ترکیبات، در انتظار کاوش بیشتر است. همانطور که چای محبوبیت پیدا می کند، جامعه علمی تلاش می کند تا جنبه های مرموز برگ چای را آشکار کند و نوید درک واضح تری از این نوشیدنی فوق العاده را می دهد. دفعه بعد که دم کرده چای مورد علاقه خود را می چشید، به یاد داشته باشید که نه تنها یک نوشیدنی می نوشید بلکه در هارمونی یک شاهکار شیمیایی شریک می شوید. به سلامتی برای شگفتی های شیمیایی که در هر فنجان چای آغشته شده است!