Что такое кофеин?
Что же такое кофеин? Существует множество разнообразных описаний, которые можно объединить в следующее:
КОФЕИН (Coffeinum) – 1,3,7–Триметилксантин, алкалоид пуринового ряда, принадлежит к группе метилксантинов, в значительных количествах содержащийся в различных растениях, оказывает стимулирующее влияние на ЦНС, особенно на функции высших её отделов.
Структура Кофеина
Чистый кофеин — белый, светлый, кристаллической формы, без запаха, хорошо растворимый в горячей воде, плохо растворим в холодной воде. При растворении дает горький вкус. Кофеин быстро и полностью абсорбируется после приема внутрь. Пиковый уровень кофеина в крови достигается в течение 30-60 минут после употребления чая. Период полураспада (промежуток времени, в течение которого распадается 1/2 данного соединения) кофеина в плазме крови был зарегистрирован в диапазоне от 3-7 часов. Кофеин является основным пуриновым алкалоидом, присутствующим в чае. Содержание кофеина в чайном побеге -2–5% (в пересчете на сухую массу).
Содержание кофеина в необработанных листьях
Взрослый чайный лист и молодые побеги
Содержание кофеина в чайном побеге (почка и два листа) выше в весенний сезон и постепенно уменьшается с процессом роста листьев. Содержание кофеина в 1-м и 2-м листе выше (~ 3,4%), чем у зрелого листа (~ 1,5%). Сорт чая и метод его обработки также влияют на содержание кофеина в готовом продукте. Уровень кофеина может увеличиться во время процесса завяливания, ранней стадии обработки чая, из-за потери других компонентов. Его количество в процессе изготовления незначительно уменьшается во время сильной термической обработки. Также во время производства чая, кофеин в небольших количествах реагирует с теафлавинами и образует соединение, которое придает чайному настою «живость». Так же сам сорт растения играет большую роль, потому что есть сорта, которые сами по себе содержат мало/много кофеина.
Влияние местности и разновидности
Как сказано выше, на содержание кофеина в необработанном листе сильно влияет местность, разновидность и сорт (Подробнее). Среднее содержание кофеина в чайных деревьях составляет 4,2%, и варьируется от 1,2 до 5,9%. Самое большое содержание кофеина в деревьях из провинции Юньнань, которые преимущественно принадлежат к ассамской разновидности C. sinensis var. assamica (в среднем содержание кофеина у этой разновидности довольно высокое ~ 4%). За ней следуют провинция Гуйчжоу и Фуцзянь, в которых больше распространены деревья китайской разновидности C. sinensis var. sinensis (~3,5%). По сравнению с чайными деревьями из Японии, содержание кофеина существенно не разнится, и варьируется от 1,6 до 5,5%.
Содержание кофеина в различных чаях
Больше всего кофеина содержится в зеленом чае. Многие предполагают что кофеина должно быть больше в красном (он же черный по европейской классификации) чае, но скорее всего это заблуждение связано с цветом настоя кофе, однако как было сказано выше кофеин белый. Также высокое содержание кофеина в зеленых чаях объясняется тем, что данный чай изготовляют преимущественно весной из очень молодых побегов, в которых листья еще не выросли (кофеина больше), тогда как чай изготовленный из большого, вызревшего листа, будет с меньшим содержанием кофеина. Также для ферментированных чаев важно содержание катехинов, для их последующей ферментации, однако катехинов больше в крупно листовых сортах чайного растения. Поэтому, почечные красные чаи, такие как Цзинь Цзюнь Мэй не содержат листьев, и кофеина там мало. Тогда как ДяньХун или СяоЧжун уже делаются из более вызревших листов, и кофеина там будет больше относительно почечных красных чаев, но меньше относительно зеленого чая. За зеленым чаем следует Шэн ПуЭр, технология производства которого практически идентична зеленому. За ним следует желтый чай, который также не сильно разнится с зеленым. Большое количество кофеина в Шу ПуЭре (который является ферментированным чаем) можно объяснить особенностью Юньнаньских растений (преимущественно разновидность var. assamica), которые содержат много кофеина. Малое содержание кофеина в улунах объясняется также тем, что для их изготовления используются большие и более зрелые листья, которые как сказано выше содержат меньше кофеина.
Также существует мнение что в красных чаях кофеин экстрагируется в больших количествах, так как для процесса ферментации, чай проходит процесс скручивания, во время которого происходит разрушение клеточных стенок (это необходимо чтобы содержимое клеток вступило в реакцию и начался процесс ферментации), однако не стоит забывать что процесс разрушения клеточных стенок начинается еще на стадии завяливания, а высушивание чайного листа окончательно разрушает их.
Связь с другими растениями содержащими кофеин
В мае 2017 года был опубликован труд ученых из провинции Юннань, которые расшифровали геном чайного растения, а также сделали пару интересных открытий.
Филогенез — историческое развитие живых организмов в целом или отдельной таксономической группы, изменения в процессе эволюции различных форм органического мира.
Биосинтез — образование органических веществ в живых организмах под действием биокатализаторов в процессе метаболизма.
Филогенетический анализ чайного растения и какао показал что биосинтез кофеина имеет независимый эволюционный путь по сравнению с кофе. Это позволяет сделать вывод, что чайное дерево и какао возможно имели очень давнего общего предка, но позже их эволюционные пути проходили независимо.
Кофеин и Теин
Очень часто в различных статьях можно встретить название “теин” (не путать с теанином). Что же такое теин и в чем его отличие от кофеина? Для этого обратимся к истории.
Кофеин был впервые изолирован из кофе известным немецким химиком Фридлибом Фердинандом Рунге в 1819 году.
Фридлиб Фердинанд Рунге
Немного позже, в 1827 году, французский химик М. Одри проанализировал чай (это был Чжэншань Сяочжун, он же Лапсанг Сушонг), и обнаружил в нем присутствие кофеина, однако ошибочно предположил, что это иное соединение и назвал его “теин”.
Заметка о теине во французском журнале Nouvelle bibliothèque médicale, augmentée d’un recueil de médecine vétérinaire, et bulletin de l’Athénée de médicine de Paris
Спустя 11 лет, в 1838 году, было опубликовано сразу две статьи, доказывающие идентичность кофеина и теина. Они были написаны Герритом Ян Мульдером и Карлом Джобстом, которые доказали, что между теином и кофеином нет никакой разницы, поэтому название «theine» позднее было отменено.
Прошло уже более 150 лет с того момента, как была доказана идентичность кофеина и теина, но даже сейчас порой можно встретить утверждения, что это разные вещества. Даже несмотря на то, что последние исследования показывают различия эволюционных путей биосинтеза кофеина в чае и кофе, это все равно одно и то же соединение. Так что если вы встретите название теин, это означает лишь одно — кофеин, полученный из чая.
Заключение
Чай — довольно сложное растение, и как мы видим, очень много факторов влияет на содержание кофеина. Главным образом на его количество влияют разновидности чайного куста (здесь стоит отметить, что разновидности еще делятся на сорта (сортов чайного дерева очень много)), сорта ассамской разновидности содержат больше кофеина, чем сорта китайской разновидности, размер листа, возраст листа, местность и процесс изготовления.
