Ферментация улуна и полифенольный состав

Когда свежий чайный лист предоставлен собственным ферментам, каскад реакций превращает зелень в спектр янтарно-коричневых оттенков. При производстве улуна этот процесс намеренно прерывается — лист сминают ровно настолько, чтобы запустить полифенолоксидазу, а затем фиксируют нагреванием в точный момент, чтобы зафиксировать желаемую степень окисления. В результате получается семейство чаёв, способное варьировать от едва окисленного нефритового Tiě Guān Yīn (железная богиня милосердия) до глубоко ферментированного Dà Hóng Páo (большой красный халат), каждый со своим химическим отпечатком. Значительная часть интереса к чаю с точки зрения здоровья была сосредоточена на катехинах зелёного чая, однако частичное окисление улуна порождает более сложную смесь мономерных катехинов, димерных теафлавинов и высокомолекулярных теарубигинов — а также соединений, редко встречающихся в зелёном или чёрном чае. Понимание того, как обработка формирует этот состав, необходимо каждому, кто хочет выйти за рамки общих слов об «антиоксидантах» и получить более ясную картину того, что на самом деле даёт чашка улуна.

Спектр окисления улуна

В отличие от зелёного чая, который фиксируют на ранней стадии, чтобы сохранить почти все нативные катехины, или чёрного чая, где окисление проходит почти полностью, улун занимает намеренно срединное положение. Степень окисления — определяющий производственный параметр, обычно выражаемый в проценте конвертированных катехинов. Слабоокисленный нефритовый Tiě Guān Yīn может иметь степень окисления около 15–20%, тогда как традиционный угольно-обжаренный Mùzhà Tiě Guān Yīn может достигать 40–50%. Дун Дин из центрального Тайваня обычно находится в районе 30%, а сильноокисленный уишаньский утёсный чай — такой как Niú Lán Kēng Ròu Guì — может приближаться к 60–70%. Каждый процентный пункт смещает баланс между терпкостью и мягкостью. Исследование 2018 года, проведённое в Сельскохозяйственном и лесотехническом университете провинции Фуцзянь, задокументировало, что общее содержание катехинов в Tiě Guān Yīn снизилось с 158 мг/г сухого веса в свежем листе до 82 мг/г после 40% окисления, при этом только EGCG уменьшился более чем вдвое. В отличие от этого, концентрации теафлавинов устойчиво росли примерно до 50% окисления, после чего начинали полимеризоваться в теарубигины — порог, возле которого многие производители Уи намеренно балансируют, чтобы получить чай одновременно с живостью и глубиной.

Измерение середины — движущаяся цель

Степень окисления — это не фиксированное число, проставленное на пакете; это ремесленная цель, зависящая от культивара, сезона и сенсорного суждения чайного мастера. В традиционном процессе yáo qīng (встряхивание), используемом для аньсийских улунов, опытные мастера наблюдают покраснение края листа и появление фруктового аромата, чтобы решить, когда проводить обжарку на сковороде. Фан Тин, изучавшая переработку улуна в Фуцзяни и Хэнани, замечает: «Одна и та же партия листьев культивара Máo Xiè (мохнатый краб) может дать совершенно разные полифенольные отпечатки, если в помещении для ферментации температура на один градус Цельсия ниже — потому что активность полифенолоксидазы сильно зависит от температуры». Эта изменчивость затрудняет обобщения о полифенолах улуна, но также подчёркивает, почему важно подробное химическое профилирование.

Полифенолы в свежем листе

История полифенолов начинается в живом листе, где флаван-3-олы (катехины) составляют 12–24% сухого веса. Наиболее распространены (−)-эпигаллокатехин галлат (EGCG), (−)-эпигаллокатехин (EGC), (−)-эпикатехин галлат (ECG) и (−)-эпикатехин (EC). Китайский национальный стандарт GB/T 14456.1-2017, определяющий методы химического анализа чая, перечисляет эти четыре как основные катехины для оценки качества. Весенний сбор культивара Fúdǐng Dà Bái — широко используемого для белого чая, но также применяемого в некоторых экспериментах с улунами — может содержать до 13% только EGCG. В экспериментах, проведённых в Хэнани при участии Фан Тин, свежие побеги группы культиваров Xinyang (более известных для зелёного чая) дали соотношение EGCG к EGC примерно 2,5:1, тогда как типичный культивар Tiě Guān Yīn показал соотношение ближе к 2:1, что указывает на несколько иную стартовую точку для окисления. Помимо катехинов, свежий лист также содержит флавоноловые гликозиды, такие как рутин и кемпферол-3-О-рутинозид, которые относительно стабильны при переработке и придают жёлтый оттенок настою. Эти фоновые соединения часто упускают из виду в исследованиях окисления, но недавние работы предполагают, что они могут модулировать восприятие терпкости, взаимодействуя с белками слюны наряду с катехинами и теафлавинами.

Ферментативное окисление: от катехина к теафлавину

Когда лист сминают — будь то скручиванием, встряхиванием или пересыпанием — клеточная компартментация разрушается, и полифенолоксидаза (PPO) встречается с катехинами в присутствии кислорода. Фермент сначала превращает катехины в высокореакционноспособные хиноны, которые затем конденсируются с образованием димеров и полимеров. Наиболее известные димеры — теафлавины (TF1, TF2a, TF2b, TF3), каждый из которых образуется из определённой пары катехинов: TF1 из EC + EGC, TF2a из EGC + ECG и TF3 из EGCG + ECG. Эти оранжево-красные пигменты придают настою улуна характерную яркость и создают мягкую терпкость, воспринимаемую скорее как «наполняющая рот», нежели резкая. В чёрном чае теафлавины составляют примерно 0,5–2% сухого веса; в улуне с 50% окислением они могут достигать 1–3%, но поскольку общая степень окисления ниже, соотношение теафлавинов к остаточным катехинам иное — в этом и заключается ключ. Сенсорная деталь: хорошо сделанный Fènghuáng Dān Cōng со средней степенью окисления часто имеет золотистый ободок в чашке и сухой аромат кураги, что отражает присутствие как неокисленных катехинов (свежесть), так и теафлавинов (нотки спелых фруктов).

Кривые истощения катехинов

Исследователи из Института чая провинции Фуцзянь (Chen et al., 2018) отслеживали уровни катехинов в течение всего процесса производства Те Гуаньинь. К концу фазы yáo qīng — примерно через 8 часов прерывистого встряхивания и покоя — EGCG снизился на 38%, EGC на 45%, а ECG на 32%. Обжарка на сковороде остановила дальнейшие ферментативные изменения, но оставшиеся катехины теперь находились в матрице, уже богатой димеризованными продуктами. Авторы также отметили, что содержание EC неожиданно увеличилось в течение первых двух часов, вероятно, из-за гидролиза ECG собственными эстеразами — напоминание о том, что окисление никогда не идёт по единственному линейному пути.

Образование теафлавинов в традиционном улуне

То же исследование показало, что TF3 (димер EGCG-ECG) был доминирующим теафлавином в Те Гуаньинь, достигая пика непосредственно перед обжаркой на сковороде на уровне 4,2 мг/г. Мастер Chen Wenhua, курировавший часть проекта, позже заметил: «В тот момент, когда лист достигает стадии “зелёное обрамление с красным краем”, TF3 придаёт чаю пикантную ноту, которую часто принимают за горечь, но на самом деле это признак хорошего баланса окисления». Таким образом, выбор момента фиксации — это не только решение об аромате, но и химическое решение — задержитесь на десять минут, и соотношение TF3 к EGCG заметно сместится, смягчая живость и уводя вкус к более плоскому, переваренному характеру.

Уникальный отпечаток полифенолов улуна

Помимо хорошо известных теафлавинов, улун содержит набор соединений, которые редко упоминаются в исследованиях зелёного или чёрного чая. Теазиненсины, например, представляют собой димеры, образованные из двух молекул EGCG, и известны своей сильной антиоксидантной активностью in vitro. В исследовании 2020 года Zhao и коллеги (Food Chemistry) с помощью UPLC-Q-TOF/MS идентифицировали 11 полифенолов, содержание которых было значительно выше в улуне, чем в зелёном или чёрном чае, включая улунтеанин-3′-O-галлат и 8-C-аскорбил-EGCG. Образование этих соединений, по-видимому, зависит от окислительной среды с ограниченной активностью воды — как раз тех условий, которые создаются в фазе yáo qīng, когда листья сминают, но не полностью мацерируют. В дегустационном контексте эти более крупные, но всё ещё растворимые молекулы, предположительно, способствуют «сливочности», часто описываемой в высокогорных тайваньских улунах, — ощущению во рту, отличному от порошкообразной терпкости свежего зелёного чая. Фан Тин отмечает, что когда она сравнивала вслепую слабоокисленный улун из Алишаня и полностью окисленный чёрный чай того же культивара, улун демонстрировал более долгое, многослойное послевкусие, что она приписывает именно промежуточному размеру полимеров: «он обволакивает язык ровно настолько, чтобы задержаться, без сушащего сжатия переполимеризованных теарубигинов».

Роль обжарки

Для многих типов улуна за этапом окисления следует финальная обжарка — либо электрическим теплом, либо традиционным углём, — которая дополнительно преобразует полифенолы посредством неферментативных реакций. При температурах от 100 °C до 140 °C катехины подвергаются эпимеризации, переходя из природных (−)-эпи-форм в (−)-формы, которые могут иметь иную биодоступность. Катехины пирогаллолового типа (EGCG и EGC) особенно чувствительны к нагреванию. В исследовании 2019 года Wang и соавт. (LWT) показали, что средняя обжарка при 120 °C в течение 4 часов снизила содержание общих катехинов на 25% в уишаньском Шуйсяне, тогда как концентрации теафлавинов оставались в основном стабильными — это говорит о том, что распад димеров происходит медленнее, чем деградация катехинов. Реакции Майяра между аминокислотами и восстанавливающими сахарами также образуют меланоидины, которые придают обжаренному улуну тёмно-коричневый цвет и поджаренные ноты. Эти высокомолекулярные соединения плохо всасываются, но могут служить субстратами, подобными пищевым волокнам, для кишечных бактерий, связывая обжаренные улуны с вопросами микробиома, рассмотренными в нашей статье о шу пуэре. Мастера обжарки в Нантоу, Тайвань, способны уловить тот самый момент, когда ароматический каскад переходит от свеже-цветочного к орехово-поджаренному; неподготовленный дегустатор может заметить, что настой Дун Дина с 30% окислением, прошедший лёгкую обжарку, несёт нотку карамелизированной груши — прямой сенсорный маркер химических изменений внутри листа.

Вариативность заваривания и экстракция полифенолов

Какой бы сложной ни была химия листа, то, что оказывается в чашке, зависит от параметров заваривания. Эксперимент по экстракции, проведённый в 2021 году с уишаньским Шуйсянем (60% окисления), показал, что соотношение листа к воде 1:30 и температура 95 °C позволяют извлечь 82 % общих катехинов в течение трёх минут, тогда как более осторожное заваривание при 85 °C извлекло лишь 58 %. Интересно, что экстракция теафлавинов была менее чувствительна к температуре, достигая почти максимума при 80 °C, вероятно, потому что димеры более водорастворимы, чем более крупные галлированные катехины. Заваривание в стиле гунфу, использующее высокое соотношение листа к воде (часто 1:15) и короткие последовательные настаивания, постепенно истощает в первую очередь поверхностные катехины, оставляя внутреннюю часть листа для высвобождения полимеризованных полифенолов в более поздних заварках — динамика, которая обращает типичную вкусовую дугу от живости к мягкости. Фан Тин рекомендует любителям чая, заботящимся о здоровье и желающим максимально увеличить потребление полифенолов, использовать полные 5 г улуна на 150 мл посуды и давать листьям как минимум два продолжительных настаивания при температуре чуть ниже кипения; «первая заварка даёт самые яркие катехины, вторая и третья — теафлавины и теазиненсины; именно здесь по-настоящему проявляется отличительная химия улуна». Для более глубокого погружения в то, как заваривание влияет на один ключевой катехин, смотрите параллельную статью «Сколько EGCG на самом деле содержится в реальной заварке».

Значение для исследований в области здоровья

Отличительный полифенольный профиль улуна привлёк внимание эпидемиологов и специалистов по питанию, однако эта категория остаётся менее изученной по сравнению с зелёным и чёрным чаем. Многие популяционные исследования в Китае и Японии объединяют всё потребление чая вместе, игнорируя переменную степени окисления. Когда улун рассматривают отдельно, результаты оказываются интригующими, но неоднозначными. Систематический обзор 2018 года в Journal of Nutritional Biochemistry отметил, что биодоступность катехинов улуна, вероятно, выше, чем у катехинов зелёного чая, поскольку частичное окисление снижает долю крупных галлированных молекул, которые плохо всасываются, сохраняя при этом больше мономерных катехинов, чем в чёрном чае. В то же время присутствие теазиненсинов может обеспечивать антигликирующую активность, механистически отличную от прямого антиоксидантного действия EGCG. Амгалан Чин, участвующий в исследованиях tea.doctor по пуэру, отметил, что умеренное окисление улуна может сделать его кандидатом для изучения постпрандиального липидного метаболизма — гипотеза, которая перекликается с выводами из нашей статьи «Выдержанный шэн и сывороточные липиды». Однако исследователи сталкиваются с повторяющейся проблемой: понятие «улун» охватывает столь широкое химическое пространство, что два исследования с разными уровнями окисления фактически изучают разные напитки. Стандартизация степени окисления в клинических испытаниях крайне необходима. До тех пор самым честным выводом будет то, что улун предоставляет более сложный — и, возможно, более сбалансированный — полифенольный пакет, чем его зелёные и чёрные аналоги, с эффектами для здоровья, которые правдоподобны, но требуют подтверждения с учётом степени окисления.

Куда движется химия

Достижения в метаболомике начинают раскрывать полифенольную сложность улуна с беспрецедентным разрешением. В пилотном проекте 2022 года кафедры чайных наук Сельскохозяйственного и лесотехнического университета провинции Фуцзянь с помощью SWATH-MS сравнили 12 культиваров улуна, переработанных ровно до 35% окисления, и выявили, что влияние культивара на профили теазиненсинов было бóльшим, чем влияние вариаций окисления в диапазоне 30–40%. Это говорит о том, что будущие исследования здоровья, возможно, должны будут контролировать не только степень окисления, но и генетику культивара. В то же время взаимодействие полифенолов улуна с кишечным микробиомом является новой областью. В небольшом неконтролируемом исследовании с участием 15 здоровых взрослых ежедневный приём 600 мл улуна со средней степенью окисления (Те Гуаньинь) в течение четырёх недель был связан со значительным увеличением фекальных Bifidobacterium и снижением Bacteroides — картиной, в целом ассоциируемой с благоприятными метаболическими исходами. Разговор о взаимодействии полифенолов с микробами остаётся в значительной степени неизученным именно для улуна, но это естественное продолжение работы, освещённой в статье «Шу пуэр и кишечный микробиом».

Научиться пробовать химию на вкус

Для энтузиастов, желающих выйти за рамки абстрактных цифр, самый прямой путь — провести направляемое сравнительное дегустирование. Tea.school предлагает дегустационный сет по степени окисления улуна, включающий 15%-окисленный Те Гуаньинь в зелёном стиле, 40%-окисленный традиционный Те Гуаньинь и 65%-окисленный уишаньский Жоу Гуй, с лабораторными данными о содержании катехинов и теафлавинов в каждом. Дегустаторы могут буквально ощутить переход от травянистой живости (доминируют катехины) к фруктовой округлости (теафлавины нарастают) и далее к тёмной, минеральной мягкости (теарубигины и меланоидины). Как говорит мастер Chen Wenhua, «можно прочитать все ВЭЖХ-хроматограммы в мире, но пока вы не почувствуете переход от танина к бархату собственным языком, химия останется лишь цифрами».

References

1. GB/T 30357.2-2013 — Продукт с географическим указанием — Чай улун — Часть 2: Tie Guanyin — Standardization Administration of China
2. Динамика изменения катехинов и теафлавинов при полуферментации улуна Tieguanyin — Chen L. et al., Journal of Agricultural and Food Chemistry 2018, 66(32), 8567–8575
3. Уникальный полифенольный профиль чая улун, охарактеризованный методом UPLC-Q-TOF/MS — Zhao M. et al., Food Chemistry 2020, 315, 126234
4. Влияние обжарки на фенольные соединения и антиоксидантную способность чая улун — Wang Y. et al., LWT – Food Science and Technology 2019, 108, 106–112
5. Личное сообщение с Master Chen Wenhua, Fujian Agriculture and Forestry University — Interview conducted 12 March 2022, Fuzhou
6. GB/T 14456.1-2017 — Зелёный чай — Часть 1: Основные требования — Standardization Administration of China (cited for catechins analytical methods)