Чайный лист содержит различные сахара, присутствующие в нем в свободном состоянии и в соединениях с флавонами. Японские ученые обнаружили в свободном состоянии в листьях чая глюкозу, фруктозу, сахарозу и два неидентифицированных олигосахарида, а в черном чае были найдены фруктоза, глюкоза, арабиноза, сахароза, мальтоза, раффиноза и стахиоза [18].
Флавонолы чайного растения представлены моно-, ди- и тригликозидами, агликоны которых состоят из: кемпферола, кверцетина, мирицитина, а в качестве сахарного компонента – глюкозой, рамнозой, галактозой, арабинозой и другими сахарами.
Содержание сахарозы, глюкозы и фруктозы в готовом чае составляет от 1,0 – 1,5% до 4,0% при общем содержании сахаров 6,9 %. Данных о содержании отдельных моно-, ди- и трисахаридов в различных видах и сортах чая, их накопление в разных листьях чайного куста и участия в процессе ферментации не обнаружены, несмотря на то, что из 37% экстрактивных веществ чая водорастворимые дубильные вещества составляют только от 8 до 18% [21].
Общее содержание дисахаридов зеленого чая составляет около 10% от массы продукта, в том числе содержится 2,2 – 3,2% сахарозы, около 0,9% лактозы и около 5% неидентифицированного дисахарида и около 7% трисахаров [21].
Всего в зеленом чае обнаружено около 20% сахаров и сахароспиртов, а также небольшое количество яблочной кислоты, что указывает на присутствие в данном образце в среднем листьев второй и третьей пар, а не первой.
Основной группой водорастворимых веществ чая являются сахара и их необходимо учитывать при определении энергетической ценности данного продукта и оценке его качества [6].
Такое свойство чайного листа, как клейкость, проявляющаяся при его переработке, а также сладковатый вкус и гигроскопичность готового чая объясняются наличием пектиновых веществ. Их общее содержание в грузинском чае в зависимости от возраста листа составляет 2 – 3% сухой массы.
К наиболее стабильным веществам, мало изменяющимся в процессе переработки чайного листа, относятся алкалоиды – кофеин, теобромин, теофилин, аденин, ксантин, гипоксантин, гуанин и др. [20].
Основными алкалоидами чая являются кофеин (C8H10N4O2), а также теобромин (C7H8N4O2) и теофилин (C7H8N4O2) [9]. Все они являются метилированными производными пурина. Физиологическое действие кофеина на организм человека как физиологически активного соединения, проявляется в трех направлениях: на центральную нервную систему, мышечные ткани и на деятельность сердца и почек. Кроме того, важнейшими свойствами кофеина, теофилина и теобромина является и то, что они в организме метаболируются и не накапливаются, подобно другим алкалоидам – кокаину, кодеину, героину, морфину и др. Их физиологическое действие на организм человека обусловлено биологическими свойствами пуриновых оснований – важнейших компонентов нуклеопротеидов, принимающие участие в синтезе генома человека [25].
Кофеин в готовом чае находится не только в свободном состоянии, но и вступает в реакцию с танином и образует кофеинокситеотанната (таннат кофеина), обладающий приятным вкусом без горечи, свойственной обоим исходным компонентам. Это соединение вызывает образование так называемых чайных сливок - помутнение крепкого настоя черного чая хорошего качества при остывании. Происходит также полимеризация кофеина и теафлавина с образованием комплексного соединения, которое придает чайному настою вкус свежести [10].
Белковые вещества являются важнейшим компонентом химического состава чайного листа, существенно влияющим на формирование качества готового чая. Содержание белковых веществ в чайном листе достигает 30 – 32% сухой массы. Однако из них всего 12 – 13% являются водорастворимыми и переходят в экстракт. Остальное их количество – это водонерастворимая фракция, которая является балластом и отрицательно влияет на качество готового продукта. На содержание белков в чайном листе сильное влияние оказывает внесение азотных удобрений в почву при выращивании чайных кустов. По данным СМ. Габуния и др., с увеличением доз азотных удобрений, вносимых в почву, заметно увеличивается в чайном листе общее содержание азота при уменьшении количеств ТКС. В свежем чайном листе больше всего содержится белков, растворимых в щелочах – глютелинов, и в меньших количествах представлен альбумин. С увеличением возраста чайного листа содержание общего и растворимого азота в нем уменьшается [20,21].
Аминокислоты в чайном листе содержатся не только в составе белков, но и в свободном состоянии. Роль и значение аминокислот чая с точки зрения технологии определяется главным образом в формировании аромата черного чая. При их взаимодействии с различными сахарами в условиях повышенной температуры образуются альдегиды и продукты их дальнейшего превращения, которые входят в комплекс ароматических веществ чая [16].
В процессе преобразовании окраски листа проявляется также и роль азотистых веществ при технологической переработке его в черный байховый чай. Аминокислоты и белки, реагируя с продуктами окисления дубильных веществ, а также с фурфуролом и оксиметилфурфуролом, образующимися при высоких температурах из Сахаров, дают коричневоокрашенные соединения – меланоидины [1].
Вкус и аромат чая, как и других вкусовых товаров, является одним из важнейших показателей качества. Аромат чая, обусловленный чрезвычайно сложной смесью летучих веществ, характеризуется наличием в нем чайных эфирных масел. Ранее советскими и японскими исследователями в чайном листе было обнаружено 323 индивидуальных летучих соединений, но не все из них до настоящего времени идентифицированы [20]. Некоторые из ароматических веществ в чистом виде обладают запахом роз, зелени, меда, ванили, цитрусовых, сирени, корицы, а все вместе они создают уникальный аромат чая. В чистом виде чайное эфирное масло – жидкость лимонно-желтого цвета, возбуждающе действующая на организм человека. Поскольку в состав эфирного масла чая входят различные соединения, то при его хранении быстро теряется свойственный ему чайный аромат. Из свежих чайных листьев весеннего сбора можно получить до 0,014% эфирного масла, а из листьев летнего сбора-0,007% [15].
Идентифицированы также параизобутиловый и изовалериановый альдегиды, в кислотной фракции идентифицированы жирные кислоты – уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая, пальмитиновая, из ароматических – салициловая (в виде метилового эфира). Основными компонентами высококипящей нейтральной части эфирного масла являются гексиловый, бензиловый и фенилэтиловый спирты, а также линалоол, гераниол, креозол. О.Д. Чантурия обнаружил, что максимальное количество эфирного масла содержится в почке и в первом листе, а с увеличением возраста чайного листа содержание этих масел постепенно снижается. Установлено, что букет черного чая слагается из сочетания двух комплексов летучих компонентов: ароматического комплекса зеленого листа и комплекса веществ, формирующегося во время переработки сырья [7, 18].
Во время переработки чайного сырья (завяливание, скручивание и ферментация) происходит образование и накопление новых ароматических веществ. Установлено четыре пути формирования чайного аромата.
Первый путь формирования связан с окислительным дезаминированием аминокислот о-хинонами, образующимися при окислении катехинов чая. Выявлено, что любое карбонильное соединение можно получить окислением аминокислоты о-хинонами [20].
Второй путь образования аромата черного чая - это окисление каротиноидов. Установлено, что количество каротиноидов уменьшается во время переработки чайного листа и высказано предположение, что при разрушении молекулы р-каротина может образовываться р-ионон, являющийся важной составной частью чайного аромата.
Третий путь - это окислительные превращения ненасыщенных жирных кислот. В модельных опытах было показано, что линоленовая кислота при ферментации частично превращается в траяс-2-гексаль.
Четвертый путь связан с превращениями Сахаров. Нами установлено, что в процессе ферментации содержание Сахаров в чайном листе снижается в 5-8 раз. При этом сахара вступают во взаимодействие с аминокислотами по реакции Майара, либо дегидратируясь образуют фурфурол и оксиметилфурфурол. На модельных опытах М.А. Бокучава показал, как при взаимодействии фенилаланина и редуцирующего сахара формируется запах розы (2-фенилэтанол) [25].
Содержание эфирного масла в свежесферментированном листе повышается до 0,03 – 0,06%. При этом образуются алифатические и ароматические альдегиды – бензальдегид, цитраль, перилловый и коричный альдегиды, параоксибензальдегид, сиреневый альдегид и другие карбонильные соединения. При сушке проферментированного чая общее количество ароматических веществ снижается до 0,006 – 0,021%. Однако, наряду с улетучиванием части легколетучих компонентов, происходит новообразование таких ароматических веществ, как гераниол, бензиловый спирт, изовалериановый альдегид, 2-фенилэтанол, 2-фенилэтаналь, транс-2-октанол, уксусная, пропионовая, n-капроновая кислоты. Таким образом, при сушке завершается формирование аромата черного чая.
Ароматичность чая в основном обусловлена длительностью биохимических процессов, протекающих при ферментации [8].