A tea kémiai összetétele A tea pszichológiai és farmakológiai hatásának jobb megértése érdekében alapvetı a tea kémiai összetételének ismerete. A tea kémiai összetétele nagyban függ • a leszedett tea levél korától, • a talaj minıségtıl, • a termesztett tea fajtától, • az évszaktól. Amikor ezen az oldalon természetes teáról beszélünk, akkor ez alatt kora tavaszi, vagy tavaszi rügyteákat értünk. A tea kémiai alkotórészei közül megkülönböztetünk • illékony és • nem illékony alkotó elemeket. Általában véve azt lehet mondani, hogy - a tea aromája az illékony elemeknek tulajdonítható, míg - a színe és íze fıként a nem illékony alkotó részektıl függ. A nem illékony komponensek fıbb csoportjai a következıek: • • • • • • • • •
Polifenolok Flavonolok és flavonol glykoszidek Flavonok Fenolsavak és depszidek Aminosavak Koffein és más alkaloidák Ásványok Vitaminok Enzimek
Polifenolok A polifenolok adják a nyers tea levéltömegének 20-35%-át és a zöld tea száraz levél tömegének 11-20 %-át. A teában található polifenolok hat nagyobb csoportba sorolhatók. Ezek közül a legfontosabbak, a polifenolok túlnyomó részét (60-80 %-át) adó katechinek. Nem túlzás azt állítani, hogy a tea öntet a polifenolok materializálódása. A tea polifenoljainak fıbb összetevıi a • • • • •
Flavonolok Hidroxi 4 flavonolok Anthocianinok Flavonok Fenolsavak
Ezek közül a flavonolok (fıleg katechinek) adják a tea polifenoljainak 60-80 %-át, túlnyomó részük részt vesz a tea gyártás során végbemenı fermentációs folyamatban. Ezek az anyagok ma a teával kapcsolatos kutatások középpontjában állnak. Néhány a fontosabb tea katechinek közül. Katechin (C) Epikatechin (EC) Epikatechin tri gallate (ECG)
3% 14% 9%
1
Gallokatechin (GC) Epigallokatechin (EGC) Epigallokatechin tri gallate (EGCG) Epiafzelechin Epiafzelechin-3-O-gallate EC-3-O-(3”-O-methyl) gallate stb
6% 44 % 23 %
Ezek közül az EGCG, az EGC, az ECG és az EC adja a katechin frakció 90 %-át, míg a C és a GC kb. 6 %-át. Más, itt nem ismertetett katechinek további 2 %-ot adnak. A katechinek vízben oldódó színtelen anyagok és (részben) a zöld tea fanyarságáért és keserő ízéért felelısek. Az ECG, EGC és EC katechineket elıször Tsujimura szeparálta 1927-35 között, az ECGC-t 1944-ben „találták fel”. Az éter típusú katechinek erısebben kesernyések és fanyarok. A tea katechinjeinek és gallátjainak mennyiségét genetikailag kódolja a növény és a klónozás, szaporítás során állandó, viszont változik a szezon és más környezeti tényezık függvényében. Általában magasabb a katechin tartalom a nyári idıszakban és nagy tömegő tea állomány esetében, kisebb tavasszal és kis növénytársulásban. Tévedés ugyanakkor azt hinni, hogy a nyári, magasabb katechin tartalmú teák nagyobb hatással lehetnek az egészségünkre. A katechin tartalom jelentısen módosul a feldolgozás során és a tea összetételében más,a katechinekkel együttható anyagok is felelısek lehetnek az emberi szervezetre kifejtett jótékony hatásért. A katechin komponens a rost tartalommal fordítottan arányos. Ezért van az, hogy a fiatal, a minél fiatalabb rügyek magasabb katechin tartalmúak, következésképpen jobb minıségőek. A katechinek bioszintézisét a volt Szovjetúnióban részletesen kutatták és leírták. Lásd Zaprometov munkásságát 1958-989 között) A zöld és a fekete tea közötti alapvetı különbség az, hogy a fekete tea olyan fermentációs fázison megy át, ami végeredményben a tea színes fenol vegyületeire ható oxidatív, enzimek által katalizált átalakulás. A fekete tea végtermékben megfigyelhetı vöröses barna pigmentáció a katechin oxidáció eredménye. Ennek a folyamatnak a végtermékei, a tea specifikus teaflavin és tearubigin. Elıször Roberts és munkatársai használtak papír kromatográfiát arra, hogy leválasszák az etil acetát frakciót és ık nevezték el teaflavinnak. A különféle polifenolok oxidációja révén 11 különbözı teaflavint mutattak ki eddig a fekete teából, de ezeket részletesebben a fekete teák ismertetésekor fogjuk tárgyalni.
Polifenol tartalom és aktivitás a tea levél fejlettsége szerint
2
Katechin frakció árnyékolt és nem árnyékolt teákban
Flavonolok A friss tea levélben három nagyobb flavonol csoport található, ezek a • Kaempferol • Quercetin • Myricetin Ezek szabad és flavonol glykoszidek összetevıiként is elıfordulnak. A glykoszid csoport tagjai a • Glükóz • Ramnóz • Galaktóz • Arabinóz és a • Rutinóz Flavonok A flavonok vízben oldódó komponensek és a tea öntetének sárga színét adják a zöld és a fekete teában. A zöld tea öntetében 18 flavonszármazékot mutattak ki, ezek a C-glycoszil flavonokkal hozhatók összefüggésbe, név szeint a vitexin, isovitexin a C-glycoszil apigenin 3 izomerjei, szaponarin, vicemin-2, theiferin A és theiferin-B. Fenolsavak A tea fıbb fenolsavai a • • •
galluszsav, klorogénsav és a coumariyl quinic sav.
A legfontosabb teában elıforduló depszid a 3-galloil quinic sav (teogallin). Annyiban érdemel figyelmet, hogy a természetben a teában szokatlanul nagy mennyiségben fordul elı és mennyisége összefüggésben van a végül elkészített fekete tea minıségével. A zöld teában 0,4-1,6 gr/Kg mennyiségben találhatók. A fermentáció során mennyiségük növekszik, amikor felszabadulnak a katechin gallátoktól.
3
Ásványok A tea összes hamutartalma 5 % körül változik. Ebben a szekcióban 28 különféle ásványi alkotó elem vesz részt. A molibdénen, jódon és ólmon kívül minden elem a periódusos elem I-IV szakaszába tartozik. Ezeket 4 csoportba soroljuk: 1. >2000 mg /Kg-ot meghaladó elemek: szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, foszfor, nitrogén 2. 500-2000 mg/Kg: magnézium, mangán, fluor, alumínium, kalcium, nátrium, kén 3. 5-500 mg/Kg vas, arzén, réz, nikkel, szilikon, cink, és bór 4. <5 mg/Kg molibdén, ólom, kadmium, kobalt, szelén, bróm, jód, króm. Más növényekkel összehasonlítva, a következı 8 elem fordul elı a megszokottnál jóval nagyobb mennyiségben: • • • • • • • •
Fluor Nitrogén Alumínium Jód Szelén Nikkel Arzén Mangán
Néhány ezek közül az érett levelekben fordul elı (alumínium, szelén, kalcium), mások a puha, friss rügyekben (pl. cink, magnézium). Ennél is fontosabb természetesen, hogy ezek a nagy koncentrációban elıforduló elemek hogyan kerülnek át, vagy egyáltalán átkerülnek-e az öntetbe. Ez igen változó; néhány elem szinte teljes egészében átkerül az öntetbe, így a bróm, vagy a nitrogén, míg mások jól oldódnak, így a réz, fluór, nikkel, cink, króm, mangán, magnézium, kobalt. Fluor A tea egy fluort akkumuláló növény, más növényekhez képest szokatlanul sokat 100-200 mg/Kg-ot tárol a fiatal levelekben, ennek kétszeresét az érettekben és majd 1000 mg/Kg-ot a régi levelekben. A fluort akkumuláló funkció nem ismert, mindenesetre elınyös az emberi szervezetben a fogak épségének megırzése érdekében. Kísérletek bizonyították, hogy a tea fluorja képes beépülni a fogzománcba és növeli annak savellenálló képességét. Ugyanakkor a túlzott tea fogyasztás, különösen a tejben elkészített nagy mennyiségben fogyasztott tea fluorja az indiai, kínai és tibeti gyerekek körében fluorózist okoz. Alumínium A tea abból a szempontból is különleges növény, hogy valamilyen, szintén ismeretlen okból szokatlanul nagy mennyiségben veszi fel és tárolja az alumíniumot. Az alumínium koncentráció a friss tea levelekben termıterülettıl és alfajtól függıen 200-1500 mg/Kg között változik. Az alumínium nagy része a katechin komplexben vesz részt és az öntetbe csak kevéssé kerül át. (2-6 mg/l) Az alumínium valószínőleg a flavonolok metabolizmusában vesz részt, de funkciója jobbára ismeretlen. Régebben bevett szokás volt az alumínium hozzáadása a teához, hogy a fekete tea színét intenzívebbé tegyék, de ennek egészségre gyakorolt káros hatása miatt ez kerülendı (Alzheimer kór)
4
Réz, mangán
A fermentációban résztvevı polifenol-oxidáz enzim hajtóanyaga a réz, ami szintén nagyobb arányban fordul elı a teában. (12-18 mg/Kg). A mangán szintén fontos katalizátora mind az emberi szervezetnek, mind a teának, amiben kiugróan nagy mennyiségben fordulhat elı (200-1200 mg/kg) Mivel az öntetbe 35%-a át is kerül, ezért a tea az emberi szervezet mangánszükségletének egyik legfontosabb utánpótlása.
Vitaminok A tea gazdag vitaminokban, különösen C-vitaminban. 100 gramm zöld tea 150-300 mg C-vitamint tartalmazhat, sokkal kevesebb viszont a fekete és a félig fermentált teákban. A B vitamin tartalom 1-2 mg körül változik. Mivel ezek vízben oldódó komponensek, ezért az öntetbe is átkerülnek. Kimagasló a feldolgozott teák E-vitamin (24-80 mg/100 gr) és K -itamin (300-500 i.u./gr) tartalma. 5 csésze tea elegendı K-vitamin utánpótlást jelent egy felnıtt ember számára.
Szénhidrátok A tea cukrai, a levél tömegének 3-5 %-át adják. Ezek a • Glükóz • Fruktóz • Szukróz • Raffinóz • és sztachióz Ezek a cukrok az árnyékolástól, termesztési körülményektıl jelentısen függenek. A tea fotoszintézisének elsıdleges szénhidrát terméke a szukróz. A normál körülmények között termesztett tea szabad cukor tartalma 40-50 %-kal magasabb, mint árnyékolt társaié. A tea öntet ízének édes összetevıiért a monoszacharidok és diszacharidok felelısek. A tea levélben található poliszacharidok közül a hemicellulóz és cellulóz említésre méltóak. Ezek magas aránya természetesen kedvezıtlenül befolyásolja a tea rügy puhaságát, lágyságát. Néhány újonnan végzett japán és kínai kutatás eredményei arra mutatnak, hogy a feldolgozott tea poliszacharidjai hozzájárulhatnak a vér glükóz szintjének csökkentéséhez, s így alkalmasak lehetnek a diabétesz kezelésére.
Aminosavak A tea levéltömegének 2-4 %-át aminosavak adják, amelyek a zöld tea ízére vannak jelentıs hatással. A legfontosabb tea amino sav a theanin (5-N-ethyl glutamine), ami az aminosav frakció 50 %-át adja, és csak a teában fordul elı. Elıször a gyokuro, árnyékolt japán zöld teában különítette el Sakato 1950-ben. Színtelen, tőhegyes kristály. A legkisebb theanin koncentrációt tajvani oolong teákban találták, viszonylag magas a yunnani feketéké (2,38 %). A theanine bioszintézisének összetevıi a glutaminsav és az etil-amin. A theanin szintézise javasrészt a tea növény gyökerében zajlik, ahonnan a tea hajtásaiba jut, ezért a gyökérben a legnagyobb a koncentrációja. A theaninról egy 1973-as tanulmány kimutatta, hogy védi az enzimeket a polifenolok kikaapcsoló hatásától. Neurotranszmitter, vagyis idegi ingerület átvitelben játszik szerepet, továbbá csökkenti, kiegyensúlyozza a vérnyomást. A theanint élelmiszerekhez adják hozzá relaxációs szerként. A teában további, legfıképpen a fehérjékkel összefüggésbe hozott aminosav található. Ezek a • glutaminsav,
5
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
glutamin, arginin Aszpartamsav Glicin Szerin Aszparagin Lizin Treonin Hisztidin α – alanin β – alanin tirozin prolin hidroxiprolin valin S – metilmetionin Triptofán Leucin Izoleucin Fenilanalin γ glutanil metilamid γ amino vajsav γ N-etilázparagin ciszteinsav pipekolsav
Ezek közül az elsı négy mennyisége 200-280 mg/100 gramm teában. A zöld tea minıségét alapvetıen meghatározza ezeknek a szabad amino savaknak a jelenléte. A késıbbi feldolgozás szempontjából a fekete tea minıségére meghatározó jelentıségő a leucin és az izoleucin magas értéke. Az amino savak egyúttal fontos aroma produkáló komponensek. Az utóbbi évtizedek nagy vívmánya a γ amino vajsav neurotranszmitter teában való kimutatása, feldúsítása és a vérnyomás, szabályozásában betöltött elengedhetetlen szerepének felismerése.
Szerves savak A tea levél szárazanyag tartalmának 0,5-2%-át organikus savak adják. Ide tartoznak a dikarbonil és trikarbonil savak, úgymint • borostyánkısav • quinic sav • oxálsav • zsírsavak, mint • linolsav • ricinolsav • hexánsav • pentánsav Ezek a zsírsavak általában az aroma képzıdés során játszanak szerepet, némelyikük önmagában is aromás, de inkább oxidáció és más reakciók révén válnak aroma komponensekké. A szerves savak közül a quinic sav és a levélsejtekben kristályos formában jelenlévı oxálsav aránya a legmagasabb.
6
Klorofil, karotenoid és más pigmentek A klorofil mennyisége a friss tea levél szárazanyag tartalmában 0,2-0,6 %. A klorofil A és a klorofil B aránya 2:1. A klorofil mennyisége drámaian csökken a fekete tea feldolgozása során. A fekete tea elıállításakor klorofil lebontó komplexek, a pheophytin A és B, valamint a pheophorbide játszanak szerepet és okozzák a tea sötét árnyalatát. A klorofil, ami a zöld tea fı színezıanyaga, a feldolgozás során rohamosan csökken. 100 egységbıl a sütött zöld tea rügyekben 87 marad, a sodrottban 74, míg a szárított zöld rügytea végtermékben az eredeti mennyiség csupán 52-ed része. A magas hımérséklet és a PH változás miatt a klorofil elveszti a rácsának közepén álló magnéziumot. Utána a klorofil hidrolízis folytán folsavvá, fitollá és magnézium mentes klorofillá bomlik. A tea levélben 15 karotenoid komponens található. Ezek közül a β – karotén, a lutein és a zeaxantin a legfontosabbak.. A karotenoidok összes tömege a tea levél tömegének 0,030,06%-a. Az érett levelek több karotént tartalmaznak, mint a fiatal rügyek. A karotének fontos szerepet játszanak a fekete tea minıségében és aromájának kialakításában. A fekete tea feldolgozása során a karotenoidok hıhatással történı átalakítása során jelentıs mennyiségő aroma komponens képzıdik, többek között a β – ionon, a theaszpiron, dihydroaktinidiol, stb.
Alkaloidák A tea legfontosabb purin alkaloid vegyülete a koffein. Elıször Runge izolálta a teából 1820ban és nevezte el theinnek. Késıbb a theint azonosnak találták a koferinnel, ezért az elnevezés csak eufemisztikusan maradt fenn. Egy a nyolcvanas évek végén végzett tanulmány szerint a világ koffein fogyasztása 44 országban végzett mintavétel alapján 100 mg alatt volt 23 országban, 100-200 mg volt 11 országban és a 200 mg-ot is meghaladta 3 országban. A humán koffeinfogyasztás 15-45 %-a származik teából. A koffein tartalom jelentısen különbözik tea fajtánként és a tea elkészítése módszere szerint. A koffeintartalmat némileg módosítja a feldolgozás során a teát ért hıkezelés, különösen a sütés. Ebben a processzusban a koffein a teaflavinokkal reagál, ami a szakzsargon szerint „fürgébbé” teszi a teát. A magas koffeintartalom fekete teák esetében krémes állagként érzıdik. A koffein mennyisége jelentısen különbözik szüreti idıszakonként: a legmagasabb a tavaszi szedéskor, míg a következı szedések idején egyre csökken. A fogyasztás során a koffein gyorsan, azonnal, már a szájban felszívódik, a vér koffein szintje teaivás után 30-60 perccel éri el a maximumot. A koffein felezési ideje a vérplazmában 3-7 óra, dohányosoknál ennek mindössze a fele. A koffein hatásmechanizmusát külön oldalon ismertetjük, itt legyen elég annyi, hogy rugalmassá teszi az érfalakat, serkenti a keringést, az emésztést és a vizelet kiválasztást. A koffein ártalmas, vagy egészségre kedvezı hatását sok ellentmondásos tanulmány tárgyalja. Úgy tőnik, hogy bizonyos körülmények között kedvezıtlen összefüggés van a koffein bevitel és a mikrokardiális infarktus, valamint daganatképzıdés között. Rögtön hozzá kell tenni azonban, hogy ezt a korrelációt a normálisnál 8-10- szer nagyobb koffeinbevitel esetén (40 mg/Kg/nap) mutatták ki és a hatás csupán átmeneti volt. A teobromin és teofilin a koffeinhez képest (2-5%) csekély mértékben fordulnak elı.
7
Enzimek A tea növény legfontosabb összetevıi, mert mind a tea metabolizmusában, mind minıségében meghatározó szerepet játszanak. A polifenol oxidáz egy olyan specifikus enzim, ami a fekete tea gyártásának kulcsa. Különlegességét az adja, hogy a polifenolok csak egyik győrőjét támadja meg. Ez az enzim réz tartalmú fehérje, aktivitása a fiatal levelekben háromszor magasabb, mint az érettt levelekben. A PPO tartalom erısen variábilis, függ a szezontól és a feldolgozás apró különbségeitıl. Kezdetben úgy gondolták, hogy a PPO enzim helye elsısorban a színtest, késıbb a mitokondriumban mutatták ki, még késıbb a tea levél felhámjában Más enzimek: L-Theanine liláz a theanin hirdolízise Theanin szintetáz a theanin bioszintézise Polifenol oxidáz – a katechinek oxidatív enzimje Tannáz a gallát komplexek és koffein hidrolízise Fenilanalin ammónia liáz A polifenolok bioszintézise Peroxidáz - A polifenolok oxidációjának aktivizálása a PPO révén Adenozin nukleozidáz Alkohol dehidrogenáz Klorofilláz Glutamináz Lipoxidáz Peptidáz Nukleáz 3- dehidroquinic sav szintetáz. A katechinek B győrőjének kialakulása
8
