Созревший чайный лист весьма сложен по своему химическому составу. Биохимики, изучающие эту ведущую культуру нашего субтропического хозяйства, насчитывали в ней около 130 различных веществ. Но среди них есть «три кита», определяющие основные качества сырья, — кофеин, танин и эфирные масла. Собственно, от этих трех слагаемых и идут главные достоинства чайного напитка — бодрость, вкус и аромат.
В 1827 году Д. Оудрим впервые обнаружил в чайном листе теин (триметидиоксипурин). Однако десять лет спустя химики установили, что по своему составу новое вещество идентично кофеину, открытому еще в 1820 году. Более того, выяснилось, что если в семенах кофе содержится не более 2,4 процента чистого кофеина, то в чайных листьях тот же компонент занимает 4–5 процентов сухой массы. В этом отношении с чаем может сравниться только бразильский кустарник гуарана, у которого содержание кофеина в плодах также доходит до пяти процентов. Все иные растения значительно уступают чаю. Что же касается камелии, то в ее листьях кофеина нет совсем. Так что с точки зрения биохимии чай можно рассматривать как «камелию с кофеином».
Теин (кофеин) является производным ксантиновых тел — продуктов распада нуклеиновых кислот. Он — главный из трех представленных в чайном листе алкалоидов — физиологически активных веществ растительного происхождения, низкая доза которых вызывает возбуждение нервной системы человека. Два других — близкий к нему теобромин, обнаруженный в 1871 году Цоллером и Либихом (позже его стали получать из какао), и теофиллин (диметилдиоксипурин), выявленный в 1888 году Коселом.
Чай является основным источником кофеина, концентрирующимся в листьях (в семенах его нет), причем его среднее количество возрастает в наших условиях от июня к августу. Добывают кофеин в основном из волосков чайного листа, а практически из чайной пыли, остающейся после сортировки чая, из формовочных отходов и подрезочного материала на плантациях. Пыль при этом смешивают с окисью магния и органическими растворителями извлекают чистый препарат кофеина (C8H10N4O2) — кристаллическое вещество без запаха и цвета, слабо-горьковатого вкуса.
В одной чашке крепкого чайного напитка содержится примерно столько же кофеина, сколько его в таблетке против головной боли. Он положительно действует не только на нервы, но и на мышечную систему — снимает усталость и сонливость, повышает общую работоспособность, стимулирует сердечную деятельность. Придавая напитку лечебные свойства, кофеин (теин) одновременно оказывает влияние и на вкус чайного настоя.
Но все-таки первую скрипку в симфонии вкуса играет танин. Этот термин ввел французский исследователь Сеген, обозначив им растительные экстракты, обладающие способностью дубить кожу. Поскольку поначалу для таких целей применялись настои дуба, от латинизированного слова тан (дуб) и образовано название вещества.
Теотанин — белое вещество вяжущего вкуса, растворимое в воде и сообщающее напитку специфическую терпкость и крепость, — выделил голландский химик Деусс. Изучение дубильных веществ чая в коммерческих целях начал в 1833 году К.И. Мульдер. Установлено, что основными аккумуляторами танина служат двух-трехлетние побеги, а еще точнее — почка и первый лист, где его накапливается до 30 процентов. В огрубевшем листе запасы дубильных веществ резко снижаются. Чем выше сорт сырья, тем больше танина в готовой продукции — до 18 процентов. Окисленные во время ферментации лимонно-желтые танины придают настою характерную темно-золотую окраску, дополняют аромат.
В грузинском чае накопление дубильных веществ происходит в трехлистных флешах с мая по август. На плантациях, расположенных выше над уровнем моря, этот процесс идет активнее, чем в низинах, а с продвижением растения на север — медленнее. Такой агротехнический прием, как подрезка кустов, способствует, а одностороннее внесение азотных удобрений, наоборот, снижает содержание танина. Более благотворны в этом отношении калийные дозы.
Как же танин действует на человеческий организм? Он укрепляет стенки кровеносных сосудов, губителен для дизентерийных, паратифозных и других микробов. Благодаря его присутствию крепкий охлажденный чайный настой служит средством лечения ожогов.
Наряду с лигнином, меланинами и гуминовыми кислотами танин — полимерное фенольное соединение. Вместе с полифенолами в растении присутствуют и разнообразные мономерные соединения фенола. Среди них — группа оксибензойных кислот (галловая, салициловая и протокатеховая), производные коричной кислоты и лактоны (кумарины, теогалин, кофейная, хлорогеновая и кумарилхинная кислоты). В создании вкуса байхового чая участвуют также красящие вещества — антоцианы с их красно-фиолетовой палитрой.