Закономерности формирования компонентов антиоксидантной системы чая, произрастающего в условиях влажных субтропиков России

УСЛОВИЯ, МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проведены в 2016-2019 гг. на базе ФИЦ СНЦ РАН в условиях влаж- ного субтропического климата, с наличием гидротермических стрессоров, влияющих на качественные показатели сырья и готового чая. В главе представлено описание поч- венно-климатических условий влажных субтропиков и характеристика гидротермиче- ских условий периода исследований
Объектами являются сорта и формы чая, выращиваемые в полевых условиях на кол- лекционно-маточном участке ФИЦ СНЦ РАН, выбор которых обусловлен рекоменда- циями селекционеров центра. Отбор материала для исследований проводили в период активной вегетации с мая по октябрь. Переработку чайного сырья (3-листных флешей) в готовый чай проводили в лаборатории физиологии и биохимии растений в соответ- ствии с требованиями ГОСТ на данную продукцию (ГОСТ 32573-2013 Чай черный; ГОСТ 32574-2013 Чай зеленый).
Определение антиоксидантов осуществляли: активность гваяколпероксидазы и со- держание аскорбиновой кислоты по Ермакову (Ермаков и др., 1972); содержание фото- синтетических пигментов методом Шлыка (1971); количество флавоноидов и антоциа- нов методом УФ-ВИС спектрофотометрии; рутин – методом титрования; кофеин и со- держание вторичных метаболитов методом газовой масс-спекрофотометрии и обра- щенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии; анализ аминокислот- ного состава, моно- и дисахаров, органических кислот – с использованием системы ка- пиллярного электрофореза «Капель 105-М»; суммарное содержание полифенолов – с использованием реактива Фолина-Чокалтеу в качестве экстрагента.
Агрохимическая характеристика почв опытного участка проведена на базе лабо- ратории агрохимии и почвоведения по классическим методикам. Все био- и агрохими- ческие анализы выполнены в трехкратной повторности.
Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась с использова- нием пакета ANOVA в STATGRAPHICS Centurion XV (версия 15.1.02, StatPoint Technologies) и MS Excel 2007.
3. ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ АН- ТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЧАЯ
3.1. Изменение количественного состава аскорбиновой кислоты в 3-листной флеши чая
В накоплении АК выделяются два пика: первый – в июне, совпадающем с периодом естественного летнего покоя растений после майского всплеска продуктивности (рис. 1). Снижение количества АК в июле связано с длительным отсутствием осадков (r = – 0,87) и затуханием ростовых процессов, что спровоцировало резкое увеличение аскор- биновой кислоты в ответ на действие стресса (второй пик синтеза АК).
270 220 170
май июнь Колхида
июль август В среднем по сортам
Рисунок 1 – Динамика накопления аскорбиновой кислоты 3-листной флешью Camellia sinensis (на при- мере контрольного сорта Колхида)
Характер накопления аскорбиновой кислоты изменялся не только в связи с погод- ными условиями, но и в соответствии с генотипическими особенностями растений. Наибольшим количеством витамина С отличаются формы 2264 и 582. Наименее вариа- бельно накопление АК во флешах сорта Колхида и формы 582 (V, % = 12). Во флешах
аскорбиновая кислота, мг/100г

ф. 2264 максимальное количество витамина С наблюдалось не в августе (как у осталь- ных образцов), а в июне, однако этот показатель очень варьирует (V, % = 20), уже в июле содержание АК падает в 1,5 раза (с 305,7 мг/100 г до 196,3 мг/100 г). Варьирование со- держания АК – признак пластичности растений и является важным признаком работы антиоксидантной защиты. Как источник БАВ растения с относительно стабильным со- держанием витамина С во флешах (форма 855 и сорт Колхида) более ценны.
3.2 Динамика фотосинтетических пигментов в 3-листной флеши чая
Содержание зеленых пигментов достаточно динамичный процесс, который обуслав- ливается как погодными условиями, так и генотипическими особенностями растений (рис. 2).
1,4 1,2 1,0 0,8
май
июнь июль Колхида В среднем по сортам
август
Рисунок 2 – Динамика накопления хлорофиллов 3-листной флешью Camellia sinensis (на примере кон- трольного сорта Колхида)
В мае идет активное нарастание флешей и листьев, по мере их вызревания активи- зируются метаболические процессы, сопровождаемые синтезом пигментов, поэтому наибольшее количество хлорофиллов отмечается в июне (в среднем 1,123 мг/г). В июле, в период существенного водного дефицита, количество хлорофилла у растений значи- тельно (в 1,2 – 1,3 раза) падает. В августе количество зеленых пигментов несколько воз- растает, но менее выраженно, чем в период активной вегетации. С августа процессы нарастания новых побегов (флешей) затихают, т.к. начинаются генеративные процессы, что сказывается на синтезе хлорофилла. Незначительное увеличение количества каро- тиноидов совпадает с периодом засухи и естественным июньским затуханием ростовых процессов (рис. 3).
0,35 0,30 0,25 0,20
май
июнь июль Колхида В среднем по сортам
август
сумма сумма каротиноидов, мг/г хлорофиллов, мг/г

Рисунок 3 – Динамика накопления каротиноидов 3-листной флешью Camellia sinensis (на примере кон- трольного сорта Колхида)
В августе (при значительном водном дефиците) отмечается резкое увеличение син- теза каротиноидов. Корреляционный анализ показал наличие высокой обратной зависи- мости содержания пигментов от температурного фактора (r = -0,81 в отношении хлоро- филла и r = -0,84 по каротиноидам) и существование некоторого влияния на их накоп- ление количества осадков (r = -0,54…0,61 по каротиноидам) в течение вегетации.
Выявленные закономерности являются общими для всех растений чая; формы чая являются устойчивыми к гидротермическим стрессорам, в их флешах соотношение суммы хлорофиллов к каротиноидам ниже (2,81-3,09 мг/г), чем в контрольном сорте Колхиде (3,92 мг/г)
3.3 Фенольный комплекс и его участие в формировании защитного ответа растений на гидротермический стресс
3.3.1 Динамика флавоноидов в 3-листной флеши чая
В начале вегетации (с мая по июнь) отмечается активный рост содержания теафла- винов до 0,106 мг/г; теарубигинов до 1, 516 мг/г, который к июлю сменяется таким же активным понижением (рис. 4). К августу количество флавоноидов достигает июнь- ского уровня (0,111 и 1,434 мг/г, соответственно). Такие изменения полностью соответ- ствуют изменению погодных условий, а именно, влиянию гидротермических факторов на синтез данных соединений.
1,60 1,40 1,20 1,00
0,12 0,10 0,08
май
июнь TRs(825,5нм)
июль
TFs (665нм)
август
Рисунок 4 – Динамика накопления флавоноидов 3-листной флешью Camellia sinensis (на примере кон- трольного сорта Колхида)
Наибольшим количеством теафлавинов характеризуются формы 582 и 2264, у кото- рых и теафрубигина больше, чем в остальных сортах/формах. Меньше теафлавинов у сорта Сочи (в среднем 0,082 мг/г) и существенно меньше теарубигинов у указанного сорта и формы 3823 (НСР, за весь период исследований = 0,10). Соединения достаточно лабильны, коэффициент вариации показателей лежит в пределах от 21-31 % (теафла- вины) до 32-41 % (теарубигины). Более вариабелен по накоплению теафлавинов сорт Колхида (V = 31%), наименее лабильна форма 3823 (V = 21 %). По теарубигинам более
содержание теарубигинов, мг/г
содержание теафлавинов, мг/г

стабильны формы 582, 855 и 3823 (V = 32-34 %). Лабильность показателей у сорта Кол- хиды, а также сорта Сочи и формы 2264 – положительный признак, так как резкое по- вышение обоих групп флавоноидов у данных растений приходится на периоды дей- ствия гидротермических стрессоров.
3.3.2 Содержание полимерных форм фенольных соединений в 3-листной флеши чая
Наибольшее количество антоцианов накапливается в июле (в среднем 308,5 г/100 г), наименьшее в мае (150,2 г/100 г), так как в июле наблюдается длительный засушливый период, сопровождаемый высокими температурами воздуха (рис. 5). Закономерности накопления антоцианов в 3-листной флеши носит общий характер, что подтверждается сходными диаграммами накопления по контрольному сорту Колхида и по усредненным данным всех сортов (рис. 5). Статистический анализ показал значимую обратную зави- симость содержания антоцианов от температурного фактора (r = -0,96).
Содержание в 3-листных флешах чая антоцианов зависит от генотипа форм, наибольшим их количеством отличаются формы 2823 (242,1 г/100 г) и 582 (241,7 г/100 г), что существенно выше, чем у контрольного сорта Колхида (218,4 г/100 г). Вариабель- ность форм в отношении накопления антоцианов, показала, что сорт 582, несмотря на повышенное содержание антоцианов не является надежным источником биологически активных веществ (V = 55 %), в то время как форма 588 и сорт Сочи (наравне с кон- трольным сортом Колхида) могут быть использованы в селекции на повышенное содер- жание БАВ и представлять интерес с точки зрения пищевой ценности готового чая.
330 230 130
май июнь июль август Колхида в среднем по сортам
Рисунок 5 – Динамика накопления антоцианов 3-листной флешью Camellia sinensis (на примере контроль- ного сорта Колхида)
Содержание пирогаллола в 3-листной флеши колеблется от 2,5% до 27,6 % (рис. 6).
сумма антоцианов, г/100 г

Колхида
Сочи ф. 3823
ф. 582
ф. 855
ф. 2264
12,0 27,6
10,6
25,9
25,7
2,5
Рисунок 6 – Генотипические отличия в содержании пирогаллола в 3-листной флеши Camellia sinensis, в %
Данный метаболит наряду с другими фенольными соединения обуславливает терп- кость чая, существенно более высокое содержание пирогаллола в формах 2264, 3823 и 855 представляет несомненную ценность (НСР (p ≤0.05) = 0,08).
3.3.3 Содержание кофеина в 3-листной флеши чая
На количество кофеина в чае влияют условия выращивания, применяемая агротех- ника и условия переработки, что полностью подтверждается нашими исследованиями (рис. 7). Отмечается, что в мае содержание кофеина достаточно высокое (в среднем от 12,07 до 20,61 мг/г), что объясняется увеличением интенсивности солнечного света и продолжительности его действия. Наиболее активный синтез кофеина наблюдается в июле (в среднем 26,56 мг/г), превышение его количеств по сравнению с остальным ве- гетационным периодом составляет 1,6 – 2,3 раза, что является существенным (НСР = 1,3).
37,0 27,0 17,0
7,0
май
июнь июль Колхида В среднем по сортам
август
Рисунок 7 – Динамика содержания кофеина в 3-листной флеши Camellia sinensis (на примере контроль- ного сорта Колхида)
К периоду активизации генеративных процессов (август), количество кофеина резко сокращается, так как он является элементом неспецифической защиты. Корреляцион- ный анализ показал влияние на накопление кофеина термического фактора (r =0,95).
Отмечается сортовая вариация, связанная с генотипическими особенностями, суще- ственно более богат кофеином сорт Колхида, меньше всего алкалоида содержится в 3-
кофеин, мг/г

листной флеши формы 2264. У этой же формы отмечена большая вариабельность кофе- ина (V = 52 %), более стабильно содержание данного соединения у сорта Сочи (V = 29 %).
3.3.4 Содержание общих полифенолов в 3-листной флеши чая
Динамика общих полифенолов не отличается от установленных закономерностей по синтезу биологически активных веществ катехиновой природы (рис. 8). Большее коли- чество полифенолов накапливается в июле – 18,47 мг/г (в мае-июне – 10,77-15,36 мг/г). Этот процесс закономерен, так как подтверждается данными по накоплению полифено- лов всеми сортами/формами чая. На содержание полифенолов в чайном листе влияют не только гидротермические условия периода вегетации, но и генотипические особен- ности растений.
24,0 19,0 14,0
9,0
май июнь июль Колхида В среднем по сортам
август
Рисунок 8 – Динамика накопления общих полифенолов 3-листной флешью Camellia sinensis (на примере контрольного сорта Колхида)
3.4 Аминокислотный комплекс растений чая и его роль в защите растений чая от стресса
Наибольшее количество суммы аминокислот синтезируется в мае, в дальнейшем их синтез снижается, т.к. включаются процессы их превращений и взаимопревраще- ний в другие соединения (рис. 9).
Рисунок 9 – Динамика накопления аминокислот 3-листной флешью Camellia sinensis (на примере кон- трольного сорта Колхида)
Статистический анализ показал высокую степень корреляции накопления амино- кислот от количества осадков (r = 0,99). Учитывая, что в июле наблюдается период за-
4700 2700 700
май июнь июль август с. Колхида в среднем по сортам
12
сумма АМК, мг/г
сумма полифенолов, мг/г

сухи, снижение количества аминокислот может быть активировано включением мета- болических процессов трансформации АМК в другие соединения неспецифической за- щиты растений от стресса.
Элементом неспецифической защиты от стресса является пролин, поскольку его ак- кумуляция происходит в растительных клетках при действии практически любых стрес- совых факторов. В начале вегетации содержание пролина достаточно высокое (в сред- нем 1644 мг/г сырого веса), что связано с пониженными температурами периода зим- него покоя. В дальнейшем происходит снижение его содержания (в 2,6 раза по сравне- нию с майским периодом), так как активно идут метаболические процессы трансформа- ции связанного пролина в его растворимую форму и участие в осморегуляции, что со- ответствует нормальному физиологическому состоянию растений. В ответ на длитель- ное воздействие гидротермического стресса наблюдается активное накопление пролина и к августу его количество опять увеличивается (в среднем по сортам до 923 мг/г). В содержании аминокислот прослеживаются сортовые различия, отмечена сильная вари- абельность в содержании аминокислот, достаточно стабилен только пролин (V = 14 – 26 % за вегетацию).
3.5 Изменение активности гваяколпероксидазы в 3-листной флеши чая
В период активной вегетации отмечено наличие спадов и пиков в активности фер- мента, связанных с гидротермическими условиями каждого месяца (рис. 10 и 11).
Рисунок 10 – Динамика активности гваяколпероксидазы в 3-листной флеши Camellia sinensis в зависимости от температурных условий вегетации (на примере контрольного сорта Колхида)
В июле стрессовый по гидротермическим условиям период отражается на функци- ональном состоянии растений, отмечается водный дефицит, что приводит к проявлению окислительного стресса – повышается активность ГПО, как неспецифической реакции на стрессовый фактор. Корреляционный анализ показал наличие средней прямой зави- симости между активностью гваяколпероксидазы и термическим фактором (r = 0,42- 0,54); наиболее значимая корреляция выявлена между активностью ГПО и количеством осадков (r = -0,86…-0,68), причем зависимость обратная.
0,8 50 0,6
0,4
0,2
май июнь июль август Температура, оС активность ГПО, усл. ед./г∙с
13
активность ГПО, усл.ед/гс
температура воздуха, оС

0,8 200 0,6
0,4
0,2
00 май июнь июль август
активность ГПО, усл. ед./г∙с осадки, мм
Рисунок 11 – Динамика активности гваяколпероксидазы в 3-листной флеши Camellia sinensis в зависимости от количества осадков в период вегетации (на примере контрольного сорта Колхида)
Динамика активности фермента в 3-листной флеши сортоспецифична. Наибольшей активностью гваяколпероксидазы в течение всего периода исследований отличается сорт Сочи, формы 3823 и 855. Вариационный анализ показал стабильную ферментатив- ную активность у формы 3823 (V = 10%), учитывая достоверно высокий уровень актив- ности ГПО в листьях данного образца, можно говорить о высоком метаболизме формы.
3.6 Продуктивность растений чая в аспекте накопления основных антиокси- дантов
Наибольшее количество чайного листа, собираемое с опытных участков, пришлось на июнь-июль (в среднем от 1187 до 1190 кг/га). Корреляционный анализ (табл. 1), по- казал, что наблюдается тесная прямая зависимость урожайности растений чая от коли- чества осадков (r = 0,84) и некоторая связь с температурным фактором (r = 0,64).
Таблица 1 – Корреляционная матрица взаимозависимости содержания БАВ и урожайности рас- тений (анализ данных за три года исследований)
Биохимические показатели ∑хлор., мг/г
Скар., мг/г
TFs, мг/г
TRs, мг/г
Антоцианы, мг/100 г Caf, мг/г
Общие полифенолы, мг/г АМК, мг/г
ГПО, усл. ед./г∙с
АК, мг/100 г
Σ БАВ
Урожайность, ц/га 0,68
0,59
0,51
0,52
0,64
0,65
0,60
0,69
-0,70
0,81
0,75
В июле – августе отмечено повышенное содержание в 3-листных флешах БАВ, в связи с чем, более низкая урожайность растений компенсируется образованием высоко- качественного сырья. Выявлена отрицательная корреляция между урожайностью и ак- тивностью гваяколпероксидазы, что объясняется разнонаправленностью активных про- цессов, связанных с формированием адаптивности и продуктивностью растений. От-
активность ГПО, усл.ед/гс

мечена прямая зависимость между накоплением основных биологически активных ве- ществ в сырье и урожайностью растений чая (табл. 1), в данном случае их количество во флешах напрямую зависит от количества флешей, т.е. урожайности. Наиболее уро- жайной является форма 582 (1082 кг/га) во флешах которой и содержание БАВ доста- точно высокое (рис. 12), наименее урожайные – форма 855 и сорт Сочи (624-662 кг/га), что согласуется с данными, полученными ранее при сортоизучении растений (Туов, Прокопенко, 1994). Сорт Сочи характеризуется высоким содержанием основных анти- оксидантов, что придает ему пищевую значимость.
1200
1000
600
200
0
Колхида
Сочи 3823 582
855 2264
Рисунок 12 – Урожайность 3-листной флеши Camellia sinensis в среднем за 3 года, кг/га
3.7 Общий анализ содержания антиоксидантных компонентов в 3-листной флеши чая
Содержание компонентов антиоксидантной системы, являющихся механизмами не- специфической защиты растений генетически детерминировано, находится под контро- лем развития организма и реализуется в зависимости от комплекса внутренних и внеш- них условий (рис. 13). К первому типу механизмов защиты от стрессоров можно отнести активизацию гваяколпероксидазы, которая детерминирует повышенный синтез флаво- ноидов и аскорбиновой кислоты в листьях (июнь). На следующем этапе (июль-август) идет усиленное накопление общих полифенолов, антоцианов и кофеина, которые кор- релируют с содержанием флавоноидов и АК; усиливается синтез пигментов флавоно- идной природы и каротиноидов, увеличивается накопление пролина.
урожайность, кг/га

Рисунок 13 – Схема механизма неспецифической защиты Camellia sinensis от гидротермического стресса
К августу в листьях активизируются процессы защиты растений от стресса, это при- водит к повышенному содержанию всех веществ антиоксидантного комплекса, что имеет значение не только в качестве неспецифической защиты от абиотических стрес- соров, но и представляет пищевую ценность сырья.
Высокое содержание вторичных метаболитов у сорта Сочи и изученных форм ука- зывает, во-первых, на быстрое формирование неспецифической устойчивости, следова- тельно, на возможность компетентного ответа растением на абиотический стресс; во- вторых, на возможность использования этих растений в качестве источников БАВ и источников хозяйственно-ценных признаков. К наименее вариабельным можно отнести сорт Сочи и форму 3823, у которых колебания основных антиоксидантов составляет 14- 20% в течение всего периода исследований.
4. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ АНТИ- ОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЧАЯ В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ В
ГОТОВЫЙ ПРОДУКТ
4.1. Изменение количественного состава витаминов (С и Р) в процессе перера-
ботки сырья в готовый продукт
Вследствие термической обработки происходит разрушение витамина С в 17 – 20 раз при производстве черного чая и почти в 9 раз – при приготовлении зеленого (рис. 14).
250 200 150 100
50 0
3-листная флешь
зеленый чай
черный чай
16
содержание витамина С, мг/100 г

Рисунок 14 – Изменение содержания витамина С в процессе переработки сырья в готовый чай (на при- мере контрольного сорта Колхида)
Процесс сохранения аскорбиновой кислоты в чае детерминирован генотипическими особенностями самого сырья. В зависимости от сезона сбора, в зеленом чае содержание рутина колеблется от 33 мг/100г до 46 мг/100г, а в черном – в пределах 10 мг/100г – 23 мг/100г, что в 2 раза ниже, чем в зеленом неферментированном чае.
4.2. Фотосинтетические пигменты в готовом чае
При переработке сырья в готовый чай значительная часть хлорофилла (около 25 % от исходного количества в сырье) разрушается при обработке паром, а также в процессе сушки. Поэтому хлорофилла в зеленом чае меньше (в 1,3 раза), чем в сырье (рис. 15). При изготовлении чёрного чая хлорофилла остается ещё меньше (0,28 мг/г), чем в зелё- ном (0,85 мг/г), что является положительным фактором, так присутствие данного пиг- мента отрицательно сказывается на качестве напитка.
Технологические особенности процесса переработки чая в зеленый или черный (наличие фиксации или процесса ферментации) не влияет на количество каротиноидов в чае, поэтому его содержание в обоих видах чая практически одинаково – 0,275-0,289 мг/г, соответственно.
1,50 1,00 0,50 0,00
3-листная зеленый чай черный чай флешь
хлорофилл
3-листная зеленый чай черный чай флешь
каротиноиды
Рисунок 15 – Изменение содержания фотосинтетических пигментов в процессе переработки сырья в гото- вый чай (на примере контрольного сорта Колхида)
4.3 Фенольный комплекс и его участие в формировании пищевой ценности чая
4.3.1 Изменение в количестве и соотношении флавоноидов в чае
Между качеством сырья и содержанием флавоноидов в напитке существует прямая зависимость: в зелёном чае теафлавинов больше, чем в чёрном чае. Подтверждены об- щие закономерности: содержание теафлавинов в зеленом чае выше (около 0,09 мг/г при 0,04 мг/г в черном чае), в черном существенно (НСР (p ≤0,05) = 0,19) увеличивается ко- личество теарубигинов (рис. 16).
пигменты, мг/г сырой массы

1,5 0,2
1 0,5
0,1
3-листная флешь зеленый чай черный чай TRs(825,5нм) TFs (665нм)
Рисунок 16 – Изменение флаваноидов в процессе переработки сырья в готовый чай (на примере контроль- ного сорта Колхида)
Черный чай, полученный из формы 582, показал наиболее высокие значения содер- жания теафлавинов (0,09 мг/г) и теарубигинов (1,18 мг/г). В зеленом чае по содержанию теафлавинов все формы располагаются в один ряд, в то время как теарубигинов суще- ственно больше синтезируется сортами Сочи и Колхида. Чай, изготовленный из опыт- ных растений, соответствует международным требованиям: соотношение теафлавинов к теарубигинам оставляет по зеленому 1:12, по черному чаю 1:14, т.е. наш чай относится к чаям высшего качества.
4.3.2 Изменение в количестве и соотношении полимерных форм фенольных соединений в чае
При переработке сырья в готовый продукт происходит изменение в содержании ан- тоцианов (рис. 17). При приготовлении зеленого чая сырье фиксируется паром, в резуль- тате инактивируются ферменты, количество антоцианов сохраняется.
Рисунок 17 – Изменение содержания антоцианов в процессе переработки сырья в готовый чай (на при- мере контрольного сорта Колхида)
При приготовлении черного чая идет процесс ферментации (окисление скрученного сырья), который сопровождается химическими реакциями в самом листе, происходит активный синтез антоцианов, их количество значительно выше, чем в сырье и зеленом чае.
4.3.3 Изменение в количестве и соотношении катехинового комплекса гото- вого чая
600 400 200
3-листная флешь зеленый черный
Общие теарубигины, мг/г антоцианы,
г/100г
теафлавины, мг/г

Более низкое содержание кофеина в зеленом чае обусловлено воздействием высоких температур во время фиксации сырья. Существенное снижение количества кофеина в черном чае связано с процессами окислительного дезаминирования во время фермента- ции сырья, что приводит к деструкции кофеина (рис. 18). Как правило, элитные сорта крепкого черного чая содержат около 5% кофеина. В нашем краснодарском черном чае, в процентном содержании от 1,20 до 1,40 % данного алкалоида, в зеленом – в среднем от 0,61 до 0,83 % в зависимости от срока сбора. Существует мнение, что кофеин не опре- деляет крепость чая: в цейлонском чае кофеина содержится значительно меньше (около 4 %), чем в китайских чаях (до 15 %), органолептически считающихся менее крепкими. Таким образом, чай, производимый из коллекционных сортов и форм ФИЦ СНЦ РАН можно отнести к элитным некрепким сортам чая. Изменение в содержании общих по- лифенолов аналогично процессам, происходящим при деструкции кофеина в процессе переработки, в связи с тем, что кофеин является составляющим танино-катехинового комплекса (рис. 19).
30 25 20 15 10
0
3-листная зеленый черный
флешь чай чай
20 15 10
5 0
сырьё
зелёный
чёрный
Рисунок 18 – Изменение содержания кофеина в процессе переработки сырья в го- товый чай (на примере контрольного сорта
Колхида)
Рисунок 19 – Изменение содержания общих полифе- нолов в процессе переработки сырья в готовый чай (на
примере контрольного сорта Колхида)
В зеленом чае идентифицируется 8 компонентов катехинового комплекса, наиболь- шее количество приходится на эпигаллокатехин галлат (EGCG). Анализ выявил более низкую концентрацию компонентов катехинового комплекса в чае, собранном в авгу- сте, относительно тех же сортов, собранных в июле. Это подтверждает наши выводы о наличии корреляции между содержанием биологически активных веществ и временем сбора чая.
4.4 Изменения в составе аминокислотного комплекса в процессе переработки сырья в готовый продукт
содержание кофеина, мг/г
сумма полифенолов, мг/г

При переработке сырья в готовый чай, количество аминокислот падает, что связано с окислительным дезаминированием и преобразованием их в белковые соединения, ко- торые участвуют в образовании армата чая (рис. 20).
Рисунок 20 – Изменение содержания аминокислот в процессе переработки сырья в готовый чай (на при- мере контрольного сорта Колхида)
В черном чае аминокислот меньше, чем в зеленом, так как именно в процессе фер- ментации черного чая идут активные процессы окислительного дезаминирования; про- слеживаются сортовые различия в метаболических реакциях накопления и трансформа- ции аминокислот. Аминокислотный состав черного чая формы 3823, а также сортов Сочи и Колхида мало подвержен изменениям (V = 14-18 %), что указывает на стабиль- ный аминокислотный состав данных образцов. Аминокислотный состав зеленого чая у сортов Колхида и Сочи изменяется в большей степени (V = 53-41 %), что связано с ва- рьированием содержания АМК (V = 81-63 %) в их сырье (3-листной флеши).
4.5 Содержание второстепенных вторичных метаболитов в чае
В готовом краснодарском чае наибольшее количество составляет фруктоза (200,2 мг/л), что значительно (в 2-9 раз) превышает остальные формы сахаридов. Так как су- ществует прямая высокая корреляция между содержанием сахаридов и танинов, высо- кие количества моно- и дисахаров является положительным фактором, характеризую- щим биохимический комплекс чая. Преобладающей в составе органических кислот чая является щавелевая (34% от общей суммы кислот), в значительных количествах содер- жатся винная (28%) и яблочная (24%). В зеленом чае присутствует ненасыщенные кис- лоты линолевая и линоленовая кислоты, а также – метилленолиат, который является сложным эфиром линоленовой кислоты (рис. 21).
3000
2000
1000
3-листная флешь черный чай зеленый чай
10 80
8
4
60 40 20
00
зеленый чая черный чай
Линоленовая кислота Пальмитиновая кислота Линолевая кислота Метиллинолеат
Рисунок 21 – Содержание жирных кислот и сложных эфиров в готовом чае (на примере контрольного 20
Содержание жирных кислот и сложных эфиров, % отн.
сумма аминокислот, мг/г
пальмитиновая кислота, % отн.

сорта Колхида)
В черном чае обнаружены две ненасыщенные жирные кислоты: линоленовая, лино- левая и незаменимая насыщенная пальмитиновая кислота, содержание которой в 6-7 раз превышает количество ННЖК. Таким образом, чай может рассматриваться также и как источник ННЖК и ПНЖК.
4.6. Влияние на химический состав чая места расположения плантации
Промышленные марки Краснодарского чая по содержанию экстрактивных веществ относятся к чаям высшего качества. Настой Краснодарского черного чая вследствие меньшего количества полифенолов менее насыщенный, чем в промышленных чаях, вы- ращиваемых на плантациях Индии, Цейлона, Китая и Кении (рис. 22). Экстракт красно- дарского чая характеризовался более ярким ароматом и более мягким вкусом. Титестер- ский анализ показал, что в отличие от мировых аналогов, краснодарский чай обладает приятным послевкусием, которое может длиться в течение десяти – пятнадцати минут, в то время как остальные чаи быстро теряют это свойство.
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0 0,00
0,40 0,30 0,20 0,10
Полифенолы, мг/г
Теарубигины, мг/г
Теафлавины, мг/г
Рисунок 22 – Содержание фенолов в промышленных образцах готового черного чая
Чайные растения, выращенные на плантациях Краснодарского края произрастают на высотах до 600 м над уровнем моря, содержание полифенолов в них ниже, что ска- зывается на вкусовых (но не ароматических) характеристиках. Чай соответствует уста- новленным стандартам по содержанию танина и экстрактивных веществ, относится к чаям высшего качества. В содержании теафлавинов и теарубигинов не уступает миро- вым брендам. Обладает неповторимым, специфичным вкусом и ароматом, что обуслов- лено возделыванием культуры на самых северных в мире плантациях.
4.7 Общий анализ содержания антиоксидантных компонентов в готовом чае
Более насыщен антиоксидантами готовый чай, собираемый в июле – августе; наибо- лее ценными с позиции пищевой значимости являются чаи, расположенные на высоко- горных плантациях. По содержанию БАВ зеленый чай традиционно превосходит чер- ный, исключение – черный чай формы 3823. В экстракте черного чая данной формы
полифенолы и теарубигины, мг/г
теафлавины, мг/г

сохраняется больше каротиноидов, флавоноидов (в основном за счет теафлавинов и ан- тоцианов). Готовый чай, производимый из опытных коллекционных образцов, превос- ходит контрольный сорт Колхида по содержанию изученных биологически активных веществ. Таким образом, можно говорить о высокой пищевой значимости коллекцион- ных сортов/форм Camellia sinensis и возможности их использования для получения краснодарских элитных чаев с высоким содержанием основных антиоксидантных ве- ществ: флавоноидов, полифенолов, аминокислот и т.д.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Устойчивость растений чая связана с функционированием механизмов, определяе- мых следующими компонентами антиоксидантной системы: активизацией гваяколпе- роксидазы, которая детерминирует повышенный синтез флавоноидов и аскорбиновой кислоты; усилением накопления общих полифенолов, антоцианов и кофеина; активи- зацией синтеза пигментов флавоноидной природы и каротиноидов, увеличением накопления пролина.
2. Значимая положительная корреляция отмечена между содержанием TRs и полифено- лов (r = 0,76), их синтез определяется количеством осадков (r = 0,99); синтез полифе- нолов определен активностью гваяколпериоксидазы (r = 0,93) и количеством осадков (r = 0,83); накопление АМК находится под контролем термического фактора (r = 0,83). Отрицательная корреляция выявлена между TRs – антоцианами (r = -0,99), TRs – АК (r = -0,74), TRs – АМК (r = -0,98), их синтез ингибируется термическим фактором (r = – 0,70); антоцианами – общими полифенолами (r = -0,85), полифенолами – АМК (r = – 0,88); синтез аминокислот ингибируется количеством осадков (r = -0,99).
3. Июнь – август являются периодами, характеризующимися наиболее высокими содер- жанием антиоксидантов в 3-листной флеши; сбор сырья в эти месяцы позволит полу- чать продукт Премиум-класса.
4. Формы 582 и 2264 существенно превосходят контрольный сорт по содержанию фла- воноидов (0,11 – 0,12 мг/г теафлавинов при 0,10 у орта Колхиды; 1,53 мг/г теарубиги- нов во флешах форм 2264 при 1,49 мг/г на контроле; 239,3 – 241,7 г/100г антоцианов, у сорта Колхиды – 218,4 г/100г), общих полифенолов (17,50 мг/г у формы 582 при 16,56 мг/г во флешах сорта Колхиды), аскорбиновой кислоты (226,0 – 249,0 мг/г при 198,2 на контроле) и аминокислот (1904 мг/г во флешах формы 582, при 1871 мг/г АМК у сорта Колхиды), которые являются мощными антиоксидантами, что опреде- ляет их устойчивость к стрессорам абиотической природы. Эти формы представляют несомненную пищевую ценность в качестве сырья для приготовления напитка с по- вышенным содержание БАВ и рекомендуются для использования в селекционной ра- боте в качестве источников хозяйственно-ценных признаков.
5. На биохимический состав готового чая оказывают влияние время сбора сырья, усло- вия его переработки, место размещения плантации, а также, генотипические особен- ности метаболических реакций.
6. Более насыщен антиоксидантами готовый чай, собираемый в июле – августе; наибо- лее ценными с позиции пищевой значимости являются чаи, расположенные на высо- когорных плантациях.
7. По содержанию основных БАВ зеленый чай коллекционных образцов превосходит черный: витамин С – 9,40-14,53 мг/г (4,84-9,75 мг/г); витамин Р – 35,58-46,15 мг/г (19,85-23,20 мг/г); общие полифенолы 158,81-275,45 мг/г; сумма аминокислот состав- ляет 737,2-1101,1 мг/г (483,0-737,2 мг/г).
8. Готовый чай, производимый из опытных коллекционных образцов, представляет большую пищевую ценность, чем чай из сырья контрольного сорта Колхида (витамин С 4,84-9,40 мг/г; витамин Р – 19,85-35,08 мг/г; общие полифенолы – 133,76 мг/г; теару- бигины – 1,03 мг/г; сумма аминокислот – 483,0-826,4 мг/г), в связи с более высоким содержанием основных биологически активных веществ (витамин С – 6,23-14,53 мг/г; витамин Р – 20,70-46,15 мг/г; общие полифенолы – 158,81-275,45 мг/г; теарубигины – 1,10-1,18 мг/г; суммарное количество аминокислот составляет 515,0-1101,1 мг/г).
9. Содержание компонентов антиоксидантной системы, являющихся механизмами не- специфической защиты растений и источником биологически активных веществ, ге- нетически детерминировано и реализуется в зависимости от комплекса внутренних и внешних условий (гидротермическими факторами, особенностями этапов перера- ботки сырья).