كيفية تخزين أوراق الشاي لمنع الأكسدة أثناء التخزين بالجملة؟

لماذا تُعد الأكسدة التهديد الرئيسي لأوراق الشاي المخزَّنة بالجملة؟

الكيمياء الحيوية لأكسدة أوراق الشاي: كيف تُحلِّل الأكسجين الكاتيشينات والثياراتبينات والعناصر العطرية المتطايرة؟

عندما تتعرض أوراق الشاي للأكسجين، تبدأ تفاعلًا كيميائيًّا سريعًا داخلها. ويقوم إنزيمٌ يُسمى «أوكسيداز البوليفينولات» بتحويل الكاتيشينات — وهي مضادات الأكسدة التي تمنح الشاي فوائده الصحية — إلى مركبات أخرى تُعرف باسم «الثيافلافينات» و«الثياروبيجينات». وتؤدي هذه التحوُّلات إلى تغيير كلٍّ من طعم الشاي ومظهره، مع خفض خصائصه المفيدة. وبالمثل، يؤدي هذا النمط نفسه من التفاعلات إلى تحلُّل تلك المركبات العطرية الدقيقة مثل «اللينالول» و«الجيرانيول»، والتي تمنح أنواع الشاي عالية الجودة عطرها المميز. بل إن كميات ضئيلة جدًّا من الأكسجين قد تُحفِّز تفاعلات «ميلارد» التي تُنتج نكهات كريهة غير مرغوب فيها، وغالبًا ما يصفها الناس بأنها تشبه رائحة الورق القديم. ويعاني شايَا الأخضر والأبيض أكثر من غيرهما من هذه المشكلة. فقد أظهرت الدراسات أن لونهما الأخضر يتلاشى بنسبة تتجاوز ٤٠٪ بعد بضعة أسابيع فقط من التعبئة، إذا لم يُحمَيا بشكلٍ كافٍ من الهواء. وهذا يجعل الأوراق تبدو باهتةً وذات طعمٍ مسطَّحٍ مقارنةً بالعينات الطازجة. ولحفظ جودة الشاي، يجب على المصنِّعين إيقاف عمل هذه الإنزيمات عبر التحكم بدقة في مستويات الأكسجين طوال مراحل التخزين والنقل.

قياس الخسارة: انخفاض يصل إلى ٦٠٪ في مستويات الكاتيشين خلال ٣٠ يومًا تحت التعرض للهواء المحيط (مجلة علوم الأغذية، ٢٠٢٢)

أظهر بحث نُشِر في مجلة علوم الأغذية عام ٢٠٢٢ أن مستويات مركَّب EGCG في الشاي تنخفض بنسبة تقارب ٦٠٪ بعد مرور ٣٠ يومًا فقط من تركه عند درجة حرارة الغرفة. كما تناولت الدراسة كيفية تغير طعم الشاي مع مرور الزمن؛ حيث اختفت النكهات العشبية الطازجة تقريبًا بنسبة ٧٢٪، بينما زاد ظهور الطعم المر الناتج عن التانينات بشكل ملحوظ بنسبة ٦٨٪ تقريبًا. وبعد ٤٥ يومًا، لم يبقَ من قوة مضادات الأكسدة سوى ثُلث ما كانت عليه في الأصل. وتزداد المشكلة سوءًا عندما تتجاوز الرطوبة ٦٠٪، لأن الرطوبة تحفِّز إنزيمات الأكسدة. ويلعب العامل الحراري دورًا أيضًا؛ إذ إن ارتفاع درجة الحرارة بمقدار ١٠ درجات مئوية يؤدي إلى ضعف زمن التفاعل الكيميائي (أي يضاعف سرعته). وهذا ما يفسِّر أهمية تخزين الشاي بطريقة صحيحة للحفاظ على نكهته وفوائده الصحية على حد سواء.

حلول التخزين المحكم لضمان استقرار أوراق الشاي على المدى الطويل

التسرب الفراغية مقابل غسل النيتروجين مقابل امتصاصات الأكسجين: الكفاءة والقدرة على التوسع والتكلفة لتخزين أوراق الشاي بكميات كبيرة

عندما نزيل الهواء من العبوة باستخدام التغليف المفرغ، خاصةً عند دمجه مع عبوات لا تسمح بمرور الضوء أو الغازات بسهولة، فإن المنتجات تبقى طازجة لمدة أطول تتراوح بين ١٨ و٢٤ شهرًا. أما الأسلوب الآخر فيتمثل في استبدال الهواء العادي بغاز النيتروجين، مما يقلل من تحلل الكاتيشين بنسبة تقارب ٩٢٪ مقارنةً بشروط التخزين العادية. ومع ذلك، يتطلب هذا الأسلوب معدات متخصصة تكلفتها الأولية تتراوح بين عشرين ألف دولار أمريكي وخمسين ألف دولار أمريكي. أما امتصاصات الأكسجين فهي تمثّل حلاً وسطيًّا جيدًا للعمليات متوسطة الحجم، وعادةً ما تتراوح أسعارها بين سنتين أمريكيتين وخمسة سنتات أمريكيّة لكل كيس. وتؤدي هذه الأكياس الصغيرة وظيفتها عن طريق الارتباط بجزيئات الأكسجين المتبقية، ما يحافظ على جودة المنتج لمدة تتراوح بين ١٢ و١٨ شهرًا. أما بالنسبة للشركات التي تتعامل مع أكثر من خمسمئة كيلوغرام من المادة، فإن غمر العبوات بغاز النيتروجين يصبح الخيار الأكثر اقتصادية على المدى الطويل، وبتكلفة تبلغ نحو ١,٢٠ دولار أمريكي لكل كيلوغرام. أما الدفعات الأصغر التي تقل كتلتها عن ١٠٠ كيلوغرام، فتكون امتصاصات الأكسجين عادةً الأنسب لها. وبغض النظر عن الأسلوب المستخدم، فإن جميع هذه الاستراتيجيات الخاصة بالحفظ تساعد في تجنّب فقدان نحو ٦٠٪ من الكاتيشين القيّم الذي كان سيتلاشى خلال فترات التخزين القياسية.

علم مواد الحاويات: تصنيفات النفاذية وبيانات العمر الافتراضي الفعلي للألمنيوم، والفولاذ المقاوم للصدأ، وبولي إيثيلين تيريفثاليت الغذائي

العلب المصنوعة من الألومنيوم ممتازة في الحفاظ على نضارة المواد، إذ تبلغ معدل نفاذية الأكسجين فيها أقل من ٠٫٠٠١ سم³/م²/يوم، مما يحافظ على النكهات والألوان لأكثر من ثلاث سنوات بكثير. أما العيب فيها فهو أنها لا تُغلَق مجددًا بشكل فعّال بعد الفتح. وتوفّر العبوات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ حماية جيدةً أيضًا، بمعدل نفاذية أكسجين يبلغ حوالي ٠٫٠٠٥ سم³/م²/يوم، إضافةً إلى الأختام المطاطية التي تظل صلبة وفعّالة في البيئات الرطبة. لكن من الصعب غالبًا التحقّق من كمية المحتويات المتبقية داخلها عندما تكون مغلفة بالكامل بالمعادن. أما البلاستيك الغذائي المصنوع من مادة الـPET فلا يؤدي دوره في عزل الأكسجين بكفاءة عالية، إذ تتراوح معدلات نفاذية الأكسجين فيه بين ٠٫٣ و٠٫٥ سم³/م²/يوم. ولجعله مناسبًا للاستخدام لمدة ١٨ شهرًا، يحتاج المصنعون إلى استخدام مادة أكثر سماكة، بحد أدنى يبلغ نصف ميليمتر تقريبًا، مع إضافات إضافية غالبًا لمогذات الأكسجين. وتبيّن الاختبارات أن الـPET، حتى مع كل هذه التدابير، يسمح بزيادة بنسبة نحو ١٥٪ في تكوّن مركبات الثيروبيجين (Thearubigin) مقارنةً بالخيارات المعدنية عند ارتفاع نسبة الرطوبة إلى ٦٠٪. ومع ذلك، فإن الأكياس المصنوعة من الـPET ذات الطبقات الثلاثية والمبطّنة بالألمنيوم تحقق جودةً تصل إلى نحو ٨٠٪ من جودة العلب الألومنيومية، بينما تكلّف فقط ٦٠ سنتًا مقابل كل دولار تكلّفه العلب الألومنيومية. وهذا ما يفسّر سبب تفضيل العديد من الشركات لها لتخزين الكميات الكبيرة حين يكون العامل المالي هو الأولوية القصوى.

العناصر الأساسية للتحكم البيئي للحفاظ على أوراق الشاي السائبة

درجة الحرارة والرطوبة والضوء والروائح— وكيف يُسهم كلٌّ منها في تسريع عملية الأكسدة ويُضعف سلامة أوراق الشاي

عندما ترتفع درجات الحرارة، تبدأ الإنزيمات في العمل بجهدٍ زائد، مُحلِّلةً تلك الكاتيشينات والثياراتيبيجينات القيِّمة الموجودة في الشاي. وإذا تجاوزت الرطوبة النسبية ٦٠٪، فإن الأمور تسوء بسرعةٍ أكبر، لأن الرطوبة تؤدي إلى تحلُّل كيميائي وتخلق ظروفاً تسمح بنمو العفن. ويعتبر التعرُّض للضوء أيضاً من المشكلات الرئيسية: فكلاًّ من أشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي العادي (أي ما يزيد عن ٥٠٠ لوكس تقريباً) يؤديان إلى تحلُّل الكلوروفيل وتدمير المركبات الطيَّارة الحساسة. وبما أن أوراق الشاي طبيعياً مسامية، فهي تمتص الروائح المحيطة بها بسهولة، مما يعني أنه بمجرد تلوُّثها، لا تعود النكهات كما كانت سابقاً. وهذه العوامل لا تعمل بشكل منعزلٍ كذلك؛ بل تتداخل آثارها بطريقةٍ تضاعف المشكلات. فمثلاً، حفظ الشاي عند درجة حرارة تبلغ نحو ٣٠ درجة مئوية يجعل عملية الأكسدة تحدث بثلاثة أضعاف السرعة مقارنةً بالتخزين في بيئات أكثر برودة عند ١٥ درجة مئوية.

النقطة الحرجة المحورية: لماذا تُحقِّق درجة الحرارة ٢٠°م والرطوبة النسبية ٦٠٪ أقصى عمر افتراضي لأوراق الشاي مع تقليل خطر الأكسدة إلى أدنى حدٍّ ممكن

تشير الدراسات إلى أن درجة الحرارة المثلى للحفاظ على أوراق الشاي السُّائبة مستقرةً على المدى الطويل تبلغ حوالي ٢٠ درجة مئوية مع رطوبة نسبية تبلغ نحو ٦٠٪. وعندما تنخفض درجات الحرارة دون ٢٠°م، يتباطأ تفاعل الأكسدة بشكل طبيعي؛ ومع ذلك، فإن ارتفاع الرطوبة النسبية فوق ٦٠٪ يُسبب مشاكل حقيقية تتعلق بنمو العفن. وتزداد الأمور سوءًا عندما ترتفع درجات الحرارة فوق ٢٠°م أيضًا، لأن الكاتيشينات تبدأ في التحلل بمعدل يتراوح بين ١٢٪ و١٨٪ عن كل ارتفاع قدره ٥ درجات مئوية. ويبدو أن الحفاظ على رطوبة نسبية تساوي بالضبط ٦٠٪ يُحقِّق التوازن المثالي لمحتوى الرطوبة في الأوراق: فهو يمنع جفاف الأوراق تمامًا، وفي الوقت نفسه يوقف امتصاص الماء قبل أن يخرج عن السيطرة. وبذلك، يدوم الشاي المخزَّن في هذه الظروف عادةً ما بين ٣ إلى ٦ أشهر أطول من الشاي المخزَّن في بيئات التخزين العادية، مع الحفاظ الكامل على نكهة الشاي ومضادات الأكسدة المهمة التي نبحث عنها في الشاي عالي الجودة.

بروتوكولات متخصصة لأوراق الشاي عالية الحساسية

الماتشا والشاي الأخضر الياباني: لماذا التجميد دون الصفر درجة مئوية والتغليف غير الشفاف ذي الطبقتين أمرٌ لا غنى عنه للحفاظ على نضارة أوراق الشاي بالكميات الكبيرة

تتطلب أنواع الشاي الأخضر اليابانية مثل الماتشا معالجةً خاصةً لأنها تحتوي على كميات كبيرة من الكاتيشينات والأحماض الأمينية مع الحفاظ على سلامة تركيبها الخلوي. وعند تخزينها عند درجات حرارة دون الصفر، أي حوالي سالب ١٨ درجة مئوية أو أقل، تتوقف الإنزيمات عن العمل تمامًا، ما يعني أن هذه الكاتيشينات القيّمة لا تتحلّل، كما تبقى الأحماض الأمينية سليمةً أيضًا. وأفضل طريقة لتخزينها تشمل تغليفًا مكوَّنًا من طبقتين: كيس داخلي مفرّغ من الهواء مدمجٌ بغلاف خارجي مصنوع من مادة غير شفافة. وهذه الترتيبات تمنع وصول كلٍّ من الضوء والهواء إلى أوراق الشاي. بل إن التعرُّض المعتدل للضوء — حتى لو كان أخفَّ مما يُعتبره معظم الناس ساطعًا — قد يبدأ في تحليل المركبات المهمة مثل الكلوروفيل والمركبات الطيارة الأخرى الموجودة في هذه الأوراق الحساسة. وإذا لم يُراعَ التخزين السليم، فإن جودة الشاي تنخفض بوتيرة أسرع بكثير مقارنةً بأنواع الشاي العادية، وقد تصل سرعة الانخفاض إلى ٤٠٪ أسرع وفقًا لبعض الدراسات. كما أن استخدام الحاويات الداكنة يساعد في منع التفاعلات غير المرغوب فيها الناجمة عن الضوء، ويُسهم كذلك في التحكم في التغيرات التي تطرأ على مستويات الرطوبة مع مرور الوقت. وباتباع هذا النهج، تبقى المركبات العطرية المرغوبة مثل اللينالول سليمةً، بينما تبقى المركبات غير المرغوب فيها مثل الثياروبيجينز تحت السيطرة لمدة تتراوح بين ١٨ و٢٤ شهرًا تقريبًا، وذلك حسب ظروف التخزين.