ما هي درجة الحرارة المثلى لمعالجة أوراق الشاي في الإنتاج؟

كيف تستجيب أكسدة أوراق الشاي لتغيرات درجة الحرارة: النشاط الإنزيمي وتحول الكاتيشين

عتبات تفعيل إنزيم الأوكسيداز المتعدد الفينولات (PPO) في أنسجة ورقة شجرة كاميليا سينينسيس

تُفعَّل إنزيمات الـPPO الموجودة في أوراق الشاي المستخلصة من نبات الكاميليا السينينسيس عندما تصل درجات الحرارة إلى ما بين ٢٠ و٣٥ درجة مئوية، مما يؤدي إلى عملية الأكسدة مع بدء بوليمرة الكاتيشينات. وعندما تنخفض الحرارة إلى أقل من ٢٠ درجة مئوية، فإن هذه الإنزيمات تتباطأ بشكل كبير في نشاطها. أما إذا ارتفعت الحرارة فوق ٣٥ درجة مئوية، فإن بروتينات الـPPO تتحلل تحللاً دائمًا ولا يمكنها الاستمرار في أداء وظيفتها بعد ذلك. ويبدو أن النطاق الأمثل لنشاط الإنزيمات يقع حول ٢٥–٣٠ درجة مئوية. وفي هذا النطاق، تتسارع عملية الأكسدة بنسبة تقارب ٤٠٪ مقارنةً بما يحدث في الظروف الأبرد، وفقًا لبحث نشره تشين وزملاؤه عام ٢٠٢١. وتؤدي هذه العملية إلى تحويل جزيئات الـEGCG إلى الثيافلافينات، ما يؤثر على مدى مرارة الشاي ويعطيه لونه المميز عند إعداده. ومن الجدير بالذكر أن كمية الرطوبة الموجودة في الأوراق تؤثر تأثيرًا كبيرًا أيضًا. فالأوراق الذابلة التي تحتوي على نحو ٣٠٪ رطوبة تتأكسد تقريبًا بسرعة تزيد ثلاث مرات عن أوراق الشاي الطازجة المحفوظة عند نفس درجة الحرارة. وهذا يفسِّر سبب اعتماد تقنيات تصنيع الشاي عادةً على التحكم الدقيق في مستويات رطوبة الأوراق أثناء مراحل الأكسدة.

الانقسام المُدار بالحرارة في أكسدة أوراق الشاي: ملفات أنواع الشاي الأخضر مقابل أولونغ مقابل الأسود

العامل الرئيسي الذي يُميِّز الشاي الأخضر والشاي الأسود والشاي الأولونغ هو طريقة التعامل مع درجة الحرارة أثناء المعالجة. ففي حالة الشاي الأخضر، يتوقَّف التأكسد خلال ساعتين فقط بعد الجَّمع، وذلك عندما تُثبَّت الأوراق عند درجة حرارة تتراوح بين ٨٠ و١٠٠ درجة مئوية. وهذه العملية تحافظ على معظم مركَّب «إي‌جي‌سي‌جي» (EGCG) سليمًا، وعادةً ما تتجاوز نسبته ٨٠٪. أما الشاي الأولونغ فيسلك طريقًا مختلفًا، حيث يتأكسد جزئيًّا عند درجات حرارة أقل تتراوح بين ٢٥ و٣٠ درجة مئوية. وتُرجَّ الأوراق دوريًّا على مدى عدة ساعات (عادةً ما تكون من ٤ إلى ١٠ ساعات)، مما يؤدي إلى تكوين مركَّبات خاصة تُسمى «الثياراتبينجينز» (thearubigins)، وهي المسؤولة عن النكهات الزهرية المميَّزة لهذا النوع من الشاي. أما الشاي الأسود فيخضع لأقصى درجات التأكسد عند درجات حرارة أعلى تتراوح بين ٢٨ و٣٢ درجة مئوية ولمدة أطول، وقد تصل أحيانًا إلى ١٤ ساعة. وخلال هذه الفترة، يتحوَّل نحو ٩٠٪ من الكاتيشينات إلى «ثيافلافينز» (theaflavins). وعند العمل ضمن المدى الحراري من ٢٠ إلى ٣٢ درجة مئوية، فإن رفع درجة الحرارة بمقدار خمس درجات مئوية يقلِّل زمن المعالجة بنسبة تقارب الثلث، رغم أن هناك دائمًا خطرًا ما بفقدان النكهات الدقيقة والحصول على نتائج غير متجانسة. ولذلك، يجب على صانعي الشاي ضبط إعدادات الحرارة وفقًا لمكان نمو النباتات. فعلى سبيل المثال، تحتاج أصناف الشاي التي تُزرع في المرتفعات مثل شاي دارجيلنغ إلى درجات حرارة أقل بـ ٣ إلى ٥ درجات مئوية عما هو مطلوب للأصناف المزروعة في المناطق المنخفضة، إذا أرادوا تحقيق مستويات مماثلة من التأكسد.

المراحل الحرارية الحرجة في معالجة أوراق الشاي: من الذبول إلى التثبيت

الذبول عند درجة حرارة خاضعة للتحكم (٢٥–٣٢°م): تحسين فقدان الرطوبة واستعداد الإنزيمات في أوراق الشاي الطازجة

تُقلِّل عملية الذبول محتوى الرطوبة في الأوراق بنسبة تتراوح بين ٣٠ و٤٠ في المئة، وتبدأ تفاعلات كيميائية هامة تساعد على تطوير النكهات في المراحل اللاحقة. وعند الحفاظ على درجة الحرارة ضمن النطاق من ٢٥ إلى ٣٢ درجة مئوية، تعمل إنزيمات أكسيداز البوليفينولات بأفضل كفاءة لها دون أن تتضرر. ويسمح ذلك بتبخر المياه تدريجيًّا من الأوراق، وتصبح جدران الخلايا أكثر ليونة، وتتراكم الأحماض الأمينية، ويتحلَّل مركب الكاتيشينات بطريقة خاضعة للرقابة. فإذا انخفضت درجات الحرارة عن ٢٥ درجة مئوية، فإن هذه العمليات الأيضية تستغرق وقتًا أطول لتنشيطها. أما إذا تجاوزت درجات الحرارة ٣٥ درجة مئوية، فقد تتوقف الإنزيمات فجأةً قبل أوانها، ما يؤدي إلى فقدان المركبات الطيارة الثمينة التي تمنح الشاي طابعه المميز. وتُظهر الدراسات أن الحفاظ على درجة حرارة تبلغ نحو ٢٨ درجة مئوية يحقِّق التوازن الأمثل لحركة الرطوبة عبر الأوراق ولتنشيط إنزيم أكسيداز البوليفينولات (PPO) في نبات الكاميليا سينينسيس (Camellia sinensis). وهذا يُعدُّ الأوراق إعدادًا سليمًا للأكسدة أثناء المعالجة، مع الحفاظ على صفاتها العطرية سليمة طوال العملية برمتها.

التثبيت (أخضر القتل) عند 80100 درجة مئوية: إيقاف الأكسدة مع الحفاظ على مركبات رائحة ورقة الشاي المتطايرة

التثبيت بسرعة وبشكل لا رجعة فيه يوقف الأكسدة الإنزيمية من خلال التدخل الحراري الدقيق. يقدم نطاق 80100 درجة مئوية ثلاثة نتائج مترابطة:

1. التخلص الكامل من PPO تحصل خلال 25 دقيقة عند درجة حرارة 90°C
2. الحفاظ على الرائحة تظل المواد المتطايرة الرئيسية مثل اللينالول والجيرانيول مستقرة تحت 100 درجة مئوية
3. خفض الرطوبة النهائي إلى 35% لثبات الرف

يحتفظ البخار عند 100 درجة مئوية بالكلوروفيل ويؤدي إلى تناول نساقات خضراء أكثر إشراقاً؛ ويقوم الطهي في المقلاة عند 80 90 درجة مئوية بتعزيز ردود فعل ميلارد التي تعزز النوتات المشمشة والحميدة. درجات الحرارة التي تتجاوز 110 درجة مئوية تتدهور المواد العطرية قابلة للتحلل الحراري، في حين أن تلك التي تقل عن 75 درجة مئوية لا تستطيع تعطيل الإنزيمات المتبقية بالكامل، مما يضع في خطر الوفاء الحسي وعمر الاحتفاظ.

الزراعة والارتفاع والمناخ: لماذا لا تكون درجة حرارة أوراق الشاي "المثلى" مناسبة للجميع

إن مفهوم درجة الحرارة المثلى العالمية لمعالجة الأعشاب يتجاهل التباين البيولوجي والبيئي الأساسي.

• وراثة الصنف : C. sinensis نوع. assamica ، التي تمتلك أوراقًا أكثر سماكة ومتانة، تتحمل درجات حرارة أعلى في عملية التثبيت (٩٠–١٠٠°م) مقارنةً بالأصناف الحساسة من نبات sinensis ، والتي تتطلب معالجة ألطف عند درجات حرارة تتراوح بين ٧٥–٨٥°م لتفادي الاحتراق وتحلل البوليفينولات
• تأثير الارتفاع عن سطح البحر ؛ فالأوراق المزروعة على ارتفاع يزيد عن ١٥٠٠ متر تُطور تركيزًا عاليًا من البوليفينولات وكثافةً مرتفعةً من المركبات الطيارة — ما يستدعي خفض درجات حرارة التعبئة الأولية (٢٢–٢٦°م) والتثبيت (٧٠–٨٠°م) للحفاظ على الدقة العطرية
• التكيف مع المناخ ؛ فالأوراق المحصودة في موسم الأمطار الموسمية — والتي تحتوي على رطوبة أعلى وتكون عرضةً لعدم الاستقرار الإنزيمي — تستفيد من التعبئة الأولية طويلة المدة عند درجات حرارة منخفضة (٢٢–٢٥°م)، في حين أن الأوراق المُنتَجة في المناطق الجافة، وهي أكثر جفافاً ومتانةً، تستجيب جيداً لبروتوكولات المعالجة عند درجات حرارة أعلى (٢٨–٣٢°م)

حتى داخل المزارع الواحدة، تتطلب المناخات المجهرية معايرةً دقيقةً: فالمدرجات المظللة في دارجيلينغ تتطلب درجات حرارة أكسدة أقل بـ ٥–٧°م مقارنةً بالأجزاء المعرضة لأشعة الشمس مباشرةً. وهذه التنوّع الكيميائي الحيوي يعني أن التحكم الفعّال في درجة الحرارة يجب أن يستند إلى ملاحظات مبنية على أصل الشاي تحديدًا، وليس على مقاييس قياسية موحدة.

مقاييس مبنية على الأدلة: أفضل الممارسات الإقليمية للتحكم في درجة حرارة أوراق الشاي

دراسة حالة تشاوتشيان تيقوانيين في فوجيان: الذبول عند ٢٥–٢٨°م مع التثبيت عند ٩٥°م يُحقّق أقصى درجة ممكنة من الاحتفاظ بالكاتيشين في أوراق الشاي والرائحة الزهرية

يُظهر صانعو شاي تيغوانين من مقاطعة فوجيان مدى أهمية التحكم الدقيق في درجات الحرارة عند إعداد مشروبهم الشهير. فيُترك الأوراق لتذبل عند درجة حرارة تتراوح بين ٢٥ و٢٨ درجة مئوية لمدة تقارب ٨ إلى ١٠ ساعات، ما يؤدي إلى فقدان نحو ٢٠ إلى ٢٥ في المئة من محتواها المائي. وتؤدي هذه العملية إلى تنشيط إنزيم «بي بي أو» (PPO) دون أن تدفع عملية الأكسدة بعيدًا جدًّا، مما يهيئ الظروف للمرحلة التالية. ثم تأتي مرحلة التثبيت عند درجة حرارة دقيقة تبلغ ٩٥ درجة مئوية لمدة ثلاث إلى خمس دقائق. وهذه النقطة المثلى توقف الإنزيمات تمامًا في مسارها، مع الحفاظ على المركبات القيّمة مثل «إي جي سي جي» (EGCG)، وكذلك على التربينات العطرية مثل اللينالول والجيرانيول التي تمنح الشاي رائحته المميزة الشبيهة برائحة أزهار الأوركيد. فإذا انخفضت درجة الحرارة عن ٩٠ درجة مئوية، فإن إنزيم «بي بي أو» المتبقي سيبدأ في التسبب في اصفرار غير مرغوب فيه بعد التثبيت. أما إذا تجاوزت درجة الحرارة ١٠٠ درجة مئوية، فإن تلك المركبات العطرية الرائعة تبدأ في التحلل. ويجد المنتجون المحليون الذين يلتزمون بدقة بهذه الخطوات المُقاسة بعناية أن محتوى الكاتيشينات لديهم يبقى أعلى بنسبة ١٨ إلى ٢٢ في المئة مقارنةً بالمنتجين الآخرين الذين لا يتحكمون في درجات الحرارة بهذه الدقة. وهذه الأرقام تؤكِّد ما يعرفه كثيرون من مُنتجي الشاي المتمرسين بالفعل من خلال سنواتٍ عديدة من الممارسة.