دمای بهینه‌ی پردازش برگ چای در تولید چیست؟

پاسخ اکسیداسیون برگ چای به دما: فعالیت آنزیمی و تبدیل کاتچین‌ها

آستانه‌های فعال‌سازی آنزیم اکسیداز پلی‌فنولی (PPO) در بافت برگ چای Camellia sinensis

آنزیم‌های PPO موجود در برگ‌های چای حاصل از گیاه کاملیا سیننسیس هنگامی که دما به محدوده بین ۲۰ تا ۳۵ درجه سلسیوس برسد، فعال می‌شوند؛ این امر منجر به اکسیداسیون و پلیمریزاسیون کاتچین‌ها می‌گردد. زمانی که دما از ۲۰ درجه سلسیوس کمتر شود، این آنزیم‌ها به‌طور اساسی فعالیت خود را کند می‌کنند. اما اگر دما از ۳۵ درجه سلسیوس فراتر رود، پروتئین‌های PPO به‌طور دائمی تخریب شده و دیگر قادر به عملکرد نخواهند بود. نقطه بهینه فعالیت آنزیمی به‌نظر می‌رسد حدود ۲۵ تا ۳۰ درجه سلسیوس باشد. در این محدوده، سرعت اکسیداسیون طبق پژوهشی که چن و همکارانش در سال ۲۰۲۱ منتشر کردند، نسبت به شرایط سردتر حدود ۴۰ درصد افزایش می‌یابد. این فرآیند مولکول‌های EGCG را به تئافلاوین‌ها تبدیل می‌کند که بر تلخی طعم چای و رنگ مشخصه آن هنگام دم کردن تأثیر می‌گذارد. جالب اینجاست که میزان رطوبت موجود در برگ‌ها نیز تفاوت قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. برگ‌هایی که آب‌پزیده شده و دارای حدود ۳۰ درصد رطوبت هستند، تقریباً سه برابر سریع‌تر از برگ‌های تازه در دمای یکسان اکسید می‌شوند. این امر توضیح‌دهنده این است که چرا روش‌های فرآوری چای اغلب شامل کنترل دقیق سطح رطوبت برگ در مراحل اکسیداسیون می‌شوند.

واگرایی ناشی از دما در اکسیداسیون برگ چای: پروفایل‌های چای سبز در مقابل چای اولونگ و چای سیاه

عامل اصلی که چای سبز، اولونگ و سیاه را از یکدیگر متمایز می‌کند، نحوه‌ی کنترل دما در طول فرآیند تولید است. در تولید چای سبز، اکسیداسیون ظرف تنها دو ساعت پس از برداشت برگ‌ها متوقف می‌شود، زیرا برگ‌ها در دمای حدود ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد ثابت‌شده‌اند. این فرآیند بیشترین مقدار EGCG را حفظ می‌کند که معمولاً بیش از ۸۰٪ است. چای اولونگ مسیری متفاوت را طی می‌کند و به‌صورت جزئی در دماهای پایین‌تر بین ۲۵ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد اکسید می‌شود. برگ‌ها در طول چندین ساعت (معمولاً ۴ تا ۱۰ ساعت) به‌طور دوره‌ای تکان داده می‌شوند که منجر به تشکیل ترکیبات خاصی به نام تئاروبیگین‌ها می‌شود؛ این ترکیبات مسئول نت‌های گلی متمایز چای هستند. چای سیاه اکسیداسیون کاملی را در دماهای بالاتر بین ۲۸ تا ۳۲ درجه سانتی‌گراد و در بازه‌های زمانی طولانی‌تر—گاهی تا ۱۴ ساعت—انجام می‌دهد. در این مدت، تقریباً ۹۰٪ کاتشین‌ها به تئافلاوین‌ها تبدیل می‌شوند. هنگامی که در محدوده دمایی ۲۰ تا ۳۲ درجه سانتی‌گراد کار می‌کنیم، افزایش دما به میزان پنج درجه، زمان فرآورش را حدود یک‌سوم کاهش می‌دهد؛ با این حال، همیشه احتمال از دست رفتن عطرهای ظریف و دستیابتن به نتایج نامتجانس وجود دارد. تولیدکنندگان چای باید تنظیمات حرارتی خود را بر اساس منطقه‌ی رشد گیاهان اصلاح کنند. ارقام روند بالا مانند دارجلینگ در واقع برای دستیابتن به سطوح مشابه اکسیداسیون، نیازمند دمایی ۳ تا ۵ درجه کمتر از آنچه برای محصولات دشتی مناسب است.

مراحل حرارتی حیاتی در فرآیند پردازش برگ چای: از نرم‌سازی تا ثابت‌سازی

نرم‌سازی با دمای کنترل‌شده (۲۵–۳۲°سانتی‌گراد): بهینه‌سازی از دست‌دادن رطوبت و آماده‌سازی آنزیمی در برگ تازه چای

فرآیند پژمردگی محتوای رطوبت برگ‌ها را تا حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد کاهش می‌دهد و واکنش‌های شیمیایی مهمی را آغاز می‌کند که در ایجاد طعم‌های بعدی کمک‌کننده هستند. زمانی که دمای محیط در محدوده ۲۵ تا ۳۲ درجه سانتی‌گراد نگه داشته شود، آنزیم پلی‌فنول اکسیداز در بهترین حالت خود فعالیت می‌کند بدون اینکه دچار آسیب شود. این امر اجازه می‌دهد رطوبت به‌آرامی از برگ‌ها تبخیر شود، دیواره‌های سلولی نرم‌تر شوند، اسیدهای آمینه انباشته شوند و ترکیباتی به نام کاتکین‌ها به‌صورت کنترل‌شده تجزیه گردند. اگر دما از ۲۵ درجه سانتی‌گراد کمتر شود، این فرآیندهای متابولیکی صرفاً زمان بیشتری برای آغاز نیاز دارند. اما افزایش دما بالاتر از ۳۵ درجه سانتی‌گراد می‌تواند منجر به غیرفعال‌شدن زودهنگام آنزیم‌ها و از دست‌رفتن ترکیبات فرار ارزشمندی شود که به چای شخصیت خاص خود را می‌بخشد. مطالعات نشان می‌دهند که حفظ دمای حدود ۲۸ درجه سانتی‌گراد تعادل مناسبی بین حرکت رطوبت در برگ‌ها و فعال‌سازی آنزیم PPO در گیاهان کاملیا سیننسیس ایجاد می‌کند. این امر برگ‌ها را به‌درستی برای فرآیند اکسیداسیون در مرحله پردازش آماده می‌سازد و در عین حال ویژگی‌های معطر آن‌ها را در طول کل فرآیند حفظ می‌کند.

تثبیت (کشتن سبز) در 80100°C: متوقف کردن اکسیداسیون در حالی که ترکیب های عطر برگ چای فرار را حفظ می کند

ثابت‌سازی به‌صورت سریع و غیرقابل‌برگشت، اکسیداسیون آنزیمی را از طریق مداخله حرارتی دقیق متوقف می‌کند. محدوده دمایی ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد سه نتیجه متقابل‌التأثیر را ایجاد می‌کند:

1. آنزیم‌زدایی کامل پلی‌فنول اکسیداز (PPO) —که در دمای ۹۰ درجه سانتی‌گراد در عرض ۲ تا ۵ دقیقه حاصل می‌شود
2. حفظ عطر —ترکیبات عطری کلیدی مانند لینالول و ژرانیول در دماهای پایین‌تر از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پایدار باقی می‌مانند
3. کاهش نهایی رطوبت —تا ۳ تا ۵ درصد برای پایداری انباری

پاستوریزاسیون با بخار در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، کلروفیل را حفظ کرده و نوشیدنی‌های سبزتر و روشن‌تری ایجاد می‌کند؛ در مقابل، تفت‌دادن در تابه در دمای ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتی‌گراد واکنش‌های مایرد را تقویت می‌کند که نُت‌های بادامی و تُستی را افزایش می‌دهد. دماهای بالاتر از ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد، ترکیبات عطری حساس به حرارت را تخریب می‌کنند، در حالی که دماهای پایین‌تر از ۷۵ درجه سانتی‌گراد قادر به غیرفعال‌سازی کامل آنزیم‌های باقی‌مانده نیستند؛ هر دو حالت، وفاداری حسی و ماندگاری محصول را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

cultivar، ارتفاع از سطح دریا و آب‌وهوای منطقه: چرا دمای «بهینه» برگ چای یکسان برای تمام ارقام و شرایط نیست

مفهوم دمای فرآوری بهینهٔ جهانی، تنوع‌های اساسی زیستی و محیطی را نادیده می‌گیرد. سه عامل متقابل، نیازهای حرارتی خاص هر منطقه را تعیین می‌کنند:

• ژنتیک ارقام کشت‌شده : C. sinensis نوع assamica ، با برگ‌های ضخیم‌تر و مقاوم‌تر، تحمل دمای بالاتری در مرحلهٔ ثابت‌سازی (۹۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) دارد نسبت به ارقام ظریف‌تر sinensis که برای جلوگیری از سوختگی و تخریب پلی‌فنول‌ها نیازمند پردازش ملایم‌تر در دمای ۷۵ تا ۸۵ درجه سانتی‌گراد هستند.
• تأثیر ارتفاع از سطح دریا : برگ‌هایی که در ارتفاعات بالاتر از ۱۵۰۰ متر رشد می‌کنند، غلظت بالاتری از پلی‌فنول‌ها و تراکم بیشتری از ترکیبات فرار دارند؛ بنابراین برای حفظ ظرافت عطری، دماهای پایین‌تری در مراحل آب‌گیری (۲۲ تا ۲۶ درجه سانتی‌گراد) و ثابت‌سازی (۷۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد) لازم است.
• سازگاری با آب‌وهوا : برگ‌های برداشت‌شده در فصل مونسون — که رطوبت بیشتری داشته و از نظر آنزیمی ناپایدارترند — از آب‌گیری طولانی‌تر در دمای پایین (۲۲ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد) بهره می‌برند، در حالی که برگ‌های مناطق خشک‌تر — که خشک‌تر و مقاوم‌ترند — به‌خوبی به پروتکل‌های گرم‌تر (۲۸ تا ۳۲ درجه سانتی‌گراد) واکنش نشان می‌دهند.

حتی درون مزارع تکی نیز، ریزمدارها نیازمند تنظیم دقیق هستند: شیب‌های سایه‌دار در دارجیلینگ نیازمند دمای اکسیداسیونی ۵ تا ۷ درجه سانتی‌گراد پایین‌تر از بخش‌های در معرض آفتاب هستند. این تنوع بیوشیمیایی به این معناست که کنترل مؤثر دما باید مبتنی بر مشاهدات خاص منشأ باشد—نه بر معیارهای استانداردشده.

معیارهای مبتنی بر شواهد: بهترین روش‌های منطقه‌ای برای کنترل دمای برگ چای

مطالعه موردی چای فوجیان تیئوگوان‌ین: ویران‌سازی در دمای ۲۵ تا ۲۸ درجه سانتی‌گراد همراه با ثابت‌سازی در دمای ۹۵ درجه سانتی‌گراد، حداکثر بازداری کاتکین‌ها و عطر گلی برگ چای را تضمین می‌کند.

تولیدکنندگان چای تی‌گوان‌ین از فوجیان نشان می‌دهند که چگونه تنظیم دقیق دما در تولید این نوشیدنی معروف اهمیت بسزایی دارد. آنها برگ‌ها را به مدت حدود ۸ تا ۱۰ ساعت در دمای ۲۵ تا ۲۸ درجه سانتی‌گراد ویژه فرآیند «پژمردگی» قرار می‌دهند که در این مدت حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد رطوبت برگ‌ها از بین می‌رود. این فرآیند آنزیم PPO را فعال می‌کند، اما اکسیداسیون را تا حد زیادی پیش نمی‌برد و زمینه‌ساز مراحل بعدی می‌شود. سپس مرحله «ثابت‌سازی» (Fixation) در دقیقاً ۹۵ درجه سانتی‌گراد و به مدت سه تا پنج دقیقه انجام می‌شود. این دمای ایده‌آل، فعالیت آنزیم‌ها را کاملاً متوقف می‌کند، در حالی که ترکیبات ارزشمندی مانند EGCG و ترپن‌های معطری مانند لینالول و ژرانیول — که عطر مشخص ارکیده‌ای چای را ایجاد می‌کنند — را حفظ می‌نماید. اگر دما زیر ۹۰ درجه سانتی‌گراد کاهش یابد، باقی‌مانده آنزیم PPO پس از ثابت‌سازی شروع به ایجاد رنگ‌آمیزی نامطلوب (سوختگی) می‌کند. اما اگر دما از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد فراتر رود، آن ترکیبات معطرِ ارزشمند شروع به تجزیه می‌کنند. تولیدکنندگان محلی که به این مراحل دقیق و اندازه‌گیری‌شده پایبند هستند، ۱۸ تا ۲۲ درصد کاتکین بیشتری نسبت به تولیدکنندگانی که کنترل حرارتی دقیقی اعمال نمی‌کنند، حفظ می‌کنند. این اعداد تأییدیه‌ای بر آنچه بسیاری از کشاورزان تجربه‌کار چای از سال‌ها تمرین عملی خود می‌دانند، هستند.