Biokjemien bak teprossering del 1

Vi ønsker å forstå hvordan de biokjemiske endringene som skaper teens smakskomponenter, skjer ut fra de kjemiske forbindelsene som finnes i de rå bladene. For å gjøre dette må vi gjøre oss kjent med de kjemiske prosessene som finner sted under produskjonsprosessene.

Stikk hodet inn i en tebusk og ta et dypt pust. Kanskje du kjenner en mild gressaktig eller treaktig duft, kanskje litt sødme – men ingenting som minner om smaken av teen vi drikker. Gå derimot inn i et rom fylt med visnende teblader, og du vil oppleve intense aromaer som fyller luften. Hvorfor er det slik? Årsaken ligger i at mange av forbindelsene som gir teen sin karakteristiske aroma, ikke finnes i de rå bladene. Smaks- og aromakomponentene i teen vi drikker, oppstår hovedsakelig gjennom de biokjemiske endringene som skjer i bladene under bearbeidingen. De spesifikke teknikkene som brukes i produksjonen, er nøye utviklet for å hemme uønskede komponenter og fremme dannelsen av de ønskede forbindelsene.

Det levende tebladet inneholder hundrevis av kjemiske forbindelser, inkludert karbohydrater, proteiner, lipider, organiske syrer, klorofyll og andre pigmenter, polyfenoler, fenolsyrer, metylxantiner som koffein, teofyllin og teobromin, mineraler som natrium, kalium og magnesium, samt flyktige forbindelser.

Primære metabolitter: De tre essensielle primære metabolittene som finnes i teblader, som i alle levende organismer, er karbohydrater, proteiner og lipider. Disse metabolittfamiliene er nødvendige for de grunnleggende prosessene som opprettholder livet. Karbohydrater, også kjent som sakkarider, inkluderer en rekke forbindelser med ulik størrelse, som mono-, di-, oligo- og polysakkarider. Lipider omfatter fett, voks, steroler, fettløselige vitaminer samt mono-, di- og triglyserider. Proteiner inkluderer enzymer som fungerer som katalysatorer og akselererer metabolske og kjemiske reaksjoner. Blant de viktigste enzymene i teblader er polyfenoloksidase (PPO), som katalyserer polyfenoler; katalase (CAT), som katalyserer hydrogenperoksid; peroksidase (PO), som også katalyserer hydrogenperoksid; og askorbinsyreoksidase (AAO), som katalyserer askorbinsyre og oksygen.

Sekundære metabolitter: Selv om sekundære metabolitter teknisk sett ikke er essensielle for overlevelse, spiller de en viktig rolle i plantens liv ved å hjelpe den å tilpasse seg eller forsvare seg mot stressfaktorer som tørke og insektsangrep. Etter at bladet er plukket, fortsetter det å produsere sekundære metabolitter som en respons på skadene som oppstår under bearbeidingen. Disse metabolittene dannes ofte gjennom kjemiske reaksjoner med primære metabolitter som allerede finnes i bladet. De viktigste sekundære metabolittene for biokjemien i te-bearbeiding er alkaloider, terpener og fenoler. Alkaloider omfatter metylxantiner som koffein, teofyllin og teobromin. Terpener er flyktige forbindelser kjent for sine aromatiske egenskaper. Fenoler representerer en stor familie av kjemiske forbindelser som er ansvarlige for mange av de egenskapene vi setter pris på i te, inkludert smak, farge, munnfølelse og helsemessige fordeler.

De viktigste biokjemiske reaksjonene i te-prosessering

Katalyse refererer til en økning i reaksjonshastigheten forårsaket av tilstedeværelsen av et ekstra stoff, kjent som en katalysator. I te-bearbeiding fokuserer vi på enzymkatalyse, der enzymer reduserer den nødvendige aktiveringsenergien ved å tilby en mer effektiv reaksjonsvei. Enzymer forblir uforandrede under prosessen, noe som gjør dem tilgjengelige for videre reaksjoner så lenge det finnes reaktanter. Katalysatorer er svært spesifikke og påvirker kun bestemte substrater. For eksempel katalyserer enzymet polyfenoloksidase bare polyfenoler.

En kondensasjonsreaksjon oppstår når to molekyler kombineres til et større molekyl, samtidig som et mindre molekyl, ofte vann, går tapt. I biologiske prosesser omtales dette også som en dehydreringsreaksjon.

Enzymatisk bruning er en kjemisk prosess der enzymer som polyfenoloksidase reagerer med substrater for å danne melaniner og kinoner fra naturlig forekommende fenoler, noe som gir en brun farge. Denne prosessen bidrar til farge- og smaksutviklingen i te, kaffe og sjokolade, men har uønskede effekter på sjømat, grønnsaker og frukt.

Enzymatisk hydrolyse innebærer nedbrytning av forbindelser ved hjelp av vann, fremmet av enzymer.

Epimerisering er prosessen der ett asymmetrisk senter i en forbindelse endres, noe som resulterer i dannelsen av en epimer. En epimer har motsatt konfigurasjon ved kun ett asymmetrisk senter, som skaper et speilbilde av den opprinnelige forbindelsen. For eksempel kan katekin og epikatekin betraktes som epimere.

Fermentering er den kjemiske nedbrytningen av materialer ved hjelp av bakterier eller andre biologiske midler. For mørke teer brukes mikrobiell fermentering for å utvikle unike smaksprofiler.

Hydrolyse er en reaksjon der bindingene mellom delene i et stort molekyl brytes ned ved hjelp av vann som løsemiddel.

Oksidasjon er en reaksjon som innebærer nettofjerning av ett eller flere elektroner fra en molekylær enhet, ofte ved opptak av oksygen. Oksidasjonsmiddelet, eller oksidanten, fjerner elektroner fra substratet. Oksygen, som universelt oksidasjonsmiddel, spiller en nøkkelrolle i oksidasjonsreaksjonene under te-bearbeiding.

Polymerisering er en prosess der enkle forbindelser bindes sammen for å danne polymerkjeder. Et eksempel er glukose, som kan polymeriseres til lange molekylkjeder som cellulose.

Respirasjon er en serie metabolske reaksjoner som bryter ned store molekyler til mindre enheter for å frigjøre biokjemisk energi. Celleånding produserer også varme som et biprodukt.

Transformasjon refererer til omdannelsen av et substrat til et spesifikt produkt, uavhengig av hvilke mekanismer som er involvert. Transformasjon kan inkludere prosesser som binding, frakobling, substitusjon, tilsetning, eliminasjon, innsetting og omarrangering.

En innføring i polyfenoler

Polyfenoler utgjør en av de største og mest utbredte gruppene av fytokjemikalier i planter. Biologisk sett fungerer de som viktige sekundære metabolitter som hjelper planter med å tilpasse seg stressfaktorer. I plantebaserte dietter hos dyr er polyfenoler kjent for sin rolle som antioksidanter, som bidrar til å støtte helsen. I te spiller polyfenoler en enda større rolle – de påvirker smak, aroma, munnfølelse og farge, og beriker også mange andre matvarer vi spiser.

Over 8 000 fenolstrukturer er identifisert innen vitenskapen i dag. Disse polyfenolene kan klassifiseres på flere måter, som etter opprinnelse, kjemisk struktur eller biologisk funksjon. I denne diskusjonen fokuserer vi på deres kjemiske struktur, og starter med polyfenolenes enkleste byggestein: fenolen.

Hva er en fenol?

Fenoler er en klasse av organiske forbindelser som inneholder en ringstruktur (benzenring) med tre konjugerte dobbeltbindinger og en hydroksylgruppe (-OH) direkte bundet til ringen. For eksempel kan den enkleste fenolen, kjent som karbolsyre, representeres som C6H5OH, der ringen består av seks karbonatomer og fem hydrogenatomer bundet til en hydroksylgruppe. Fenoler er aromatiske hydrokarboner, der «aromatisk» refererer til strukturen i benzenringen, som har alternerende enkelt- og dobbeltbindinger kjent som konjugerte bindinger.

Polyfenoler

Polyfenoler dannes når to eller flere fenoler kobles sammen. Antallet og oppstillingen av fenolene avgjør polyfenolens unike egenskaper, både fysisk, kjemisk og biologisk. Polyfenoler er svært reaktive forbindelser og fungerer som substrater for enzymer som polyfenoloksidase, peroksidase og esterase. De deles vanligvis inn i fire hovedkategorier: flavonoider, fenolsyrer, lignaner og stilbener. For te-bearbeidingens biokjemi er flavonoider og fenolsyrer de mest relevante.

Flavonoider

Flavonoider, også kjent som bioflavonoider, er den største gruppen av polyfenoler, med over 4 000 kjente varianter. De har en grunnleggende struktur bestående av to aromatiske ringer (C6) koblet sammen av en enhet med tre karbonatomer og ett oksygenatom (C3), ofte skrevet som C6-C3-C6. Undergruppene av flavonoider inkluderer flavanoler, flavonoler, flavoner, flavanoner, isoflavoner og antocyanidiner.

• Flavanoler (som katekin og epikatekin) finnes i rå grønne teblader, mens forbindelser som teaflaviner og tearubiginer dannes under bearbeiding.

• Flavonoler, som kaempferol og quercetin, finnes som glykosider.

• Antocyanidiner bidrar med pigmenter i andre matvarer, men spiller en begrenset rolle i te.

Fenolsyrer

Fenolsyrer deles inn i to undergrupper basert på deres opprinnelse: benzosyrer og kanelsyrer. I te finnes hovedsakelig fenolsyrer som gallussyre og klorogensyre, som fungerer som forløpere til katekingallater i levende teblader.

Garvestoffer i te

Garvestoffer, eller tanniner, er bittert-smakende polyfenoler som kan binde seg til proteiner. De klassifiseres hovedsakelig i to grupper: hydrolyserbare tanniner og proantocyanidiner (kondenserte tanniner). Thearubiginer, som dannes under oksidasjon av katekinene i te, tilhører proantocyanidin-gruppen.