Biokjemien bak teprosessering — del 1

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. Årsaken er at mange av forbindelsene som gir te sin karakteristiske aroma, ikke finnes i de rå bladene. Smaks- og aromakomponentene oppstår hovedsakelig gjennom biokjemiske endringer under bearbeidingen. De spesifikke teknikkene som brukes i produksjonen, er nøye utviklet for å hemme uønskede komponenter og fremme dannelsen av de ønskede forbindelsene.

Primære metabolitter

Det levende tebladet inneholder hundrevis av kjemiske forbindelser — 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.

De tre essensielle primære metabolittene er karbohydrater, proteiner og lipider — nødvendige for de grunnleggende prosessene som opprettholder livet. Karbohydrater inkluderer mono-, di-, oligo- og polysakkarider. Lipider omfatter fett, voks, steroler og fettløselige vitaminer. Proteiner inkluderer enzymer som katalyserer og akselererer kjemiske reaksjoner. Blant de viktigste enzymene i teblader er polyfenoloksidase (PPO), som katalyserer polyfenoler; katalase (CAT) og peroksidase (PO), som begge katalyserer hydrogenperoksid; og askorbinsyreoksidase (AAO), som katalyserer askorbinsyre og oksygen.

Sekundære metabolitter

Selv om sekundære metabolitter ikke er essensielle for overlevelse, hjelper de planten å tilpasse seg og forsvare seg mot stressfaktorer som tørke og insektsangrep. Etter at bladet er plukket, fortsetter det å produsere sekundære metabolitter som respons på skadene som oppstår under bearbeiding. Disse dannes ofte gjennom kjemiske reaksjoner med primære metabolitter som allerede finnes i bladet.

De viktigste sekundære metabolittene for biokjemien i teprosessering er alkaloider, terpener og fenoler. Alkaloider omfatter metylxantiner som koffein, teofyllin og teobromin. Terpener er flyktige forbindelser kjent for sine aromatiske egenskaper. Fenoler er ansvarlige for mange av de egenskapene vi setter pris på i te — smak, farge, munnfølelse og helsemessige fordeler.

De viktigste biokjemiske reaksjonene

Katalyse er en økning i reaksjonshastigheten forårsaket av en katalysator. I teprosessering fokuserer vi på enzymkatalyse, der enzymer reduserer den nødvendige aktiveringsenergien ved å tilby en mer effektiv reaksjonsvei. Enzymer forblir uforandrede under prosessen og er svært spesifikke — polyfenoloksidase katalyserer for eksempel bare polyfenoler.

Kondensasjonsreaksjon oppstår når to molekyler kombineres til et større molekyl mens et mindre molekyl, ofte vann, går tapt. I biologiske prosesser kalles dette også dehydreringsreaksjon.

Enzymatisk bruning er en kjemisk prosess der enzymer som polyfenoloksidase reagerer med fenoler og danner melaniner og kinoner, noe som gir brun farge. Denne prosessen bidrar til farge- og smaksutviklingen i te, kaffe og sjokolade.

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

Epimerisering er prosessen der ett asymmetrisk senter i en forbindelse endres og danner et speilbilde av den opprinnelige forbindelsen. Katekin og epikatekin er eksempler på epimere.

Fermentering er kjemisk nedbrytning 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.

Oksidasjon innebærer nettofjerning av elektroner fra en molekylær enhet, ofte ved opptak av oksygen. Oksygen spiller en nøkkelrolle i oksidasjonsreaksjonene under teprosessering.

Polymerisering er en prosess der enkle forbindelser bindes sammen til polymerkjeder — glukose kan for eksempel polymeriseres til 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 biprodukt.

Transformasjon er omdannelsen av et substrat til et spesifikt produkt, uavhengig av hvilke mekanismer som er involvert.

En innføring i polyfenoler

Polyfenoler utgjør en av de største og mest utbredte gruppene av fytokjemikalier i planter. Biologisk sett fungerer de som sekundære metabolitter som hjelper planter med å tilpasse seg stressfaktorer. I te påvirker de smak, aroma, munnfølelse og farge. Over 8 000 fenolstrukturer er identifisert i vitenskapen i dag.

Hva er en fenol?

Fenoler er organiske forbindelser som inneholder en ringstruktur — benzenringen — med tre konjugerte dobbeltbindinger og en hydroksylgruppe (-OH) direkte bundet til ringen. Den enkleste fenolen, karbolsyre, kan representeres som C6H5OH. Fenoler er aromatiske hydrokarboner, der "aromatisk" refererer til strukturen i benzenringen med alternerende enkelt- og dobbeltbindinger.

Polyfenoler

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

Flavonoider

Flavonoider er den største gruppen av polyfenoler, med over 4 000 kjente varianter. De har en grunnleggende struktur bestående av to aromatiske ringer koblet av en enhet med tre karbonatomer og ett oksygenatom — C6-C3-C6. Undergruppene inkluderer flavanoler, flavonoler, flavoner, flavanoner, isoflavoner og antocyanidiner.

Flavanoler som katekin og epikatekin finnes i rå grønne teblader, mens teaflaviner og thearubiginer dannes under bearbeiding. Flavonoler som kaempferol og quercetin finnes som glykosider. Antocyanidiner bidrar med pigmenter, men spiller en begrenset rolle i te.

Fenolsyrer

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

Garvestoffer

Garvestoffer — tanniner — er bittersmakende polyfenoler som kan binde seg til proteiner. De klassifiseres i hydrolyserbare tanniner og proantocyanidiner. Thearubiginer, som dannes under oksidasjon av katekinene i te, tilhører proantocyanidin-gruppen.