當(dāng)茶黃素邂逅咖啡因

科學(xué)松鼠會(huì)

一般而言，人們都希望飲料澄清透明。比如茶，清亮的總比渾濁的更有吸引力一些。所以，人們發(fā)現(xiàn)有的紅茶茶湯在放涼之后出現(xiàn)淺褐色或橙色乳狀的渾濁之后，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里并不待見(jiàn)它。直到后來(lái)有農(nóng)藝師指出這其實(shí)是優(yōu)質(zhì)紅茶的標(biāo)志，這種被稱為“冷后渾”的現(xiàn)象才受到人們的歡迎。

冷后渾是如何產(chǎn)生的？為什么它又被認(rèn)為是好茶的標(biāo)志呢？

茶葉中有許多種成分，其中有一類在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有共同之處，統(tǒng)稱為茶多酚，現(xiàn)在已經(jīng)識(shí)別出了幾十種。在未經(jīng)加工的茶葉中，茶多酚大多數(shù)以兒茶素的形態(tài)存在。紅茶在制作過(guò)程中要進(jìn)行充分的氧化，許多兒茶素會(huì)轉(zhuǎn)化成茶黃素，還有的會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成茶紅素。茶黃素和茶紅素，就是為紅茶帶來(lái)紅亮顏色的功臣。

茶黃素的溶解度受溫度影響比較大。在高溫下，它還能好好地待在茶湯中。當(dāng)溫度降低后，它們就開(kāi)始扎堆。溫度越低，扎的堆就越大。大到一定程度——大致相當(dāng)于牛奶中的乳滴大小，看起來(lái)就是茶湯變渾濁了。再進(jìn)一步扎堆，就會(huì)形成像乳酪一樣的東西，與茶湯分層。

茶中還有一種成分是咖啡因。其實(shí)它跟茶黃素一樣，溫度降低后也喜歡扎堆，溶解度也會(huì)降低。不過(guò)在茶湯中的咖啡因含量低于它的溶解度，所以它們自己并不足以導(dǎo)致茶湯渾濁。但咖啡因非常喜歡茶黃素——相對(duì)于自己扎堆，它們更喜歡跟茶黃素混在一起。一個(gè)茶黃素分子上有兩個(gè)位置能夠結(jié)合咖啡因，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)咖啡因分子傍上茶黃素之后，就會(huì)使茶黃素露出第二個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，再容納另一個(gè)咖啡因分子。

咖啡因到了人的嘴里，會(huì)與舌頭上的苦味受體結(jié)合，讓我們嘗到苦味。而多酚類物質(zhì)到了嘴里，則可能與舌頭上的蛋白質(zhì)結(jié)合，生成不溶于唾液的沉淀物，然后我們就感覺(jué)到了澀。相對(duì)來(lái)說(shuō)，綠茶中的兒茶素和咖啡因比較多，所以綠茶比較容易出現(xiàn)苦澀。在紅茶里，兒茶素經(jīng)過(guò)氧化和聚合變成茶黃素，能與蛋白質(zhì)結(jié)合的位點(diǎn)變少了，澀味也就降低了。茶黃素與咖啡因的結(jié)合在茶黃素自己扎堆之前就會(huì)進(jìn)行。這種結(jié)合不僅進(jìn)一步消耗了茶黃素的結(jié)合位點(diǎn)，同時(shí)也限制了咖啡因與舌頭上苦味受體的結(jié)合。于是，與同樣固體含量的綠茶茶湯相比，紅茶茶湯的苦澀味要低。

茶黃素與咖啡因的結(jié)合產(chǎn)物溶解度更低，更容易扎堆變大，從而導(dǎo)致冷后渾的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，許多人認(rèn)為冷后渾是茶黃素和咖啡因發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果。在實(shí)際的紅茶中，咖啡因和茶黃素都存在，所以這樣的解釋也說(shuō)得過(guò)去?！盁o(wú)事生非”的科學(xué)家會(huì)把紅茶中的咖啡因去掉，非要看看茶黃素自己能否出現(xiàn)冷后渾——結(jié)果是能，只是需要的茶黃素濃度會(huì)高一些。

冷后渾還有一個(gè)名字叫作“茶乳酪”。跟牛奶形成奶酪一樣，茶中的茶黃素等成分含量越高，就越容易出現(xiàn)冷后渾。茶黃素是紅茶最關(guān)鍵的標(biāo)志成分——冷后渾意味著它的含量高，“冷后渾是好茶的標(biāo)志”之說(shuō)，主要就是這個(gè)原因。

在紅茶飲料生產(chǎn)中，冷后渾的出現(xiàn)導(dǎo)致產(chǎn)品不均一、外觀不合格，風(fēng)味口感也受到影響。在生產(chǎn)過(guò)程中，有一些階段是以紅茶提取物濃縮液的狀態(tài)存在。因?yàn)楣腆w含量高，“茶乳酪”就更容易出現(xiàn)——這會(huì)導(dǎo)致有效成分的損失，也為下一步的生產(chǎn)流程帶來(lái)困難。因此，這個(gè)產(chǎn)業(yè)須要避免冷后渾的出現(xiàn)——這種需要，也就導(dǎo)致了許多關(guān)于冷后渾的研究。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，除了咖啡因，茶湯中的鈣離子對(duì)冷后渾的出現(xiàn)也有顯著的作用。他們把茶乳酪拿去分析，發(fā)現(xiàn)其中的鈣占固體總量的比例，大大高于茶湯中的鈣占其固體含量的比例。這是因?yàn)?，茶湯中的茶黃素帶著負(fù)電，而鈣離子帶著正電——類似于鹵水點(diǎn)豆腐，鈣離子會(huì)把本來(lái)不想扎堆的茶黃素們拉到一起，讓它們沉淀析出。

茶中本來(lái)就具有不少鈣，要避免它導(dǎo)致冷后渾，就須要壓制住它的活動(dòng)。在食品飲料工業(yè)中，這可以通過(guò)加入“螯合劑”來(lái)實(shí)現(xiàn)——螯合劑是一些結(jié)構(gòu)特殊的分子，對(duì)于鈣離子有超級(jí)強(qiáng)大的吸引力。只要螯合劑一出現(xiàn)，鈣離子們就紛紛投奔而去，茶黃素也就“無(wú)鈣問(wèn)津”，不會(huì)被它們拉到一起扎堆了。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，如果把糖分子通過(guò)“糖苷化”加到茶黃素上，可以增加茶黃素的溶解度、避免冷后渾的出現(xiàn)。紅茶制作中的氧化那一步加入一些糖，它們就會(huì)在后續(xù)的加工過(guò)程中結(jié)合到茶黃素上去。最后得到的紅茶，就不容易出現(xiàn)冷后渾。

“冷后渾是優(yōu)質(zhì)紅茶的標(biāo)志”是對(duì)的，但只是針對(duì)正常的紅茶。科學(xué)研究讓我們對(duì)冷后渾有了更深入的認(rèn)識(shí)之后，我們發(fā)現(xiàn)：如果我們不喜歡它，可以通過(guò)技術(shù)手段避免它的出現(xiàn)；如果我們喜歡它，也可以“搗鬼”促使它的出現(xiàn)。

人教版九年級(jí)（下）第九單元 《溶液》課外閱讀延伸