Глюкоза служит основным источником энергии для растений. В процессе клеточного дыхания она окисляется с выделением энергии, которая запасается в виде АТФ и используется для поддержания жизненных процессов, таких как рост, размножение и ответ на стресс. Также в процессе клеточного дыхания выделяется углекислый газ и вода. Получается процесс, происходящий в митохондрии, он противоположен фотосинтезу. Митохондрию таким образом можно назвать «крошечной энергетической станцией клетки».
Кроме того, растения используют глюкозу для создания сложных углеводов, например, целлюлозы и крахмала.
Целлюлоза – натуральный полисахарид, состоящий из длинных цепочек молекул глюкозы. Цепи соединяются вместе, образуя длинные прочные волокна. Эти волокна обеспечивают жесткость и прочность стенок, окружающих растительные клетки. Прочность и устойчивость клеточных стенок зависят от целлюлозы. Она же обеспечивает прочность и упругость чайных листьев, что важно для процессов сбора, скручивания и окисления сырья.
Крахмал тоже является полисахаридом из двух типов молекул: амилозы и амилопектина. Оба компонента – это полимеры глюкозы с отличием по структуре и свойствам. Основная функция крахмала – банк углевода в растениях, позволяет им хранить избыток глюкозы. Эта энергия будет использована в периоды, когда фотосинтез не происходит (ночью) или когда растению требуется дополнительная энергия (во время прорастания семян). При производстве чая, особенно на этапах окисления и сушки, крахмал может частично разлагаться на более простые сахара под действием естественных ферментов в листьях. Эти сахара придают сладость чаю и влияют на общий вкусовой профиль.
Глюкоза также играет важную роль в синтезе аминокислот и последующего образования белков в растениях. Не участвуя в создании белков, глюкоза необходима для энергетического метаболизма и как исходное вещество для биосинтеза аминокислот, из которых состоят белки. Растения поглощают азот из почвы в форме аммония (NH₄+) или нитратов (NO₃–). Нитраты восстанавливаются до аммония в процессе, катализируемом ферментами нитратредуктазой и нитритредуктазой. Далее с помощью аммония образуется глутамин, который играет важную роль в синтезе аминокислот. В дальнейшем они используются для синтеза белков или могут оставаться в свободной форме. Аминокислоты, такие как L-теанин, придают чаю уникальный вкус. Также в процессе окисления чайного листа аминокислоты преобразовываются в ароматические соединения: спирты, альдегиды и эфиры, которые влияют на ароматический профиль чая.
Глюкоза также является источником энергии для синтеза липидов. Продукты гликолиза служат строительными блоками для синтеза жирных кислот. Липиды в чайных листьях играют важную роль в образовании ароматических соединений во время окисления и сушки. Окисление липидов также приводит к образованию летучих соединений, которые вносят свой вклад в аромат чая.
В том числе липиды влияют на стабильность чая, особенно при хранении. Окисление липидов приводит к изменениям во вкусе и аромате, что сказывается на ухудшении качества чая.
Глюкоза может быть преобразована растением во фруктозу. Глюкоза и фруктоза – это моносахариды, которые присутствуют в чайных листьях как в свободном виде, так и в составе дисахаридов и полисахаридов. Например, глюкоза и фруктоза, соединяясь гликозидной связью, образуют сахарозу. В чайных листьях сахароза служит основным видом сахара, который переносится из листьев в другие части растения. Свободные моносахариды напрямую влияют на вкус чая, придавая ему сладость. Баланс между сладостью и терпкостью, за которую отвечают полифенолы, определяет общий вкусовой профиль чая. Кроме того, во время окисления моносахариды превращаются в различные ароматические соединения, например альдегиды, что обогащает аромат чая. Реакции между сахарами и аминокислотами (реакции Майяра) во время окисления и сушки способствуют образованию пигментов, которые влияют на вкус и цвет темных улунов и красного чая.
Наконец, глюкоза вовлечена в шикиматный путь – один из ключевых метаболических путей, в результате которого синтезируются ароматические аминокислоты (фенилаланин, тирозин и триптофан), предшественники многих полифенолов. Фенилаланин играет центральную роль в биосинтезе флавоноидов, включая катехины чая.
Такие полифенолы, как катехин, теафлавин и теарубигин, являются ключевыми компонентами, определяющими вкус и аромат чая.
Знание процесса фотосинтеза позволяет глубже понять механизмы, которые влияют на выращивание и производство чая, а также на характеристики, определяющие его вкус. От фотосинтеза напрямую зависит содержание в чайных листьях ключевых компонентов: аминокислот (в том числе L-теанин) и полифенолов.
Практики затенения чайных кустов перед сбором урожая или их выращивание в условиях полного освещения изменяют фотосинтетическую активность, что, в свою очередь, модифицирует химический состав листьев и качество готового продукта. Разные климатические условия: температура, влажность и интенсивность света также оказывают значительное воздействие на процесс фотосинтеза в чайных кустах. Кроме того, время года и сезон сбора урожая влияют на накопление продуктов фотосинтеза в чайных листьях, что отражается на вкусовых и ароматических качествах чая.
Понимание всех этапов фотосинтеза позволяет фермерам регулировать баланс химических веществ в чайном листе. Именно по этой причине в Японии затеняют чайные кусты для производства гёкуро или сырья (тентя) для маття.
Таким образом, знание о климатических условиях места произрастания чая и методах его обработки, в том числе затенения кустов перед сбором урожая, позволяет предугадать особенности вкуса и аромата различных сортов чая, обеспечивая более осознанный выбор.