Как лист отдаёт вкус: физика экстракции 浸出

Редакция · 25 октября 2026 · 7 мин чтения

Чай не растворяется в воде, как сахар: вещества медленно выходят из набухшего листа. От этой медлительности зависит, какой температуры должна быть вода, сколько держать лист и зачем нужны проливы.

Если насыпать в воду сахар, он исчезает за секунды. С чаем так не получается: лист набухает, темнеет, а чашка крепнет минутами. Вкусовые вещества сидят внутри клеток, и пока вода до них не доберётся, а они не выберутся наружу, настой остаётся жидким.

Химики измеряли заварку в лаборатории и описали этот процесс. Из их работ понятно, откуда берутся советы, которые обычно дают по отдельности: прогреть чайник, сменить температуру, сократить первые проливы.

Что происходит в чашке

Сухой лист сначала впитывает воду и набухает, и только потом из него заметно выходят растворённые вещества. У слоя чайных частиц 70–75 % набухания проходит за первые 40–45 секунд. Теплее вода – сильнее набухание: объём слоя частиц размером 2,2 мм вырос на 38 % при 60 °C и на 64,7 % при 80 °C. Поэтому у любой заварки есть задержка. В горячей воде первые 15–20 секунд уходят на смачивание, а при 70 °C больше 22.

Дальше вещества выходят наружу за счёт диффузии. Концентрация в настое растёт быстро, потом всё медленнее и приближается к равновесию, а где оно наступит, зависит от того, как вещество распределяется между листом и водой. Исследователи описывают это уравнением первого порядка: чем дальше до равновесия, тем быстрее идёт извлечение.

Узкое место – путь внутри листа. Кофеин в набухшем листе движется в 96–132 раза медленнее, чем в чистой воде. Поэтому рассыпной чай почти бесполезно помешивать: в опыте с вращающимся диском при 80 °C скорость извлечения не зависела от того, как быстро крутили диск. Снаружи вода может стоять спокойно, всё решается внутри листа.

Температура: главный рычаг

В опыте Спиро с соавторами¹ скорость выхода кофеина из зелёного Chun Mee выросла в 5,6 раза: с 0,21 мин⁻¹ при 63 °C до 1,17 при 92 °C. Полупериод извлечения, то есть время, за которое выходит половина того, что выйдет до равновесия, сократился примерно с 3,3 минуты до 36 секунд. У чёрного Assam разброс скромнее: 0,29 при 70 °C и 0,63 при 90 °C.

Зелёный чай чувствительнее к температуре, чем чёрный. Энергия активации извлечения кофеина у него около 62 кДж/моль, у чёрного 40, то есть для зелёного листа каждый градус значит больше. Поэтому зелёные чаи в кипятке быстро горчат, а в тёплой воде раскрываются мягко.

Есть и вторая причина: вещества по-разному отзываются на температуру. Галлированные катехины, самые терпкие, в тёплой воде почти не выходят, а аминокислоты и свободные катехины выходят и так. В японском опыте с кюсу (3 г на 200 мл, 2 минуты) настои при 20 и 50 °C оценили как слишком слабые, а галлированные катехины при 20 °C почти не извлеклись. Чем терпкость отличается от горечи, объясняет химия полифенолов.

Отсюда и привычные температуры для видов чая: белый чай заваривают при 85–90 °C, нежные зелёные – водой попрохладнее, а улуны и тёмный чай с плотным листом выдерживают кипяток.

Размер листа и время

Чем мельче лист, тем короче путь изнутри наружу. Константа скорости обратно пропорциональна квадрату толщины, так что лист вдвое тоньше отдаёт вкус примерно вчетверо быстрее. У чёрного CTC (гранулы и рваный лист) скорость выросла в 2,2 раза, когда частицы измельчили с 850–1000 до 500–600 микрон.

Это учтено и в стандартах. По ISO 3103 для дегустации на 100 мл кипятка берут 2 г листа и заваривают чёрный чай 6 минут, листовой зелёный 5, а зелёный фаннингс, то есть мелочь, 3. По китайскому GB/T 23776 скрученный в шарик улун заваривают 6 минут, а полосовой 5: плотному листу нужно время, чтобы раскрыться. Для гайваня там же каждый следующий пролив длиннее, 2, 3 и 5 минут, потому что лист истощается.

В пакетике константа скорости на 29 % ниже, чем у рассыпного чая: плотный слой частиц мешает им набухать. Поэтому при западной заварке пакетик, в отличие от рассыпного листа, есть смысл помешать или помакать, так он заваривается быстрее.

В каком порядке выходят вещества

Вещества выходят не одновременно. Быстрее всех идут аминокислоты, в том числе теанин, за ними кофеин и свободные катехины, а галлированные катехины опаздывают. Поэтому первый короткий пролив получается мягким и сладковатым (теанин и умами), а долгий добавляет терпкости.

Единой очерёдности, впрочем, в литературе нет. В одних работах кофеин обгоняет полифенолы, в других идёт с ними вровень, смотря по чаю, температуре и времени. Уверенно можно говорить только о крайностях: аминокислоты выходят первыми, эфирные катехины последними.

Поэтому несколько проливов выигрывают у одного. В долгом проливе концентрация в воде растёт, и разница между листом и водой сглаживается. Со свежей водой разница снова большая, и вещества выходят с прежней скоростью. В опыте Яна с коллегами (восемь проливов по 30 секунд) короткие проливы в сумме дали больше, чем один долгий той же длительности. К тому же после первого пролива лист уже набух и лучше пропускает воду.

На этом в Японии построен привычный режим для сэнтя: первый пролив 60 секунд, второй и третий по 10. Набухший лист отдаёт вещества быстро, и если ждать дольше, прибавится только терпкость.

Второй пролив зелёного чая – не пустой. В 17 образцах в нём нашли 96–106 % галлированных катехинов от первого пролива, 83 % кофеина и 58 % теанина. В шэн пуэре Бинъдао полифенолы выходили все 14 проливов, а кофеина после седьмого стало на 40 % меньше. Лучшими по вкусу оказались проливы с третьего по седьмой.

Что с этим делать

Прогрейте посуду. Вода остывает в посуде быстрее, чем кажется. В опыте Ходзё кипяток в непрогретом чайнике на 100 мл за минуту остыл до 79 °C, а в чайнике на 300 мл до 85. После одного прогрева на 10 секунд вода оставалась горячее, 81,5 и 89 °C, после двух 89 и 91. Опыт бытовой, не лабораторный, но порядок цифр понятен. Как прогревают посуду, рассказано в статье о прогреве.

Сливайте вовремя и целиком. Если оставить лист в остатке воды, он продолжает отдавать вещества. В чахай удобно слить весь настой сразу, ничего не оставляя в заварнике. Что сливать надо вовремя, понимал ещё Чжан Юань, автор «Записей о чае» эпохи Мин: если разлить рано, «дух чая ещё не раскрылся», если поздно, «тонкий аромат уже ушёл».

Лейте свежую воду на каждый пролив. Так устроен гунфу-ча: много листа, маленький сосуд, короткие проливы. Как подобрать закладку и воду, разобрано в отдельных статьях.

Высокий налив. В чаочжоуском гунфу-ча кипяток льют сверху, чтобы струя била в лист и помогала ему раскрыться. Это практика мастеров: лабораторных данных о том, что она ускоряет извлечение, нет.

Мифы о времени и кофеине

«30-секундное ополаскивание удаляет 80 % кофеина.» Эту фразу любят повторять. В работе Хикса с коллегами² одни и те же листья заваривали трижды по 5 минут в свежем кипятке. В среднем по шести чаям в первом проливе вышло 69 % кофеина, во втором 23 %, в третьем 8 % от суммы за три. Через 30 секунд в работе ничего не измеряли, а цифру около 9 % позже вывел экстраполяцией Найджел Меликан. Так что 80 % за полминуты из этих данных не следуют.

«В холодном чае нет кофеина.» Есть. В японском опыте при 20 °C за 20 минут вышло больше 70 % кофеина, а при 5 °C за первые 10 минут около 36 %. Сколько кофеина оказывается в чашке и как устроена холодная заварка, рассказано отдельно.

«Чем дольше, тем больше катехинов.» У турецкого зелёного чая при 85 °C эпикатехины выходили 3–5 минут, а потом их становилось меньше: при долгом нагреве часть катехинов переходит в зеркальные формы.