โพลีฟีนอล: คาเทชิน ธีฟลาวิน และรสฝาด 茶多酚

กองบรรณาธิการ · · 7 นาทีในการอ่าน

รสฝาด สีของน้ำชา และความขุ่นในถ้วยที่เย็นแล้ว ล้วนมาจากสารกลุ่มเดียวกัน ออกซิเดชันเปลี่ยนรูปสารเหล่านี้ตั้งแต่ในใบชา และวิธีชงก็ขยับรสชาติได้

ชาเขียว ชาอูหลง และชาแดงสามถ้วย สีน้ำชาเข้มขึ้นตามระดับออกซิเดชัน
ภาพประกอบ
茶多酚
โพลีฟีนอล
chá duō fēn
สัดส่วนในใบชา: 
18–36% ของน้ำหนักแห้ง
กลุ่มหลัก: 
คาเทชิน 70–80% ของโพลีฟีนอล
พบมากที่สุด: 
EGCG (เอพิกัลโลคาเทชินกัลเลต)
สารที่เกิดจากออกซิเดชัน: 
ธีฟลาวินและธีรูบิจิน
ส่งผลต่อ: 
รสฝาด รสขม สีของน้ำชา
มาตรฐานการวิเคราะห์: 
ISO 14502-1:2005

ถ้าดื่มชาแล้วลิ้นฝาดแห้ง ชาแดงชงออกมาเป็นสีส้มแดง หรือชาเย็นขุ่นในตู้เย็น สาเหตุเกือบทุกครั้งคือโพลีฟีนอล สารกลุ่มนี้คิดเป็น 18–36% ของน้ำหนักแห้งของใบชา1 มากกว่าสารกลุ่มอื่นใด ส่วนคาเฟอีนและธีอะนีนมีอย่างละไม่กี่เปอร์เซ็นต์เท่านั้น

คาเทชิน: อะไรอยู่ในใบชาเขียว

คาเทชินเป็นแกนหลักของโพลีฟีนอลในชา คิดเป็น 70–80% ของทั้งหมด มีอยู่แปดชนิดหลัก และต่างกันในสองเรื่อง คือโมเลกุลมีหมู่กรดแกลลิกหรือไม่ และอะตอมคาร์บอนตำแหน่ง C2 กับ C3 หันไปทางใด (ซิสหรือทรานส์) ชนิดที่พบมากที่สุด ฝาดที่สุด และมีงานวิจัยมากที่สุดคือ EGCG หรือเอพิกัลโลคาเทชินกัลเลต

ในทางปฏิบัติ ความต่างที่สำคัญมีข้อเดียว คาเทชินที่มีกรดแกลลิก คือ EGCG และ ECG เรียกว่าคาเทชินกัลโลอิล (หรือเรียกว่าคาเทชินเอสเทอร์ก็ได้) ชนิดนี้ฝาดและขมกว่าตัวอื่น ส่วน EGC กับ EC ซึ่งไม่มีกรดแกลลิกอ่อนโยนกว่าอย่างเห็นได้ชัด รสฝาดของน้ำชาจึงตามสัดส่วนของกัลเลต ไม่ใช่ตามปริมาณคาเทชินรวม งานวิจัยของญี่ปุ่นที่ใช้เซนเซอร์วัดรสชาติก็ยืนยันเรื่องนี้ คือคาเทชินกัลเลตทำนายรสฝาดของชาเขียวได้แม่นกว่าคาเทชินรวม

คาเทชินคิดเป็นประมาณ 20% ของน้ำหนักแห้งของชาเขียว ในการเปรียบเทียบในห้องปฏิบัติการของชาหกตัวอย่าง ชนิดละหนึ่งตัว ปริมาณ EGCG ต่างกันเกือบ 15 เท่า (มิลลิกรัมต่อกรัมใบแห้ง)

ตัวอย่าง EGCG คาเฟอีน
ชาขาว ก้งเหมย 6.01 27.47
ชาเขียว เตียนชิง 50.78 41.46
ชาอูหลง เฟิ่งหวงสุ่ยเซียน 36.70 34.77
ชาแดง อี๋ชางกงฟู 3.80 41.63
ชาเฮยฉา ฝูจ้วน 10.89 27.08

นี่เป็นเพียงตัวอย่างเดี่ยว ไม่ใช่ค่ามาตรฐานของแต่ละประเภท และภายในประเภทเดียวกันก็ต่างกันมาก แต่ภาพรวมชัดเจนชาเขียวเก็บคาเทชินไว้เกือบครบ เพราะความร้อนจากการฆ่าเขียวทำลายเอนไซม์ก่อนที่ออกซิเดชันจะเริ่ม ส่วนชาแดงเหลือ EGCG แทบไม่มี แต่คาเฟอีนยังมาก คาเทชินของมันกลายเป็นสารอื่นไปแล้ว

รสฝาด: เกิดอะไรขึ้นในปาก

ตามแบบจำลองดั้งเดิม โพลีฟีนอลจับกับโปรตีนในน้ำลายที่อุดมด้วยโพรลีน ก่อนเป็นสารเชิงซ้อนที่ละลายได้ แล้วค่อยรวมเป็นกลุ่มก้อน ฟิล์มน้ำลายสูญเสียความลื่น เยื่อบุผิวในปากเสียดสีกันเอง จึงรู้สึกแห้งและตึง ยิ่งมีหมู่แกลลิกมาก พันธะยิ่งแน่น ECG และ EGCG เกาะโปรตีนในน้ำลายได้ดีกว่า EGC และ EC ราว 5–8 เท่า

แต่ไม่จำเป็นต้องมีตะกอน EC และ EGC ก็ฝาด ทั้งที่กับน้ำลายเกิดเป็นสารเชิงซ้อนที่ละลายได้เท่านั้น ส่วนไกลโคไซด์ของฟลาโวนอลในใบชาให้รสฝาดอีกแบบ คือฝาดนุ่มแบบ “กำมะหยี่” และทำให้รสขมของคาเฟอีนเด่นขึ้น

ในถ้วย ชาเขียวและชาขาวจะฝาดและขมขึ้นเมื่ออุณหภูมิน้ำสูงขึ้นและแช่นานขึ้น เพราะน้ำร้อนดึงคาเทชินกัลโลอิลออกมาได้ดีเป็นพิเศษ ถ้าชาเขียวชงออกมากระด้าง ให้ลดอุณหภูมิและแช่ให้สั้นลง อุณหภูมิยังกำหนดด้วยว่าใบชาปล่อยรสออกมาเร็วแค่ไหน

ออกซิเดชันทำอะไรกับคาเทชิน

การนวดทำให้ใบชาช้ำ เอนไซม์โพลีฟีนอลออกซิเดสไปถึงคาเทชินและทำให้เกิดออกซิเดชัน คาเทชินสองตัวรวมกันเป็นธีฟลาวินสีส้ม มีสี่ตัวหลัก คือ TF1, TF2a, TF2b และ TF3 เมื่อออกซิเดชันลึกขึ้นจะเกิดธีรูบิจิน ซึ่งเป็นสารผสมสีน้ำตาลที่ยังศึกษาไม่ละเอียดนัก คิดเป็น 60–70% ของน้ำหนักแห้งในน้ำชาแดง

ชาแดงที่เสร็จแล้วมี 0.3–1.5% ของน้ำหนักแห้ง ตัวเลขในงานตีพิมพ์ไม่ตรงกัน เพราะบางคนคิดต่อใบชา บางคนคิดต่อน้ำหนักแห้งของน้ำชา ซึ่งสัดส่วนสูงกว่า ถึงอย่างนั้นธีฟลาวินก็ทำหน้าที่สำคัญในถ้วยหลายอย่าง ให้ความสว่างใส วงทองที่ขอบถ้วย (ชาวจีนเรียกว่า 金圈 แปลว่า “วงแหวนทอง”) และความสดคมที่ทำให้ชารสสดชื่นมีชีวิตชีวา ไม่จืดแบน ในอินเดียใช้ธีฟลาวินตัดสินเกรดและราคา ธีรูบิจินมีมวลมากกว่าธีฟลาวิน 9–30 เท่า แต่ไม่สัมพันธ์กับคะแนนของผู้ชิม และอัตราส่วน TR/TF ที่สูงเกินไปบ่งบอกว่าออกซิเดชันมากเกิน

ข้อควรระวังอย่างหนึ่ง คือมีอีกสำนักหนึ่งที่ทดลองประกอบรสชาติขึ้นใหม่ แล้วสรุปว่ารสของน้ำชาแดงขึ้นอยู่กับคาเฟอีน ไกลโคไซด์ของฟลาโวนอล คาเทชิน และ EGCG ส่วนธีฟลาวินมีบทบาทรอง คำถามนี้ยังไม่ยุติ และแทบไม่เปลี่ยนอะไรบนโต๊ะชา สีและความสดของชาแดงตามระดับออกซิเดชัน การควบคุมระดับให้พอดีจึงสำคัญ

ในชาประเภทอื่น

  • ชาอูหลง เกิดออกซิเดชันบางส่วน น้ำชาจึงมีทั้งคาเทชินและผลผลิตจากการรวมตัวของคาเทชินสองหน่วย คือธีอะซิเนนซินและอูหลงธีอานิน อูหลงที่ออกซิเดชันเบามีอย่างแรกมากกว่า ส่วนที่ออกซิเดชันหนักมีธีฟลาวินมากกว่า ในตารางข้างบน เฟิ่งหวงสุ่ยเซียนมี EGCG ใกล้เคียงชาเขียว
  • ชาขาว สูญเสียคาเทชินไปส่วนหนึ่งระหว่างการผึ่ง น้ำชาจึงมีคาเทชินน้อยกว่าชาเขียว
  • ชาเฮยฉา โดยเฉพาะผู่เอ๋อร์สุก ผ่านการหมักต่อด้วยจุลินทรีย์ คาเทชินลดลงและเม็ดสีน้ำตาลธีบราวนินสะสมขึ้น น้ำชาสีเข้มและนุ่ม แทบไม่ฝาด ในการให้คะแนนชาแดงของจีน ถ้วยที่หม่นและขาดรสฝาดแบบ “ฝาดรวบ” ก็อธิบายด้วยธีบราวนินตัวเดียวกันนี้

ในกาชง: สิ่งที่ปรับได้

โพลีฟีนอลที่อยู่ในถ้วยขึ้นอยู่กับวิธีชงเช่นเดียวกับที่ขึ้นอยู่กับใบชา

อุณหภูมิ งานวิจัยหนึ่งเปรียบเทียบชาเขียวที่แช่ราวหนึ่งชั่วโมงในตู้เย็นที่ 10 °C กับชาร้อนที่ 80 °C นาน 2 นาที ชาแช่เย็นได้ EGCG ประมาณหนึ่งในห้า คาเฟอีนราวครึ่งหนึ่ง และ EGC ราว 70% ธีอะนีนแทบไม่หายไป ดังนั้นชาแช่เย็นจึงเป็นเครื่องดื่มอีกแบบ คือนุ่มและหวานนิด ๆ ไม่ใช่ฝาดแห้ง2

เวลาตอนร้อน คาเทชินเปราะบาง ที่ 40 °C ลงมาไม่เกิดการเปลี่ยนรูปแบบเอพิเมอร์ใน 20 นาที แต่ในน้ำชาร้อน EGCG เปลี่ยนเป็นเอพิเมอร์ GCG และสลายตัว ในการทดลองหนึ่ง หลังผ่านไปหนึ่งชั่วโมงที่ 80 °C เหลือ EGCG 38.4% ในน้ำกลั่น และ 1.4% ในน้ำแร่ ดังนั้นอย่าทิ้งชาเขียวไว้ในกระติกน้ำร้อนเป็นชั่วโมง ให้รินใส่เหยือกแบ่งชา

น้ำ น้ำยิ่งกระด้างและเป็นด่างมาก คาเทชินยิ่งออกซิไดซ์และจัดโครงสร้างใหม่เร็ว ที่ pH 8 การเปลี่ยน EC เป็นเอพิเมอร์เกิดเร็วกว่าที่ pH 5 ราว 50 เท่า อีกทั้งแร่ธาตุยิ่งมาก การสกัดคาเทชินยิ่งลดลง ชาเขียวและชาขาวเหมาะกับน้ำอ่อน

มะนาว กรดช่วยให้ EGCG คงตัว ราว 95% คงอยู่ได้ในน้ำทุกแบบ (ทดสอบกับชาเขียวหนึ่งตัวอย่าง)

ปริมาณใบชา สัดส่วนใบชาที่มากขึ้นและการแช่นานขึ้นหมายถึงโพลีฟีนอลมากขึ้นและรสฝาดกระด้างขึ้น

ทำไมชาที่เย็นแล้วจึงขุ่น

ชงชาแดงเข้มข้นแล้วเก็บเข้าตู้เย็น มันจะขุ่น ภาษาอังกฤษเรียกว่า tea cream ภาษาจีนเรียก 冷后浑 และภาษาญี่ปุ่นเรียกว่า “creaming down” ภาษาไทยเรียกได้ว่าครีมชา สาเหตุไม่ใช่ถ้วยหรือใบชาไม่ดี ธีฟลาวินรวมตัวกันเป็นกลุ่มนาโน คาเฟอีนเข้าไปเติมช่องว่าง โมเลกุลจึงจับตัวกัน และแคลเซียมทำให้เป็นหนักขึ้นอีก งานวิจัยต่าง ๆ ให้ผลไม่ตรงกันว่าตะกอนประกอบด้วยอะไร ในชาอัสสัมตัวอย่างหนึ่ง ธีรูบิจินเป็นส่วนใหญ่ในองค์ประกอบที่มีสี (ราว 86%) และธีฟลาวินราว 12%

ชาแดงเข้มตอนร้อนและเมื่อเย็นลง: ใสและขุ่น
ภาพประกอบ

ในการทดสอบของ America's Test Kitchen ใบชา 6 กรัมต่อถ้วย (ราว 240 มล.) ที่ 88 °C นาน 4 นาที ได้น้ำชาขุ่น 4 กรัมขุ่นเล็กน้อย และ 2 กรัมใส ชาแช่เย็นข้ามคืนที่อุณหภูมิห้องหรือไม่เกิน 43 °C ยังใสอยู่แม้ต้มแล้วปล่อยให้เย็นอีกครั้ง การทำให้เย็นเร็วหรือช้า น้ำตาล และน้ำกลั่น ไม่ช่วยกำจัดความขุ่น

ถ้าน้ำชาขุ่นแล้ว ให้อุ่นเล็กน้อยสารเชิงซ้อนก็จะละลาย หรือเจือด้วยน้ำเย็นจัด อย่าเติมกรด เพราะตะกอนในน้ำชาแดงมากที่สุดราว pH 4

เรื่องนี้หมายความว่าอย่างไรเมื่อเลือกชา

ในชาเขียวและชาขาว รสฝาดแรงมักมาจากน้ำร้อนหรือแช่นานมากกว่ามาจากใบชาไม่ดี ในชาแดง ตัวชี้วัดสำคัญคือธีฟลาวิน ในการให้เกรดแบบอินเดีย สัดส่วนของมันสัมพันธ์กับราคา ความสว่างใส และความสดคม และตามที่ Roberts ว่าไว้ ชาที่สีน้ำชาดีมีไม่ต่ำกว่า 0.75% ที่บ้านวัดไม่ได้ แต่สิ่งสำคัญมองเห็นและลิ้มรสได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ คือถ้วยสว่างใสมีวงทองที่ขอบและรสสด ผู้ประเมินชาวจีนอธิบายน้ำชาหม่นที่ขาดรสฝาดแบบ “ฝาดรวบ” ด้วยธีบราวนิน

ห้องปฏิบัติการวัดโพลีฟีนอลตามมาตรฐาน ISO 14502-1:2005 ซึ่งสกัดใบชาด้วยเมทานอล 70% ที่ 70 °C สองครั้ง ครั้งละ 10 นาที แล้วอ่านค่าการดูดกลืนแสงที่ 765 นาโนเมตร มาตรฐาน GB/T 8313-2018 ของจีนสร้างขึ้นบนวิธีเดียวกัน

คำถามที่พบบ่อย

ในชามีแทนนินไหม

ตามความเห็นของ UK Tea Advisory Panel โพลีฟีนอลในชาส่วนใหญ่ไม่ใช่แทนนินในความหมายที่เคร่งครัด และในชามีสารประเภทแทนนินอยู่เพียงเล็กน้อย “แทนนินของชา” เป็นคำเก่า เมื่อปี 1935 คำนี้หมายถึงเอพิคาเทชินกัลเลต บทความทบทวนงานวิจัยของจีนยังเรียก 茶多酚 ว่า 茶单宁 ซึ่งแปลว่า “แทนนินของชา” อยู่ ข้อถกเถียงนี้จึงเป็นเรื่องของถ้อยคำเสียเป็นส่วนใหญ่

ทำไมชาที่เย็นแล้วจึงขุ่น และดื่มได้ไหม

นี่คือครีมชา ธีฟลาวิน ธีรูบิจิน และคาเฟอีนจากน้ำชาเองจับตัวกัน ถ้วยสกปรกหรือใบชาไม่ดีไม่เกี่ยวเลย อุ่นชาที่ขุ่นเล็กน้อยสารเชิงซ้อนก็จะละลายกลับ หรือจะเติมน้ำให้เจือจางก็ได้

รสฝาดต่างจากรสขมอย่างไร

รสฝาดคืออาการแห้งและตึงในปาก น้ำลายสูญเสียความลื่น แรงเสียดสีจึงเพิ่มขึ้น ส่วนรสขมเป็นรสชาติ คาเทชินทำให้เกิดทั้งสองอย่าง ชนิดกัลโลอิลแรงกว่า และคาเฟอีนเพิ่มรสขมของตัวเองเข้ามาอีก

เชิงอรรถ
  1. บทความทบทวนงานวิจัยของจีนเรื่องสารให้รสชาติของชา, Food Research and Development, 2017: โพลีฟีนอล 18–36% คาเทชิน 70–80% ของทั้งหมด แหล่งที่มา ↩

  2. ข้อมูลจากกระทรวงเกษตรของญี่ปุ่น (MAFF/NARO) และบทความทบทวนของโมโนเบะ ปี 2021 (Kagaku to Seibutsu, 59(10)) ที่ 0.5 °C สกัดธีอะนีนได้ราว 80% แหล่งที่มา ↩

茶多酚
โพลีฟีนอล
chá duō fēn
สัดส่วนในใบชา: 
18–36% ของน้ำหนักแห้ง
กลุ่มหลัก: 
คาเทชิน 70–80% ของโพลีฟีนอล
พบมากที่สุด: 
EGCG (เอพิกัลโลคาเทชินกัลเลต)
สารที่เกิดจากออกซิเดชัน: 
ธีฟลาวินและธีรูบิจิน
ส่งผลต่อ: 
รสฝาด รสขม สีของน้ำชา
มาตรฐานการวิเคราะห์: 
ISO 14502-1:2005