當茶黃素邂逅咖啡因

科學松鼠會

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，人們發現有的紅茶茶湯在放涼之后出現淺褐色或橙色乳狀的渾濁之后，在相當長的時間里并不待見它。直到后來有農藝師指出這其實是優質紅茶的標志，這種被稱為“冷后渾”的現象才受到人們的歡迎。

冷后渾是如何產生的？為什么它又被認為是好茶的標志呢？

茶葉中有許多種成分，其中有一類在化學結構上有共同之處，統稱為茶多酚，現在已經識別出了幾十種。在未經加工的茶葉中，茶多酚大多數以兒茶素的形態存在。紅茶在制作過程中要進行充分的氧化，許多兒茶素會轉化成茶黃素，還有的會進一步轉化成茶紅素。茶黃素和茶紅素，就是為紅茶帶來紅亮顏色的功臣。

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。當溫度降低后，它們就開始扎堆。溫度越低，扎的堆就越大。大到一定程度——大致相當于牛奶中的乳滴大小，看起來就是茶湯變渾濁了。再進一步扎堆，就會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。其實它跟茶黃素一樣，溫度降低后也喜歡扎堆，溶解度也會降低。不過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致茶湯渾濁。但咖啡因非常喜歡茶黃素——相對于自己扎堆，它們更喜歡跟茶黃素混在一起。一個茶黃素分子上有兩個位置能夠結合咖啡因，當第一個咖啡因分子傍上茶黃素之后，就會使茶黃素露出第二個結合位點，再容納另一個咖啡因分子。

咖啡因到了人的嘴里，會與舌頭上的苦味受體結合，讓我們嘗到苦味。而多酚類物質到了嘴里，則可能與舌頭上的蛋白質結合，生成不溶于唾液的沉淀物，然后我們就感覺到了澀。相對來說，綠茶中的兒茶素和咖啡因比較多，所以綠茶比較容易出現苦澀。在紅茶里，兒茶素經過氧化和聚合變成茶黃素，能與蛋白質結合的位點變少了，澀味也就降低了。茶黃素與咖啡因的結合在茶黃素自己扎堆之前就會進行。這種結合不僅進一步消耗了茶黃素的結合位點，同時也限制了咖啡因與舌頭上苦味受體的結合。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合產物溶解度更低，更容易扎堆變大，從而導致冷后渾的現象出現。因此，許多人認為冷后渾是茶黃素和咖啡因發生反應的結果。在實際的紅茶中，咖啡因和茶黃素都存在，所以這樣的解釋也說得過去?！盁o事生非”的科學家會把紅茶中的咖啡因去掉，非要看看茶黃素自己能否出現冷后渾——結果是能，只是需要的茶黃素濃度會高一些。

冷后渾還有一個名字叫作“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，就越容易出現冷后渾。茶黃素是紅茶最關鍵的標志成分——冷后渾意味著它的含量高，“冷后渾是好茶的標志”之說，主要就是這個原因。

在紅茶飲料生產中，冷后渾的出現導致產品不均一、外觀不合格，風味口感也受到影響。在生產過程中，有一些階段是以紅茶提取物濃縮液的狀態存在。因為固體含量高，“茶乳酪”就更容易出現——這會導致有效成分的損失，也為下一步的生產流程帶來困難。因此，這個產業須要避免冷后渾的出現——這種需要，也就導致了許多關于冷后渾的研究。

科學家們發現，除了咖啡因，茶湯中的鈣離子對冷后渾的出現也有顯著的作用。他們把茶乳酪拿去分析，發現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。這是因為，茶湯中的茶黃素帶著負電，而鈣離子帶著正電——類似于鹵水點豆腐，鈣離子會把本來不想扎堆的茶黃素們拉到一起，讓它們沉淀析出。

茶中本來就具有不少鈣，要避免它導致冷后渾，就須要壓制住它的活動。在食品飲料工業中，這可以通過加入“螯合劑”來實現——螯合劑是一些結構特殊的分子，對于鈣離子有超級強大的吸引力。只要螯合劑一出現，鈣離子們就紛紛投奔而去，茶黃素也就“無鈣問津”，不會被它們拉到一起扎堆了。

科學家們還發現，如果把糖分子通過“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。紅茶制作中的氧化那一步加入一些糖，它們就會在后續的加工過程中結合到茶黃素上去。最后得到的紅茶，就不容易出現冷后渾。

“冷后渾是優質紅茶的標志”是對的，但只是針對正常的紅茶。科學研究讓我們對冷后渾有了更深入的認識之后，我們發現：如果我們不喜歡它，可以通過技術手段避免它的出現；如果我們喜歡它，也可以“搗鬼”促使它的出現。

人教版九年級（下）第九單元 《溶液》課外閱讀延伸