Порой случается так: заварил чай, поставил настояться, но, увидев результат, передумал пить. Образовавшаяся на поверхности напитка маслянистая пленка отбила всякое желание даже смотреть на то, что в чашке. Почему так происходит? Дело в грязной кружке, плохом сорте чая или в чем-то еще? Узнали ответ на этот вопрос у химика Сергея Бесараба.
Сергей Бесараб — беларусский ученый в области коллоидной химии, бывший сотрудник Института общей и неорганической химии НАН Беларуси. После протестов и начала войны в Украине уволился из Академии наук, а затем экстренно эвакуировался из Беларуси. Ведет научно-технический блог LAB-66.
От чего зависит, будет ли пленка на чае?
Для начала небольшой ликбез. Если совсем просто, то в листьях чая есть полифенолы. Это класс химических соединений растительного происхождения, которые обладают антиоксидантными свойствами. А в воде содержатся ионы кальция и магния. Чем жестче вода — тем их больше. Если чай залить кипятком, то при температуре под воздействием кислорода, что находится в воздухе, полифенолы окисляются, агрегируются (читай, «кучкуются»), и происходит реакция их полимеризации. В процессе полимеризации полифенолы захватывают из воды ионы кальция и магния, в итоге на поверхности чашки образуется блестящая пленка.
— Пленка — это биокомпозит, который состоит из карбонатного каркаса (в основном его формирует кальций, магния тут меньше) и «сшитых» с ним окисленных полифенолов из растения Camellia sinensis (чая. — Прим. ред.), — говорит Сергей Бесараб. — Я бы его назвал еще «чайная накипь», потому что минералогически это почти что ее классический состав. Из таких же минералов состоит и так называемый чайный камень, налет на посуде для чаепитий.
По словам ученого, первое, что влияет на то, будет ли у чая пленка, — «соприкосновение с кислородом». Что это значит?
— Если мы возьмем герметичный бокс, в котором будет вакуум или инертный газ, и заварим в нем чай на очень жесткой родниковой воде, пленка не образуется, — объясняет ученый. — Почему? Потому что полифенолы не окислятся и не смогут образовать полимерные массивы.
Однако, устраивая дома чаепитие, вряд ли кто-то будет использовать подобный метод. Максимум, что мы можем сделать, — это уменьшить площадь соприкосновения напитка с кислородом. Допустим, если вы настаиваете чай в узбекской пиале, площадь контакта жидкости с воздухом будет большей, чем в обычной кружке. А значит, и пленки в первом случае образуется больше.
Второй момент, который влияет на образование «чайной накипи», — качество воды. Чем она жестче, тем отчетливее матовые маслянистые пятна.
— Если солей жесткости в воде мало, пленка образуется тоненькая и может быть незаметна невооруженным глазом, только при очень внимательном рассмотрении под каким-то определенным углом зрения, — уточняет собеседник. — При использовании дистиллированной воды (очищенной от минеральных солей и органических веществ. — Прим. ред.) «накипи» не будет совсем. Кстати, многие, кто использует дома для очищения воды системы обратного осмоса, тоже упоминают, что не видят «чайную пленку».
Почему, когда завариваю дешевый чай, пленку я вижу, а если дорогой — нет?
По словам ученого, сорт чая на образование пленки не влияет. Например, нет разницы, завариваете вы черный, белый или зеленый чай. У всех их «примерно одинаковый полифенольный профиль». Однако, если взять качественную заварку, в чашке, скорее всего, будет просматриваться дно. Хотя, если у вас не дистиллированная вода, пленка тут тоже образуется, но мы ее не заметим.
— Все дело в том, что в чистом чае нет взвешенных твердых частиц — пыли и подобного ей непотребства. В итоге мы получаем просто окрашенный раствор, — объясняет Сергей Бесараб. — В копеечном пакетированном они (взвешенные твердые частицы. — Прим. ред.), наоборот, есть. Во время заварки эта взвесь уходит в воду. Пленка «захватывает» микрочастицы и становится более заметной — непрозрачной, матовой.
Если на появление пленки влияет вода и кислород, то почему «накипь» не появляется в кофе?
— У кофе кислый pH, то есть ниже 7. А кальций, как вы, наверное, знаете со школьной программы, растворяется в кислых условиях, — говорит Сергей Бесараб. — Тут та же ситуация. Если рН низкий, пленка растворяется, то есть кислая жидкость препятствует образованию биокомпозита, вымывая из него ионы металлов, формирующие каркас. Похоже действует и лимон.
Выходит, чтобы в чае не было пленки, нужно добавить лимон?
— Скажем так, добавить какую-то кислоту. Тут будут работать многие плодовые кислоты: яблочный сок, янтарная кислота, которую некоторые используют как средство от похмелья, — приводит примеры ученый и уточняет, что у лимонной кислоты есть одна особенность: — Она действует еще и как комплексообразователь, из-за которого биокомпозит перестает существовать.
Как это работает? По словам собеседника, «иллюстративным примером» может послужить ситуация с трилоном Б, веществом, которое используют для умягчения воды.
— Если рассмотреть это вещество на молекулярном уровне, оно похоже на клешни. Эти клешни хватают ионы кальция или магния, образуют с ними устойчивый комплекс и не дают им больше ни с чем взаимодействовать, — описывает ситуацию Бесараб.
Если добавить в чай сахар, это спасет его от пленки?
— Сахар сделает пленку более прозрачной. Ее толщина и прочность при этом никак не поменяются, но структура станет менее шероховатой, то есть визуально она будет выглядеть более гладкой, — рассказывает собеседник. — Хотя человек, скорее всего, этого даже не заметит.
В то же время, отмечает Сергей Бесараб, некоторые подсластители — заменители сахара могут выступать как так называемый антискалянт — вещество, которое предотвращает выпадение накипи из воды.
— Например, так будет работать известный многим инулин (тип растворимой клетчатки, которая содержится во фруктах, овощах и зерновых и используется как заменитель сахара и пребиотик. — Прим. ред.). Он адсорбируется на поверхности формирующейся пленки и разрушает ее монолитность, — продолжает ученый. — Инулин, кстати, выделяется из корней цикория, так что добавлять цикорий в чай имеет не только гастрономический, но и химический смысл.
Что будет с пленкой, если в чай налить молока?
— С добавлением молока в качестве основы в биокомпозите начнет преобладать уже не карбонат, а силикат кальция. Все дело в том, что белки молока (основной из них — казеин) наравне с полифенолами «сшиваются» ионами кальция в молочно-чайный композит. В итоге в нем вместе с минералами появляются органические элементы не только растительного, но и животного происхождения, — рассказывает Сергей Бесараб. — У казеина молекулы подвижны, за счет этого чайная пленка получается более упругая, растягивающаяся и мобильная. Она хуже прикрепляется к посуде, то есть легче смывается с чашки.
Опасна ли эта пленка для человека?
— Абсолютное большинство исследователей считает, что она безопасна. Почему? Потому что, даже если полностью застелить пленкой поверхность стандартной кружки, ее вес будет такой, как вес пыльцы с трех-четырех зерен ржи. Это магия тонких пленок. Она покрывает всю поверхность, но ее масса мизерная. Это во-первых, — объясняет собеседник. — Во-вторых, если кальций, связанный с полифенолами, попадает в желудок, он мгновенно растворяется. В желудке очень кислая среда, поэтому нужны доли секунды, чтобы пленка перестала существовать. В итоге соли жесткости превращаются в обычный кальций, магний и идут в кровоток как обычные микроэлементы. Так же работают все БАДы и витамины.
Минус «чайной накипи», говорит ученый, скорее в том, что она нарушает эстетику.
В таком случае «накипь» как-то можно убрать из чашки, например, размешать?
Нет. По словам Сергея Бесараба, при перемешивании пленка самовосстанавливается и становится в несколько раз прочнее изначальной. Почему?
— Смотрите, у нас есть пленка, которая уже образовалась в чашке, и, скажем так, доступа воздуха к поверхности чая уже нет, полифенолы не способны окисляться и полимеризоваться. А значит, пленка больше не может образовываться, — рассказывает собеседник. — Вы начали мешать и опять дали воздуху доступ к свежим порциям полифенолов. В итоге появляются новые слои, которые «сшиваются» со старыми. «Накипь» становится толще, ее получается больше, и она более прочная.
Выходит, ложкой пленку не уберешь.
— Только хуже сделаешь, — улыбается Сергей Бесараб.
