La chimie derrière la saveur du thé

Ce billet de blog a été rédigé par un invité Jimmy Burridge, PhD en sciences végétales et aficionado de thé, avec un intérêt grandissant pour le croisement de l'agronomie du thé, de la chimie et du terroir (vous pouvez lui reprocher les parties scientifiques déroutantes!). 

Différents types de thé peuvent avoir des profils de saveur très différents. Un thé vert sencha, par exemple, peut avoir une douceur et une épaisseur sur la langue que vous ne retrouverez jamais dans un thé noir. Un thé vert flétri peut avoir une simplicité et une clarté à la fois rafraîchissantes et stimulantes. Les cultivars de thé généralement utilisés pour le thé noir deviennent plus aromatiques lors de l'oxydation, mais les thés noirs japonais, généralement fabriqués à partir de cultivars très différents des thés indiens ou africains, ont tendance à être plus délicats, avec des notes plus florales. Kamaricha et tamaryokucha sont des thés verts produits avec différentes méthodes de traitement à partir de sencha et offrent différents goûts et arômes à explorer.

AU-DESSUS DE wakocha de première récolte (thé noir) d'Ogura Tea Garden à Ashigara, Kanagawa contraste avec cinq printemps sencha (Partir Yunomi's Thé Dojo). CI-DESSOUS : Dégustation de 5 thés noirs différents de Jardin de thé de Kajihara.

Phytochimiques et saveur

Les substances phytochimiques font partie de la vie humaine depuis des temps immémoriaux. Beaucoup de ces composés phytochimiques sont à la base des médicaments traditionnels et modernes, comme l'aspirine. L'ingrédient actif de cet analgésique courant provient de l'acide acétylsalicylique, dont une forme a d'abord été dérivée de l'écorce de saule par les anciens Égyptiens (Desborough et Keeling, 2017).

D'autres composés phytochimiques sont des aspects fondamentaux des saveurs dans les aliments, comme l'acide citrique dans les agrumes. Environ 400 produits chimiques volatils ont été identifiés dans les tomates, dont environ 12 sont particulièrement importants, sans oublier bien sûr le lycopène, un type de caroténoïde, qui donne aux tomates leur couleur caractéristique (Petro‐Turza, 1986 ; Cheng et al., 2020 ; Tomatosphere , 2022). Les caroténoïdes, présents en quantité particulièrement élevée dans la carotte, sont des pigments accessoires de la chlorophylle. Les caroténoïdes et la chlorophylle sont des composants très importants de l'arôme et du goût du thé. La transformation des caroténoïdes en d'autres produits chimiques est l'une des principales fonctions de l'oxydation, qui aide à distinguer les thés noirs.

Les conditions de croissance, l'ombrage, la pression des ravageurs, la fertilisation, l'élévation, la dynamique de la température, le type de sol, la transformation, le vieillissement, etc. peuvent tous affecter les profils phytochimiques et donc le goût et l'expérience de la tasse (Ahmed et al., 2013 ; Zhang et al., 2020 ; voir précédent article sur le changement climatique). Des milliers de composés chimiques peuvent être présents dans le thé et peuvent être transformés au cours du processus de fabrication du thé. Lorsque le thé fini est finalement infusé, certains des composés phytochimiques les plus volatils sont libérés dans l'arôme, tandis que les non volatils sont contenus dans la liqueur de thé.

Structures chimiques de trois composés phytochimiques importants présents dans le thé. La L-théanine est l'acide aminé principalement responsable de la saveur umami du thé. La caféine au goût amer est un stimulant de la classe des méthylxanthines, qui fonctionne en fait en bloquant un récepteur spécifique dans le cerveau, entraînant une production accrue d'un neurotransmetteur. La damscénone est l'un des nombreux produits chimiques aromatiques du thé noir et est dérivée de la transformation des caroténoïdes. Il appartient à la famille chimique des cétones de rose, peut exister sous une variété d'isoformes, apporte des saveurs allant du fruité au floral en passant par le boisé et se retrouve également dans le bourbon.

Modification de la composition chimique des feuilles de thé

Les agriculteurs et les buveurs de thé savent depuis des siècles que certaines conditions de croissance et périodes de récolte produisent un thé avec une saveur différente. Parmi les premiers à établir le lien, il y a peut-être eu les agriculteurs de la région d'Uji qui ont appris que ombrager les feuilles produit un thé avec plus d'umami (précédent article sur l'ombrage).

De même, les producteurs de thé et les buveurs ont également remarqué que la première bouffée printanière de thé a souvent un goût particulièrement doux avec plus d'umami par rapport à Shibumi (astringence). Ces deux phénomènes sont liés à une teneur en catéchine et en tanin moins amère et à une teneur plus élevée en acides aminés, et plus particulièrement en l'unique acide aminé L-théanine.

Production de thé ombragée à l'aide de tapis de roseaux traditionnels à Jardins de thé de Kuma à Yamé. L'ombrage pendant quelques jours, ou jusqu'à quelques semaines pour le gyokuro, augmente la teneur en chlorophylle et en acides aminés, réduit les tanins et donne un thé doux et moelleux avec plus d'umami.

Les acides aminés sont les blocs de construction de base des protéines. Plus de 35 acides aminés différents ont été identifiés dans le thé et des acides aminés particuliers ont été liés à des saveurs spécifiques, telles que l'umami, ainsi qu'à des arômes floraux et à des arômes de vin (Li et al., 2022). La L-théanine représente environ 50 % de la teneur totale en acides aminés des feuilles de thé. La L-théanine, un acide aminé unique au thé et à un champignon spécifique, est responsable de la sensation apaisante du thé en augmentant les ondes cérébrales alpha selon certains chercheurs et est soupçonnée d'avoir d'autres bienfaits pour la santé (Juneja et al., 1999; Vuong et al. , 2011).

Nous savons maintenant que le mécanisme derrière l'ombrage produisant du thé riche en umami est que l'ombrage ralentit la transformation des acides aminés en polyphénols. Le ralentissement de la transformation des acides aminés donne des feuilles de thé avec une teneur plus élevée en acides aminés et donc plus d'umami. Les outils modernes ont également confirmé ce que les agriculteurs ont toujours su, à savoir que la concentration la plus élevée de L-théanine se trouve généralement dans le premier bourgeon et la première feuille d'une saison (Li et al., 2022).

Oxydation est un autre exemple de la façon dont le contrôle des réactions chimiques naturelles conduit à des qualités de thé souhaitables. Au fur et à mesure que les parois cellulaires végétales se décomposent, soit par flétrissement, soit par pétrissage, des produits chimiques qui étaient auparavant protégés par la paroi cellulaire entrent en contact avec l'atmosphère. Ces molécules réagissent alors avec l'oxygène, dans un processus appelé oxydation. De plus, les feuilles vivantes, et même les feuilles fraîchement récoltées, ont une activité enzymatique importante qui, lorsqu'elle n'est pas contrôlée, transforme une grande partie des polyphénols, des chlorophylles et des caroténoïdes, assombrissant les feuilles et modifiant les saveurs.

Damascenone, présent dans de nombreux thés noirs mais rarement dans les thés verts est une intéressante leçon de chimie. Les feuilles à haute teneur en caroténoïdes peuvent être soigneusement oxydées pour transformer les caroténoïdes en damascénone, apportant un goût sucré et une sensation en bouche douce. Le chauffage des feuilles à la vapeur ou à la poêle (pan-roasting) arrête ces processus oxydatifs et enzymatiques, préservant la couleur verte intense des feuilles. Ces différents types de réactions chimiques contribuent à la différence parfois spectaculaire de couleur, de goût et de sensation en bouche entre les types de thé.

À GAUCHE : Une nouvelle plantation des moins communs Cultivar Koshun au Jardin de thé de Kaneroku Matusmoto, spécialisé dans les thés noirs et fumés utilisant la méthode chagusaba (Système agricole reconnu au patrimoine mondial du paillage traditionnel de l'herbe). DROITE : Cueillette manuelle des cultivars Zairai à Jardin de thé de Kajihara. Les cultivars Zairai proviennent de la pollinisation croisée plutôt que des boutures enracinées et apportent des saveurs intéressantes au thé fini, dans ce cas, un kamaricha (un thé vert flétri et poêlé. Zairai discuté dans à cette blog précédent).

Les feuilles ont également une certaine quantité de glucides, sous diverses formes. Ces glucides sont utilisés comme source d'énergie par les enzymes, une autre raison pour laquelle l'arrêt de l'activité enzymatique, généralement par la vapeur, est lié à un thé fini plus sucré.

Caféine est un type de méthylxanthine. La théobromine et la théophylline sont des composés stimulants similaires également présents dans le thé. Ils peuvent apporter un goût amer. La quantité de chacun varie considérablement selon le cultivar, l'âge de la feuille et l'environnement. Une gamme de minéraux se trouve dans les feuilles de thé et l'environnement influence leur abondance relative. Le traitement et le séchage du thé peuvent affecter la biodisponibilité des minéraux et influencer la saveur, l'arôme et la sensation en bouche.

Moins de 0.1% d'une feuille de thé

Les produits chimiques volatils constituent moins de 0.1 % du poids des feuilles de thé séchées, mais ils sont en grande partie responsables de l'arôme et de la saveur. Il existe des milliers de produits chimiques qui interagissent les uns avec les autres et changent avec le temps pour former l'arôme complexe que nous apprécions en tant qu'amateurs de thé.

À l'aide d'instruments de pointe, les scientifiques sont de plus en plus capables de quantifier des molécules spécifiques dans les feuilles de thé qui donnent à différents thés leurs saveurs caractéristiques. Certains de ces appareils de mesure, y compris la chromatographie liquide et gazeuse, peuvent quantifier la quantité d'une vaste gamme de produits chimiques non volatils (goût) et volatils (arôme).

D'autres outils incluent la réflectance spectroscopique et hyperspectrale, qui identifie différents produits chimiques par des différences de couleur (Yamashita et al., 2021). La spectrométrie de masse est un autre outil qui fonctionne en mesurant de minuscules différences de poids entre les nombreuses molécules d'un échantillon et est fréquemment appliquée à la détection des acides aminés dans la recherche sur le thé. Fait intéressant, ces outils sont parfois utilisés pour authentifier l'origine ou le cultivar d'un produit de thé particulier (Engelhardt, 2020).

Le sol et le climat sont des facteurs majeurs qui déterminent les cultivars poussent bien dans une zone particulière et quelle saveur le thé aura. LA GAUCHE: Jardin de thé de Kurihara dans les montagnes de Yame, sur Kyushu, l'île la plus méridionale du Japon couverte de neige en hiver. À DROITE : une vue de Chez Furuichi Seicha champs de thé à basse altitude sur la même île, mais plus au sud à Kagoshima.

La langue humaine

Les outils scientifiques modernes donnent une perspective très détaillée sur ce qui se trouve dans les feuilles de thé et même sur ce qui ressort de l'arôme et de la liqueur de thé. Cependant, les outils ne peuvent pas quantifier comment des combinaisons particulières d'une myriade d'éléments de goût et d'arôme interagissent. C'est cette gamme d'arômes, de goûts, de sensations en bouche et d'arrière-goûts qui donne l'expérience à multiples facettes de savourer une tasse de thé de qualité.

La langue peut détecter 5 qualités gustatives (sucré, acide, salé, amer, umami) (Gravina et al., 2013), peut-être 8 si l'on compte le gras, l'épicé et le frais-mentholé comme goûts. Et puis, bien sûr, il y a des dégradés et des combinaisons. Le nez humain est beaucoup plus sensible, étant capable de différencier 1 billion d'odeurs différentes (Bushdid et al., 2016). Étant donné que le nez a une connexion directe avec le cerveau, il est particulièrement bien adapté pour réagir aux faibles odeurs émanant d'une tasse de thé fraîchement servie.

Peut-être que ce lien direct est la raison pour laquelle les odeurs peuvent susciter des réponses aussi rapides, puissantes et émotionnelles. Le simple fait de sentir quelque chose peut nous ramener à un souvenir lointain ou nous donner un sentiment de calme et d'appartenance. Mais peut-être que la L-théanine que nous venons de boire aide aussi !

En conclusion, nous avons vu que le cultivar, l'emplacement, l'altitude, la météo et le moment de la récolte peuvent influencer les profils phytochimiques et le goût et l'arôme qui en résultent. Les maîtres fabricants de thé utilisent des compétences de séchage et de traitement pour affiner davantage les profils de saveur et d'arôme du thé et rendre de plus belles expériences possibles. Prendre plaisir!

Références

• Ahmed, S., Peters, CM, Chunlin, L., Meyer, R., Unachukwu, U., Litt, A., et al. (2013). Biodiversité et qualité phytochimique dans les systèmes de gestion du thé indigènes et soutenus par l'État du Yunnan, Chine. Conserv. Lett. 6, 28–36. doi:10.1111/j.1755-263X.2012.00269.x.
• Bushdid, C., Magnasco, M., Vosshall, L. et Keller, A. (2016). Les humains peuvent discriminer plus de 1 80 milliards de stimuli olfactifs. Sciences (343-. ). 1370, 1372–10.1126. doi:124916/science.XNUMX.
• Cheng, G., Chang, P., Shen, Y., Wu, L., El-Sappah, AH, Zhang, F., et al. (2020). Comparaison des caractéristiques gustatives de 71 accessions de tomates (Solanum lycopersicum) dans le Shaanxi central. De face. Usine Sci. 11. doi:10.3389/fpls.2020.586834.
• Desborough, MJR, et Keeling, DM (2017). L'histoire de l'aspirine - du saule au médicament miracle. Br. J. Haematol. 177, 674–683. doi:10.1111/bjh.14520.
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• Gravina, SA, Yep, GL et Khan, M. (2013). Biologie humaine du goût. Ann. Méd. saoudienne. 33, 217-222. doi :10.5144/0256-4947.2013.217.
• Juneja, LR, Chu, DC, Okubo, T., Nagato, Y. et Yokogoshi, H. (1999). L-théanine - Un acide aminé unique du thé vert et son effet relaxant chez l'homme. Tendances Food Sci. Technol. 10, 199–204. doi:10.1016/S0924-2244(99)00044-8.
• Li, MY, Liu, HY, Wu, DT, Kenaan, A., Geng, F., Li, H. Bin, et al. (2022). L-théanine : un acide aminé fonctionnel unique dans le thé (Camellia sinensis L.) avec de multiples avantages pour la santé et des applications alimentaires. De face. Nutr. 9, 1–12. doi:10.3389/fnut.2022.853846.
• En lignePetro‐Turza, M. (1986). Saveur de tomates et de produits à base de tomates. Nourriture Rev. Int. 2, 309–351. doi:10.1080/87559128609540802.
• Pigments végétaux, Tomatosphère (2022). Parlons science. Disponible à : http://tomatosphere.letstalkscience.ca/Resources/library/ArticleId/4661/plant-pigments.aspx#:~:text=La couleur rouge de la tomate, à un caroténoïde appelé lycopène. [Consulté le 31 juillet 2022].
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• Zhang, L., Cao, QQ, Granato, D., Xu, YQ et Ho, CT (2020). Association entre la chimie et le goût du thé : Une revue. Tendances Food Sci. Technol. 101, 139–149. doi:10.1016/j.tifs.2020.05.015.