当茶黄素邂逅咖啡因

科学松鼠会

一般而言，人们都希望饮料澄清透明。比如茶，清亮的总比浑浊的更有吸引力一些。所以，人们发现有的红茶茶汤在放凉之后出现浅褐色或橙色乳状的浑浊之后，在相当长的时间里并不待见它。直到后来有农艺师指出这其实是优质红茶的标志，这种被称为“冷后浑”的现象才受到人们的欢迎。

冷后浑是如何产生的？为什么它又被认为是好茶的标志呢？

茶叶中有许多种成分，其中有一类在化学结构上有共同之处，统称为茶多酚，现在已经识别出了几十种。在未经加工的茶叶中，茶多酚大多数以儿茶素的形态存在。红茶在制作过程中要进行充分的氧化，许多儿茶素会转化成茶黄素，还有的会进一步转化成茶红素。茶黄素和茶红素，就是为红茶带来红亮颜色的功臣。

茶黄素的溶解度受温度影响比较大。在高温下，它还能好好地待在茶汤中。当温度降低后，它们就开始扎堆。温度越低，扎的堆就越大。大到一定程度——大致相当于牛奶中的乳滴大小，看起来就是茶汤变浑浊了。再进一步扎堆，就会形成像乳酪一样的东西，与茶汤分层。

茶中还有一种成分是咖啡因。其实它跟茶黄素一样，温度降低后也喜欢扎堆，溶解度也会降低。不过在茶汤中的咖啡因含量低于它的溶解度，所以它们自己并不足以导致茶汤浑浊。但咖啡因非常喜欢茶黄素——相对于自己扎堆，它们更喜欢跟茶黄素混在一起。一个茶黄素分子上有两个位置能够结合咖啡因，当第一个咖啡因分子傍上茶黄素之后，就会使茶黄素露出第二个结合位点，再容纳另一个咖啡因分子。

咖啡因到了人的嘴里，会与舌头上的苦味受体结合，让我们尝到苦味。而多酚类物质到了嘴里，则可能与舌头上的蛋白质结合，生成不溶于唾液的沉淀物，然后我们就感觉到了涩。相对来说，绿茶中的儿茶素和咖啡因比较多，所以绿茶比较容易出现苦涩。在红茶里，儿茶素经过氧化和聚合变成茶黄素，能与蛋白质结合的位点变少了，涩味也就降低了。茶黄素与咖啡因的结合在茶黄素自己扎堆之前就会进行。这种结合不仅进一步消耗了茶黄素的结合位点，同时也限制了咖啡因与舌头上苦味受体的结合。于是，与同样固体含量的绿茶茶汤相比，红茶茶汤的苦涩味要低。

茶黄素与咖啡因的结合产物溶解度更低，更容易扎堆变大，从而导致冷后浑的现象出现。因此，许多人认为冷后浑是茶黄素和咖啡因发生反应的结果。在实际的红茶中，咖啡因和茶黄素都存在，所以这样的解释也说得过去。“无事生非”的科学家会把红茶中的咖啡因去掉，非要看看茶黄素自己能否出现冷后浑——结果是能，只是需要的茶黄素浓度会高一些。

冷后浑还有一个名字叫作“茶乳酪”。跟牛奶形成奶酪一样，茶中的茶黄素等成分含量越高，就越容易出现冷后浑。茶黄素是红茶最关键的标志成分——冷后浑意味着它的含量高，“冷后浑是好茶的标志”之说，主要就是这个原因。

在红茶饮料生产中，冷后浑的出现导致产品不均一、外观不合格，风味口感也受到影响。在生产过程中，有一些阶段是以红茶提取物浓缩液的状态存在。因为固体含量高，“茶乳酪”就更容易出现——这会导致有效成分的损失，也为下一步的生产流程带来困难。因此，这个产业须要避免冷后浑的出现——这种需要，也就导致了许多关于冷后浑的研究。

科学家们发现，除了咖啡因，茶汤中的钙离子对冷后浑的出现也有显著的作用。他们把茶乳酪拿去分析，发现其中的钙占固体总量的比例，大大高于茶汤中的钙占其固体含量的比例。这是因为，茶汤中的茶黄素带着负电，而钙离子带着正电——类似于卤水点豆腐，钙离子会把本来不想扎堆的茶黄素们拉到一起，让它们沉淀析出。

茶中本来就具有不少钙，要避免它导致冷后浑，就须要压制住它的活动。在食品饮料工业中，这可以通过加入“螯合剂”来实现——螯合剂是一些结构特殊的分子，对于钙离子有超级强大的吸引力。只要螯合剂一出现，钙离子们就纷纷投奔而去，茶黄素也就“无钙问津”，不会被它们拉到一起扎堆了。

科学家们还发现，如果把糖分子通过“糖苷化”加到茶黄素上，可以增加茶黄素的溶解度、避免冷后浑的出现。红茶制作中的氧化那一步加入一些糖，它们就会在后续的加工过程中结合到茶黄素上去。最后得到的红茶，就不容易出现冷后浑。

“冷后浑是优质红茶的标志”是对的，但只是针对正常的红茶。科学研究让我们对冷后浑有了更深入的认识之后，我们发现：如果我们不喜欢它，可以通过技术手段避免它的出现；如果我们喜欢它，也可以“捣鬼”促使它的出现。

人教版九年级（下）第九单元 《溶液》课外阅读延伸