Теин (кофеин) является производным ксантиновых тел — продуктов распада нуклеиновых кислот. Он — главный из трех представленных в чайном листе алкалоидов — физиологически активных веществ растительного происхождения, низкая доза которых вызывает возбуждение нервной системы человека. Два других — близкий к нему теобромин, обнаруженный в 1871 году Цоллером и Либихом (позже его стали получать из какао), и теофиллин (диметилдиоксипурин), выявленный в 1888 году Коселом.

Чай является основным источником кофеина, концентрирующимся в листьях (в семенах его нет), причем его среднее количество возрастает в наших условиях от июня к августу. Добывают кофеин в основном из волосков чайного листа, а практически из чайной пыли, остающейся после сортировки чая, из формовочных отходов и подрезочного материала на плантациях. Пыль при этом смешивают с окисью магния и органическими растворителями извлекают чистый препарат кофеина (C₈H₁₀N₄O₂) — кристаллическое вещество без запаха и цвета, слабо-горьковатого вкуса.

В одной чашке крепкого чайного напитка содержится примерно столько же кофеина, сколько его в таблетке против головной боли. Он положительно действует не только на нервы, но и на мышечную систему — снимает усталость и сонливость, повышает общую работоспособность, стимулирует сердечную деятельность. Придавая напитку лечебные свойства, кофеин (теин) одновременно оказывает влияние и на вкус чайного настоя.

Но все-таки первую скрипку в симфонии вкуса играет танин. Этот термин ввел французский исследователь Сеген, обозначив им растительные экстракты, обладающие способностью дубить кожу. Поскольку поначалу для таких целей применялись настои дуба, от латинизированного слова тан (дуб) и образовано название вещества.

Теотанин — белое вещество вяжущего вкуса, растворимое в воде и сообщающее напитку специфическую терпкость и крепость, — выделил голландский химик Деусс. Изучение дубильных веществ чая в коммерческих целях начал в 1833 году К.И. Мульдер. Установлено, что основными аккумуляторами танина служат двух-трехлетние побеги, а еще точнее — почка и первый лист, где его накапливается до 30 процентов. В огрубевшем листе запасы дубильных веществ резко снижаются. Чем выше сорт сырья, тем больше танина в готовой продукции — до 18 процентов. Окисленные во время ферментации лимонно-желтые танины придают настою характерную темно-золотую окраску, дополняют аромат.

В грузинском чае накопление дубильных веществ происходит в трехлистных флешах с мая по август. На плантациях, расположенных выше над уровнем моря, этот процесс идет активнее, чем в низинах, а с продвижением растения на север — медленнее. Такой агротехнический прием, как подрезка кустов, способствует, а одностороннее внесение азотных удобрений, наоборот, снижает содержание танина. Более благотворны в этом отношении калийные дозы.

Как же танин действует на человеческий организм? Он укрепляет стенки кровеносных сосудов, губителен для дизентерийных, паратифозных и других микробов. Благодаря его присутствию крепкий охлажденный чайный настой служит средством лечения ожогов.

Наряду с лигнином, меланинами и гуминовыми кислотами танин — полимерное фенольное соединение. Вместе с полифенолами в растении присутствуют и разнообразные мономерные соединения фенола. Среди них — группа оксибензойных кислот (галловая, салициловая и протокатеховая), производные коричной кислоты и лактоны (кумарины, теогалин, кофейная, хлорогеновая и кумарилхинная кислоты). В создании вкуса байхового чая участвуют также красящие вещества — антоцианы с их красно-фиолетовой палитрой.

Вопрос образования, превращения и условий накопления фенольных соединений — центральный в биохимии и физиологии чая. Как установлено советскими учеными, основным компонентом сложного танинового комплекса являются катехины. Именно они определяют разницу между чаем и камелией. Эти бесцветные кристаллические вещества впервые выявлены в 30-х годах прошлого века Ф. Рунге из акации катеху. Хорошо растворимые в горячей воде, легко окисляющиеся, они теряют при этом горький вкус и приобретают красновато-коричневый оттенок. Их экстракт применяют не только для дубления кож, но и для крашения хлопчатобумажных тканей, ароматизации какао, кофе, чая, вина, пива и табака. Сегодня известны более чем двести видов растений — носителей катехина, выполняющего функции передатчиков водорода в процессе дыхания.

Являясь составной частью дубильных веществ, катехины во многом превосходят те свойства, которыми славятся танины. Содержание катехинов во флешах снижается от юга к северу и увеличивается в течение сезона сбора, а также под влиянием минеральной подкормки. Магний, бор и цинк вызывают нарастание их запасов, а кобальт и молибден — снижение. Благотворно сказываются неглубокая подрезка и полив чайных плантаций. Особой концентрацией катехинов отличаются китайский сорт Кимынь и советский — Колхида, районированный с 1974 года.

Как и танины, катехины обладают антимикробными свойствами. Отваром зеленого чая успешно излечивают больных дизентерией. Чайные катехины способны увеличить отложение витамина С, задержать его выведение из организма, предохранить от заболевания цингой. Производные катехина используются при изготовлении лекарственных препаратов, назначаемых при нарушении проницаемости капилляров, при лечении отеков сосудистого происхождения, нефритов, кровоточивости, мигрени и некоторых формах гипертонии.

По иронии судьбы, третье важнейшее вещество чайного растения издавна подрывало здоровье людей. Рабочие, постоянно находившиеся в помещениях, где обрабатывался чайный лист, часто страдали от головокружений и головных болей. По этой причине уже в Древнем Китае предпочитали употреблять лишь тот чай, который был выдержан после сбора как минимум в течение года. Усыхая и старея, лист терял почти треть дурманящего эффекта. Правда, при этом замечалось ухудшение своеобразного аромата напитка. Но, как говорится, здоровье дороже.

Источник этих недугов был раскрыт лишь в 1898 году, когда Ван Ромбург и Ломан нашли в чайном листе эфирное масло. В ходе последующих исследований, которые провели в 1933–1938 годах японцы Такей и Сокато, обнаружено, что в состав сложных эфиров чая входит целая гамма кислот — уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая, пальмитиновая, салициловая, а также спирты — гексиловый, бензоловый и фенилэтиловый. С 1940 года в СССР началось изучение химической природы эфиров грузинского чая.

Теперь мы знаем, что наличие этих летучих веществ, столь вредных для здоровья при высоких концентрациях, и придает любимому напитку своеобразный запах. В чае, а именно все в тех же «белых ресничках», содержится в среднем 0,0075 процента ароматических веществ. Особенно богаты ими молодые нежные листья. На поздних же стадиях развития листа эфирные масла переходят в смолы. В полуфабрикатах чая пахучих масел почти втрое больше, чем в растениях на корню. Содержание их растет при завяливании, в результате окислительных процессов, и достигает четырехкратного увеличения при ферментации, то есть можно считать доказанным, что эфирное масло в основном образуется при переработке чайного листа. Но этим наши познания ограничиваются. Многое еще остается за семью печатями, под покровом загадочных волосков — первоначальных генераторов неповторимого аромата.

Пока еще точно не установлена вся группа экстрактивных веществ, составляющих чайный букет. В составе эфирного масла ученые-химики выявили около пятисот всевозможных компонентов, но идентифицировать удалось лишь немногим более сотни. Нет еще и единой стройной теории, объясняющей все типы реакций, создающих чарующую композицию запаха.

До второй половины прошлого века ученые считали, что для нормального развития организма необходимы четыре типа «строительных материалов»: белки, жиры, углеводы и минеральные вещества. Первым усомнился в этом в 1897 году голландский врач X. Эйкман, работавший на Яве.