Perchè la durezza dell’acqua influisce sulla qualità dell’infuso

Avrete notato certamente che preparando lo stesso tè (sia esso verde, nero, oolong o di qualsiasi altro tipo) con acque di diversa durezza all’aumentare di quest’ultima l’infuso che ne risulta è di un colore più opaco e di un sapore peggiore, motivo per il quale è consigliabile preparare il tè con dell’acqua con un basso residuo fisso.

Ma perchè avviene questo? In che modo la durezza dell’acqua influisce sulla qualità dell’infuso?

Una delle cause di maggiore importanza è quella che vi espongo di seguito.

Tutto nasce dal fatto che i polifenoli, specie quelli ricchi di gruppi gallato, le proteine ed i carboidrati presenti nel tè  in soluzione tendono ad unirsi tra di loro per formare aggregati di dimensioni nanometriche.

A questo groviglio di molecole come se non bastasse si aggiunge anche la caffeina, che riesce a complessarsi con i polifenoli, rendendo la particella colloidale ancora più pesante e voluminosa.

A questo punto entrano in gioco i minerali contenuti nell’acqua ed in particolare il Calcio che si presenta in soluzione sotto forma di ione Ca2+   .

Infatti questi aggregati colloidali presentano sulla superficie una carica negativa che crea una repulsione elettrostatica tra i vari aggregati che cosi non si possono unire tra loro. Il Calcio però con le sue cariche positive riesce a neutralizzare le cariche negative delle particelle rendendo cosi possibile ai vari aggregati di unirsi tra loro per formare particelle ancora più grandi che a questo punto non possono più rimanere in soluzione e precipitano.
Inoltre il Calcio, cosa importante, promuove l’auto-associazione delle dei polifenoli e quindi la creazione dei suddetti complessi polifenolici ed aumenta anche la ”capacita” della caffeina di legarsi ai polifenoli. Quindi più calciò c’è più le molecole tendono ad aggregare.

tea cream

Schema di formazione degli aggregati. Fonte: Spontaneously Assembled Nano-aggregates in Clear Green Tea Infusions from Camellia ptilophylla and Camellia sinensis. Xiaorong Lin et al. J. Agric. Food Chem., 2017, 65 (18), pp 3757–3766

tea colloids

Aggregati (indicati dalle frecce) visti al microscopio. Fonte: Spontaneously Assembled Nano-aggregates in Clear Green Tea Infusions from Camellia ptilophylla and Camellia sinensis. Xiaorong Lin et al. J. Agric. Food Chem., 2017, 65 (18), pp 3757–3766

L’opacita della bevanda risultante  è causata proprio da questi grossi aggregati molecolari presenti nell’infuso e dal fatto tra le tante cose i polifenoli determinano anche il colore del tè quindi  variando la loro quantità varia anche il colore.
Precipitando questi aggregati l’infuso perde molti dei suoi polifenoli che giocavano un ruolo importante sul sapore e perciò il tè si presenta con un gusto più cattivo.

Quindi in definitiva uno dei  motivi per cui una maggiore durezza dell’acqua porta ad una peggiore qualità dell’infuso è il fatto che la quantità di sali minerali presenti in soluzione è strettamente correlata con la capacità dei polifenoli e di altre importanti molecole di rimanere in soluzione, maggiore è la quantità di sali minerali peggiore è la solubilità di queste molecole.

 

Fonti

Spontaneously Assembled Nano-aggregates in Clear Green Tea Infusions from Camellia ptilophylla and Camellia sinensis. Xiaorong Lin et al. J. Agric. Food Chem., 2017, 65 (18), pp 3757–3766

Creaming in black tea.
Jöbstl E., Fairclough J.P., Davies A.P., Williamson M.P. (2005)

Cream formation and main chemical components of green tea infusions
processed from different parts of new shoots.
Jun-Feng Yin, Yong-Quan Xu , Hai-Bo Yuan , Long-Xin Luo , Xiao-Jun Qian. (2008)

 

English Version

As you will have noticed that preparing the same tea (be it green, black, oolong or any other type) with water of different hardness as the latter increases, the resulting infusion is more opaque and has a worse taste, for this reason reason it is advisable to prepare tea with water with soft water.

But why does this happen? How does water hardness affect the quality of the infusion?

It all stems from the fact that polyphenols, especially those rich in gallate groups, proteins and carbohydrates present in the infusion tend to bind together to form nanometric aggregates.

To these aggregates of molecules as if this were not enough, caffeine is added, which is able to complex itself with polyphenols, making the colloidal particle even heavier and more voluminous.

At this point the minerals contained in the water come into play, and in particular the calcium that presents itself in the solution in the form of a Ca2+ ion.

As a matter of a fact  these colloidal aggregates have a negative charge on the surface that creates an electrostatic repulsion between the various aggregates that does not allows them to join together. However, with its positive charges, Calcium manages to neutralize the negative charges of the particles, thus making it possible for the various aggregates to join together to form even larger particles that at this point can no longer remain in solution.
In addition, Calcium promotes the self-association of Teaflavine and Polyphenols and the creation of the aforementioned polyphenolic complexes and also increases the “ability” of caffeine to bind itself to polyphenols. So the more calcium there is, the more molecules tend to aggregate.

tea cream

Formation of these agregates. Source: Spontaneously Assembled Nano-aggregates in Clear Green Tea Infusions from Camellia ptilophylla and Camellia sinensis. Xiaorong Lin et al. J. Agric. Food Chem., 2017, 65 (18), pp 3757–3766

tea colloids

Microscope image of the aggregates. Source: Spontaneously Assembled Nano-aggregates in Clear Green Tea Infusions from Camellia ptilophylla and Camellia sinensis. Xiaorong Lin et al. J. Agric. Food Chem., 2017, 65 (18), pp 3757–3766

The opacity of the resulting drink is caused precisely by these large molecular aggregates present in the infusion and by the fact among the many things the polyphenols also determine the color of the tea, therefore varying their quantity also varies the color.
Precipitating these aggregates, the infusion loses many of its polyphenols, which played an important role on the flavor and therefore tea presents itself with a worse taste.

So ultimately one of the reasons why a greater hardness of water leads to a worse quality of the infusion is the fact that the amount of mineral salts present in solution is closely correlated with the ability of polyphenols and other important molecules to remain in solution, the greater the quantity of mineral salts, the worse is the solubility of these molecules.

References

Spontaneously Assembled Nano-aggregates in Clear Green Tea Infusions from Camellia ptilophylla and Camellia sinensis. Xiaorong Lin et al. J. Agric. Food Chem., 2017, 65 (18), pp 3757–3766

Creaming in black tea.
Jöbstl E., Fairclough J.P., Davies A.P., Williamson M.P. (2005)

Cream formation and main chemical components of green tea infusions
processed from different parts of new shoots.
Jun-Feng Yin, Yong-Quan Xu , Hai-Bo Yuan , Long-Xin Luo , Xiao-Jun Qian. (2008)

 

 

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