폴리페놀

화학적으로 폴리페놀은 벤젠 고리에 하이드록시기(-OH)가 복수 결합된 구조를 띠는 2차 대사산물이다^[1],^[3]. 식물은 자외선, 활성산소, 포식자, 병원균 등 외부의 환경적 스트레스로부터 스스로를 보호하기 위해 폴리페놀을 방어 물질로 생성한다^[2]. 차나무(Camellia sinensis) 역시 강한 햇빛과 해충으로부터 새싹과 잎을 방어하기 위해 다량의 폴리페놀을 합성한다. 찻잎 속 폴리페놀은 크게 플라보노이드(Flavonoids), 페놀산(Phenolic acids), 타닌(Tannins) 등으로 분류되며, 이 중 플라보노이드 계열에 속하는 플라바놀(Flavanols) 단량체가 가장 큰 비중을 차지한다.

차에 포함된 폴리페놀은 찻잎의 제다 과정, 특히 효소적 산화(발효) 정도에 따라 화학 구조가 크게 변화하며 다음과 같은 주요 성분으로 구분된다^[4],^[5].

카테킨 (Catechins)

카테킨은 산화 과정을 거치지 않은 생엽이나 녹차에 가장 많이 함유된 단량체(Monomer) 형태의 폴리페놀이다. 녹차 폴리페놀의 대부분을 차지하며, 차 특유의 강한 떫은맛과 쓴맛을 낸다^[6],^[7]. 대표적으로 에피카테킨(EC), 에피갈로카테킨(EGC), 에피카테킨갈레이트(ECG), 에피갈로카테킨갈레이트(EGCG) 등이 존재한다. 이 중 EGCG가 가장 높은 비율을 차지하며 항산화 활성이 가장 강력한 것으로 연구되어 있다^[6]. 차의 쓴맛을 중화하고 감칠맛을 내는 아미노산인 테아닌과 함께 녹차의 품질을 결정짓는 핵심 성분이다. 차광 재배를 통해 생산되는 말차의 경우 일조량이 차단되어 카테킨의 생성이 다소 억제되지만, 잎 전체를 섭취하므로 침출차에 비해 섭취하는 총 폴리페놀 양은 높다^[6],^[8].

테아플라빈 (Theaflavins)

테아플라빈은 찻잎을 가공하는 과정에서 폴리페놀 산화효소(Polyphenol oxidase, PPO)의 촉매 작용으로 카테킨 단량체들이 산화·중합하여 생성되는 이량체(Dimer) 폴리페놀이다^[9],^[5],^[10]. 벤조트로폴론(Benzotropolone) 고리 구조를 형성하며 맑은 황적색을 띤다. 주로 홍차와 산화도가 높은 청차에서 발견되며, 홍차 찻물을 밝은 주황빛 또는 황금빛으로 물들이고 산뜻하고 경쾌한 풍미(Briskness)와 수렴성을 부여한다^[4],^[10].

테아루비긴 (Thearubigins) 및 테아브라우닌 (Theabrownins)

산화가 더 깊숙이 진행되면 테아플라빈이 추가로 결합하여 거대 고분자 화합물인 테아루비긴으로 변환된다^[5],^[10]. 테아루비긴은 홍차 폴리페놀의 상당 부분을 차지하는 비균질성 중합체로, 구조가 매우 복잡하여 화학적 규명이 아직 완전하지 않다^[11]. 이 물질은 홍차의 붉은 수색과 묵직한 바디감, 깊은 질감을 형성하는 데 핵심적인 역할을 한다^[10]. 한편 산화의 최종 단계 혹은 흑차(보이차 등)와 같이 미생물 후발효를 거친 차에서는 암갈색을 띠는 테아브라우닌이 지배적으로 생성된다^[4],^[12]. 이 단계에서는 카테킨의 날카로운 떫은맛이 크게 감소하여 둥글고 부드러운 맛이 두드러진다.

차의 종류는 제다(製茶) 공정 중 폴리페놀 산화효소(PPO)를 어떻게 통제하느냐에 따라 결정된다^[9]. 찻잎을 수확한 뒤 위조(시들기)나 유념(비비기) 과정을 거쳐 세포 조직이 파괴되면, 액포에 격리되어 있던 폴리페놀과 효소가 섞이면서 산소와 만나 연쇄적인 효소적 산화 반응(갈변)이 일어난다^[4],^[10].

차 종류	산화 정도	주요 폴리페놀 성분	수색	맛과 향의 특징
녹차	무산화 (산화 억제)	단량체 카테킨 (EGCG 등)	연녹색, 황록색	신선한 풀향, 떫은맛, 쓴맛, 감칠맛
청차	부분 산화	카테킨, 소량의 테아플라빈	황금색, 호박색	다채로운 꽃향, 과일향, 깔끔한 단맛
홍차	완전 산화	테아플라빈, 테아루비긴	주황색, 붉은빛	묵직한 바디감, 단단한 수렴성, 짙은 향
흑차	미생물 후발효	테아브라우닌	짙은 갈색, 흑색	부드러움, 떫은맛 소실, 특유의 숙성향

• 산화 억제 (녹차): 찻잎 수확 직후 고온의 솥에 덖거나 고온 증기로 찌는 살청 과정을 거친다^[9],^[13]. 250~300℃의 열은 폴리페놀 산화효소의 활성을 즉시 상실시켜 카테킨의 산화를 막고 고유의 녹색과 화학 구조를 유지하게 만든다^[9].
• 부분 산화 (청차): 철관음, 대홍포, 동방미인과 같은 우롱차 류는 수확 후 잎을 흔들고 시들게 하여 산화를 일정 수준 진행시킨 뒤 살청하여 산화 효소를 파괴한다. 카테킨과 초기 산화물질이 공존하며 복합적인 향미를 낸다.
• 완전 산화 (홍차): 살청을 생략하고 위조와 강한 유념을 통해 폴리페놀 산화효소의 촉매 작용을 극대화한다^[10]. 이 과정에서 단량체 카테킨 함량은 대폭 감소하는 반면, 이를 재료로 합성된 테아플라빈과 테아루비긴 함량이 급증하여 특유의 붉은 수색과 풍부한 발효향이 형성된다^[9],^[10].

차에 함유된 폴리페놀은 오랜 세월 다양한 관찰 연구와 세포 실험을 통해 유의미한 생리 활성 효과가 보고되어 왔다. 다만 차는 의약품을 대체할 수 없으며, 균형 잡힌 식단과 보조적인 건강 관리에 도움을 줄 수 있는 기호식품으로 접근하는 것이 바람직하다^[6].

• 항산화 작용: 인체의 정상적인 대사 과정에서 발생하는 활성산소(ROS)는 세포의 DNA나 단백질을 손상시켜 산화 스트레스와 노화를 유발한다. 폴리페놀은 자신이 전자를 내어주어 활성산소를 안정화시키는 강력한 항산화제로 작용한다^[6],^[2]. 녹차의 카테킨뿐만 아니라 홍차의 테아플라빈, 테아루비긴 역시 각각의 구조에 맞는 훌륭한 항산화능을 갖춘 것으로 밝혀졌다^[14].
• 심혈관 건강 및 대사 개선: 여러 역학 연구에 따르면 폴리페놀을 꾸준히 섭취할 경우 혈중 저밀도 지단백(LDL) 콜레스테롤의 산화를 억제하고 혈관 내피세포의 기능을 돕는 것으로 관찰되었다^[15]. 또한 카테킨은 에너지 소비를 촉진하고 지방 대사에 개입하여 체지방 감소에 도움을 줄 수 있다는 연구 결과도 존재한다^[15],^[16].
• 항염 및 항균 작용: 체내 염증 매개 물질의 생성을 억제하여 만성 염증 완화에 기여하며, 구강 내 세균의 증식을 막아 충치를 예방하는 데도 일정 부분 도움을 준다고 알려져 있다^[2],^[2].

차의 폴리페놀을 적절하게 추출하기 위해서는 다구의 선택과 차 우리는 법이 중요하다. 수온이 높고 우리는 시간이 길어질수록 찻잎에서 용출되는 수용성 폴리페놀 함량이 크게 증가한다^[6]. 그러나 카테킨이 과도하게 우러나면 쓴맛과 떫은맛이 짙어져 감칠맛을 해칠 수 있다. 따라서 어린잎으로 만든 세작 등의 고급 녹차는 7080℃로 한 김 식힌 물에서 12분가량 짧게 우려내는 것이 일반적이며, 홍차는 테아플라빈과 향기 성분을 충분히 뽑아내기 위해 95℃ 이상의 뜨거운 물을 사용한다^[6].

차 폴리페놀 성분(특히 탄닌 구조물)은 체내에서 철분이나 칼슘과 결합하여 흡수를 방해할 수 있다. 그러므로 철분 결핍성 빈혈이 있는 경우 식사 직후에 진한 차를 대량으로 마시는 것을 피하고 식간에 마시는 것이 권장된다. 또한 고농도의 폴리페놀 추출물이나 진한 찻물은 빈속에 마실 경우 위 점막을 자극하여 위장 장애를 유발할 수 있으므로, 적정량을 섭취하고 임산부 등은 의료진의 조언을 참고하는 것이 좋다.