Особо нужно отметить три основных группы химического состава чая, определяющие главные достоинства напитка и его целебные свойства: группу алкалоидов чайного листа (кофеин, теобромин и теофиллин); группу фенольных соединений, среди которых наибольшее значение имеют танин и катехины; группу эфирных масел, состоящую более чем из 130 соединений.

Среди алкалоидов чая ведущую роль играет кофеин, который является производным ксантиновых тел — продуктов распада нуклеиновых кислот. Он оказывает на организм человека разнообразное воздействие, но наиболее выраженным является его влияние на центральную нервную систему, мышечную ткань (в том числе сердечную мышцу) и почки. Он обладает тонизирующим, бодрящим свойствами, улучшает кровообращение и дыхание, повышает умственную активность, расширяет сосуды головного мозга.

Воздействие кофеина на центральную нервную систему заключается в его влиянии на мозговые центры, связанные с высшими психическими функциями. В результате происходит общее координированное повышение функций головного мозга. В связи с этим, помимо состояния бодрствования, кофеин вызывает повышение умственной активности, усиление чувствительности и мысленных ассоциаций. Исследования, проведенные И.П. Павловым и его последователями, показали, что при действии кофеина процессы возбуждения преобладают над процессами торможения. При этом процессы торможения не подавляются, а лишь несколько ослабевают. При утомлении, когда начинают преобладать процессы торможения, кофеин выравнивает соотношение между возбуждением и торможением и нормализует деятельность нервной системы.

У части людей существует ложное убеждение, что кофеин, который содержится в крепком чае, якобы вреден для сердца. На самом деле потребление крепкого настоя чая не только не наносит сердцу ни малейшего вреда, а наоборот, стимулирует его работу. Так, 200 мл вышесреднего настоя содержит 0,04 г кофеина, а максимально допустимая дневная норма для организма человека составляет 0,25 г. Причем нужно учитывать тот факт, что чай, заваренный в пропорции 3 г сухого чая на 125 мл воды, при первом настое содержит 0,9 гран кофеина (1 гран равен 0,06 г), при втором — 0,32, а при третьем и последующих — не содержит его вообще.

Под воздействием кофеина мышечные сокращения усиливаются и становятся более быстрыми и полными, сосуды мышц (в том числе коронарные и почечные) расширяются. Это способствует увеличению выносливости и трудоспособности мышц. Кофеин, влияя на перераспределение крови в организме, улучшает обмен веществ, стимулирует тканевое дыхание, что отражается на деятельности головного мозга и почек.

Теофиллин и теобромин чая, как и кофеин, действуют на центральную нервную систему, но слабее. Они улучшают кровообращение, оказывают спазмолитическое и сосудорасширяющее действие, благоприятно влияя на коронарные сосуды сердца, усиливая мочеотделение за счет влияния на почечный эпителий и почечные капилляры.

Целый комплекс исключительно ценных свойств придают чаю фенолъные соединения, в которую танин входит как одна из фракций. Известно, что танин играет особую роль в формировании вкуса. Окисляясь во время процесса ферментации, он также оказывает влияние на цвет настоя и дополняет аромат чая. Танин проявляет и свои важнейшие целебные свойства: укрепляет стенки кровеносных сосудов, губительно действует на возбудителей кишечных инфекций (дизентерийных, паратифозных и других микробов).

Катехины во многом превосходят те свойства, которыми славятся танины. Они имеют сильно выраженные Р-витаминные свойства, а также способны увеличить отложение витамина С, задержать его выведение из организма. Благодаря этому они укрепляют десны, предохраняя от заболевания цингой. Способствуя усвоению витамина С и действуя с ним сочетанно, чайные катехины укрепляют стенки сосудов, уменьшая вероятность кровоизлияния, оказывают лечебное воздействие при воспалении капилляров, капилляротоксикозе, воспалении почек, колите, остром ревматизме, полиомиелите. Производные катехинов используют при нарушении проницаемости капилляров, лечении отеков сосудистого происхождения, нефритов, кровоточивости, мигрени и некоторых формах гипертонии. В настоящее время неизвестны вещества, которые имели бы большую капилляроукрепляющую активность, чем чайные катехины.

При переработке чайного листа катехины подвергаются окислению, поэтому содержание витамина Р в черном чае в семь раз ниже, чем в зеленом листе. При окислении катехинов получаются ортохиноны, которые также характеризуются высокой химической активностью. Они обладают антимикробными свойствами, оказывая токсическое действие на патогенные микроорганизмы. Так, отваром чая успешно лечат больных дизентерией, его применяют как антитоксическое средство при таких инфекционных заболеваниях, как корь, коклюш, грипп и др. Благодаря содержанию в чае катехинов он проявляет лечебные свойства при лечении острого нефрита, шуме в ушах, головных болях (при принятии катехинов до 150 мг в сутки), используется в целях профилактики ломкости капилляров у жителей северных районов в связи с малым потреблением ими растительной витаминизированной пищи, а также при лечении антибиотиками в целях профилактики дисбактериоза.

Танин и катехины чая обладают антиокислительными и комплексо-образующими свойствами. Антиокислительные свойства способствуют защите организма от лучевых болезней, возникающих при рентгеновских облучениях, от солнечных ударов, кварцевых ожогов и т. д. Комплексообразующая способность танина и катехинов чая, как показали японские ученые, обусловливает связывание вредных изотопов, например стронция-90.

Эфирные масла создают чаю уникальный «букет», придавая любимому напитку своеобразный запах и участвуя в создании неповторимого вкуса. Образуются они, в основном, при переработке чайного листа, увеличивая свою концентрацию в результате окислительных процессов в стадиях завяливания и ферментации. В состав сложных эфиров чая входит целая гамма кислот — уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая, пальминовая, салициловая, а также спирты — гексиловый, бензоловый, фенилэтиловый. Наличие этих летучих веществ, столь вредных для здоровья при высоких концентрациях, в чайном настое минимально и сбалансированно, что способствует мягкому воздействию на организм человека. Их влияние не до конца изучено, однако известно, что так же, как кофеин, они обладают некоторым возбуждающим, тонизирующим свойствами, активизируя работу мозга.

Заслуживает внимания значение для здоровья человека витаминов, микро- и макроэлементов чая. В чае содержатся витамины Р, С, Bi, B2, К, U, РР, А, Е и др. Благодаря высокому содержанию полифенольных соединений чай обладает высокой Р-витаминной активностью. Они присутствуют во всех видах чая, но в разной концентрации. Из микроэлементов чая особое значение имеет фтор. Если катехины чая укрепляют десны, то фтор укрепляет эмаль зубов, поэтому целесообразно регулярно чистить зубы разваркой чая.

Влияние на организм человека важнейших компонентов химического состава чая позволяет оценить его место среди других тонизирующих продуктов. Следует отметить, что его воздействие выгодно отличается от действия кофе, пива и алкогольных напитков. Например, алкоголь, вначале чрезмерно возбуждая нервную систему, через малый промежуток времени угнетает ее; чай же тонизирует действие ЦНС (центральной нервной системы) без последующего угнетения. Известно, что в крепком чае кофеина не меньше, чем в кофе, но в чае он находится в сочетании с танином и катехинами, а также в виде соединений таната кофеина, вследствие чего действует мягче. Известный французский физиолог Молишот, сравнивая действие чая и кофе, отмечал, что чай меньше возбуждает фантазию и дает возможность лучше выполнить умственную работу с большим спокойствием и сосредоточенностью, не вызывая такого напряжения мысли, какое вызывает кофе. Это можно объяснить тем, что кофеин, содержащийся в кофе (в котором отсутствует танино-катехиновый комплекс), действует сильнее и непосредственно на сердце, тогда как кофеин чая действует преимущественно на сосуды мозга и центральную нервную систему.