茶生物化学知识点

1、 绪论茶的利用经历了从药用到食用到饮用，从煮食（战国）到煮饮（唐）再到泡饮（明代）的演变。人们饮茶是从春秋战国时期开始，到秦汉时期，饮茶之风逐渐传播开来。在唐代则成为举国之饮，成为茶在历史上的最盛时期，也是在这个时期，世界上第一部茶叶专著陆羽的茶经问世。宋代，饮茶更是发展成为一种风气，一种时尚，一种典雅的艺术。我国是世界上茶叶品种最多的国家。根据加工方式不同分为六大茶类：绿茶（green tea）、红茶（black tea）、乌龙茶（oolong tea）、白茶（white tea）、黄茶（yellow tea）、黑茶（dark tea）。另外，还有再加工茶，如花茶（flowered tea）

2、、紧压茶（brick tea）、速溶茶（instant tea）等。绿茶、红茶、黑茶等来自于同一原料即茶鲜叶，而不是来自不同颜色的茶树，仅是加工工艺不同。绿茶 绿汤绿叶、多为清香。我国生产最多的茶类，属不发酵茶，约占总产量的80%以上。中国所有产茶省（区）中，都有绿茶生产。加工工序为：鲜叶杀青揉捻干燥。 杀青目的是为了杀死鲜叶中的酶，使之失去部分水份，变得柔软，以便成型；揉捻的目的是为了使茶叶形成一定的形状并使茶叶叶汁附在叶表，待冲泡时茶汁能溶解于水；干燥的目的是为了防止茶叶变质，便于贮藏。红茶 红叶红汤、多为玫瑰花香。我国生产的主要茶类之一，属发酵茶，约占总产量的7%。加工工序为：鲜叶萎凋揉

3、捻发酵干燥。 萎凋目的是使叶子变的柔软，易于揉捻；揉捻的目的是为了使茶叶中所含与茶叶色香味有关的物质充分揉出；发酵目的是充分利用鲜叶的多酚氧化酶等酶类的高活性进行充分的酶促氧化，形成红茶红汤红叶的品质特征。 乌龙茶 又名青茶。绿叶红镶边、花香或果香，汤色为黄色但要看其发酵程度，偏红或偏青。属半发酵茶，约占总产量的11%。加工工序为：鲜叶萎凋做青杀青揉捻干燥。 叶子放在太阳下萎凋，然后在竹筛中抖动，轻轻擦伤叶子边缘，由于擦伤叶子中的茶多酚发生氧化反应，使得叶子边缘转变为微红色。然后通过杀青使这个轻微发酵立即停止。揉捻造形，最后干燥。 白茶 日晒茶，因叶满布白毫而得名，以鲜爽为上，香气清新。加工工

4、序为：鲜叶萎凋干燥。 白茶的新芽在张开以前就被采摘下来，先让其水份自然蒸发，使叶片枯萎，然后干燥。茶汤呈嫩黄色。 黄茶 干茶显黄亮，黄叶黄汤，香气多板栗香。加工工序为：鲜叶杀青闷黄干燥 。 闷黄将杀青叶趁热堆积，使茶坯在湿热条件下发生热化学变化，最终使叶子全部均匀变黄为止。 黑茶 汤色橙黄、香气纯正、滋味醇厚不涩，叶底黄褐均匀。加工工序为：鲜叶杀青揉捻渥堆干燥 。 渥堆是黑茶初制独有的工序，也是黑茶色香味品质形成的关键工序。主要是在湿热、微生物作用下多酚类物质自动氧化的结果。 我国茶叶现状 茶起源于我国，传播于世界 茶从唐朝传入东亚地区的朝鲜、日本，到十六世纪传入西方各国，成为世界性的饮料 我

5、国茶树种植面积：世界第一 我国茶叶产量：世界第一 我国茶叶消费量 从2008年起中国成为世界消费茶叶量最大的国家约84万吨超过了印度 世界十大茶叶消费国，依消费量多少为序是：中国、印度、俄罗斯、日本、土耳其、英国、美国、巴基斯坦、埃及、伊朗。其次，印尼、摩洛哥分别排11、12位。这些国家主要是亚、非洲人口众多的发展中国家，尤其是中国和印度这两个人口大国，消费了153.3 1万吨。占同年世界总产量379.50万吨的40.40。 我国茶叶出口量：世界第三位于肯尼亚(38.43万吨)和斯里兰卡(29.80万吨)之后茶叶深加工发展迅速二、茶叶生物化学的研究内容及其在茶学科中的作用和地位作用和地位：茶叶

6、生物化学是茶学专业一门重要的专业基础课，是植物化学、生物化学、食品化学渗透到制茶学、茶树栽培育种学、茶叶审评与检验、茶叶深加工及综合利用等领域后，形成的一门交叉学科，是提供茶叶生产、加工、利用、贸易等有关化学及生物化学的理论依据。主要研究内容1 茶树各器官尤其是新梢中化学成分，特别是次级代谢产物的种类、结构、性质及其生物合成；2 各化学成分在不同环境下的代谢变化及积累情况，为茶树高产优质提供理论指导；3 各化学成分在加工贮藏中的变化规律及其对茶叶品质的影响，为加工工艺的制定及机械设计提供理论基础和参考；4 茶叶中一些重要生物活性物质的药理作用。四、茶叶生物化学的发展趋势 茶叶生物化学在茶学科中

7、的基础地位将加强 目前存在偏重开发应用、忽视基础理论研究的倾向。 茶叶生物化学与生物技术的联系将会越来越紧密 利用生物技术调节酶的合成，在基因水平上进行酶基因的修饰和改造，进而选育出茶树优良品种。 茶树次级代谢及其产物研究仍将是茶叶生物化学的核心问题 次级代谢产物形成及调控机制的研究，将是茶叶生物化学的发展趋势。 茶叶安全生产及控制技术的研究迫在眉睫 茶用农业绿色生产资料，生物防治，茶叶农残与卫生指标检测技术等的研究。 第一章D-ECD-CL+ECL+c 儿茶素与茶叶品质v 儿茶素是绿茶汤苦涩味的主体 苦味具有对味觉产生强烈的刺激作用，但食品中苦味与其他各种味道相协调，则可起丰富和改进食品风味

8、的作用。 涩味是口腔中所感觉到的一种干燥、收敛性的感觉，是多酚类物质与唾液蛋白和糖蛋白相互作用产生的。 儿茶素特别是酯型儿茶素，其组合和浓度，不仅构成苦涩味的主体，也是茶汤浓淡、茶叶优劣的主体物。v 儿茶素的氧化程度与茶类品质密切相关 儿茶素氧化形成的茶黄素、茶红素是红茶汤色红的主体，同时是红茶汤厚度、强度的主体。茶红素与蛋白质结合形成红色叶底。v 儿茶素的自动氧化是绿茶贮藏中陈化现象的主因之一 在常温常压下，绿茶久置后，由绿色陈变为黄色，汤色由绿变成黄红色。 类胡萝卜素中的、- 胡萝卜素是维生素A原，在体内可分解为维生素A。如今，类胡萝卜素的抗氧化作用非常受到瞩目。其抗氧化能力被证明与维生素

9、E不相上下，而且类胡萝卜素已被发现对多种癌细胞，如皮肤癌、乳腺癌、肺癌、白血病等的癌细胞的增殖有抑制作用。人体的皮肤、肝脏、肾脏、血液等许多组织中含有类胡萝卜素。据调查体内类胡萝卜素水平与一些癌症的发病率有逆向关系，如-胡萝卜素的含量低，肺癌的发病率高。因此，为了预防癌症，应积极地从食物中摄取类胡萝卜素。现在许多国家已开发了类胡萝卜素强化食品。 茶黄素的结构式 G为G=没食子酰基v 茶叶中的色素分天然色素和加工形成的色素。天然色素中脂溶性色素主要为叶绿素和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素、隐黄素、玉米黄素），它们在茶叶中含量均小于1%。它们与茶叶外形色泽、叶底色泽有关。v 其中类胡萝卜素属四萜类衍

10、生物，在红茶加工中易降解产生对红茶香气有利的物质。此外茶叶中的胡萝卜素主要为ß-胡萝卜素，具有（1）较强的抗氧化作用，可预防癌症；（2）在人体内可降解成二分子的VA，具有明目作用。v 茶叶中的水溶性色素主要为多酚中的黄酮及其苷（亦称花黄素）、花青素（亦称花色素）。与绿茶汤色密切相关。茶氨酸的生理活性增加脑内多巴胺的含量 多巴胺是一种重要的神经传递物质。帕金森症和精神分裂症与病人的脑部缺乏多巴胺有关。茶氨酸被吸收入脑后会使脑内神经传达物质多巴胺显著增加，使脑部疾病有可能得到调节或预防。提高学习能力和记忆力ü 镇静作用试验表明，服用茶氨酸后，脑中的波增强， 波的出现就表示大脑处

11、于放松、平静状态。其效果可与咖啡碱的兴奋作用相对抗。并且茶氨酸的这种作用对容易不安的人更有效。茶叶含有较多的咖啡碱，其具有兴奋作用，但是人们在饮茶时反而感到放松、平静、心情舒畅。这主要是茶氨酸的作用。ü 女性临床试验表明服用200mg/日的茶氨酸，女性经期综合症的症状如头痛、腰痛、胸部胀痛、无力、易疲劳、精神无法集中、烦躁等症状得到有效改善。ü保护神经细胞：动物实验表明，茶氨酸能抑制短暂脑缺血引起的神经细胞死亡。主要是因为当谷氨酸过多时（兴奋型神经传递物质），会造成神经细胞死亡。而茶氨酸与谷氨酸结构相近，会竞争结合部位，从而抑制神经细胞死亡。因而茶氨酸可能用于谷氨酸引起的脑

12、障碍，如脑栓、脑出血等脑中风，以及脑手术或脑损伤时出现的虚血和老年疾呆等疾病的治疗及预防。降血压作用：茶氨酸对患高血压的大鼠有降舒张压、收缩压及平均血压的作用。茶氨酸通过调节脑和末梢神经中含有色胺等胺类物质来起到降低血压的作用。而茶氨酸对正常血压的大鼠则无降血压作用减肥作用：小鼠实验表明，茶氨酸、茶多酚、咖啡碱、茶皂素、茶多糖等都具有减肥效果。、 g氨基丁酸v 氨基丁酸(gamma aminobutyric acid，GABA) GABA也是茶叶的氨基酸之一，和茶氨酸不同的是其分布非常广，在植物和动物体内都有分布。v GABA是在谷氨酸脱羧酶作用下脱羧后形成的v GABA是抑制性神经递质，对中

13、枢神经有抑制作用。v 临床上常用维生素B6治疗妊娠呕吐及小儿抽搐，目的是促进谷氨酸脱羧，使中枢神经中GABA浓度增高。 GABA的生理活性：安神作用：是一种非常重要的抑制性神经递质，参与脑的生理活动，具有安神、催眠等作用。一些安眠药、抗癫痫药的作用机理就是增加脑中的GABA的释放，达到镇静安神作用。GABA在动物的大脑中大量存在，每天饮食多注意摄取GABA，对维持大脑健康有一定效果。 降血压作用：动物实验和人体实验均证实GABA有降血压作用。其机理是通过抑制血压上升酶的活性，促进体内盐分的排泄。体内盐分过多不但引起血压上升，还引起肾脏肥大。因而GABA还有保护肾脏、改善肾功能的作用。 目前市场

14、上已有富含GABA的降血压茶。、游离氨基酸与茶叶品质色：游离氨基酸含量高的鲜叶，其N代谢旺盛，持嫩性强，制成的干茶条索紧细、色泽油润。味：很多游离氨基酸本身就是滋味因子。如茶氨酸具有类似味精的鲜爽和焦糖香气，对茶汤的滋味和香气都有良好的作用；谷氨酸和天门冬氨酸具有鲜味；精氨酸具有鲜甜滋味，在食品中被视为风味增强剂。香：在红茶发酵中,氨基酸可以形成香气物质。咖啡碱的生理作用：兴奋作用，咖啡碱是强有力的中枢神经兴奋剂，能兴奋神经中枢，尤其是大脑皮层。当血液中咖啡碱浓度在56mgL时，会使人精神振奋，注意力集中，大脑思维活动清晰，感觉敏锐，记忆力增强。古人称之为“令人少眠”，“使人益思”。咖啡碱的兴

15、奋作用会持续几个小时。睡前摄入咖啡碱会使入眠时间推迟，推迟时间的长短与咖啡碱的摄入量基本成正比。不过，由于个人对咖啡碱的敏感度不同，咖啡碱的兴奋效果有很大的个人差异。而且茶中还有其他作用于大脑的成分，如茶氨酸与咖啡碱有对抗作用，在一定程度上会降低咖啡碱的兴奋作用。咖啡碱能促进冠状动脉的扩张，增加心肌的收缩力，增加心血输出量，改善血液循环，加快心跳。促进消化液的分泌 咖啡碱能刺激胃液的分泌，使胃液持续增加，促进食物的消化。古人所说的“去滞化食”的主要功劳也应归功于咖啡碱。 抗过敏、炎症作用咖啡碱也和茶多酚一样，能抑制肥大细胞释放组胺等活性物质。咖啡碱对即发型和迟发型过敏反应非常有效。 利尿作用肾

16、脏滤过的血液数量相当大，大部分由肾小管重新吸收回血液中，只有一小部分形成尿液经肾盂、输尿管进入膀胱后排出。大多数肾脏疾病都表现出无尿、少尿的症状，临床上需要使用利尿剂，长期或大量使用利尿剂对血压和人体其他器官又会造成损害。咖啡碱具有强大的利尿作用。其机理为舒张肾血管，使肾脏血流量增加，肾小球过滤速度增加，抑制肾小管的再吸收，从而促进尿的排泄。这能增强肾脏的功能，防治泌尿系统感染。与喝水相比，喝茶时排尿量要多1.5倍左右。通过排尿，能促进许多代谢物和毒素的排泄其中包括酒精、钠离子、氯离子等，因此咖啡碱有排毒的效果，对肝脏起到保护作用。增进利尿，还有利于结石的排出。 抗肥胖作用v 咖啡碱能促进体内

17、脂肪燃烧，使其转化为能量，产生热量以提高体温，促进出汗等。v 在运动前摄取咖啡碱，能促进运动时的脂肪燃烧，提高体内脂肪的消耗率。动物试验中，在小鼠饲料中添加约0.05的咖啡碱，发现小鼠的腹腔内、肝脏中的脂肪量明显减少，体重也减轻。 不良反应v 一般咖啡碱的摄取量在每千克体重46mg时，不会有不良反应，而且还有上述的生理作用。摄取量在每千克体重1530mg以上，会出现恶心、呕吐、头痛、心跳加快等急性中毒的症状。不过，这些症状在6小时过后会逐渐消失。v 剂量继续加大，可引起头痛、烦躁不安、过度兴奋、抽搐。咖啡碱的致死量大约为200mg(kg体重)，这相当于喝茶200300杯，或喝咖啡100150杯

18、。孕妇大量摄入咖啡可引起流产、早产以及新生儿的体重下降，故应慎用。v 在动物和临床试验中都发现，过量摄入咖啡碱会促进体内矿物质，如钙、镁、钠的排泄。其结果会使骨质密度、重量下降，且变得容易骨折。因此，过量摄取咖啡碱是引发骨质疏松症的原因之一。这个负效应在更年期后的妇女，尤其是平时钙的摄人量较少的妇女身上较为明显。v 但茶叶中的咖啡碱由于有茶多酚、茶氨酸等成分的协调作用，因此喝茶时的不良反应发生的可能性较轻、较缓和。喝茶与喝咖啡有明显的区别。v 作业题1. 画出茶叶中三种主要生物碱的结构式，并简述咖啡碱的生理学功能。2. 解释“冷后浑”的成因。3. 3. 茶多糖的生理活性4. 1）降血糖作用5.

19、 糖尿病是以持续高血糖为基本生化特征的一种综合病症。各种原因造成胰岛素供应不足或胰岛不能发挥正常生理作用，使体内糖、蛋白质及脂肪代谢发生紊乱，血液中糖浓度上升，就发生了糖尿病。6. 动物试验发现，口服或腹腔注射茶多糖都有降血糖效果。其机制是增强胰岛素的功能，而不是促进胰岛素的分泌。此外，茶多糖与促胰岛素分泌药物一起使用，能增强药物的降血糖效果。在中日民间，就有用粗老茶治疗糖尿病的经验。7. 用低于50°C的温水泡茶，茶汤中茶多糖含量较高，对降血糖有效。8. 2）降血脂作用9. 给小鼠喂茶多糖，会使血液中总胆固醇、中性脂肪、低密度脂蛋白胆固醇等浓度下降，而高密度脂蛋白胆固醇均增加。10

20、. 血液中总胆固醇、中性脂肪的浓度超过正常值就患高血脂症，低密度蛋白质的浓度上升会引发动脉硬化，而高密度蛋白质的增加会抑制动脉硬化的发生。11. 因而茶多糖能通过调节血液中的胆固醇以及脂肪的浓度，起到预防高血脂、动脉硬化的作用。12. 3）抗辐射作用13. 茶多糖有明显的抗放射性伤害，保护造血功能的作用。实验发现，小鼠通过射线照射后，服用茶多糖可以保持血色素平稳，红血球下降幅度减少，血小板的变化也趋于正常。14. 随着科技发展，大量电器进入千家万户，人们接触电磁辐射的机会时间增多，多饮茶可以预防长时间，低剂量的辐射对人体造成的危害。15. 茶多糖还有增强免疫功能，抗凝血、抗血栓、降血压、抗癌及

21、抗氧化等功能。v 第七节 茶叶中的皂甙v 皂甙（saponin) ，又名皂素、皂角甙或皂草甙，是一类结构比较复杂的糖苷类化合物，它的水溶液振摇后能产生大量持久性、类似肥皂样的泡沫，故名皂苷根据皂甙元结构的不同可分为两类：三萜类皂甙、甾体皂甙。 v 一、化学结构和组成v 茶叶皂素是在1931年由日本学者青山次郎首次从茶籽中分离出来的一种熔点为209°C 215°C 的无味、无臭、无色、几乎无灰的结晶性粉末。除茶籽中存在外，茶树根系和茎叶中均含有茶皂素。v 茶皂素（theasaponin)是一类齐墩果烷型五环三萜类皂甙的混合物。 基本结构为皂甙元、糖体、有机酸三部分组成皂甙元（

22、C30H50O6）为五环三萜齐墩果烷的衍生物，有近十种；糖体为阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡萄糖醛酸。有机酸主要为当归酸、乙酸、惕各酸和肉桂酸。v 1.茶皂素的皂甙元结构v 甙元是皂素的主体。到目前为止，茶中已分离出10多种配基。已分离鉴定的皂素配基结构，均为齐墩果烷衍生物，只是由于A环上C23、C24与E环上C21所接基团不同。v 2.茶皂素的糖体结构v 各种皂素结合糖体的形式都是一致的，均在配基A环C3上的羟基与糖体部分的葡萄糖醛酸以糖苷键结合。糖体包括葡萄糖醛酸、阿拉伯糖、木糖和半乳糖。v 3.茶皂素的有机酸结构v 茶籽皂素的有机酸为：当归酸、惕各酸、乙酸v 茶叶皂素的有机酸为：当归酸、惕各

23、酸、肉桂酸v 有机酸可在21、22位成酯，也可在16、18位成酯。v 二、理化性质v 一般性质 茶皂素是一种无色无灰的微细柱状结晶，味苦而辛辣，能起泡，并有溶血作用。茶籽皂素的结晶不溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯、石油醚等溶剂，难溶于冷水、无水乙醇和无水甲醇，但是，可稍溶于温水、二硫化碳和醋酸乙酯，易溶于含水甲醇、含水乙醇、正丁醇以及冰醋酸、醋酐和吡啶中。 茶皂素能被醋酸铅和氢氧化钡所沉淀，析出物为白色云雾状。茶皂素能与胆固醇等高级醇类形成复盐有溶血作用。 茶皂素在酸碱作用下可发生水解。在酸性条件下，3号位的糖苷键断裂，在碱性条件下， 21、22、16、18的酯键断裂。v 吸收光谱（教材P63） 茶

24、叶皂素和茶籽皂素在215nm附近均有吸收峰，此峰为具有、共扼双键的当归酸所致；此外，因茶叶皂素含有肉桂酸，肉桂酸在280nm处有很高的吸收峰，而茶籽皂素则无此吸收峰。v 三、表面活性v 茶皂素的结构可分为亲水和亲油两个部分，亲水基团是由电负性强的含氧基团（如-O-，-OH，-COOH）组成，这些含氧基团在茶皂素的糖类配体、有机酸配体及与皂甙配基的连接部分，构成亲水部分；其配基由非极性碳氢环链构成，在溶液中出现憎水现象，成为亲油主体。因此，可用表面活性剂结构模型来表示其在两相界面上的形态。v 茶皂素是一类性能良好的、非离子型的天然表面活性剂（natural surfactant)。在分散、发泡、

25、乳化方面有较好的性能。v 很强的起泡性 （1）茶皂素的水溶液振荡后能产生持久的泡沫。其起泡能力几乎不受水质硬度的影响，而肥皂类阴离子表面活性剂却受水质硬度的制约。在水质硬度偏高的情况下，起泡力很小，甚至无泡沫产生。（2）茶皂素起泡力在pH410范围内正常发泡，且稳定性好；而肥皂类的表面活性剂在酸性溶液中会质子化形成脂肪酸，失去活性。（3）茶皂素的起泡力与浓度有关，低浓度时随浓度提高，起泡力增强，在0.5%左右时，泡沫层最高达194.75mm，而且泡沫稳定性好，24小时后泡沫高度仅下降28%。若浓度高于0.5%后，起泡力将下降。v 四、茶皂素的生理活性v 溶血性 茶皂素具有溶血性，即对动物细胞的

26、红血球有破坏作用。茶叶皂素溶血活性相当弱，而茶籽皂素溶血活性较强。 茶皂素对冷血动物毒性较大，尤其是对鱼类，即使在低浓度也显示毒性。对其他动物以及人，静脉注射时皂甙化合物会显示较大的毒性，但口服时其毒性大大降低。在急性毒性试验中，给老鼠口服高达2000mgkg体重茶皂素，经过一周没发现毒性，并且试验鼠的体重、摄食量及其内脏、血液检查结果都无异常。因此，人喝茶时不必担心茶皂素的溶血性。 v 抗菌、抗病毒作用 抗菌、抗病毒活性也是皂甙化合物所共有的特性。茶皂素对多种引发皮肤病的真菌类以及大肠杆菌有抑制作用。并且茶皂素对A型和B型流感病毒、疱疹病毒、麻疹病毒、HIV病毒有抑制作用。v 抗炎症、抗过敏

27、作用 这也是皂甙化合物的通性。茶皂素具有明显的抗渗漏与抗炎症特征，在炎症初期阶段，能使受毛细血管通透性正常化，对过敏引起的支气管痉挛、浮肿有效，其效果与多种抗炎症药物相匹敌。v 减肥作用 茶皂素具有阻碍胰脂肪酶活性的作用。脂肪酶在体内将食物中的脂肪水解为人体可吸收的游离脂肪酸和单酰甘油。茶皂素通过阻碍胰脂肪酶的活性，减少肠道对食物中的脂肪的吸收，从而有减肥的作用。在小鼠的动物试验中，在高脂肪的饲料中添加茶皂素后，小鼠的脂肪组织重量下降，血液中的中性脂肪含量也下降。v 抑制酒精吸收的作用 茶皂素有抑制酒精吸收的活性。在老鼠的试验中，给老鼠服用茶皂素l小时后再给其服用酒精，发现老鼠血液中、肝脏中的

28、酒精含量都有降低，并且血液中的酒精在较短时间中消失。这表明茶皂素不但抑制酒精的吸收，并促进体内酒精的代谢，对肝脏有保护作用。 茶皂素还有促进体内激素分泌、调节血糖含量、降低胆固醇含量、降血压等功效。 由于茶皂素天然活性，可作为浸润剂、乳化剂、去污剂、发泡剂等在农业、日化、纺织、建材等领域有着广泛的应用。v 在农业保护方面的应用 以茶皂素为主体精制而成的环保型农药助剂可广泛地应用于杀虫剂、杀菌剂、除草剂等达到增效、增溶、减毒之目的。同时由于茶皂素的驱避和生物激素样作用，其本身也是一种很好的生物农药，能刺激作物生长。 地下害虫是很难防治的虫害，以茶皂素为主剂研制的专用杀虫剂，不但能有效地杀死地老虎

29、、蚯蚓、线虫等，而且不会造成土壤污染，有利于环境保护。 茶皂素还对钩虫卵及蚴虫、血吸虫的中间宿主钉螺等具有良好的毒杀活性。 v 第八节 维生素和矿质元素v 维生素vitamin (mg/100g) VA原:750 VC :60529 VE :50290 VK :14 VB2 :1.21.7 VB5 :515 VB11 :0.050.07 VP :340 肌醇:1000 v 矿质元素minerals (mg/100g) K :2000 Zn :26 Mn :30600 F :10100 Se :0.0050.2; 0.50.6(高硒区) Al :202000 v 一、维生素 v 维生素vitam

30、in是机体维持生命活动必不可少的一类有机化合物，是机体内执行各种各样功能的复杂的生物催化剂酶的组成部分，维生素在机体代谢中起着调节作用。人体生理需要量极微，但是如果缺乏，机体内一些酶就没有活性，机体就会有病，乃至死亡。v 人和动物不能自行合成维生素，必须从食品中摄取。植物体能合成维生素，故植物是人体和动物中维生素主要来源。v 维生素都是小分子有机物，化学结构各不相同，有的是胺类，有的是酸类，有的是醇类或醛类，还有的属于固醇类。按溶解性和测定方法不同可分为：脂溶性和水溶性维生素。v 茶叶中含有多种维生素，如有VA、VD、VE、VK、VC、B族多种维生素和VP、VU和肌醇等生物活性物质。茶叶中的维

31、生素可称为“维生素群”，饮茶可使“维生素群”作为一种复方维生素补充人体对维生素的需要。v 1.维生素A（VA）v VA是属于脂环族维生素，其化学本质是不饱和一元醇类，分为VA1（又称retinol,视黄醇）和VA2（又称3-脱氢视黄醇）。v VA对酸和热较稳定，一般烹调不致破坏，但易被空气中的氧和酶的作用所氧化，尤其是在高温和紫外线的照射下，可引起VA的严重破坏。如若食物中含有VC、 VE和多酚类等抗氧化剂时，则对VA有保护作用，能阻止和减少其氧化。 v 茶叶中不含VA，但含维生素A原类胡萝卜素含量丰富。绿茶中有1625mg/100g的胡萝卜素，而高山茶树上的芽叶中含量达50mg/100g。红

32、茶加工中由于发酵等工艺， VA源经过酶和空气氧化形成茶叶香气物质，损失较多，红茶中含量仅有79mg/100g。v 茶叶VA原2030%为-胡萝卜素，其余为-胡萝卜素。v VA是维持正常视力不可缺少的物质，它能预防虹膜退化，增强视网膜的感光性，有“明目”的作用。 VA缺乏，视力会下降，并会得夜盲症。同时， VA还有维持上皮细胞的正常化作用，可维护视觉、生育等功能正常，保护皮肤、粘膜、促进生长等作用。v 2.维生素C（VC or ascorbic acid）v Vc可治治疗坏血病，是酸性的，故又称抗坏血酸。v Vc为无色片状结晶，熔点192，有酸味，易溶于水，不溶于有机溶剂，易被热、光及Cu2+和

33、Fe2+等金属离子破坏，在酸性溶液中比在碱性和中性溶液中稳定。v Vc是一种酸性的己糖衍生物，是烯醇式己糖内酯，有D型和L型两种异构体，只有L型的有生理活性。v Vc可发生氧化型和还原型互变，氧化型和还原型都具有生理活性，因其分子中第2和第3位碳上烯醇羟基上的氢容易成H+释放出来，故它虽不是自由羟基，仍具有有机酸的性质。v Vc是一种还原剂，它易被弱氧化剂2,6-二氯靛酚氧化剂脱H而成为氧化型的抗坏血酸，这一性质可用于Vc的定量测定。v Vc在人体内参加氧化还原反应，是机体内一些氧化还原酶的辅酶，是递氢体；它还参与促进胶原蛋白和粘多糖的合成。v Vc的功效还有增强免疫力、预防感冒、促进铁的吸收

34、，而且它是强抗氧化剂，能捕获各种自由基、抑制脂质过氧化、从而有防癌、抗衰老等功能。v 一般绿茶Vc的含量约为279mg/100g，甚至有的绿茶高达529mg/100g。乌龙茶的Vc含量为120mg/100g，而红茶因经过发酵工艺，Vc含量损失较大，一般在60mg/100g。v 冲泡中，绿茶中Vc几乎全部冲泡出来进入茶汤，被人们吸收利用。因而可通过饮茶补充体内Vc每日所需量(50mg)。v Vc在茶汤中的含量高低与冲泡水温有密切关系，即水温超高，保持量越低，故欲要保留茶汤中较多的Vc含量，泡茶水温不宜过高，且泡茶时间不宜过长。v 在茶叶贮藏中，Vc易受光热氧影响发生氧化。v 3.维生素Ev VE

35、 （VE or tocopherol）为二氢吡喃的衍生物，又称生育酚或抗不育维生素。v VE 广泛存在于绿色植物中，以谷类种子的胚芽部分及绿叶蔬菜的脂质中含量最高，如莴苣叶和柑桔皮中，人体所需的VE 大多数来自粮食与植物油，动物性的食物中含量不高。v VE为淡黄色无嗅无味油状物，不溶于水而溶于油脂。不易被酸、碱和热破坏，无氧条件下热至200也稳定。对氧敏感，极易被氧化成为无活性的醌化合物，而保护其它物质不被氧化，因而可作为抗氧化剂。易被紫外光破坏，Fe2+可促进VE 的氧化。在259nm有吸收峰。v 茶叶中VE 含量比蔬菜和水果中含量要高，可以和柠檬媲美，是菠菜含量的32倍，葵花籽油的2倍。一

36、般茶叶VE 的含量50mg70mg/100g，含量高的高达290mg/100g。绿茶中的VE 比红茶中高，因红茶经过萎凋和发酵，一部分VE 被酶破坏。但因茶叶中含有大量的生物类黄酮，对VE 的氧化起了保护作用，故制茶中VE 的保留量较高。据报导，印度和斯里兰卡红茶中的VE 含量特别丰富。v VE 是很强的抗氧化剂，有抗衰老、美容的作用。此外，还有预防动脉粥样硬化、防治不育症的作用。但VE 为脂溶性维生素，不易溶到茶汤中。因此，可通过食茶，如茶粉加入糕点中食用，就能较好地摄取茶中的VE 。v 4.维生素K（VK )v VK最初是作为与血液凝固有关的维生素被发现的。除了这个作用以外，VK还参与体内

37、钙的代谢。缺乏VK时，易骨折。现已被用作骨质疏松症的治疗药。其他的缺乏症有血液凝固力下降，易发心肌梗塞等。v 天然VK为2-甲基-3-叶绿基-1,4-萘醌。v VK的生理作用主体是1,4-萘醌，为黄色油状物，溶于油脂和有机溶剂，对热稳定，易被光和碱破坏。VK在绿色植物及动物肝脏中含量丰富。v VK能促进血液凝固，其作用是促进肝脏合成凝血酶原，如缺乏VK，可导致皮下、肌肉和胃肠道出血和出血不止。v 5. B族维生素v B族维生素作为酶的辅助因子成分参与细胞中的物质与能量的代谢过程。在细胞内的分布和溶解性能上大致相同。B族维生素有VB1、VB2、VB3、VB5、VB6、VB11、VB12等。茶叶中

38、的B族维生素有VB2、VB3、VB5、VB6、VB11其中VB2、VB5、VB11（叶酸）含量较为丰富。 茶叶中还含有胆碱和肌醇等。 VB2v VB2又称核黄素(riboflavin)，是黄素蛋白酶的辅基，在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白。因其溶液呈黄色而得名，其分子由核糖醇和6,7-二甲基异咯嗪二部分组成，其结构如下：v VB2纯品为橙黄色的针状结晶，熔点为 292293（同时发生分解），味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，它的水溶液呈黄绿色，具有绿色的萤光。 VB2对光和碱不稳定，在碱性溶液中受光照射时形成光黄素(6,7,9-三甲基异咯嗪）。v VB2主要来源于酵母、绿色植物、谷物、鸡蛋、乳

39、类及肝脏等。 VB2参与茶树体内糖、蛋白质、脂肪代谢中的多种氧化还原反应，缺少它，茶树体内呼吸减弱，N素代谢受到障碍。v 茶叶中VB2含量比一般植物高，约有1.21.7mg/100g，且以春茶芽头含量最高。 VB5v VB5又称维生素PP或烟碱酸(pantothenic acid). ，包括尼克酸和尼克酰胺，二者都是吡啶的衍生素，且都具有生物活性，结构如下：v VB5在体内主要以酰胺形式存在，尼克酰胺在体内主要转变为辅酶I和辅酶II，化学名称为尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP，二者都是胶氢酶的辅酶，它们在催化底物脱氢时，通过氧化态与还原态的互变传递H，在生物氧化

40、中起着重要的作用。v 尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，前者熔点为236，后者熔点为129131，是维生素中较稳定的，不被酸、光、空气及热破坏，对碱也很稳定。溶于水及酒精，在260nm处有一吸收光谱。与溴化氰作用产生黄绿色化合物，可用此性质定量。v VB5在人体内维持神经组织的健康，对中枢及交感神经系统有维持作用。尼克酸有扩血管、降低胆固醇和脂肪的药理作用。 VB11 v 叶酸（folic acid）即维生素B11，又称喋酰谷氨酸（PGA），由蝶呤啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸三部分连接而成。其结构如下：v 叶酸为鲜黄色物质，微溶于水，在水溶液中易被光破坏；叶酸在碱性和中性条件下，对热稳定；在酸性条件

41、下，不稳定易破坏；叶酸在体内主要以四氢叶酸形式作为辅酶存在。在茶树体内参与核酸和咖啡碱的代谢。v 叶酸参与核苷酸和氨基酸代谢，是细胞增殖时不可缺少的，可预防贫血，促进乳汁分泌。每日所需量为80 mg 220 mg ，但在妊娠和哺乳期需260 mg。 v 茶叶中含量约为5070 mg /100g。 VP v P来自英文permeability（透性）的第一个字母，是一组与保持血管壁正常通透性有关的黄酮类化合物，其中以芸香苷为主。这些物质也可以称为生物类黄酮(bioflavonoids)。它们能维持微血管的正常透性，增加韧性，具有预防和治疗血管硬化、高血压病的作用，并且有抗衰老和抗癌之功效。v 茶

42、叶中VP含量高，种类多，儿茶素和黄酮类中的很多物质都具有VP的作用，其中最典型的是芸香苷，在茶叶中含量约为340mg/100g。 肌醇(inositol)v 肌醇又名环已六醇，一种特殊形式的糖醇。由植物体内已糖环化而成，起磷酸储藏和磷酸化作用。不仅有游离型，而且还有其磷酸盐植酸钙镁型。v 肌醇为葡萄糖的异构体，但仅内消旋有生理活性，溶于水，微溶于乙醇、不溶于乙醚，纯品为白色结晶，有甜味。v 在茶叶中可达10mg/g，随叶子成熟度增加而增加，其与儿茶素的合成有关。v （二）矿质元素v 维持人体的正常功能需要多种矿物质。它们中的金属离子是许多酶的辅酶和辅基，在酶促反应中起催化剂作用。另外，许多金属

43、离子在机体内起着调节渗透压的作用，在调节机体内酸碱平衡，维持细胞膜功能的完整上起着重要作用。v 研究表明，矿质元素缺乏会引起人体多种疾病，硒与克山病（一种致死性心肌病）和肝病，铬与粥样动脉硬化，锌与智力发育健康，铅与免疫力强弱，锌钙比与高血压病发病率，氟与龋齿病发病率，矿质元素总水平与痛风病等均已得到证明，矿质元素与人体健康的关系已为当今医学、环境科学、农学、地质学所重视。 v 矿质元素在机体内既不能自行形成，又不能消失，它只能随食物摄入，为机体提供恒定的内循环，不少金属离子在其富余时可以储存，在缺乏时可以动用调节，所以矿质元素对机体的电解质平衡有着不可替代的作用。v 根据人体每日所需量在10

44、0mg以上的矿物质为常量元素，每日所需量在100mg以下的为微量元素。到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需常量元素有Na、K、Cl、Ca、P和Mg ，微量元素有Fe、Zn、Cu、I、Se、Cr、Co、Mn、Ne、F、Mo、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等18种。v 茶叶中有近30种矿质元素，但其中Al、F、Se三种元素，对茶树来讲属非必需元素，但它们在茶树中的含量高，与一般食物相比，饮茶对K、Mn、Zn、F等的摄入最有意义。 K （potassium)v K占叶片2%左右，在芽、嫩叶新梢中有较高的浓度，在茶叶灰分(600 以上灼烧残留下来的物质，主要是矿质元素的氧化物和碳酸盐)中，50%

45、左右是K，15%左右是P的氧化物和磷酸盐。v K在植物体内主要输导方向是运往分生组织，K可以从老叶重新分配到嫩叶组织中去。在缺K情况下，老叶出现缺K症状，老叶的叶缘和叶尖出现明显焦灼，叶片提早脱落，枝杆纤细树势衰弱，出现茶园缺株等现象。在植物机体内，K能影响糖运转，调节气孔开张，排除呼吸作用产生的CO2。v K在茶叶中含量约为2%左右，经4次冲泡，干茶中94.3%被浸出，其中头泡茶汤中K为干茶含K量的75%，故饮茶能补充人体一定量的K元素。v 人体中所含的矿物质中，K仅次于Ca、P居第三位。K调节体液平衡，调节肌肉活动，尤其是调节心肌活动的重要元素。缺K会造成肌肉无力，精神萎靡，心跳加快，心率

46、不齐，甚至可引起低血钾，严重者可导致心脏停止跳动。当人体出汗时，K和Na一样会随汗水排出，所以在炎炎夏日出汗多时，除了补充Na外，也要补充K，否则出现浑身无力，精神不振等现象。平时排汗不多时，正常膳食就可以满足人体所需的K，但在炎热夏季，一方面出汗多，一方面食欲差，这易使K的吸收和排出平衡被打破，导致体内缺K，此时必须适当补充K，所以夏日应选茶作为饮料。 Zn (zinc)v Zn是茶树必需微量元素，在茶叶中含量为26mg/100g。Zn是体内多种酶的组成成分，如醇脱氢酶、6-P-葡萄糖脱氢酶和磷酸v 植物缺锌，会使色氨酸合成受阻，茶树生长迟缓，叶数、叶面积、茎干等生长均矮小，出现小叶现象，且

47、在成叶上出现花斑，称为花叶病，根系也发黑而枯死。v Zn在人体内含量仅次于Fe的，成人体内含Zn量约为1.52.3g。它是很多酶的组成成分，人体内约有100多种酶含有Zn，此外，Zn与DNA、RNA代谢以及蛋白质的合成有关。骨骼的正常钙化、生殖器官的发育和正常功能、创伤及烧伤的愈合、胰岛素的正常功能与敏锐的味觉等也都需要Zn。v Zn缺乏时会出现味觉障碍、食欲不振、精神忧郁、生育功能下降等症状，并易发高血压症，儿童会发育不良，但锌在水果、蔬菜、谷类、豆类中的含量相当低、动物性食品是人体锌的主要来源。而茶叶中的锌含量高于鸡蛋和猪肉中的含量，而且锌在茶汤中的浸出率较高达78%，易被人体吸收。一般来

48、讲，级别高的茶叶，锌含量明显高于级别低的茶叶。v 茶叶可被列为锌的优质营养源。 Mn (manganess)v 茶叶是一种富集Mn的植物，一般低含量也在30mg/100g左右，比水果、蔬菜约高50倍，老叶中含量更高，可达400600mg/100g，茶汤中Mn的浸出率为35%。v 茶树缺Mn，表现在“立枯病”，即叶子发黄，叶脉呈绿色，新梢顶端下垂，发展下去全枝萎焉。v Mn是人体必需微量元素，在人体内起着极其重要的作用。大脑皮层恢复、肾、胰、乳腺都含有Mn，人体内多种酶是含Mn金属酶、肝脏中线粒体与血液为Mn的贮存库。 F (fluoride)v 茶树是一种富含F的植物，其F含量比一般植物高十倍

49、至几百倍。茶树中粗老叶F含量比嫩叶中更高。一般茶叶中F含量为100mg/Kg左右，用嫩芽制成的高级绿茶含F量可低至约20mg/Kg；而较成熟枝叶加工而成的黑茶中F含量较高，达3001000mg/Kg。茶叶中游离F含量比小白菜高58倍，比大葱高1320倍。v 茶叶中的F很易浸出，热水冲泡时浸出率有6080%。因此喝茶也是摄取F的有效方法之一。中国自古就有用茶水漱口的做法。v F是人体必需的微量元素，在骨骼与牙齿的形成中有重要作用。缺F会使Ca、P的利用受影响，从而导致骨质疏松。v 缺F时，牙齿釉质不能形成抗酸性强的氟磷灰石保护层，导致牙釉质易被微生物、酸等侵蚀而发生蛀牙。F对龋齿的预防作用已引起

50、重视，使用含F牙膏，含F漱口水，局部涂氟化合物，或在饮用水中加F都能降低龋齿的患病率和发病率。由于氟的重要性，许多国家和地区如美国、澳大利亚、爱尔兰、日本等在自来水中加F，以增加F的摄取源。v 但要强调指出的是，过量F会引起F中毒，如导致氟斑牙，并使骨骼失去正常的颜色和色泽，容易折断。在经常大量饮用高含F的茶叶(500mg/Kg)以上时，应注意F的摄取量， 硒（Se, selenium）v 茶叶中的Se主要为有机硒，易被人吸收。茶叶中硒的含量的高低主要取决于各茶区茶园土壤中含Se量的高低，非高硒区茶叶中的Se含量为0.052.0mg/Kg，硒含量较高的为湖北、陕西以及贵州、四川的部分茶区的茶叶

51、，含量可达56mg/Kg。就茶树的各部位而言，老叶老枝的硒含量较高，嫩叶嫩枝的含硒量较低。v Se在茶汤中的浸出率为1025%，在缺Se地区普及饮用富Se茶是解决Se营养问题的最佳方法。v Se是人体内最重要的抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶的活动中心元素，具有很强的抗氧化能力，保护细胞膜的结构和功能免受活性氧化和自由基的伤害，因而具有抗癌、防衰老、维持人体免疫功能的效果。并且缺Se是患心血管病的重要因素。在Se含量较低的地区，克山病发病率较高，通过提高膳食中Se的含量可降低发病率。v Se不仅有抗癌、防治心血管疾病和延缓衰老的功能，而且对人体还有很多的药理作用，如Se具有胰岛素作用，可以调节人体内

52、的糖分，有助于糖尿病患者的饮食疗法；有保护视神经，预防白内障，增强视力的功能；Se还能与重金属镉、汞、砷等生成能解离的重金属络合物等，解除这些重金属对人体的毒害，起到解毒作用。此外，还有保护肝脏、抑制酒精对肝脏的损害。 铝（Al, aluminium）v Al是茶树非必需元素，土壤中的活性Al与土壤pH值密切相关，随着土壤酸化，其活性Al逐渐增加， Al在H+土壤中以Al2(SO4)3形态存在，在OH-土壤中以不溶性的Al(OH)3形式存在。v 茶树在强酸性和酸性土壤中生长良好，并且Al3+在叶片中大量积累，茶树鲜叶中含量在20150mg/100g，有的老叶中含量高达2000mg/100g，茶

53、树为喜Al和耐Al植物，而其它植物当Al3+高时，干扰植物的O2的吸收，影响P、Ca2+、Mg2+的吸收，对很多植物有抑制作用。v Al对人体有一定的毒害作用， Al的积累对神经有毒性与脑疾病有关，例如老年痴呆症，Al进入人体后有5%呈游离状态，它和血浆结合，当Al积累量超过正常人Al含量5倍时，便会加速Ca2+、P排泄，使人体代谢失调，引起缺钙和缺磷。v 成人每天摄Al量为914mg时为正常，其中通过食物进入人体的量为210mg，Al在茶叶的泡出率低于20%，在茶汤中Al浓度为0.20.6mg/100ml，即使每天饮茶10杯，也只有26mg Al进入人体，不会影响人体健康。v 作业题v 简述

54、茶叶中主要的维生素及其含量。v 简述茶叶中主要的矿质元素及其含量。v 第一节 光照与茶树的物质代谢v 光照强度直接影响光合速率。在其它条件都适宜的情况下，在一定范围内，光合速率随光照强度提高而加快。当光照强度高到一定数值后，光照强度再提高而光合速率不再加快，这种现象叫光饱和现象。v 植物在黑暗的条件下不进行光合作用，仅进行呼吸作用并释放CO2，随着光照强度的增大，光合速率也会随之增加，当光照强度达到某一水平时，这时候的叶片的光合速率就等于呼吸速率，即达到动态平衡 ，此时的光照强度即为光补偿点。若光照强度进一步升高，则会发生光抑制现象，光合速率反而下降，所以光照不足不仅会影响光合作用，而且光照过

55、强也会对光合作用产生不利的影响。v 光能促进细胞的增大和分裂，促进组织与器官的分化，影响器官的生长和发育速度。v 光影响植物的解剖结构。如长期生长弱光下叶片的表皮细胞变薄 (利于吸收更多的光照)，细胞间隙变大，海绵组织也变得更为疏松，栅栏组织层数减小，厚度减小。 v 光照对植物各部分生长的影响 光照影响生物量积累和分配。总体来说，在强光照水平下,植株加大了对根的生物量分配，在低光照水平下增加了对叶的生物量分配，中度光照条件下植株对根和叶的分配则处于两者之间。v 光照也会影响植物的代谢途径。v 日本学者研究发现，采用塑料遮荫纱可提高产量1826%；品质成分全氮量由不遮荫的4.31%提高到5.14

56、%；茶多酚的含量由不遮荫的14.0%下降到11.7%。 v 光质也将影响茶树的物质代谢。茶树对可见光中的红橙光吸收最多，其次是对蓝紫光的吸收，这些波长提供能量的作用也最大。v 光质对茶树新梢含水量、含氮量、叶绿素、茶多酚的影响v 中波紫外辐射(LWB，280 320nm)对植物的影响是近年来的研究热点，大量研究表明，UVB辐射增强对植物最一致的影响是诱导植物叶片中的紫外吸收物质主要是酚类化合物如类黄酮、黄酮醇、花色素苷以及烯萜类化合物如类胡萝卜素、树脂等，其中类黄酮最主要)，并且也观察到在UVB辐射下类黄酮合成途径的苯丙氨酸解氨酶和查尔酮合成酶以及其它分支点酶的酶量增加或活性加强。 v 乌龙茶属半发酵茶，在其加工过程中，以多酚类氧化和相关色素形成作为“发