茶叶化学基本知识

茶叶化学基本知识不同茶类制造化学1茶叶中的化学

成分及其性质2

3

茶树次级代谢环境对代谢影响l

蛋白质、糖、脂质、核酸等，是植物⽣命活动不可缺少的

物质，其代谢为初级代谢。l

在特定条件下，以⼀些重要的初级代谢产物为前体，经过不

同的代谢过程，产⽣⼀些对维持植物⽣长发育不起重要作用

的化合物，如⽣物碱、黄酮、挥发性⽓味物质等，合成这些

化合物的过程，称为次级代谢。茶叶生物化学为茶叶⽣产、加⼯、利用、贸易等

，

提

供

有

关

化

学

及

⽣物

化

学

的

理论依据。1茶叶中的化学成分

及其性质茶树鲜叶

n

⽔分75~78%

n

⼲物质

22~25%l

⽆机化合物水溶性部分

水不溶性部分2~4%1.5~3%26l

有机化合物蛋白质20~30%主要是⾕蛋白、白蛋白、球蛋白、精蛋白氨基酸1~4%已发现

26种，主要是茶氨酸

、天冬氨酸、⾕氨酸⽣物碱3~5%主要是咖啡碱、茶叶碱

、可可碱酶主要是氧化还原酶、磷酸酶

、裂解酶

、同分异构酶茶多酚18~36%主要是⼉茶素，占总量

70%

左右糖类20~25%主要是纤维素、果胶

、淀粉

、葡萄糖

、果糖有机酸3%左右主要是苹果酸、柠檬酸

、草酸类脂8%左右主要是脂肪

、磷脂、甘油酯

、硫脂、糖脂⾊素1%左右主要是叶绿素、胡萝⼘素类

、叶黄素类

、花青素类芳香物质0.005~0.03%主要是醇类

、醛类

、酸类、酮类

、酯类

、内酯维⽣素0.6~1.0%主要是维⽣素

C、A、E、D、B

、B

、K、H茶叶的保健作用消食、解腻、⽌渴、利

尿、消除疲劳、益智、降

⾎脂、降⾎压、降胆固醇、

减肥、增加抗辐射、抗癌、

抗衰老等作用…………

苦热渴，凝闷，脑疼，目

涩，四肢烦，百节不舒，聊四

五啜，与醍醐、甘露抗衡也。茶叶主要有效成分

主要有哪些？茶叶⽣物化学研究历史

1827年

英国化学家Oudry

K从茶叶中发现咖啡碱1847年

德国化学家Rochelder

F和Hlasiwetz

H发现了带没食⼦酸的单宁

1924年

从茶叶中分离出维⽣素C1929年

从茶叶中分离出表⼉茶素

EC1933年

从茶叶中分离出表没食⼦⼉茶素

EGC1934年

从茶叶中分离出表⼉茶素没食⼦酸酯

ECG从茶叶中分离出30多种茶叶香⽓1947年

从茶叶中分离出表没食⼦⼉茶素没食⼦酸酯EGCG

1950年

日本酒户弥⼆郎从茶叶中分离出茶氨酸1957年

英国Robers研究了红茶发酵中⼉茶素的变化

1970年

探明了茶籽皂甙的分⼦结构1987年

制造了富含γ-氨基丁酸的特种茶茶多酚、儿茶素茶多酚又名茶单宁、茶鞣，是茶叶中⼀类以⼉茶素为主的多

酚类化合物。⼉茶素主要包括：没食⼦酰表没食⼦⼉茶(-)EGCG，没食⼦

酰表⼉茶素(-)ECG，表没食⼦⼉茶素(-)EGC，表⼉茶素

(-)EC。茶叶中所含的茶多酚是优良的天然抗氧化剂，对霉菌⽣长也

具有抑制能⼒，从茶叶中⼤量提取，用来代替目前⼴泛使

用的化学保鲜剂，对⼈体安全又符合环境和保健要求的绿

⾊食品，是今后食品⼯业发展的⽅向。茶多酚、⼉茶素可以作抗菌抑菌药物和抗癌降脂药物。茶叶中的多酚物质也称“茶鞣质”、“茶单宁”，是⼀类存在于茶树中的

多元酚的混合的。茶树新梢中的多酚物质包括：Ø

⼉茶素（黄烷醇类）Ø

黄酮/黄酮醇类Ø

花青素/花白素类Ø

酚酸及缩酚酸等茶叶中的天然色素脂溶性⾊素：Ø

叶绿素类

［叶⾊黄绿的⼤叶种含量较低，叶⾊深绿

的小叶种含量较⾼，是形成绿茶外观⾊泽和叶底颜⾊

的主要物质］Ø

类胡萝⼘素［是⼀类具有黄⾊到橙红⾊的有⾊化合

物；在茶叶制造过程中会⼤量氧化降解］⽔溶性⾊素：Ø

花黄素类

［是茶叶⽔溶性黄⾊素的主体物质，是绿

茶汤⾊的重要组分］Ø

花青素［在紫芽茶中的含量较正常芽叶⾼得多；对

叶底⾊泽、汤⾊及⼲茶⾊泽均有较⼤影响］茶氨酸茶氨酸(L-Theanine)是茶叶特有的⼀种氨基酸，是绿

茶中有效的呈味物质。在⼲茶叶中含量⼤约为1％～

2％，占茶叶游离氨基酸的50％以上。u

茶氨酸可以明显促进脑中枢多巴胺(dopamine)释放，提⾼脑内多巴胺⽣理活性。

u

降低⾎压。⼀定程度上也可以被看作是⼀种安定作用。u

提⾼学习和记忆能⼒。其作用是来自活化中枢神经递质5-羟⾊胺的活性。

(Yokogoshi等)u

缓和咖啡因引起中枢神经过度兴奋作用。u

对⼤脑α-波有明显增⼤趋势，不影响θ-波。(Chu等)高γ-氨基丁酸茶

要求茶叶中的γ-氨基丁酸含量必须达到150

mg/kg以上，⾼γ-氨基丁酸茶具有明

显的降低⼈体⾎压的功效。咖啡碱咖啡因可用于制安钠咖(苯甲酸钠咖啡因)，⼀

种中枢兴奋药，加强⼤脑皮层兴奋过程，用于神经

衰弱和精神抑制状态。咖啡因小剂量能振奋精神、

祛除瞌睡疲乏，使动作敏捷，改善思维活动，提⾼

⼯作效率，医药上可用作⼼脏和呼吸兴奋剂，在欧

美等地区，还⼤量用作饮料添加剂。低咖啡因茶低咖啡因茶，将茶叶中所含的⼤部分咖啡因脱除的同时，尽可能保留其他的有效

成分和风味。针对特定饮用⼈群，减少了因茶叶中含有咖啡因⽽对睡眠和⼼脏跳动等

带来的不利影响。我国于20世纪90年代经研究获得低咖啡因绿茶的加⼯技术，应用热⽔浸渍原理，

茶叶中咖啡因脱除率

为70%，其他有效成分则可保留90%以上。茶多糖

据药理试验证实，茶叶中的多糖复合物能够对⼈体起到

降⾎糖的作用。

日本研究⼈员为了研制新型抗糖尿病的药物，开展了从

粗老绿茶中提取降⾎糖物质“多糖复合体”研究。经临床应用

表明，作为⼀般糖尿病患者，坚持服用三个疗程，可使体内

⾎糖下降40%左右。其药效功能可与灵芝和⼈参等中草药提

取的降⾎糖物质相比美，⽽售价只有它们的⼗分之⼀。茶氟

在世界众多的植物中

氟元素(F)

含量最⾼的是⼭茶科，

其中以⼭茶、油茶和茶三种叶⼦中所含的氟为最⾼。



国内外研究⼀致表明，不同地区、不同品种、不同季

节、不同叶片的老嫩程度，所含的量均不⼀样，研究表明

茶叶中的氟主要通过叶片在⼤⽓中吸收氟化物形成的，因

此老叶和老叶制成的低档茶含氟量最⾼。2环境对茶树

物质代谢的作用茶树物质代谢与环境条件息息相关²

茶树形态的建成²

茶树体内代谢产物的动态变化

²

茶叶品质的季节性变化

²

茶树地区间的适制性差异光照²

茶树是常绿植物，但它

的叶片色泽很大程度上

与日光强度、光质、光

照长短密切相关。光照对茶树碳素代谢的作用光强度和日照量大，有利于碳素代谢。

碳代谢有利的环境下，儿茶素特别是

酯型儿茶素有最大量的积累。光照对茶树氮素代谢的作用光强度和日照量大，可不同程度地

抑制含氮化合物的代谢。氨基酸、咖啡碱光照对茶树碳氮代谢平衡的影响茶树鲜叶中的碳氮比(C/N)约为2~3:1温度²

茶树是一种喜温的常绿

植物，温度过高或过低

都不利于生长。温度对糖代谢的影响茶树的糖代谢进行得最旺盛、积累

干物质最多是在高温的7〜8月份。温度对多酚类代谢的影响温度对氮素代谢的影响茶树体内氨基酸含量，春季最高，秋季次

之，夏季最低温度对茶树碳氮代谢平衡的影响茶树鲜叶中的碳氮比(C/N)约为2~3:1肥料⽔份²

茶树是耐荫喜湿的多年

生作物，茶园水肥的多

少直接影响茶树的生育

与茶叶的产量和品质。⽔份对茶树碳素代谢的作用缺水叶片，光和作用下降，直接影响

到茶树体内干物质的积累。⽔分对茶树氮素代谢的作用含氮化合物的代谢需要源源不断地通

过根部以水分为介质吸收和运输氮。氮肥与茶树物质代谢［红黄壤地带，氮N的供应十分必要］

磷肥与茶树物质代谢［P能提高光合作用强度，利于多酚物质

积累］钾肥与茶树物质代谢地理状况“上者生烂石，中者生砾

壤，下者生黄土。”喜酸性土壤

（pH

6.0~6.5,

>4.0）高海拔茶园，具有相对低温、高湿和多云

雾的气侯特征，促使茶叶优异品质的形成²

地理状况对茶树物质代谢的影响，主要是日照强度、日照时间、光

谱成分、大气温度、水分状况，以及土壤理化性质等外界条件参与

茶树物质代谢作用的结果。纬度偏低茶区，年平均气温高，光辐射量较多，利于多酚物质积累。

［南方茶树品种，适制红茶，而纬度较高的北方茶区，适制绿茶］3不同茶类制造化学红茶制

造化学红茶制造中

主要酶类活性变化Ø

多酚氧化酶（⼀般局限在叶表皮细胞内）

Ø

过氧化物酶Ø

醇脱氢酶Ø

脂肪氧合酶Ø

叶绿素酶Ø

糖苷酶多酚类物质

与红茶品质形成Ø

茶黄素(TF)的形成

Ø

茶红素(TR)的形成

Ø

茶褐素(TB)的形成w酶性氧化

w偶联氧化n

红茶发酵中，仍保留⼀定数量的未被氧化的多酚类物质，主要是残留

⼉茶素，主体是酯型⼉茶素，这些物质成分溶于⽔是茶汤浓度、强度

不可缺少的部分，也是茶汤爽⼝和刺激性成分。n

多酚类物质的⽔溶性氧化产物主要是茶黄素、茶红素、茶褐素。

n

茶黄素、茶红素、茶褐素与蛋白质结合形成不溶于⽔的化合物沉淀于叶底，是形成红茶叶底⾊泽的必要物质。红茶香气的形成Ø

高级脂肪酸转化成醇、醛

Ø

醇类的氧化Ø

由醇、酸衍生的芳香物质

Ø

醇、酸的酯化Ø

胡萝卜素降解形成