茶叶的主要化学成分

茶叶的主要化学成分茶叶的主要有机成分•茶叶中的主要有机成分包括纤维素(24%)、果胶质(615%)、蛋白质(17%)、咖啡碱(4%)、多元酚类(22%)、儿茶素(14)、酶(3%)、有机酸(9%)等。在有机成分中,茶多酚和各种茶色素及其二级代谢产物与茶叶的色、香、味和品质有关。如绿茶不经发酵,保持茶多酚的原来化学结构,其单体为儿茶素(catechine)。红茶是发酵茶,茶多酚经过氧化后形成茶色素(teapigment),其单体为茶红素(thearubigen)(含量为红茶干物质总量的10%～20%)、茶黄素(theafiavin)(含量为红茶干物质总量的1%～2%)和少量茶褐素(theabrownin)。茶多酚是绿茶的主要成分,茶色素是红茶的主要成分。茶多酚和茶色素是茶叶中的主要生物活性成分,也是茶的主要抗氧化成分。茶叶中主要无机成分(矿物质)•茶叶中的矿物质约占茶叶干物质总重量的5%,其中约50%是钾的氧化物,15%是磷的氧化物和磷酸盐[1]还含有多种微量元素。据报道,茶叶中至少有42种矿物质元素,其中必需常量元素有Na、P、Cl、K、Ca、H、C、0,N、S等10种,必需微量元素有Mg、Mn、Cu、Fe、B、Si、Zn、Mo、Mg等9种,痕量元素有Br、Ru、Sr、Gc等4种;还有对茶树生长发育作用有待于进一步研究的10种元素(Al、P、Se、As、Ni、I、Cr、Cd、Pb、Co),其中F、Se2种元素的含量较高,对人体健康有重要的作用。影响茶叶化学成分的因素•茶叶化学成分受品种、海拔、气候、土质、树龄以及施肥情况、采摘方法和时间等因素影响。茶叶的加工对其有机成分的影响较大,而茶叶中的矿物质元素主要受土壤中矿物质元素含量的影响。例如,茶树叶片中锌元素含量的高低,自然状态下主要取决于土壤中的有效锌含量;又如茶叶中的硒约80%为硒蛋白,8%左右为无机硒,其余为小分子有机硒,它们与茶叶中的色素、酚类物质、果胶、核酸等结合。茶树内总硒含量的高低,主要取决于土壤中全硒量。土壤中全硒量决定其与土壤母质含硒量的高低成正比趋势。其次茶树体内含硒量也与茶树聚硒能力强弱有关。土壤中的全硒量有5种不同形态:即硒化物、元素硒(se)、亚硒酸盐、硒酸盐及部分小分子有机硒化物。其中能被茶树吸收利用的有硒酸盐、有机硒和部分亚硒酸盐。绿茶的化学成分•绿茶是茶树芽叶经加工制成的不发酵茶类，其特征是在初制时采用高温杀青，制止酶对茶多酚的氧化，所以，成品绿茶外形灰绿、乌绿或清脆碧绿，汤色及叶底均呈绿色。品质优良的绿茶，香气浓厚强烈、清鲜爽快，具有嫩香或清香，汤色鲜亮清澈，滋味醇和甘冽，富有收敛性，叶底细嫩、厚实而均整，具有鲜明的橄榄色。•茶叶的化学成分不仅决定着茶叶的质量，而且与饮茶的某些药理功效也有着密切的关系。茶树鲜叶中存在着很多的化学成分，主要有：茶多酚、咖啡碱、芳香油、水分、矿物质、色素、碳水化合物、蛋白质、氨基酸、类脂、维生素等。这些成分随着茶树品种、生长的自然环境、茶园管理及采茶情况等有明显的变化规律。在这些成分中，茶多酚、咖啡碱、芳香油对茶叶的质量与饮茶的功效关系最为密切。茶多酚•茶多酚是一类多酚化合物的总称，主要包括：儿茶素、黄酮、花青素、酚酸等四类化合物。茶多酚是构成茶汤的物质基础，是决定茶汤滋味和颜色的主题成分，是形成毛茶质量的关键性物质。其中所含的儿茶素数量最多，约占茶多酚总量的60%至80%。因此在茶多酚中常以儿茶素作为代表。•茶多酚不仅与茶叶的色香味有直接关系，而且与饮茶的许多功效有密切关系。例如：茶多酚能杀菌消炎、强心降压，能增强人体血管的抗压能力，对促进人体维生素c的积累也有积极作用，茶多酚对尼古丁、吗啡等有害的生物碱还有解毒的作用。•茶多酚是容易氧化的化合物，尤其在氧化酶的作用下，更易氧化，在水分和温度较高时，还会发生缓慢的自动氧化。在酶作用下引起的氧化，制茶的术语称为“发酵”。经过“发酵”的茶叶，成品茶叶中的茶多酚含量相应地有所降低，以红茶降低最多，青茶次之，绿茶最少。根据我国南方几省分析的资料，全年中以六七八月生长的鲜叶，茶多酚含量较高。生长在高山茶树上的鲜叶中茶多酚也较高。加强茶园管理，增加磷肥，有助于鲜叶中茶多酚的合成。尤其被人们重视的新梢上幼芽的茶多酚含量较高。见下表：•叶位芽第一叶第二叶第三叶第四叶茎•茶多酚24.3824.6122.1820.1117.6011.22•幼嫩的芽和鲜叶茶多酚含量高，并且叶质柔软，制成的茶叶紧结均整。•咖啡碱茶叶鲜叶中含有的咖啡碱是嘌呤衍生物，咖啡碱具有特殊的生理作用，能兴奋中枢神经系统，解除大脑疲劳，加强肌肉收缩，并具有强心利尿，减轻酒精、烟碱的毒害等药理功效。因此，饮茶具有振作精神的作用。•咖啡碱在茶叶中的含量一般在2%至4%之间。随着茶树品种、生长的自然环境，尤其与新梢芽叶的部位不同，有较明显的差别。一般大叶茶树中咖啡碱含量较高，在云雾中或阴面山生长的鲜叶中，咖啡碱的含量也较高。新梢不同部位的芽叶中咖啡碱的含量见下表：•叶位芽第一叶第二叶第三叶第四叶茎梗•咖啡碱3.893.713.292.682.281.68•芳香油茶叶中的芳香油或称芳香物质是一大类含量少而种类复杂的挥发性混合物的总称，是赋予茶叶香气最主要的成分，包括醇、醛、酮、蒜、酯、酚、含氮物质、碳水化合物、氧化物、硫化物以及烯萜、环萜烯、芳醇等。•鲜叶中芳香油的含量极微，据分析，鲜叶中约含0.02%以下的芳香油。鲜叶中芳香油的含量，随着茶树品种、生长环境和生长季节的不同而有定的差别。据分析，春茶鲜叶芳香油含量为0.014%、夏茶鲜叶中含量仅为0.007%。嫩叶中芳香油含量较多，随着鲜叶的粗老，芳香油的含量逐渐减少。•茶叶中的芳香油，来源于两个方面，一是在鲜叶生长过程中生成的；二是在制造过程中由其他物质转化而成的，茶叶中芳香油的含量虽少，对茶叶品质的影响却很大。•鲜叶化学成分与成品茶叶质量有密切的关系。成品茶叶的质量，其色、香、味和外形是主要原因，而这些因素都与茶叶的化学成分密切相关，所以成品茶叶的质量状况是各种成分的综合反映。•茶叶的色泽包括干茶的色泽、叶底的色泽和茶汤的色泽，这几种色泽是由其不同的化学成分决定的，由于绿茶采取杀青工艺，所以其干茶和叶底的色泽主要是叶绿素和干燥中美拉德反应产生的类黑素，而其汤色主要是由茶多酚中的黄酮类产生的黄绿色的色素。另外，儿茶素在热作用下发生少量自动氧化，也能增加绿茶汤色的黄色部分。•茶叶的香气茶叶的香气主要取决于茶叶中芳香油的含量及其组成。而芳香油的含量和组成又取决于鲜叶的质量和制茶工艺，鲜叶中芳香油以醇类、醛类为主，还有部分酸类，其气味特征则以青草气味占主导地位。绿茶经过初制后，这些芳香油的含量及其组成都发生了变化。低沸点的具有青草气味的醇类、醛类大部分挥发丧失，而高沸点的萜烯类则发生异构化，在成品绿茶中醇类、酸类化合物较多，使绿茶具有清香、鲜灵的香气特征。•茶叶的滋味茶叶的滋味是茶叶中多种化学成分的反应，其中儿茶素的含量是决定茶汤滋味的重要成分，尤其是酯型儿茶素使茶汤具有较强烈的苦涩味，同时有明显的收敛性，使茶汤滋味较浓；而游离的儿茶素收敛性较弱，不苦涩。蛋白质的分解产物氨基酸的存在，使茶汤滋味鲜爽，尤其是茶氨酸对茶汤滋味的影响较为明显。茶叶的外形茶叶的外形也是评价茶•叶质量的一项要求，茶叶的外形与内质有密切的关系，随着鲜叶的粗老，它所含的粗纤维较多，必然影响着茶叶外形的紧结程度。因此，一般来说，外形较粗、嫩度较差的茶叶，其色、香、味质量必然较差，而外形紧细的茶叶，其色、香、味质量均俱佳。茶叶含有什么化学成分?•茶是我国的特产，种类很多，大别分为红茶和绿茶两种。红茶是将茶叶暴晒在日光下或微温后，使茶叶萎软，再搓揉，使它发酵，至茶叶转褐色，再烘焙制成的。绿茶是将新鲜的茶叶炒熬，破坏其中酵素，再搓揉，烘焙成的。红茶和绿茶中所含化学成分相同，不过分量方面略有不同而已。茶叶中的化学成分，主要是茶碱C8H10N4O2.H2O,其他是鞣酸及芳香油等。纯粹的茶碱是白色针状结晶体，有苦味，能够溶解于热水，不易溶于冷水中，所以开水不热，茶叶是泡不下来的。茶碱能够兴奋大脑，使思想灵敏，医药上用它作兴奋强心、利尿的药剂。它还能够解吗啡或酒精的毒，所以酒醉的人要喝浓茶。鞣酸是制蓝黑墨水及鞣制皮革的原料，也能够溶于热水中，而难溶于冷水。绿茶所含的鞣酸量比红茶多，所以绿茶味比红茶味涩。鞣酸能够使胃液的分泌量减少，阻碍食物的吸收，使大便秘结。茶所以有香味，就因为其中含有芳香油，芳香油受到高热就挥发变成气体，所以茶能泡不能煮沸。茶叶中所含的化学成分•据已有的研究资料表明，茶叶的化学成分有500种之多，其中有机化合物达450种以上，无机化合物约有30种。茶叶中的化学成分归纳起来可分为水分和干物质两大部分。1、水分•水分是茶树生命活动中必不可少的成分，是制茶过程一系列化学变化的重要介质。制茶过程中茶叶色香味的变化就是伴随着水分变化而变化的。因此，在制茶时常将水分的变化作为控制品质的重要生化指标。茶鲜叶的含水量一般为75%～78%，鲜叶老嫩、茶树品种、季节不一，含水量也不同。一般幼嫩芽叶、雨水叶、露水叶、大叶种，雨季、春季的含水量较高，高的可达84%左右。老叶、中小叶种和旱季、晴天叶含水量较低。2、蛋白质与氨基酸•茶叶中的蛋白质含量占干物质量的20%～30%，能溶于水直接被利用的蛋白质含量仅占1%～2%。这部分水溶性蛋白质是形成茶汤滋味的成分之一。氨基酸是组成蛋白质的基本物质，含量占干物质总量的1%～4%。茶叶中的氨基酸主要有茶氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、天门冬酸胺、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、组氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、甘氨酸、缬氨酸、酪氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等25种以上，其中茶氨酸含量约占氨基酸总量50%以上。氨基酸，尤其是茶氨酸是形成茶叶香气和鲜爽度的重要成分，对形成绿茶香气关系极为密切。3、生物碱•茶叶中的生物碱包括咖啡碱、可可碱和条碱。其中以咖啡碱的含量最多，约占2%～5%；其他含量甚微，所以茶叶中的生物碱含量常以测定咖啡碱的含量为代表。咖啡碱易溶于水，是形成茶叶滋味的重要物质。红茶汤中出现的“冷后浑”就是咖啡碱与茶叶中的多酚类物质生成的大分子络合物，是衡量红茶品质优劣指标之一。咖啡碱可作为鉴别真假茶的特征之一。咖啡碱对人体有多种药理功效，如提神、利尿、促进血液循环、助消化等。4、茶多酚•茶多酚是茶叶中三十多种多酚类物质的总称，包括儿茶素、黄酮类、花青素和酚酸等四大类物质。茶多酚的含量占干物质总量的20%～35%。而在茶多酚总量中，儿茶素约占70%，它是决定茶叶色、香、味的重要成分，其氧化聚合产物茶黄素、茶红素等，对红茶汤色的红艳度和滋味有决定性作用。黄酮类物质又称花黄素，是形成绿茶汤色的主要物质之一，含量占干物质总量的1%～2%。花青素呈苦味，紫色芽中花青素含量较高，如花青素多，茶叶品质不好，会造成红茶发酵困难，影响汤色的红艳度；对绿茶品质更为不利，会造成滋味苦涩、叶底青绿等弊病。茶叶中酚酸含量较低，包括没食子酸、茶没食子素、绿原酸、咖啡酸等。5、糖类•茶叶中的糖类包括单糖、双糖和多糖三类。其含量占干物质总量的20%～25%。单糖和双糖又称可溶性糖，易溶于水，含量为0.8%～4%，是组成茶叶滋味的物质之一。茶叶中的多糖包括淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等物质，含量占茶叶干物质总量的20%以上，多糖不溶于水，是衡量茶叶老嫩度的重要成分。茶叶嫩度低，多糖含量高；嫩度高，多糖含量低。•茶叶中的果胶等物质是糖的代谢产物，含量占干物质总量的4%左右，水溶性果胶是形成茶汤厚度和外形光泽度的主要成分之一。6、有机酸•茶叶中有机酸种类较多，含量为干物质总量的3%左右。茶叶中的有机酸多为游离有机酸，如苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、草酸等。在制茶过程中形成的有机酸，有棕榈酸、亚油酸、乙烯酸等。茶叶中的有机酸是香气的主要成分之一，现已发现茶叶香气成分中有机酸的种类达25种，有些有机酸本身虽无香气，但经氧化后转化为香气成分，如亚油酸等；有些有机酸是香气成分的良好吸附剂，如棕榈酸等。7、类脂类•茶叶中的类脂类物质包括脂