第二节 茶叶原料中的有效成分

由于含有较多的营养及功效性成分，茶叶及其制品已经成为当今时代最受欢迎的健康食品之一。国内外科学家对茶叶中功能性成分的研究结果表明，茶叶内含化合物很复杂，已分离鉴定的多达700种以上。

茶鲜叶中含有75%～80%的水分、20%～25%的干物质。干物质中含有许多无机和有机化合物。有机化合物主要包括蛋白质、脂肪、氨基酸、碳水化合物、维生素、茶多酚、生物碱、色素和芳香物质等，是茶叶具有营养及药理功效的主要构成成分。无机化合物占干物重的3.5%～7.0%，分为水溶性和水不溶性两部分。由于无机化合物主要残留在茶树经过高温灼烧后的灰分中，因此又称为“灰分”。灰分含量可以用来衡量茶叶原料的好坏，嫩度好的茶叶水溶性灰分较高，粗老茶、含梗多的茶叶总灰分含量高。灰分是出口茶叶质量检验的指标之一，一般要求总灰分含量不超过6.5%。

表1-1列出了茶鲜叶中的主要化学成分，下面分别介绍茶叶的主要化学成分。

一、多酚类物质

茶叶多酚类物质简称茶多酚，是茶叶中最为特殊的次生代谢产物，总量占干重的20%～35%，主要由儿茶素类、黄酮类化合物、花青素和酚酸类物质组成，其中最重要的是儿茶素类化合物，它占茶多酚总量的50%～70%。茶树中的儿茶素类有多种，其中表儿茶素[（-）EC]、表没食子儿茶素[（-）EGC ]、表儿茶素没食子酸酯[（-）ECG]和表没食子儿茶素没食子酸酯[（-）EGCG]是主要成分。

茶多酚既是茶饮料的主要品质成分，也是最重要的功能性成分。茶多酚具有一定的苦涩味和收敛性，对茶叶的色、香、味均有影响。其中儿茶素无色、呈苦涩味，其氧化聚合产物茶黄素、茶红素、茶褐素等则呈黄色、红色、褐色，对乌龙茶和红茶的干茶色泽、滋味、汤色均有决定性作用。黄酮及黄酮醇类物质呈黄色，是形成绿茶汤色的主要物质之一。花青素为红色，呈苦味，其含量过多会造成茶饮料品质下降。

儿茶素具有抗氧化、抗诱变、抗癌、抗心血管疾病、防紫外线辐射、抗糖尿病、抗菌消炎等作用。儿茶素通过清除自由基、络合金属离子、抑制氧化酶活性、提高抗氧化酶活性等作用以增强人体抗氧化能力。儿茶素的抗菌抗病毒作用已经被广泛用于民间和医疗行业，如喝浓茶可治疗细菌性痢疾，预防蛀牙和牙周炎，喝茶可降低移动电话、计算机、电视等带来的电磁辐射的作用等。在现代高脂肪、高能量的饮食结构中，饮茶可以降低糖尿病、高血压、高脂血等疾病的发生。

由于加工方式的不同，不同茶类的茶多酚含量有较大差异。一般来说，绿茶中茶多酚含量最高，红茶中含量较低，乌龙茶介于绿茶与红茶之间；夏、秋茶的茶多酚含量高于春茶。

近年来茶多酚作为抗氧化剂被广泛应用于食品和精细化工行业。目前以茶多酚为主要原料的药物已经投放市场。

二、生物碱类

茶叶中生物碱约占其干重的2%～5%，主要包含咖啡碱、可可碱和茶叶碱，其中咖啡碱占大部分。咖啡碱无色、无嗅，有苦味，易溶于热水。咖啡碱呈苦味，是茶汤滋味的重要组成部分，咖啡碱的兴奋作用赋予了茶的嗜好性。

咖啡碱易溶于水，可与茶多酚类化合物结合形成络合物。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，它也成为衡量红茶特别是红碎茶品质优劣的感官指标之一。

咖啡碱对人体有多种药理功效，可以提神、利尿、促进血液循环、助消化等。它们通过兴奋神经中枢，消除疲劳；通过兴奋中枢和末梢血管系统，促进血液循环；通过舒张肾血管、提高肾小球过滤作用，达到利尿功能；通过刺激胃液的分泌，使胃液持续增加，促进食物的消化；通过对平滑肌的松弛作用，消除支气管的痉挛。

三、糖类

茶叶中的糖类物质包括单糖、双糖和多糖，其含量占干物重的20%～25%。单糖和双糖又称可溶性糖，易溶于水，是组成茶叶滋味的物质之一，对茶叶香气的形成也有重要作用。

茶叶中的多糖包括淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶等物质，占茶叶干物质总量的20%以上，是衡量茶叶老嫩度的重要成分。茶叶中的果胶等物质含量占干重的4%左右，水溶性果胶是形成茶汤厚度和干茶外形光泽度的主要成分之一。茶叶中具有生物活性的复合多糖，一般称为茶多糖，是一类与蛋白质结合的酸性多糖，其含量因茶树品种、采摘季节、原料老嫩及加工方式不同而异。茶多糖有降低血糖的功效，在中国和日本民间常见用粗老茶治疗糖尿病的经验报道。除此之外，茶多糖还有抗凝血、抗血栓、降血脂、降血压、抗癌、抗氧化等功效。

四、蛋白质与氨基酸

茶叶中蛋白质的含量占其干物质总量的20%～30%，其中可溶性蛋白质含量占1%～2%。

茶叶中的氨基酸是构成茶叶品质的重要成分，主要的氨基酸有茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、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，其中茶氨酸是茶树中特有的氨基酸成分，含量占氨基酸总量50%以上，占茶叶干重的1%～2%，一些名优绿茶可超过2%。

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。现代医学研究发现，茶氨酸还有提高脑神经传达能力、镇定大脑、减肥护肝、增加免疫功能及增强抗癌药物疗效等作用。

五、维生素类

茶叶中的维生素含量可以达到干物重的0.6%～1%，可以分为水溶性维生素与脂溶性维生素两类。水溶性维生素中以维生素C含量最多，尤以高档名优绿茶为高，一般每100 g茶中可达250 mg左右，最高可达500 mg以上，高于柠檬、苹果、橘子和菠萝。脂溶性维生素不溶于水，能够被直接利用的较少。

维生素C又称抗坏血酸，有较强的还原性，具有抗氧化、解毒、增加机体抵抗力、促进伤口愈合等功能。成人每天饮茶3～4杯，可基本满足人体对维生素C的需要。在过去交通不便的情况下，边疆少数民族地区由于缺少蔬菜，靠喝砖茶补充维生素。

茶叶中的维生素B类物质包括硫胺素（维生素B1）、核黄素（维生素B2）、烟酸（维生素B5）、叶酸（维生素B11）、泛酸（维生素B3）等。其中维生素B5约占B族维生素中含量的一半，由于它是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的重要组成成分，若缺乏会引起癞皮病，因此饮茶有利于预防和治疗癞皮病等皮肤病。此外茶叶中维生素B1含量高于蔬菜，它可以预防及治疗神经炎、脚气病和消化不良等疾患；茶叶中维生素B2的含量高于米、面、豆、瓜、果、蔬菜等，它具有维持眼睛的正常视觉功能，防治口角炎、结膜炎、脂溢性皮炎等功能；茶叶中烟酸的含量比糙米、粗面、杂粮、瓜果蔬菜等高得多，它参与人体核苷酸生物合成和脂肪代谢功能。

茶叶中有较多的脂溶性维生素，如维生素A的含量甚至高于胡萝卜；维生素E和维生素K的含量也很高。虽然脂溶性维生素不能溶于水，无法通过泡茶的方式被人体吸收，但是茶的深加工过程可以提高它们的利用率，如可以将超微茶粉添加到面条、饼干、糖果、菜肴、点心、冷饮等食品中。

由于加工方式的不同，不同茶类的维生素含量有差异。一般来说，绿茶多于乌龙茶，乌龙茶高于红茶；春茶高于夏、秋茶；同类茶叶中高级茶高于低级茶。

六、矿物质

茶叶中含有多种矿物质，其中以磷和钾的含量最高，约占矿物质总量的15%和50%；其次为钙、镁、铁、锰、铝；微量成分有铜、锌、钠、硫、氟、硒等。茶树中氟和铝含量高于其他植物。这些矿质元素中的大多数对人体健康是有益的。

氟对预防龋齿和防治老年骨质疏松有明显效果。锌是人体的必需微量元素，影响人体的垂体分泌，还与人的智力与抗病力有关，缺锌会使儿童和青少年生长发育缓慢，性腺机能减退。铁参与体内氧和二氧化碳的运送，是一些呼吸酶（如细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等）的组成。硒能刺激免疫蛋白及抗体的产生，增强人体对疾病的抵抗力，治疗冠心病并抑制癌细胞的发生和发展，又可防治某些地方病，如克山病的发生。湖北恩施、陕西紫阳地区的茶叶富含硒。

七、色素

茶叶中的色素影响茶叶的干茶、叶底和茶汤的颜色，是决定茶叶品质的主要因素。绿茶、红茶、黄茶、白茶、乌龙茶、黑茶六大类茶的色泽均与茶叶中色素的含量、组成密切相关。

茶叶中的色素包括脂溶性色素和水溶性色素两部分，含量仅占茶叶干物质总量的1%左右。脂溶性色素不溶于水，有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等，其中叶绿素是主要色素，脂溶性色素影响干茶色泽和叶底色泽，对绿茶的色泽影响最大，叶绿素对绿茶的汤色也有一定的影响。

水溶性色素包括黄酮及黄酮醇类物质、花青素，茶多酚的氧化产物如茶黄素、茶红素和茶褐素等，它们主要影响干茶的色泽和茶汤的色泽，如黄酮类及黄酮醇类化合物影响绿茶的汤色；茶多酚的氧化产物影响红茶的干茶、茶汤和叶底的色泽。

八、芳香物质

茶叶中的芳香物质是指茶叶中挥发性物质的总称，含量较少，鲜叶中含0.02%，绿茶中含0.005%～0.02%，红茶中含0.01%～0.03%。

茶叶中芳香物质的含量虽不高，但成分极为复杂。据分析，茶鲜叶中香气化合物仅为50种左右，但绿茶中可达100种以上，红茶中可达300种之多，说明茶叶加工过程中产生了大量香气成分。由于加工工艺差异，不同茶类又各自具有特殊的香气成分。

组成茶叶芳香物质的主要成分有醇、酚、醛、酮、酸、酯、内酯类、含氮化合物、含硫化合物、碳氢化合物、氧化物等十多类。茶鲜叶中的芳香物质以醇类化合物为主，其中低沸点的青叶醇具有强烈的青草气，而高沸点的沉香醇、苯乙醇等则具有清香花香等特性。绿茶含有较多的醇类和吡嗪类化合物，吡嗪类和糠醛类衍生物香气成分赋予绿茶清香或烘炒香的特性。红茶香气成分以醇类、醛类、酮类、酯类等香气化合物为主，它们多是在红茶加工过程中经氧化作用而形成的，使红茶具有甜香或花果香的特征。茉莉花茶中与茉莉花香气有关的是乙酸苯甲酯、芳樟醇及其氧化物和苯甲醇。乌龙茶因其特有的晒青、凉青、做青（摇青）加工过程，使其香气成分表现出橙花叔醇、茉莉内酯、茉莉酮酸甲酯、吲哚等花香型成分含量较高的特性。