化工小常识|茶的化学成分及功能

茶最早源于中国。唐代陆羽著《茶经》，对茶叶加工做了系统介绍。已有的研究资料表明，茶叶的化学成分有500多种，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。茶叶中化学成分种类繁多，组成复杂，但它们的合成和转化的生化反应途径有着相互联系、相互制约的关系。

(1)水分

水是生命之源，在植物体内扮演着至关重要的角色。植物体内发生的各种化学变化、物质的形成和转变都离不开水的参与。茶树作为植物的一种，同样离不开水。水分在茶树体内各部位的分布是不均匀的，生命活动和新陈代谢旺盛的部位水分含量较高。幼嫩的茶树新叶中含水量一般在75%～78%之间，随着叶片的老化，含水量也会逐渐减少。

此外，不同品种的茶树、自然条件以及农业技术措施等因素也会影响鲜叶的水分含量。在制茶过程中，水分作为重要的介质参与了一系列的生化反应，这些反应对于茶叶品质的形成起到了至关重要的作用。

(2)茶多酚

茶多酚是茶叶中一系列酚类物质的总称，主要由儿茶素、黄酮类物质、花青素和酚酸等四大类组成，其中儿茶素的含量最高，占茶多酚总量的70%左右，不同品种有所差异，高的可达80%以上，低的也有50%左右。儿茶素按其化学结构可分为酯型儿茶素和非酯型儿茶素，酯型儿茶素收敛性较强，带苦涩味，而非酯型儿茶素收敛性较弱。在制茶过程中，儿茶素被氧化聚合形成一系列氧化聚合产物，如TF、TR、TB等，这些产物对红茶的品质特征起着决定性作用。

茶多酚的含量和组成极易受到外界环境的影响，是决定茶叶品质的重要成分之一。茶多酚包括一系列具有生理活性的物质，其功能类似于维生素P。它可以调节人体血管壁的渗透性，增强微血管的韧性。若与维生素C协同作用，效果更为明显。茶多酚对某些心脏病有一定疗效，还可以预防动脉和肝脏硬化，并具有解毒、止泻、抗菌等药理作用。

(3)蛋白质和氨基酸

茶叶中的氨基酸是氨代谢的产物，是茶树吸收氮元素经代谢转化而成的。土壤中的氨态氮或硝态氨被茶树吸收后，转化成氨再通过酮戊二酸的还原氨化作用，形成某种氨基酸，然后再通过转氨作用与氨基酸的相互转变，就形成了各种各样的氨基酸。茶叶中的蛋白质含量最高达22%以上，但绝大部分不溶于水，所以饮茶时，人们并不能充分利用这些蛋白质。

(4)芳香物质

芳香物质是茶叶中多种具有挥发性的化合物总称，常称为芳香油。尽管在茶叶中含量稀少，但它对茶叶的品质产生重要影响。新鲜茶叶中芳香物质的含量通常不到0.02%，绿茶中大约是0.005%~0.02%，红茶中则相对较多，达到0.01%~0.03%。通过气相色谱法对茶叶的香气进行详细研究，我们可以将芳香物质主要分为十大类：碳氢化合物、醇类、酮类、酯类、内酯类、酸类、酚类、含氧化合物、含硫化合物以及含氮化合物。这些不同类型的香气物质，因各自含有特定的发香基团如羟基、酮基、醛基等，形成了各自独特的香气。

(5)生物碱

茶叶中含有多种嘌呤碱，其中主要成分是咖啡碱，它所占的比例相当大。此外，还含 有少量的茶叶碱、可可碱等。咖啡碱是一种很弱的碱， 味苦。茶叶中咖啡碱约含2%~5%，咖啡碱的生物合成途径与氨基酸，核酸、核苷酸的代谢紧密相连，所以咖啡碱也是在茶树生命活动活跃的嫩梢部分合成最多，含量最高。

(6)糖类

茶叶中糖类包括单糖、双糖和多糖三类，有几十种之多，其含量为20%~30%。茶叶中的糖类化合物都是由光合作用合成、代谢转化而形成的，因此，糖类化合物的含量与茶叶产量密切相关。

(7)茶叶色素

广义而言，茶叶色素是指茶树体内的色素成分和成茶冲泡后，形成茶汤颜色的色素成分，包括叶绿素、胡萝卜素、黄酮类物质、花青素及其他茶多酚的氧化产物，TF、 TR、TB等。叶绿素、叶黄素和胡萝卜素不溶于水，统称为脂溶性色素。

(8)有机酸

茶叶中含有多种数量较少的游离有机酸。其中主要的有苹果酸、柠檬酸、草酸、鸡纳酸和对香豆酸等。茶叶中草酸含量为0.01%，在茶树体内，它与钙质形成草酸钙晶体，在茶树叶片解剖进行显微观察中可以见到这种晶体，可作为鉴定真假茶叶的依据之一。

(9)酶和维生素

酶是一类具有生理活性的化合物，是生物体进行各种化学反应的催化剂，它具有功效高、专一性强的特点。离开这类化合物，一切生物包括茶树在内就不能生存，茶树物质的合成与转化，也依赖于这种物质的催化作用。茶叶中的酶类很多而且复杂，归纳起来有几大类:水解酶、糖甙酶、磷酸化酶、裂解酶、氧化还原酶、移换酶和同分异构酶等。

茶叶中含有多种维生素，有水溶性和脂溶性维生素两大类，水溶性维生素包含维生素C、B1、B2、B3、B11、类维生素P、维生素B和肌酸等。由于茶叶中富含各种维生素，因此饮茶不仅能解渴、提神，而且具有一定的营养意义。

(10)灰分（无机成分）

茶叶经过高温灼烧后残留下来的物质总称“灰分”，约占干物质重量的4%~7%。茶叶的无机成分中含量最多的是磷、钾，其次是钙、镁、铁、锰、铝、硫，微量成分有锌、铜、氟、钼、硼、铅、铬、镍、镉等。