笔者述:在茶的鲜叶中,水分约占75%,干物质约占25%。茶叶干物质的组成非常复杂,到目前为止,经过分离鉴定的已知化合物约有余种,主要包括无机成分(占3.5%-7.0%)以及有机成分(占93%-96.5%)中的茶多酚、蛋白质和氨基酸、生物碱、芳香物质、糖类和色素等。这些组成成分及其含量是茶叶品质的决定因素,同时也是茶叶保健功效的主要来源。
分类
名称
占鲜叶比重(%)
占干物质比重(%)
水分
75—78
干物质
无机物
水溶性部分
22—25
2.0-4.0
有机物化合物
水不溶性部分
1.5-3.0
蛋白质
20-30
氨基酸
1.0-40
生物碱
3.0-5.0
茶多酚
20-35
糖类
20-25
有机酸
3
类脂类
8
色素
1
芳香物质
0.-0.03
维生素
0.6-1
茶树鲜叶中的化学成分分类
一、无机成分
茶叶中的无机成分占干物质重的3.5%-7.0%。其中,已知的无机元素有近30种:磷、硫、钾、钙、镁、锰、氟、铝、钠、铁、铜、硼、锌、钼、铅、镉、钴、锡、钛、和矾等。其中,磷、硫、钾、钙、镁等为大量元素,其他元素含量很少,称微量元素。
二、有机成分
(一)多酚类化合物
多酚类化合物是多酚类衍生物组成的较为复杂的混合物的总称。这类物质约占干物质总量的20%~35%,它对茶叶色香味的形成有很大影响,对人体生理也有重要作用。多酚类化合物的化学性质一般比较活跃,在不同的加工条件下,发生多种形式的转化。由于它的转化同时又引起其他内含成分的转化,其转化产物多种多样。因此茶叶品质主要取决于多酚类化合物的组成、含量和比例,在茶叶加工过程中转化的形式、深度、广度以及转化产物的不同,可以得到不同品质特征的茶叶。
目前多酚类化合物在茶树新梢种已发现30多种。按其化学结构大致可分为四类:儿茶素类、黄酮类、酚酸类、花青素类。其中儿茶素类含量最多,一般占多酚类化合物总量的70%—80%,它是形成不同茶类的要物质,其有强烈的收敛性,苦涩味较重。黄酮类物质又称花黄素,多以糖苷的形式存在于茶叶中,分別为黄酮和黄酮醇类。花青素又称花色素,其明显的苦味。在高温干旱季节花青素易形成并积累,因此夏茶具有明显的苦涩味,对品质不利。酚酸的含量很少,味苦涩。
(二)糖类
茶叶的糖类包括单糖、双糖和多糖三类,约占干物质总量的20%-25%。单糖和双糖又称可溶性糖,易溶于水,约占干重的1%-4%,是组成茶叶滋味的物质之一;茶叶中的糖类大多数是水不溶性的多糖类化合物,如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素等,占干物质总量的20%以上。茶叶越嫩,多糖含量越低。茶叫中共有生物活性的复合多糖是一类与蛋白质结合在一起的酸性多糖或酸性糖蛋白。
(三)色素
茶叶中的色素包括脂溶性色素和水溶性色素两部分,含量仅占茶叶干重的1%左右。脂溶性色素不溶于水,包括叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等。水溶性色素有黄酮类物质、花青素和多酚氧化产物—茶黄素、茶红素和茶褐素等。脂溶性色素是形成茶叶干茶和叶底色泽的主要成分,而水溶性色素主要对茶汤有影响。绿茶色泽主要决定于叶绿素总量与叶绿色a和叶绿素b的组成比例。在红茶加工发酵过程中,叶绿素被大量破坏,茶多酚氧化成黑褐色氧化产物,使红茶干茶呈褐红色或乌黑色。绿、红、黄、白、乌龙和黑茶六大茶类的色泽均与茶叶色素的含量、组成和转化密切相关。
(四)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,含量只占干重的0.%-0.03%,茶叶香气是不同芳香物质以不同浓度组合并对嗅觉神经综合作用形成的。茶叶中的芳香物质含量虽不多,但种类却很复杂,分属醇、酚、醛、酮、内酯类、含氮化合物、含硫化合物、碳氢化合物、氧化物等10多类。迄今为止已分离鉴定的茶叶芳香物质有约种,但其中主要成分仅为数十种。它们有的是在鲜叶生长过程中合成的,有的则是在茶叶中加工过程中转化形成的。一般茶鲜叶中含有的芳香物质种类较少,大约80余种;而在绿茶中有多种,红茶则有多种。不同类别和不同含量的多种化合物相互配合作用就构成了多种独特的茶叶香气,所以饮茶时感觉的香气是数以百计的芳香物质以一定比例混合而产生的。
(五)维生素
茶叶中含有丰富的维生素类,其含量约占干物质总量的0.6%一1.0%。水溶性的有维生素C、B,脂溶性的有维生素A、D、E和K等,所以饮茶是人体所需维生素的极好来源。其中维生素C含量最高,g高级绿茶中含量可达mg。一般而言,绿茶中维生素含量最高,乌龙茶和红茶中含量较少。
(六)有机酸
茶叶中有机酸种类较多,约占干物质总量的3%左右,如苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、草酸等。
(七)类脂类
茶叶中的类脂类物质包括脂肪、磷脂、甘油酯、糖脂和硫脂等,约占干重的8%左右,对形成茶叶香气有积极作用。
(八)生物碱
茶叶中的生物碱包括咖啡碱、可可碱和茶叶碱,是一类重要的生物活性物质,也是茶叶的特征性化学物质之--。其中以咖啡碱的含量最多,约占茶叶干重的2%-5%,其他含量很少。咖啡碱易溶于水,嫩叶中的含量高于老叶,是形成茶叶滋味的重要成分。咖啡碱具有苦味,茶叶氨基酸对其苦味有消减作用。饮茶能提神解乏、兴奋利尿就是咖啡碱的作用。
3种生物碱都属于甲基嘌呤类化合物,是一类重要的生理活性物质,也是茶叶的特征性化学物质之一。它们的药理作用也非常相似(表5-3-1)。
表5-3-1茶叶中3种生物碱的药理作用比较
药理作用
名称含量(%)兴奋中枢兴奋心脏松弛平滑肌利尿
咖啡碱2~4++++++
可可碱0.05+++++++++++
茶碱0.+++++++
注+号表示有药理作用,+号越多表示作用越强
叶中的咖啡碱与合成咖啡碱有很大区別。合成咖啡碱对人体有积累毒性、而茶叶中的咖啡碱不会在人体内积累、7天左右可完全排出体外。早期人们认为咖啡碱可能是一种致癌因素、但这已为后来大量的研究所否定。目前对茶叶中咖啡碱的研究结果得出,咖啡碱不但不会致癌、而且还有抗癌效果。此外,茶叶中的咖啡碱还具有兴奋大脑中枢神经、强心、利尿等多种药理功效。饮茶的许多功效、如消除疲劳、提高亡作效率、抵抗酒精和尼古丁等毒害、减轻支气管和胆管痉挛、调节体温、兴奋呼吸中枢等,都与茶叶中的咖啡碱有关。
当然,咖啡碱也存在负面效应,主要表现在晚上饮茶可影响睡眠,对神经衰弱者及心动过速者等有不利影响。
(九)蛋白质与氨基酸
茶叶中的蛋白质含量约占干重的20%以上,能溶于水的仅占2%左右。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,其含量约占干物质总量的1%一4%。茶叶中的氨基酸主要是茶氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等20多种,其中茶氨酸的含量特别高,约占氨基酸总量的一半,它是茶树特有的一种氨基酸,是形成茶叶香气和滋味鲜爽度的重要成分,其水溶液主要表现为鲜味、甜味。人体必需的氨基酸茶叶中几乎都有。
(1)蛋白质
茶叶中蛋白质主要有白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白等,其含量一般占茶鲜叶干重的20%左右。茶树中蛋白质一般情况下较难溶于水,所以蛋白质营养对饮茶的意义不大。但在利用茶叶作食品添加物和作动物饲料等情况下,茶叶中蛋白质养分可以得到充分利用。
(2)氨基酸
氨基酸较易溶于水,所以氨基酸对茶汤品质和生理药理作用较大。茶叶中已被发现并鉴定的氨基酸有26种。氨基酸与人体健康关系密切。谷氨酸、精氨酸能降低血氨,治疗肝昏迷;蛋氨酸能调节脂肪代谢,参与机体内物质的甲基运转过程,防止动物实验性营养缺乏所导致的肝坏死;胱氨酸有促进毛发生长与防止早衰的功效;半胱氨酸能抗辐射性损伤,参与机体的氧化还原过程,调节脂肪代谢,防止动物实验性肝坏死;精氨酸、苏氨酸、组氨酸对促进人体生长发育以及智力发育有效,又可增加钙与铁的吸收,预防老年性骨质疏松。与茶叶保健功效关系最密切的氨基酸是茶氨酸和γ-氨基丁酸。现作简要介绍。
?茶氨酸茶叶中所有游离氨基酸,茶氨酸的含量占1/2左右。
大量研究表明,茶氨酸具有很好的医疗保健功效。目前已证实茶氨酸具有以下几方面的功效促进神经生长和提高大脑功能,从而增进记忆力和学习功能,并对帕金森氏症、老年痴呆症及传导神经功能紊乱等疾病有预防作用;防癌抗癌作用;降压安神,能明显抑制由咖啡碱引起的神经系统兴奋,因而可改善睡眠;具有增加肠道有益菌群和减少血浆胆固醇的作用;还有保护人体肝脏、增强人体免疫功能、改善肾功能、延缓衰老等功效。
?γ-氨基丁酸γ-氨基丁酸也是一种非蛋白质氨基酸,茶叶中了γ-氨基丁酸的含量一般在0.2~2微摩/克。
γ-氨基丁酸对人体具有多种生理功能,可作为制造功能性食品及药品的原料。研究证明,γ-氨基丁酸具有显著的降血压效果,它主要通过扩张血管维持血管正常功能,从而使血压下降,故可用于高血压的辅助治疗。它还有改善大脑血液循环、增加氧气供给、改善大脑细胞代谢的功能,有助于治疗脑中风、脑动脉硬化后遗症等。γ-氨基丁酸还有改善脑功能、增强记忆力的功效,其机制是提高葡萄糖磷脂酶的活性。从而促进大脑的能量代谢,活化脑血流,增加氧供给量,最终恢复脑细胞功能,改善神经功能。还有报道指出,γ-氨基丁酸能改善视觉、降低胆固醇、调节激素分泌、解除氨毒、增进肝功能、活化肾功能、改善更年期综合征等。
(十)茶皂素
茶皂素属于五环三萜类化合物的衍生物,是一类由配基皂苷元、糖体和有机酸组成的结构复杂的混合物。茶皂素也是茶叶的保健和医疗功效成分之一。茶皂素除了其最主要的表面活性外,它还具有以下生物活性:溶血作用、降胆固醇作用、抗生育作用、抗菌作用、杀软体动物活性、抗炎活性、镇静活性(抑制中枢神经、镇咳、镇痛等)。此外,据韩志红等的报道,茶皂素还具有抗癌活性,柯永生等则报道了茶皂素的降血压功能。
对于茶皂素的开发利用,目前主要集中在它的表面活性上,主要用作分散剂或乳化剂,广泛用于日化、林产品加工、纺织、农药、建材等行业。对它的医药保健功能,目前尚未见有系统的开发。
上述组成成分及其含量是茶叶品质的决定因素,同时也是茶叶保健功效的主要来源。