據(jù)已有的研究資料表明，茶葉的化學成分有500種之多，其中有機化合物達450種以上，無機化合物約有30種。茶葉中的化學成分歸納起來可分為水分和干物質(zhì)兩大部分。茶葉中化學成分種類繁多，組成復雜，但它們的合成和轉(zhuǎn)化的生化反應途徑有著相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系。
1、水分
水分是茶樹生命活動中必不可少的成分，是制茶過程一系列化學變化的重要介質(zhì)。制茶過程中茶葉色香味的變化就是伴隨著水分變化而變化的。因此，在制茶時常將水分的變化作為控制品質(zhì)的重要生化指標。茶鮮葉的含水量一般為75%～78%，鮮葉老嫩、茶樹品種、季節(jié)不一，含水量也不同。一般幼嫩芽葉、雨水葉、露水葉、大葉種，雨季、春季的含水量較高，高的可達84%左右。老葉、中小葉種和旱季、晴天葉含水量較低。
2、蛋白質(zhì)與氨基酸
茶葉中的蛋白質(zhì)含量占干物質(zhì)量的20%～30%，能溶于水直接被利用的蛋白質(zhì)含量僅占1%～2%。這部分水溶性蛋白質(zhì)是形成茶湯滋味的成分之一。氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)，含量占干物質(zhì)總量的1%～4%。茶葉中的氨基酸主要有茶氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸、天門冬酸胺、精氨酸、絲氨酸、丙氨酸、組氨酸、蘇氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、甘氨酸、纈氨酸、酪氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等25種以上，其中茶氨酸含量約占氨基酸總量50%以上。氨基酸，尤其是茶氨酸是形成茶葉香氣和鮮爽度的重要成分，對形成綠茶香氣關(guān)系極為密切。
3、生物堿
茶葉中的生物堿包括咖啡堿、可可堿和條堿。其中以咖啡堿的含量最多，約占2%～5%；其他含量甚微，所以茶葉中的生物堿含量常以測定咖啡堿的含量為代表?？Х葔A易溶于水，是形成茶葉滋味的重要物質(zhì)。紅茶湯中出現(xiàn)的“冷后渾”就是咖啡堿與茶葉中的多酚類物質(zhì)生成的大分子絡(luò)合物，是衡量紅茶品質(zhì)優(yōu)劣指標之一。咖啡堿可作為鑒別真假茶的特征之一?？Х葔A對人體有多種藥理功效，如提神、利尿、促進血液循環(huán)、助消化等。
4、茶多酚
茶多酚是茶葉中三十多種多酚類物質(zhì)的總稱，包括兒茶素、黃酮類、花青素和酚酸等四大類物質(zhì)。茶多酚的含量占干物質(zhì)總量的20%～35%。而在茶多酚總量中，兒茶素約占70%，它是決定茶葉色、香、味的重要成分，其氧化聚合產(chǎn)物茶黃素、茶紅素等，對紅茶湯色的紅艷度和滋味有決定性作用。黃酮類物質(zhì)又稱花黃素，是形成綠茶湯色的主要物質(zhì)之一，含量占干物質(zhì)總量的1%～2%。花青素呈苦味，紫色芽中花青素含量較高，如花青素多，茶葉品質(zhì)不好，會造成紅茶發(fā)酵困難，影響湯色的紅艷度；對綠茶品質(zhì)更為不利，會造成滋味苦澀、葉底青綠等弊病。茶葉中酚酸含量較低，包括沒食子酸、茶沒食子素、綠原酸、咖啡酸等。
5、糖類
茶葉中的糖類包括單糖、雙糖和多糖三類。其含量占干物質(zhì)總量的20%～25%。單糖和雙糖又稱可溶性糖，易溶于水，含量為0.8%～4%，是組成茶葉滋味的物質(zhì)之一。茶葉中的多糖包括淀粉、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)，含量占茶葉干物質(zhì)總量的20%以上，多糖不溶于水，是衡量茶葉老嫩度的重要成分。茶葉嫩度低，多糖含量高；嫩度高，多糖含量低。
茶葉中的果膠等物質(zhì)是糖的代謝產(chǎn)物，含量占干物質(zhì)總量的4%左右，水溶性果膠是形成茶湯厚度和外形光澤度的主要成分之一。
6、有機酸
茶葉中有機酸種類較多，含量為干物質(zhì)總量的3%左右。茶葉中的有機酸多為游離有機酸，如蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、草酸等。在制茶過程中形成的有機酸，有棕櫚酸、亞油酸、乙烯酸等。茶葉中的有機酸是香氣的主要成分之一，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)茶葉香氣成分中有機酸的種類達25種，有些有機酸本身雖無香氣，但經(jīng)氧化后轉(zhuǎn)化為香氣成分，如亞油酸等；有些有機酸是香氣成分的良好吸附劑，如棕櫚酸等。
7、類脂類
茶葉中的類脂類物質(zhì)包括脂肪、磷脂、甘油脂、糖酯和硫酯等，含量占干物質(zhì)總量的8%左右。對形成茶葉香氣有著積極作用。類脂類物質(zhì)在茶樹體的原生質(zhì)中，對進人細胞的物質(zhì)滲透起著調(diào)節(jié)作用
8、色素
茶葉中的色素包括脂溶性色素和水溶性色素兩部分，含量僅占茶葉干物質(zhì)總量的1%左右。脂溶性色素不溶于水，有葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素等。水溶性色素有黃酮類物質(zhì)、花青素及茶多酚氧化產(chǎn)物茶黃素、條紅素和茶褐素等。脂溶性色素是形成干茶色澤和葉底色澤的主要成分。尤其是綠茶、干茶色澤和葉底的黃綠色，主要決定于葉綠素的總含量與葉綠素a和葉綠素b的組成比例。葉綠素a是深綠色，葉綠素b呈黃綠色，幼嫩芽葉中葉綠素b含量較高，所以干色多呈嫩黃或嫩綠色。在紅茶加工的發(fā)酵過程中，葉綠素被大量破壞，產(chǎn)生黑褐色物質(zhì)和茶多酚的氧化產(chǎn)物，茶葉中的蛋白質(zhì)、果膠、糖等物質(zhì)結(jié)合，使紅茶干色呈褐紅色或烏黑色，葉底呈紅色。綠茶、紅茶、黃茶、白茶、烏龍茶、黑茶六大茶類的色澤均與茶葉中色素的含量、組成、轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。
9、芳香物質(zhì)
茶葉中的芳香物質(zhì)是指茶葉中揮發(fā)性物質(zhì)的總稱。在茶葉化學成分的總含量中，芳香物質(zhì)含量并不多，一般鮮葉中含0.02%，綠茶中含0、005%～0、02%，紅茶中含0.01%～0.03%。茶葉中芳香物質(zhì)的含量雖不多，但其種類卻很復雜。據(jù)分析，通常茶葉含有的香氣成分化合物達三百余種，鮮葉中香氣成分化合物為5O種左右；綠茶香氣成分化合物達100種以上；紅茶香氣成分化合物達300種之多。組成茶葉芳香物質(zhì)的主要成分有醇、酚、醛、酮、酸、酯、內(nèi)酯類、含氮化合物、含硫化合物，碳氫化合物、氧化物等十多類。鮮葉中的芳香物質(zhì)以醇類化合物為主，低沸點的青葉醇具有強烈的青草氣，高沸點的沉香醇、苯乙醇等，具有清香、花香等特性。成品綠茶的芳香物質(zhì)以醇類和吡嗪類的香氣成分含量較多，吡嗪類香氣成分多在綠茶加工的烘炒過程中形成。紅茶香氣成分以醇類、醛類、酮類、酯類等香氣化合物為主，它們多是在紅茶加工過程中氧化而成的。
10、維生素
茶葉中含有豐富的維生素類，其含量占干物質(zhì)總量的0、6%～1%。維生素類分水溶性和脂溶性兩類。脂溶性維生素有維生素A、維生素D、維生素E和維生素K等。維生素A含量較多。脂溶性維生素不溶于水，飲茶時不能被直接吸收利用。水溶性維生素有維生素C、維生素B1、維生素B2、維生素B3、維生素B5、維生素B11、維生素P和肌醇等。維生素C含量最多，尤以高檔名優(yōu)綠茶含量為高，一般每100克高級綠茶中含量可達250毫克左右，最高的可達500毫克以上?？梢姡藗兺ㄟ^飲用綠茶可以吸取一定的營養(yǎng)成分
11、酶類
酶是一種蛋白體，在茶樹生命活動和茶葉加工過程中參與一系列由酶促活動而引起的化學變化，故又被稱為生物催化劑。茶葉中的酶較為復雜，種類很多，包括氧化還原酶、水解酶、裂解酶、磷酸化酶、移換酶和同工異構(gòu)酶等幾大類。酶蛋白具有一般蛋白質(zhì)的特性，在高溫或低溫條件下有易變性失活的特點。各類酶均有其活性的最適溫度范圍，一般在30C～50℃范圍內(nèi)酶活性最強。酶若失活、變性，則就喪失了催化能力。酶的催化作用具有專一性，如多酚氧化酶，只能使茶多酚物質(zhì)氧化，聚合成茶多酚的氧化產(chǎn)物茶黃素、茶紅素和茶褐素等；蛋白酶只能促使蛋白質(zhì)分解為氨基酸。茶葉加工就是利用酶具有的這種特性，用技術(shù)手段鈍化或激發(fā)酶的活性，使其沿著茶類所需的要求發(fā)生酶促反應而獲得各類茶特有的色香味。如綠茶加工過程中的殺青就是利用高溫鈍化酶的活性，在短時間內(nèi)制止由酶引起的一系列化學變化，形成綠葉綠湯的品質(zhì)特點。紅茶加工過程中的發(fā)酵就是激化酶的活性，促使茶多酚物質(zhì)在多酚氧化酶的催化下發(fā)生氧化聚合反應，生成茶黃素、茶紅素等氧化產(chǎn)物，形成紅茶紅葉紅湯的品質(zhì)特點。
12、無機化合物
茶葉中無機化合物占干物質(zhì)總量的3.5%～7.0%，分為水溶性和水不溶性兩部分。這些無機化合物經(jīng)高溫灼燒后的無機物質(zhì)稱之為“灰分”?；曳种心苋苡谒牟糠址Q之為水溶性灰分，占總灰分的50%～60%。嫩度好的茶葉水溶性灰分較高，粗老茶、含梗多的茶葉總灰分含量高?；曳质浅隹诓枞~質(zhì)量檢驗的指標之一，一般要求總灰分含量不超過6.5%
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