茶叶中茶多酚、儿茶素和生物碱类成分简述
茶叶饮用历史悠久，具有多种健康功效，广受全球人民的喜爱。茶叶中的健康功效是建立在茶叶内含成分的基础上的，今天荼小茶为茶友们介绍茶叶中的茶多酚、儿茶素和生物碱类成分。
一 茶多酚
茶多酚（Tea Polyphenols，TPs）是茶叶中一类多羟基酚类物质的总称，同时也是茶叶中的一类主要化学成分，亦称“茶单宁”、“茶鞣质”，呈淡黄色至棕黄色的晶体或粉末，在茶叶中的含量一般在18-36%（干物重）。
茶多酚的主要组分包括黄烷醇类、花黄素类（黄酮和黄酮醇类）、花色素类（花青素和花白素）、酚酸和缩酚酸类；其中以黄烷醇类（儿茶素为主体）最重要，约占多酚类物质总量的70-80%；除酚酸和缩酚酸外，其他类化合物因都具有2-苯基苯并吡喃为主体的基本结构，所以统称为类黄酮化合物。
类黄酮类物质因结构不同而导致溶解性存在较大差异，因此茶多酚类物质各类型之间的溶解性也存在一定差异，但总的来说，茶多酚易溶于乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇和水等，微溶于油脂，不溶于石油醚、苯和氯仿中。
茶多酚类物质分子中具有酚羟基，可离解出H+，因此显酸性。茶多酚易被氧化，尤其是在水溶液或多酚氧化酶存在时，酚羟基被离解，生成氧负离子，进一步失去电子，产生邻醌，邻醌能夺取其他物质的氢被还原为酚，还能发生聚合产生红棕色的聚合物。
茶多酚因含多个酚性羟基，可有效清除自由基，防止氧化伤害，具有极强的抗氧化和抗辐射活性；由于能够有效调节血管壁透性，因此可预防心脑血管疾病；同样茶多酚还具有抗突变、抗癌、抗炎、增强机体免疫力等生理活性。
茶多酚类物质具有涩味、苦味，收敛性强，是构成茶汤苦涩味和生津回甘的主要物质。涩味是构成茶汤滋味极重要的感官性质，同样也是影响茶叶品质及消费者接受度的重要因子。
因此茶多酚类物质对茶叶的滋味具有较大贡献，同时与滋味浓度密切相关；且其易被氧化形成茶色素（茶褐素、茶黄素和茶红素），又是构成茶叶茶汤色泽的主要成分。
二 儿茶素类
儿茶素（Catechins）属黄烷醇类化合物，主要存在于茶树新梢，在茶叶中的含量为12-24%（干物重），是多酚类物质的主体成分。儿茶素是2-苯基苯并吡喃的衍生物，具有异构性和旋光性，因此存在较多的不同结构的物质，其中茶叶中的儿茶素多为顺式儿茶素，约占儿茶素总量的70%。
常见的儿茶素包括：表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin Gallate，EGCG）、表儿茶素（Epicatechin，EC）、表儿茶素没食子酸酯（Epicatechin Gallate，ECG）和表没食子儿茶素（Epigallocatechin，EGC），其中EC和EGC为非酯型儿茶素，EGCG和ECG为酯型儿茶素。
儿茶素为白色固体，有较强的亲水性，易溶于含水乙醇、乙酸乙酯、冰醋酸、含水丙酮和热水等溶剂，但在基本不溶于氯仿、苯和石油醚等溶剂。
儿茶素在可见光下不显颜色，在225 nm、280 nm有最大吸收；分子结构中的间位羟基可与香兰素在强酸（浓盐酸）条件下生成红色物质；也能与多种金属离子（Ca+、Cu+、Ag+等）发生沉淀反应；由于其特殊的分子结构，在高温、光、碱性及氧化酶等条件下，儿茶素易发生氧化、聚合及缩合，在空气中也可发生自动氧化。
儿茶素在茶树中的生物合成途径目前仍比较模糊，其中(＋)－儿茶素的合成是了解比较清楚的。儿茶素具有多种生理活性，如抗氧化、防辐射、抗突变、抗癌、清除自由基等，现已广泛应用于食品、医药和日化行业中。
儿茶素中酯型儿茶素（尤其是EGCG）苦涩味重，具有强的收敛性；而非酯型儿茶素收敛性较弱，先苦后甘，爽口。
儿茶素滋味阈值较低，尤其是酯型儿茶素的阈值更低，且在茶汤中含量较高，因此是构成茶汤苦涩味的关键成分；同时儿茶素在高温、有氧、湿热条件下，可发生氧化聚合反应，生成橙黄色的聚合物，所以儿茶素对构成茶汤汤色和叶底色泽具有重要贡献。
三 生物碱类
生物碱是一类含氮类化合物，茶叶中的的生物碱主要是嘌呤碱，其结构特点是都带有嘌呤环结构。咖啡碱、可可碱和茶叶碱是茶叶中主要的生物碱类物质。
可可碱难溶于冷水、乙醇，几乎不溶于乙醚、氯仿等；茶叶碱易溶于热水，难溶于乙醚；且可可碱和茶叶碱为二甲基黄嘌呤衍生物，碱性很弱，常表现出两性化合物的性质。
咖啡碱是茶叶中最主要的生物碱，含量一般在2-4%；茶叶的嫩度也影响着咖啡碱的含量，一般来说细嫩茶叶比粗老茶叶的含量高。咖啡碱易溶于氯仿，能溶于水、乙醇等。咖啡碱有兴奋中枢神经、缓解疲劳、影响机体代谢促进血液循环等功能。
茶汤滋味中的苦味主要是由茶叶中的生物碱、茶皂素、部分氨基酸、蛋白质水解产生的氨基酸和物质间的综合作用引起的。
其中生物碱对苦味贡献最大，尤其是咖啡碱；咖啡碱不仅对苦味有贡献，同时其与茶黄素形成氢键复合物，具有鲜爽味，可提高茶汤的鲜醇度。
有研究提出：咖啡碱含量3.8-4.5%为茶叶品质的逆转阈值；在此范围内及更低时，起主导作用的是咖啡碱与茶多酚、氨基酸等的络合物，咖啡碱含量增加，绿茶品质上升；但当咖啡碱含量超过阈值时，非络合态的咖啡碱逐渐增多，导致苦味显著，茶叶品质随之下降。
因此生物碱（尤其是咖啡碱）是茶汤滋味构成的重要成分，对茶叶品质的形成有重要影响。
今天荼小茶介绍了茶叶中的茶多酚、儿茶素和生物碱类成分，茶叶中的内含成分丰富，后续荼小茶将继续为茶友们介绍茶叶中的其它成分。
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参考文献
《茶叶生物化学》
《茶多酚化学》
《茶儿茶素研究进展》
《茶叶滋味与其品质成分的关系》
《Effect of the caffeine content on the bitterness of tea infusions》
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