茶叶中的主要化学成分

我国是茶叶的祖国,茶叶利用与茶树栽培在中国有着数千年的历史,但是国内外比较有系统地开展茶叶生化的研究工作却只有几十年的时间。尤其现在做茶人爱茶人越来越多,但是很多茶人都只关心茶叶的品名品种或者茶叶的色香味,却不知其色香味背后的原理,如果碰到一些寻根究底的茶叶发烧友,提出比如“茶叶的色香味是怎样形成的、绿茶的鲜叶是怎样变成红色的”等等,就会有知其然却不知其所以然的尴尬。于是,我认为,真正的茶人都应该了解一些茶叶的基础化学知识。

茶叶中的主要化学成分插图

茶叶中的主要化学成分

茶叶中的化学成分到目前为止,经过分离鉴定的已知化合物约有500多种,化学成分虽然繁多复杂,但是主要成分的归纳其实也只有十几类:

茶树鲜叶:1,水分(75%-78%)

          2,干物质(22%-25%)

            A,有机化合物:蛋白质(20%-30%)

                           氨基酸(1%-4%)

                           生物碱(3%-5%)

                           酶

                           茶多酚(20%-35%)

                           糖类(20%-25%)

                           有机酸(3%左右)

                           脂肪(8%左右)

                           色素(1%左右)

                           芳香物质(0.005%-0.03%)

                           维生素(0.6%-1%)

            B,无机化合物:水溶性部分(2%-4%)

                           水不溶性部分(1.5%-3%)

茶叶中的主要化学成分插图1

(一)水分

1,水是茶树生命活动中不可缺少的物质,是形成光合作用产物的重要原料。幼嫩的茶树新梢中一般含水75%-78%,叶片老化以后含水量就减少了。

2,水分在制茶过程中参与一系列生化反应,也是化学反应的重要介质,因此控制水分含量是一项重要的技术指标。幼嫩的鲜叶经过加工制成干茶以后,绝大部分的水分都蒸发散失,最后一般只要求保留4%-6%的水分,因此,通常4斤多鲜叶才能制造一斤干茶。

3,茶树体内的水分分成自由水和束缚水。自由水主要存在在细胞液和细胞间隙中,呈游离状态,茶叶中的可溶性物质(如茶多酚、氨基酸、咖啡碱、无机盐等)都溶解在这种水里;束缚水也称结合水,它与细胞的原生质相结合,呈原生质胶体而存在。

4,广义而言,茶叶中除了水分外,其余都是干物质,干物质中有35%-45%的物质是能溶于沸水的,这些物质统称为“水浸出物”,其中就包含了大家熟悉的“茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖、果胶、无机成分、维生素、水溶色素和芳香物质等等”。茶汤的品质好坏其实就取决于各类物质的种类、数量和其组成比例。

(二)茶多酚

茶多酚是茶叶中三十多种多酚类物质的总称(过去茶多酚称之为茶鞣质、茶单宁,因为大部分能溶于水,所以有称水溶性鞣质,有人误认为是“鞣酸或者单宁酸”,这是不对的。),主要由儿茶素、黄酮类物质、花青素和酚酸等四大类物质组成。其中含量最高的是儿茶素类物质,占茶多酚总量的70%左右(不同品种有所差别,有些高达80%左右,有些低到50%左右)。

A,儿茶素在制茶过程中变化相当显著,也相当重要,与茶叶的色香味品质有很密切的关系。例:红茶制造过程中,儿茶素被氧化聚合形成茶黄素、茶红素、茶褐素等一系列氧化聚合物,对红茶的品质起着决定性的作用,红茶的红色茶汤就是由这些物质构成。

B,黄酮类物质又称花黄素,黄酮类物质有十多种,它是构成绿茶茶汤黄绿色的主要物质,在绿茶茶汤中已经发现有十九种之多。

C,花青素又称花色素,茶树在高温干旱季节不少品种有大量的紫色芽叶出现,这就是花青素形成积累的缘故。紫色芽叶中的花青素含量高,花青素具有明显的苦味,对茶叶品质不利。

D,酚酸在茶叶中含量比较少。

(三)氨基酸和蛋白质

1,氨基酸和蛋白质都是茶叶中的重要含氮物质,很多氨基酸都是组成蛋白质的基本单位。茶叶中的蛋白质含量高达22%以上,但是绝大部分都不溶于水,所以喝茶时,人们并不能充分利用这些蛋白质。能溶于水的“水溶蛋白”是白蛋白(茶叶中的蛋白质由谷蛋白、白蛋白、球蛋白和精蛋白组成),只有1%-2%左右,这种蛋白对茶汤滋味有积极的作用。

2,茶叶中的氨基酸种类很多,已经发现的有25种以上(其中茶氨酸含量最高,为茶叶的特征物质之一)。氨基酸的总含量因品种、季节、老嫩等因素的不同而有较大的变化,幼嫩茶叶中一般含有2%-4%(有些特殊品种的氨基酸含量很高)。氨基酸极容易溶于水,不少氨基酸都有一定的香气和鲜味,对茶汤品质影响较大。

(四)咖啡碱

咖啡碱是茶树体内生物碱的一种(其次还有茶叶碱和可可碱),它所占的比例相当大,所以也是茶叶的特征物质之一(配合化验儿茶素和茶氨酸等用以辨别真假茶叶)。咖啡碱也是茶树的嫩梢部分含量最高。咖啡碱容易溶于热水,遇到100度以上高温容易升华挥发,是茶叶的重要滋味物质,对茶叶品质有较大影响。喝茶能起到兴奋人体神经中枢,起这种兴奋作用的主题物质就是咖啡碱。

(五)芳香物质

A,茶叶中的芳香物质是种类繁多的挥发性物质的总称。芳香物质在茶叶中含量不多,红茶中含量略高于绿茶。含量虽然不多,但是组成茶叶香气的芳香物质多达三百余种,这些物质间不同的组合就构成了各种类型的香气。

B,一般来说,鲜叶中的芳香物质不过50种左右,以青草气为主;绿茶经过杀青烘炒,约有107种,以清香和栗香为主;红茶因为经过萎凋和发酵,制茶中增加的香气成分更多,组成这些香气成分的芳香物质多达200余种。

C,芳香物质的沸点差异很大,低的只有几十度至100多度,高的可达200多度。例如占鲜叶物质60%的青叶醇,具有强烈的青臭气,但由于其沸点只有157度,所以在高温杀青时绝大部分都会挥发散失。而很多制茶过程中高沸点的芳香物质得以保留,形成茶叶特有的清香、花香和果香等等。

D,茶叶中的芳香物质,有点是在茶树体内合成的(固有芳香物质),大部分是在制茶过程中,由其他物质转化而产生的。(例如,绿茶杀青、烘炒的热化学作用、红茶萎凋、发酵过程的生化作用都是产生大量香气物质的重要来源。)

(附:茶叶中的香气物质,除了芳香物质以外,某些氨基酸及其转化物等都具有某种茶香)

(六)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的色素成分。他们包括叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、黄酮类物质、花青素及其它茶多酚氧化的产物(茶黄素、茶红素、茶褐素)等。叶绿素、叶黄素和胡萝卜素不溶解于水,一般统称为脂溶性色素。黄酮类物质、花青素、茶黄素、茶红素和茶褐素能溶于水,统称水溶性色素。脂溶性色素对干茶的色泽和叶底的色泽有很大影响。而水溶性色素决定茶汤的汤色。

(七)碳水化合物

碳水化合物即糖类,茶叶中一般含量20%-30%,包括单糖、双糖和多糖三类。单糖和双糖都是可溶性糖,具有甜味,是茶叶滋味的物质之一。多糖通常指的是淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等等,多糖物质一般不溶于水,含量高是茶叶老化、嫩度差的标志。

茶叶中的碳水化合物,除上述糖类物质外,还有很多于糖有关的物质,例如:果胶、茶皂素。

果胶质是茶叶中的一种胶体物质,是糖类代谢形成的高分子化合物,也有水溶性果胶和脂溶性果胶,水溶性果胶是形成茶汤厚度和干茶色泽光润度的组分之一。

茶皂素味苦辛辣,水中易起泡(曾有学者认为:粗老茶的粗味和泡沫可能与茶皂素有关)

(八)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、脂肪酸等。

(九)酶类

酶是一类具有生理活性的化合物,旧称酵素,是生物体内进行各种化学反应的催化剂,又名生物催化剂。离开这一类化合物,一切生物包括茶树在内都不能生存,茶树中的物质的合成和转化,也依赖于这类物质所起的催化作用。不同的酶维持活性有不同的最佳温度,一般是在30-50度之间,温度过高或者过低都会影响酶的活性(例:绿茶制造中,经过高温杀青,停止酶的活动性,防止茶多酚氧化,保持绿茶的黄绿色泽。)

(十)类脂

类脂类物质包含脂肪、磷脂和腊,茶树种子和叶片中都含有类脂类物质,含量约8%,种子中脂肪含量很高。

(十一)维生素

茶叶中含有多种维生素,也分为水溶性和脂溶性两类。水溶性维生素包括维生素C和多种B族维生素。茶叶中含量最多的是维生素C,其中以高档绿茶含量最高。维生素C又称为抗坏血酸,有解毒、预防癌症、消除有害自由基、美白等各种功效。B族维生素也是人体不可缺少的维生素,可增强人体微血管璧的弹性,对血管硬化有辅助疗效。

脂溶性维生素有维生素A、D、E等,由于难以溶于水,所以被人们利用不大。

(十二)无机成分

茶叶中的无机成分大部分是茶树从土壤中吸收的营养元素,氮、磷、钾是人们熟知的大量营养元素,其余大多统称为微量元素。

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