茶叶中有哪些化学成分,会对人有伤害吗?
茶是我国的特产,种类很多,大别分为红茶和绿茶两种。红茶是将茶叶暴晒在日光下或微温后,使茶叶萎软,再搓揉,使它发酵,至茶叶转褐色,再烘焙制成的。绿茶是将新鲜的茶叶炒熬,破坏其中酵素,再搓揉,烘焙成的。红茶和绿茶中所含化学成分相同,不过分量方面略有不同而已。
茶叶中的化学成分,主要是茶碱C8H10N4O2.H2O,其他是鞣酸及芳香油等。纯粹的茶碱是白色针状结晶体,有苦味,能够溶解于热水,不易溶于冷水中,所以开水不热,茶叶是泡不下来的。茶碱能够兴奋大脑,使思想灵敏,医药上用它作兴奋、强心、利尿的药剂。它还能够解吗啡或酒精的毒,所以酒醉的人要喝浓茶。鞣酸是制蓝黑墨水及鞣制皮革的原料,也能够溶于热水中,而难溶于冷水。绿茶所含的鞣酸量比红茶多,所以绿茶味比红茶味涩。鞣酸能够使胃液的分泌量减少,阻碍食物的吸收,使大便秘结。
茶所以有香味,就因为其中含有芳香油,芳香油受到高热就挥发变成气体,所以茶能泡不能煮沸。
茶叶的主要成分
已知茶叶中含有500多种化学成分,有机成分有四百五十多种,其中具有生理作用的有很多:
1.多酚类化合物
茶多酚,也称鞣质,茶叶中有含量很高的各类多酚类化合物,从茶叶中提取出的多酚类化合物粗产物被称为茶多酚,临床上可以用于肾病的治疗,包括肾小球肾炎、肾病综合征等,据研究,茶多酚具有抗氧化、清除自由基及抗血凝、促纤溶、防止血小板粘附和聚集的作用,同时还能够作用于体液免疫、细胞免疫及红细胞免疫机制,抑制自体免疫反应。另据研究茶多酚可能与细胞的遗传物质DNA具有亲合作用,从而干扰DNA的生物合成和核酸代谢,因此具有一定的抑菌作用,并可以防治龋齿。
茶中的苦涩味道即来源于这种物质。这类物质具收敛性,有解毒的作用,也是缓解便秘的主要物质。还具有较强的还原性,可清除生物体内的超氧自由基。此外,还有抗变态反应、抗炎、驱虫、降血压等作用。
茶多酚中最重要的成分是儿茶素(一种黄烷醇类物质)。
2.生物碱
生物碱是一类重要的生理活性物质,茶叶中含有含量较高的咖啡因、茶碱等具有中枢兴奋作用的生物碱类化合物,是提取咖啡因和茶碱的重要原料。因为茶叶中含有咖啡因等生物碱,空腹饮茶易使肠道吸收咖啡碱过多,从而会使某些人产生亢进的症状,如心慌、头昏、手脚无力、心神恍惚等。不常喝茶的人,尤其是清晨空腹喝茶,更容易出现上述症状。
3.萜类挥发油
茶本身具有独特的清香,这种清香来自茶叶中所含有的萜类挥发油成分。这些香气成分,已知有协调情绪的作用。挥发油成分的保存与茶叶的加工工序有着密切的关系,据研究这种香气成分在乌龙茶和红茶中的含量要比绿茶多,分析认为这是由于萜类挥发油在新鲜茶叶内是以糖苷的形式存在,不易挥发,乌龙茶和红茶在加工过程中工序较多,使糖苷键在一定程度上水解释放出游离的萜类物质所至。
4.黄酮类化合物
黄酮类化合物是广泛存在于各类植物中的一大类化学物质,现在普遍认为,黄酮类化合物具有多种生理活性,对治疗和预防心血管疾病具有相当的功效。研究发现红茶与绿茶的黄酮类物质含量接近;茶汤中的槲皮素、山萘醇等黄酮类化合物的含量高于果汁、酒类。通过对红茶和绿茶中黄酮类化合物成分分析的研究,人们发现在绿茶和红茶中黄酮的含量较少,而同属于黄酮类化合物的异黄酮、黄烷酮和黄酮醇等比较高。而比较红茶和绿茶,发现黄酮在红茶中种类较多,据分析这可能是由于在红茶的加工过程中一些黄酮类物质发生了变化。
5.氨基酸
茶中含有的氨基酸主要是茶氨酸。茶氨酸是谷氨酸γ-乙基酰胺,有甜昧。茶氨酸含量因茶的品种、部位而变动。即使同是绿茶,在香茶、焙烤茶中含量少,在玉露炒茶中含量多。
6.维生素
茶叶中所含的维生素包括水溶性的B族维生素和维生素C以及脂溶性的维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。其中维生素B、维生素C、维生素E在茶中含量相对较高。一般而言,绿茶中维生素含量多,乌龙茶和红茶中含量少。研究人员还在茶叶中发现14种类胡萝卜素,并知道β-胡萝卜素对形成红茶的风味有很大影响。
茶中所含的维生素类物质甚至还曾对世界 历史 产生了影响。欧洲人长途航海时,感到最大的困难是海员经常因为缺乏维生素C而患坏血病死亡,因为长途航海无法补充新鲜的水果和蔬菜,但明朝时郑和率领如此庞大的船队长途航行,却没有记载有一个船员因为患坏血病死亡,西方人研究的结果认为就是因为中国船员经常喝茶。因此茶也解决了欧洲人长途航海的困难,对地理大发现起到了关键的作用。中国船员患坏血病少的真正原因,不仅是因为经常饮茶,而且那时的中国人懂得吃豆芽菜,豆芽菜中含有丰富的维生素C,而且用于生产豆芽菜的黄豆、绿豆携带方便,又易于栽培。
茶叶中含水分75%,这也就是“4斤鲜叶1斤茶”的科学依据。而茶叶中的水溶性物质为30%-48%,其主要化学成分包括茶多酚类、生物碱类、氨基酸类、糖类、有机酸等,它们构成了茶叶的品质和滋味。
多酚类物质 多酚类物质广泛存在于自然界中,被人们所熟知的有茶多酚、苹果多酚、葡萄多酚等,因其良好的抗氧化功能,被广泛运用在化妆品、药品等领域。
茶多酚是形成茶叶色香味的主要成份之一,也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。它含量高、分布广、变化大,对茶叶品质的影响最显著。茶多酚包括儿茶素类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等,其中以儿茶素类化合物含量最高、最为重要。研究表明,喝下一杯茶半小时后,血中的抗氧化容量(对抗氧自由基的能力)增加41%-48%,并能在高水平状态持续一个半小时。
多酚类物质约占鲜叶干物质总量的1/3,占茶汤浸出物总量的3/4,性质极其活泼,容易在外界条件下发生一系列化学反应,生成一些新的化学物质,影响着各类茶叶的品质,所以茶多酚的氧化程度是各种茶类分类的重要依据之一。
多酚类物质是茶叶中水溶性色素的主要部分,是茶汤色泽的主体,也参与干茶色泽的组成;同时,引起茶叶中涩味的主要成分是多酚类化合物及其氧化产物、醛、铁等物质,其中儿茶素类在涩味的呈现里起到尤为重要的作用。
茶叶氨基酸 茶叶中的氨基酸主要有茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等20多种,其中茶氨酸是形成茶叶香气和鲜爽度的重要成分,约占茶叶中游离氨基酸的50%以上。其水溶物主要表现为鲜味、甜味,可以抑制茶汤的苦涩味。日本已在1964年将茶氨酸作为食品添加剂。
茶氨酸的来源除了从茶叶中提取外,还可利用生物合成、化学合成等途径来制取。因为茶氨酸具有降压安神、改善睡眠、促进大脑功能等功效,茶氨酸已用做保健食品和药品原料。
1. 儿茶素类 Catechins(黄烷醇类化合物):茶单宁,约占干物质的 12% 至 24%
茶多酚的主要成分,大量存在于茶树的新梢中,是茶之苦(味觉)和涩(口腔里干燥、收敛性的感觉)的主要来源,也决定了茶汤的浓淡。其氧化(含工艺发酵、自然转化)后产生茶黄素、茶红素,决定茶叶和茶汤的颜色,以及茶汤的厚度和强度。
在工艺发酵和自然陈化的过程中,复杂(酯型)儿茶素降解为简单(非酯型)儿茶素,苦涩感会降低,茶汤也更加醇和、爽口;而且其降解过程会引发茶叶中其他内含物质变化,进而产生香气的变化。
2. 黄酮类 Flavones:花黄素,约占干物质的 2% 至 5%
黄酮醇 Flavonol(山奈素、槲皮素、杨梅素等)约占干物质的 4%,黄酮苷 Flavone Glycosides(黄酮或黄酮醇与糖结合形成苷,芸香苷、槲皮苷、山奈苷等)约占干物质的 1%。黄酮类化合物之味苦涩,是形成绿茶汤色的主要物质之一(尤其是黄酮苷)。黄酮苷在制茶过程中因热和酶的作用发生水解,转变成黄酮或黄酮醇,会降低苦味。
在工艺发酵和自然陈化的过程中,黄酮类发生氧化,令茶汤转为橙黄或棕红色。
3. 花青素类 Anthocyanidin:约占干物质的 0.01%,紫芽茶可达 0.5% 至 1%
属于类黄酮类,味极苦,是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一,抗氧化剂。
4. 花白素类 Leucoanthocyanidin:隐色花青素,约占干物质的 2% 至 3%
在工艺发酵和自然陈化的过程中,花白素可完全氧化,成为有色产物。
5. 酚酸类 Phenolic Acids 及缩酚酸类 Depside :约 占干物质的 5%
是茶树合成酯型儿茶素所需的物质;酯型儿茶素在制茶过程中水解产生酚酸类,参与茶汤滋味的形成。
嘌呤类生物碱 Purine ?Alkaloid
兴奋中枢神经,约占干物质的 3% 至 5%
1. 咖啡碱 Caffeine:咖啡因,茶的特征性化学物质之一,约占干物质的 2% 至 4%
味苦,含量高于咖啡(约含咖啡碱 0.8% 至 1.8%)和可可(约含咖啡碱 0.007% 至 1.7%)。咖啡碱与儿茶素及其氧化物(茶黄素、茶红素等)在茶汤温度下降的过程中形成缔合物,缔合分子不断增多,缔合物颗粒直径增大,表现出胶体特征,提升鲜爽口感。
茶叶越嫩,咖啡碱含量越高,夏茶比春茶含量高。咖啡碱可刺激胃液分泌,并利尿;还会促进脂肪燃烧、提高体温、促进出汗。
过量摄入咖啡碱有害,并容易引发骨质疏松;由于茶叶中的茶多酚、茶氨酸等成分对咖啡碱有协调效果,喝茶的不良反应弱于喝咖啡。
2. 可可碱 Theobromine:约占干物质的 0.05%
略有苦味,四至五月含量最高。
3. 茶叶碱 Theophylline:可可碱的同分异构体,约占干物质的 0.002%
味苦,利尿。
氨基酸---约占干物质的 1% 至 4%
形成汤色、香气、滋味的重要成分之一;其中的茶氨酸 Theanine(约占干物质的 1% 至 2%)缓解苦涩、增强甜度,令人放松和平静;在厌氧或受伤情况下,茶叶细胞会大量产生具有安神作用的 γ-氨基丁酸 Gamma Aminobutyric Acid(GABA)。
茶多酚,是茶叶中所含的一类多羟基类化合物,主要化学成分为儿茶素类(黄烷醇类等化合物的复合体。其中儿茶素类化合物为茶多酚的主体成分,占65%~80%。分脂型儿茶素和非脂型儿茶素。
脂型儿茶素亦称"复杂儿茶索"。一类茶儿茶素。含量占儿茶素总量的60%~75%,茶叶干重的12%~15%。具有较强的苦涩味和收敛性,是茶汤的主体呈味成分,易被氧化。非脂型儿茶素亦称"简单儿茶索"。含量占儿茶素总量的23%~25%,茶叶干重的4%~8%。其苦涩味较弱,收敛性较小,但对茶汤滋味有一定影响。若与酯型儿茶素组合适当,能产生良好味感。
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