茶叶中茶多酚、儿茶素和生物碱类成分简述

2022-04-09 18:31:00热度:364°C

 

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。

部分图片来源于网络,侵权请联系。

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》

欢迎转载,请注明出处,谢谢。

专业科普米斛和茶知识   分享传播中医和茶文化。

相关文章