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茶葉中茶多酚、兒茶素和生物鹼類成分簡述

茶葉飲用歷史悠久,具有多種健康功效,廣受全球人民的喜愛。茶葉中的健康功效是建立在茶葉內含成分的基礎上的,今天荼小茶為茶友們介紹茶葉中的茶多酚、兒茶素和生物鹼類成分。

一 茶多酚

茶多酚(Tea Polyphenols,TPs)是茶葉中一類多羥基酚類物質的總稱,同時也是茶葉中的一類主要化學成分,亦稱「茶單寧」、「茶鞣質」,呈淡黃色至棕黃色的晶體或粉末,在茶葉中的含量一般在18-36%(干物重)。

茶多酚的主要組分包括黃烷醇類、花黃素類(黃酮和黃酮醇類)、花色素類(花青素和花白素)、酚酸和縮酚酸類;其中以黃烷醇類(兒茶素為主體)最重要,約佔多酚類物質總量的70-80%;除酚酸和縮酚酸外,其他類化合物因都具有2-苯基苯並吡喃為主體的基本結構,所以統稱為類黃酮化合物。

類黃酮類物質因結構不同而導致溶解性存在較大差異,因此茶多酚類物質各類型之間的溶解性也存在一定差異,但總的來說,茶多酚易溶於乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇和水等,微溶於油脂,不溶於石油醚、苯和氯仿中。

茶多酚類物質分子中具有酚羥基,可離解出H+,因此顯酸性。茶多酚易被氧化,尤其是在水溶液或多酚氧化酶存在時,酚羥基被離解,生成氧負離子,進一步失去電子,產生鄰醌,鄰醌能奪取其他物質的氫被還原為酚,還能發生聚合產生紅棕色的聚合物。

茶多酚因含多個酚性羥基,可有效清除自由基,防止氧化傷害,具有極強的抗氧化和抗異塵餘生活性;由於能夠有效調節血管壁透性,因此可預防心腦血管疾病;同樣茶多酚還具有抗突變、抗癌、抗炎、增強機體免疫力等生理活性。

茶多酚類物質具有澀味、苦味,收斂性強,是構成茶湯苦澀味和生津回甘的主要物質。澀味是構成茶湯滋味極重要的感官性質,同樣也是影響茶葉品質及消費者接受度的重要因子。

因此茶多酚類物質對茶葉的滋味具有較大貢獻,同時與滋味濃度密切相關;且其易被氧化形成茶色素(茶褐素、茶黃素和茶紅素),又是構成茶葉茶湯色澤的主要成分。

二 兒茶素類

兒茶素(Catechins)屬黃烷醇類化合物,主要存在於茶樹新梢,在茶葉中的含量為12-24%(干物重),是多酚類物質的主體成分。兒茶素是2-苯基苯並吡喃的衍生物,具有異構性和旋光性,因此存在較多的不同結構的物質,其中茶葉中的兒茶素多為順式兒茶素,約佔兒茶素總量的70%。

常見的兒茶素包括:表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin Gallate,EGCG)、表兒茶素(Epicatechin,EC)、表兒茶素沒食子酸酯(Epicatechin Gallate,ECG)和表沒食子兒茶素(Epigallocatechin,EGC),其中EC和EGC為非酯型兒茶素,EGCG和ECG為酯型兒茶素。

兒茶素為白色固體,有較強的親水性,易溶於含水乙醇、乙酸乙酯、冰醋酸、含水丙酮和熱水等溶劑,但在基本不溶於氯仿、苯和石油醚等溶劑。

兒茶素在可見光下不顯顏色,在225 nm、280 nm有最大吸收;分子結構中的間位羥基可與香蘭素在強酸(濃鹽酸)條件下生成紅色物質;也能與多種金屬離子(Ca+、Cu+、Ag+等)發生沉澱反應;由於其特殊的分子結構,在高溫、光、鹼性及氧化酶等條件下,兒茶素易發生氧化、聚合及縮合,在空氣中也可發生自動氧化。

兒茶素在茶樹中的生物合成途徑目前仍比較模糊,其中(+)-兒茶素的合成是了解比較清楚的。兒茶素具有多種生理活性,如抗氧化、防異塵餘生、抗突變、抗癌、清除自由基等,現已廣泛應用於食品、醫藥和日化行業中。

兒茶素中酯型兒茶素(尤其是EGCG)苦澀味重,具有強的收斂性;而非酯型兒茶素收斂性較弱,先苦後甘,爽口。

兒茶素滋味閾值較低,尤其是酯型兒茶素的閾值更低,且在茶湯中含量較高,因此是構成茶湯苦澀味的關鍵成分;同時兒茶素在高溫、有氧、濕熱條件下,可發生氧化聚合反應,生成橙黃色的聚合物,所以兒茶素對構成茶湯湯色和葉底色澤具有重要貢獻。

三 生物鹼類

生物鹼是一類含氮類化合物,茶葉中的的生物鹼主要是嘌呤鹼,其結構特點是都帶有嘌呤環結構。咖啡鹼、可可鹼和茶葉鹼是茶葉中主要的生物鹼類物質。

可可鹼難溶於冷水、乙醇,幾乎不溶於乙醚、氯仿等;茶葉鹼易溶於熱水,難溶於乙醚;且可可鹼和茶葉鹼為二甲基黃嘌呤衍生物,鹼性很弱,常表現出兩性化合物的性質。

咖啡鹼是茶葉中最主要的生物鹼,含量一般在2-4%;茶葉的嫩度也影響著咖啡鹼的含量,一般來說細嫩茶葉比粗老茶葉的含量高。咖啡鹼易溶於氯仿,能溶於水、乙醇等。咖啡鹼有興奮中樞神經、緩解疲勞、影響機體代謝促進血液循環等功能。

茶湯滋味中的苦味主要是由茶葉中的生物鹼、茶皂素、部分氨基酸、蛋白質水解產生的氨基酸和物質間的綜合作用引起的。

其中生物鹼對苦味貢獻最大,尤其是咖啡鹼;咖啡鹼不僅對苦味有貢獻,同時其與茶黃素形成氫鍵複合物,具有鮮爽味,可提高茶湯的鮮醇度。

有研究提出:咖啡鹼含量3.8-4.5%為茶葉品質的逆轉閾值;在此範圍內及更低時,起主導作用的是咖啡鹼與茶多酚、氨基酸等的絡合物,咖啡鹼含量增加,綠茶品質上升;但當咖啡鹼含量超過閾值時,非絡合態的咖啡鹼逐漸增多,導致苦味顯著,茶葉品質隨之下降。

因此生物鹼(尤其是咖啡鹼)是茶湯滋味構成的重要成分,對茶葉品質的形成有重要影響。

今天荼小茶介紹了茶葉中的茶多酚、兒茶素和生物鹼類成分,茶葉中的內含成分豐富,後續荼小茶將繼續為茶友們介紹茶葉中的其它成分。

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參考文獻

《茶葉生物化學》

《茶多酚化學》

《茶兒茶素研究進展》

《茶葉滋味與其品質成分的關係》

《Effect of the caffeine content on the bitterness of tea infusions》

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