《茶叶生物化学第一章茶叶中的化学成分及其性质课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《茶叶生物化学第一章茶叶中的化学成分及其性质课件.ppt（324页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、种类结构含量理化性质生物学活性,第一章 茶叶中的化学成分 及其性质,主要内容,多酚类物质色素氨基酸嘌呤碱芳香物质糖类皂甙维生素和矿质元素,茶鲜叶中，水分约占75%，干物质为25%左右。茶叶的化学成分是由3.5-7.0%的无机物和93.096.5%的有机物组成。,茶叶中的化学成分及在干物质中的含量,第一节 茶叶中的多酚类物质,茶多酚（Tea polyphenols）亦称“茶鞣质”、“茶单宁”，茶鲜叶中的含量一般在1835%(干重)之间。是一类存在于茶树中的多元酚的混和物。分为四类：儿茶素（黄烷醇类)；黄酮、黄酮醇类；花青素、花白素类；酚酸及缩酚酸等,目前国内所指茶多酚一般是指从绿茶中提取的多酚类
2、物质，不包括儿茶素的氧化产物茶黄素、茶红素、乌龙茶单宁。茶叶中的多酚类物质（在国际上则通用为tea polyphenols)不仅包括茶多酚、还包括茶多酚的氧化产物。如来自绿茶的多酚green tea polyphenols、来自红茶的多酚black tea polyphenols、来自乌龙茶的多酚oolong tea polyphenols。,多酚类物质结构,一、儿茶素类（Catechins）,茶叶中的儿茶素属于黄烷醇类化合物（flavanol)，在茶叶中含有12-24%（干重），是茶叶中多酚类物质的主体成分。,（一）儿茶素的种类及结构,EC，EGC称为非酯型儿茶素或简单儿茶素EGCG，ECG
3、称为酯型儿茶素或复杂儿茶素,（二）儿茶素的异构体,1.儿茶素的几何异构（顺反异构）,2，3号位C原子的H在环同一侧 2，3号位C原子的H不在环同一侧,顺式儿茶素名称前加“表”，英文简称前加“E”（epi-)。从茶叶中分离鉴定的儿茶素中顺式儿茶素占儿茶素总量的70%左右。,2.儿茶素的旋光异构体（对映体）,旋光异构是另一类型的立体异构，主要是由于分子中的不对称性而引起。通过尼柯尔棱镜产生的光称为偏振光，能使光的振动方向改变的物质称为旋光异构体。能使偏振光向右旋转，称为右旋，用（+）或“d”表示；能使偏振光向左旋转，称左旋，用（-）或“l”表示。在儿茶素的结构中，C2和C3是两个不对称碳原子，因而
4、具有旋光特性，共有22=4个旋光异构体。,当左旋或右旋儿茶素等量共存时，旋光现象消失，这种消旋体称为外消旋体。,3.儿茶素的构型（D.L构型表示法）,D.L构型表示法：具有与L型甘油醛相同的不对称碳原子时，称为L型儿茶素，而具有D型甘油醛相同的不对称碳原子时，称为D型儿茶素。,在茶叶中的儿茶素多为L型，D型的很少，其构型与旋光性有相互对应关系。L型的儿茶素多具有左旋，且多为顺式儿茶素，即表儿茶素即L-（-）-EC。而D型儿茶素多具有右旋光性，且多为反式儿茶素即D-（+）-C。由于存在这种对应关系，L-（-）-EC可简写成（-）-EC或L-EC 或EC；D-（+）-C可简写成（+）-C或D-C或
5、C。在茶叶中的儿茶素主要有以下6种：EGCG、ECG、EGC、EC、GC和C。,（三）儿茶素的理化性质,溶解性：儿茶素为为白色固体，亲水性较强，易溶于热水、含水乙醇、甲醇、含水乙醚、乙酸乙酯、含水丙酮及冰醋酸等溶剂，但在苯、氯仿、石油醚等溶剂中很难溶解。吸收光谱：儿茶素在可见光下不显颜色，在短波紫外光下呈黑色，在225nm，280nm处有最大吸收峰。显色反应：儿茶素分子中的间位羟基可与香荚兰素在强酸条件下生成红色物质。酚类显色剂如氨性硝酸银、磷钼酸等均可与儿茶素反应生成黑色或蓝色物质。,沉淀反应：儿茶素属多酚类化合物，许多与酚类络合的金属离子也与儿茶素发生反应，如Ag+、Hg2+、Cu2+、P
6、b2+、Fe3+及Ca2+等。氧化反应：在儿茶素的结构中存在酚性羟基，尤其B环上的邻位、连位羟基极易氧化聚合，易被KmnO4氧化、易被茶鲜叶中的多酚氧化酶氧化催化，也可在光、高温、碱性条件下发生氧化聚合缩合，形成有色物质。异构化作用：在热的作用下，一种儿茶素可转变为它对应的旋光异构体或顺反异构体。如在绿茶制作中，EC可转变成C。,（四）儿茶素与茶叶品质,儿茶素是绿茶汤苦涩味的主体 苦味具有对味觉产生强烈的刺激作用，但食品中苦味与其他各种味道相协调，则可起丰富和改进食品风味的作用。涩味是口腔中所感觉到的一种干燥、收敛性的感觉，是多酚类物质与唾液蛋白和糖蛋白相互作用产生的。儿茶素特别是酯型儿茶素，
7、其组合和浓度，不仅构成苦涩味的主体，也是茶汤浓淡、茶叶优劣的主体物。,儿茶素的味性质及阈值 mg/100ml水,儿茶素的氧化程度与其他茶类品质密切相关 儿茶素氧化形成的茶黄素、茶红素是红茶汤色红的主体，同时是红茶汤厚度、强度的主体。茶红素与蛋白质接合形成红色叶底。儿茶素的自动氧化是绿茶贮藏中陈化现象的主因之一 在常温常压下，绿茶久置后，由绿色陈变为黄色，汤色由绿变成黄红色。,二、黄酮及黄酮苷（Flavone and flavone glycosides),黄酮类（也称花黄素）泛指两个具有酚羟基的苯环（A环与B环）通过中央三个碳原子相互连接而成的一系列化合物。C杂环上的O有共用的电子对而具有弱碱
8、性，能与强酸形成 盐。C3位易羟基化形成一个非酚性羟基，形成黄酮醇。茶叶中黄酮类占茶叶干重的2-5%。,（一）种类及结构,黄酮醇（Flavonol),茶叶中的黄酮醇占茶叶干重的4%，主要为山奈素1.42-3.24mg/g、槲皮素2.72-4.83mg/g 和杨梅素0.73-2.00mg/g。,黄酮苷（Flavone glycosides),茶叶中的黄酮苷占茶叶干重的1%，主要为芸香苷（占干物重的0.05-0.15%）、槲皮苷（占干物重的0.2-0.5%）和山奈苷（占干物重的0.16-0.35%）。,（二）黄酮及黄酮苷的理化性质,色泽：黄酮及黄酮苷类物质多为亮黄色结晶，与绿茶汤色关系较大。溶解性
9、：黄酮及黄酮醇一般都难溶于水，较易溶于有机溶剂，如甲醇、乙醇、冰醋酸、乙酸乙酯等，而黄酮苷类在水中的溶解度比其苷元大，其水溶液为绿黄色，对绿茶汤色的形成作用较大。难溶和不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。,水解反应：在制茶过程中，黄酮苷在热和酶的作用下会发生水解，脱去苷类配基变成黄酮或黄酮醇，在一定程度上降低了苷类物质的苦味。吸收光谱：不同结构的黄酮类化合物具有不同的吸收光谱。但吸收峰大都在240-270nm和335-380nm之间。显色反应：黄酮及黄酮醇类可与浓硫酸、三氯化铝反应呈现出一定的颜色。,三、花青素和花白素类(anthocyanidin and leucoanthocyanidin),花青
10、素（又称花色素）是一类性质较稳定的色原烯(Chromene)衍生物。一般茶叶中其含量占干物重的0.01%左右，而在紫芽茶中则可达0.5-1.0%。,茶叶中主要的花青素类物质 上述的四种花青素物质在茶树体内主要是以糖苷的形式存在。,（一）花青素类,花青素的互变异构,花青素是植物花、果、叶、茎中由于细胞pH不同而呈现不同颜色。花青素的吸收光谱在475-560nm之间。花青素能吸收部分光强，可减少光照过强时对代谢带来的不利影响。花青素具苦味，对制茶品质不利。,（二）花白素类,花白素又称或“4-羟基黄烷醇”。无色，但经盐酸处理后能形成红色的芙蓉花色素苷元或飞燕草花色苷元，故又称隐色花青素。茶新梢花白素
11、含量约为干重的23。花白素C4位上多一个非酚性羟基，化学性质比儿茶素更活泼，易发生氧化聚合作用。在红茶发酵过程中，花白素可完全氧化成为有色氧化产物。,四、酚酸和缩酚酸类,酚酸：一类分子中具有羧基和羟基的芳香族化合物。缩酚酸：酚酸上的羧基与另一分子酚酸上的羟基相互作用缩合而成。酚酸和缩酚酸占茶叶干重的5%。,茶没食子素 没食子酸（Theogallin)(Gallic acid)占茶叶干重的1-2%占茶叶干重的0.5-1.4%,酚酸类物质是茶树生理代谢的次生物质，是合成酯型儿茶素必不可少的物质。在制茶过程中，酯型儿茶素水解产生酚酸类，它们参与茶汤滋味的形成。在红茶制造中，酯型儿茶素水解产生酚酸类，
12、使细胞pH值降低，有利于红茶发酵的进行。,绿原酸(Chlorogenic acid)占茶叶干重的0.3%,本节小节,茶叶中富含多酚类物质，是一类多元酚的混合物，其占茶叶干重的18-24%。茶叶中的多酚类物质分为儿茶素类（黄烷醇类）、黄酮及黄酮醇类、花青素和花白素类、酚酸及缩酚酸类。它们分别占茶叶干重的12-24%、2-5%、2-3%、5%。其中儿茶素类与茶叶的滋味密切相关。黄酮及黄酮醇类与绿茶汤色密切相关。,茶叶中的儿茶素类主要有EGCG（表没食子儿茶素没食子酸酯）、EGC（表没食子儿茶素）、ECG（表儿茶素没食子酸酯）、EC（表儿茶素）。它们存在顺反异构、旋光异构，且顺反异构与旋光异构存在相
13、互对应关系。,儿茶素的基本结构为：,它们多与葡萄糖、半乳糖、芸香糖等在C3位以糖苷键连接形成黄酮醇苷类。茶叶中的黄酮醇苷类主要有芸香苷、槲皮苷和山奈苷。,茶叶中的黄酮醇类物质主要有：,茶叶中的花青素类是一种性质较为稳定的色原烯衍生物，多以花青素糖苷的形式存在。存在多种互变异构体，在不同的pH下呈现出不同的颜色。花白素类又称4-羟基黄烷醇，经盐酸处理后能形成花青素类物质。茶叶中的酚酸类主要有没食子酸、茶没食子酸和绿原酸。,作业题,1、画出茶叶中主要儿茶素的结构。2、画出茶叶中主要黄酮醇及其苷的结构。3、简述儿茶素的理化性质以及儿茶素与茶叶品质的关系。,第二节 茶叶中的色素,主要内容,一、茶叶中的
14、天然色素叶绿素；类胡萝卜素；花黄素(黄酮类)二、茶叶加工过程中形成的色素茶黄素类；茶红素类；茶褐素类,色素是一类存在于茶树鲜叶和成品茶中的有色物质，是构成茶叶外形色泽、汤色及叶底色泽的成分，其含量及变化对茶叶品质起着至关重要的作用。茶叶中的色素:天然色素和加工中形成的色素。根据溶解性分为:水溶性色素和脂溶性色素。,一、茶叶中的天然色素,（一）脂溶性色素 1.叶绿素（Chlorophyll),叶绿素(C32H30N4Mg)是由甲醇、叶绿醇与卟吩环结合而成，是一种双羧酸酯化合物。卟吩环由四个吡咯构成的卟啉并戊酮环，中间有1个不电离的Mg2+，这个与甲醇、叶绿醇结合的卟啉环，称为叶绿酸。,叶绿素在鲜
15、叶中与蛋白质类脂物质相结合形成叶绿体，在制茶过程中叶绿素从蛋白体中释放出来。游离的叶绿素很不稳定，对光、热敏感。,茶鲜叶中的叶绿素约占茶叶干重的0.3%0.8。叶绿素a含量为叶绿素b的23倍。叶绿素总量依品种、季节、成熟的不同差异较大。叶色黄绿的大叶种含量较低，叶色深绿的小叶种含量较高，是形成绿茶外观色泽和叶底颜色的主要物质。,纯粹的叶绿素a是黄黑色的粉末，其乙醇溶液呈蓝绿色；叶绿素b为深绿色粉末，它的乙醇溶液呈绿色或黄绿色。一般而言，加工绿茶以叶绿素含量高的品种为宜，在组成上以叶绿素b的比例大为好。而红茶、乌龙茶、白茶、黄茶等对叶绿素含量的要求是比绿茶低。如果含量高，会影响干茶和叶底色泽。,
16、2.类胡萝卜素（Carotenoids）,类胡萝卜素是一类具有黄色到橙红色的多种有色化合物。在自然界分布很广，属四萜类衍生物（8个异戊二烯），结构特征为共轭复烯烃，为茶叶中重要的脂溶性色素。类胡萝卜素已知结构式的化合物在300种以上，茶叶中的类胡萝卜素主要为胡萝卜素和叶黄素两大类。,（1）胡萝卜素类（Carotenes）,胡萝卜素类为茶叶中重要的脂溶性色素，分为-胡萝卜素，-胡萝卜素，-胡萝卜素，等。这三种胡萝卜素被内服至人体均能表现维生素A的生理作用，也称为维生素A原。,茶叶中的含量约0.06%。成熟叶比嫩叶含量多，其中，主要组分为-胡萝卜素，约占胡萝卜素总量的80%。胡萝卜色素溶液呈橙黄色
17、至黄色，浓度增大时带橙色，酸碱条件下稳定，但对光热氧不稳定。,胡萝卜素在高山茶中含量较多。在人体内消化后能产生2分子维生素A。在红茶加工中氧化降解形成红茶的香气物质，如-紫罗酮、-紫罗酮（紫罗兰香）、二氢海葵内酯（温和淡香，能衬托出其它香气）、茶螺烯酮等，从而对红茶香气的形成起十分重要的作用。,-胡萝卜素,(2)叶黄素类（Xanthophylls）,叶黄素类也广泛分布在植物界，也是茶叶中类胡萝卜素的主要成分，结构特征为共轭复烯烃的加氧衍生物或环氧化物，以醇、醛、酮、酸的形式存在，为黄色色素。,不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、石油醚。在茶叶中的含量一般为0.01%0.07%，随茶叶新梢成熟度的提高，
18、总含量增加。茶叶中叶黄素类化合物主要有：叶黄素、玉米黄素、隐黄素、新叶黄素、5，6-环氧隐黄素等。,叶黄素(Xanthophyl):0.14-0.80mg/g干茶,玉米黄素(Zeaxanthin):0.074-0.144mg/g干茶,隐黄素(Cryptoxanthin):0.153-0.763mg/g干茶,它们与红茶香气、外形色泽和叶底色泽的形成有关。,3类胡萝卜素的性质,亲酯性 几乎不溶于水、酒精和甲醇。易溶于石油醚或正己烷。但含氧的复烯烃衍生物如醇、酮等则随其分子中含氧功能基团的数目增多，亲酯性随之减弱。光学特性 具有高度共轭双键的发色团和有-OH等助色团，因而具有不同颜色。在可见光区的4
19、20nm-480nm有强吸收（CHCl3)。,显色反应与三氯化锑的氯仿溶液，产生蓝色。与浓H2SO4，产生蓝绿色。叶黄素与浓HCl反应，生成灰绿蓝色。,生理活性,类胡萝卜素中的、-胡萝卜素是原维生素A，在体内可分解为维生素A。如今，类胡萝卜素的抗氧化作用非常受到瞩目。其抗氧化能力被证明与维生素E不相上下，而且类胡萝卜素已被发现对多种癌细胞，如皮肤癌、乳腺癌、肺癌、白血病等的癌细胞的增殖有抑制作用。,人体的皮肤、肝脏、肾脏、精巢、卵巢、血液等许多组织中含有类胡萝卜素。据调查体内类胡萝卜素水平与一些癌症的发病率有逆向关系，如-胡萝卜素的含量低，肺癌的发病率高。因此，为了预防癌症，应积极地从食物中摄
20、取类胡萝卜素。现在许多国家已开发了类胡萝卜素强化食品。,生理活性,（二）水溶性色素,水溶性色素指能溶解于水的呈色物质的总称。一般指花黄素类（黄酮类）、花青素（花色素）及儿茶素的氧化产物。茶鲜叶中存在的天然水溶性色素主要有花黄素，花色素等，它们都是类黄酮的化合物，广泛存在于植物界，茶叶中已发现有几十种花黄素、花色素，是茶叶中水溶性色素的主体。,亦称“黄酮类”(Flavonoid),主要包括黄酮醇（Flavonol）和黄酮（Flavone）两类化合物；茶树体内主要是黄酮醇及其苷，在茶鲜叶中的含量占干物重的3%4%，由于结合的糖的种类不同、连接位置不同，因而形成各种各样的黄酮醇苷。它们是茶叶水溶性黄
21、色素的主体物质，是绿茶汤色的重要组分。,花黄素类（Anthoxanthin）,又名“花色素”，重要的水溶性色素。植物中花青素多在C3位置带有羟基,且常与葡萄糖,半乳糖或鼠李糖缩合形成苷。一般茶叶中的花青素占干物质的0.01%1.0%，而在紫芽茶中的含量较正常芽叶高得多。,花青素类（anthocyanidin）,其形成和积累与茶树生长发育状态及环境条件密切相关，一般光照强、气温高的季节，较易形成花青素，使茶芽叶呈红紫色。对茶叶的叶底色泽、汤色及干茶色泽均有较大影响。含量较高的紫色芽叶制成绿茶，品质较差，汤色发褐，滋味苦涩，叶底靛青。若加工红茶，则汤色叶底乌暗，品质也较差。,二、茶叶加工中形成的色
22、素,在红茶的加工过程中，正是由于多酚类物质氧化形成了茶黄素和茶红素等色素，使红茶具有了红汤红叶的品质特征。,茶黄素类（theaflavins,TFS),茶黄素是红茶中的重要成分，它最早是由Roberts E.A.H(1957)发现的，是多酚类物质氧化形成的一类能溶于乙酸乙酯的、具有苯并卓酚酮结构的化合物的总称。,R R茶黄素 OH OHTheaflavin(TF1 or TF)茶黄素-3-单没食子酸酯 G OH Theaflavin-3-monogallate(TF2 or TF-3-MG)茶黄素-3-单没食子酸酯 OH GTheaflavin-3-monogallate(TF3 or TF-
23、3-MG)茶黄素-3,3-双没食子酸酯 G GTheaflavin-3,3-digallate(TF4 or TF-3,3-MG),G=没食子酰基,=,表茶黄酸 Theaflavic acid,TFA,在红茶中，TFMG：TFDG：TF：TFA=52：36：11：1,茶黄素形成示意图PPO：多酚氧化酶,茶黄素与红茶品质,TFS是红碎茶中色泽橙红，具有收敛性的一类色素，其含量占红茶固形物的1%5%，是红茶滋味和汤色的主要品质成分。对红茶的色、味及品质起着重要的作用，是红茶汤色“亮”的主要成分，是红茶滋味强度和鲜度的重要成分，同时也是形成茶汤“金圈”的主要物质。茶黄素与红碎茶品质的相关系数为0.8
24、75。,茶黄素与红茶品质,Roberts E.A.H.指出，审评者对色泽的估量大多数是受茶黄素的影响，含量越高，汤色明亮度越好，呈金黄色；含量越低，汤色越深暗。与咖啡碱、茶红素等形成络合物，温度较低时显出乳凝现象，是茶汤“冷后浑”的重要因素之一。并且含量的高低直接决定红茶滋味的鲜爽度，其含量的高低与叶底亮度也呈高度正相关。,茶黄素的提纯物呈橙黄色的针状结晶，易溶于水，甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯，难溶于乙醚，不溶于氯仿和苯。水溶液呈鲜明的橙黄色，具有较强的刺激性，在380nm与460nm处有最大吸收峰。,2.茶红素类（thearubigins,TRS),TRs是一类复杂的不均一性红褐色酚性化合物
25、，主要分子量在70040 000之间。它既包括儿茶素酶促氧化聚合、缩合反应产物，也有儿茶素氧化产物与多糖、蛋白质、核酸和原花色素等产生非酶促反应的产物。Roberts根据双向纸层析将茶红素分离为TRS和TRS两大类型。TRS为溶于乙酸乙酯的部分，而TRS为不溶于乙酸乙酯而溶于正丁醇的部分。,茶红素可能的结构式,R=没食子酰基或其它基团,TRs是红茶氧化产物中最多的一类物质，含量约为红茶919（干重），占红茶多酚类物质的70%左右。该物为棕红色，能溶于水，水溶液呈酸性，深红色，刺激性较弱，是构成红茶汤色的主体物质，对茶汤滋味与汤色浓度起极重要作用。参与“冷后浑”的形成。此外，还能与碱性蛋白质结合
26、生成沉淀物存于叶底，从而影响红茶的叶底色泽。,通常认为TRs含量太高，滋味淡薄，汤色变暗，而含量太低，茶汤红浓不够。Roberts认为，TRs/TFs比值过高茶汤深暗、鲜爽度不足；TR/TF比值过低时，亮度好，刺激性强，但汤色红浓度不够。一般TFs0.7，TRs10%，TRs/TFs=10-15时，红茶品质优良。,3.茶褐素类（theabrownines,TBS),TBs为一类水溶性非透析性高聚合的褐色物质，有学者，把不溶于乙酸乙酯和正丁醇的水溶性褐色物质也称为茶褐素。其主要组分是多糖、蛋白质、核酸和多酚类物质，由茶黄素和茶红素进一步氧化聚合而成，化学结构及其组成有待探明。,TBs深褐色，溶于
27、水，不溶于乙酸乙酯和正丁醇，其含量一般为红茶中干物质的49。是造成红茶茶汤发暗、无收敛性的重要因素。其含量与品质呈高度负相关（r=-0.979），含量增加时红茶等级下降。红茶加工中长时过重的萎凋，长时高温缺氧发酵，是茶褐素积累的重要原因。红茶储存过程中，茶红素和茶黄素会进一步氧化聚合形成茶褐素。,本节小节,茶叶中的色素分天然色素和加工形成的色素。天然色素中脂溶性色素主要为叶绿素和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素、隐黄素、玉米黄素），它们在茶叶中含量均小于1%。它们与茶叶外形色泽、叶底色泽有关。,其中类胡萝卜素属四萜类衍生物，在红茶加工中易降解产生对红茶香气有利的物质。此外茶叶中的胡萝卜素主要为-胡
28、萝卜素，具有（1）较强的抗氧化作用，可预防癌症；（2）在人体内可降解成二分子的VA，具有明目作用。茶叶中的水溶性色素主要为多酚中的黄酮及其苷（亦称花黄素）、花青素（亦称花色素）。与绿茶汤色密切相关。,茶叶在加工过程中形成的色素为茶色素，包括茶黄素和茶红素。茶黄素与红茶汤色、滋味、鲜爽度高度相关,红茶中主要为茶黄素、茶黄素单没食酸酯、茶黄素双没食子酸酯。茶红素是一类复杂的不均一性的红褐色酚性化合物，分为TRS和TRS两大类型。与红茶汤色和滋味相关。茶黄素和茶红素与咖啡碱一起形成络合物，是茶汤“冷后浑”的重要因素之一。,作业题,画出茶叶中几种主要茶黄素的结构式。简述茶黄素类茶红素与红茶品质的关系。
29、,儿茶素及其氧化产物（茶黄素、茶红素）的生理活性,人体在代谢过程中产生自由基，在正常情况下体内的自由基生成和消除达到动态平衡，自由基处于生成体系与防护体系的平衡之中。一旦该体系受到内外界因素的作用而被破坏时，就会危害机体，长期以往，将会引诱多种疾病的发生，如帕金森氏综合征、老年性痴呆症、肿瘤、自身免疫性疾病、白内障、炎症等等。,清除自由基、抗氧化,自由基与疾病,多酚提供质子和电子易与自由基反应使其失去活性，故具有显著的抗氧化特性。,资生堂绿茶抗氧化化妆品,茶黄素（TF）、茶黄素单没食子酸酯由仍含有活性羟基、没食子酰基、苯骈卓酚酮等活性基团(TFMG)也有相当强的抗氧化活性。除直接清除自由基外，
30、茶多酚与Vc、Ve还有协同增效作用。多酚可络合金属离子，如铁离子、铜离子等，对由其催化的自由基脂质过氧化的连锁反应起阻止作用，从而有效地切断连锁反应。,抑制体内氧化体系中酶活，如抑制黄嘌呤氧化酶系、P450酶系、脂氧化酶、环氧酶等的酶活，阻止体内自由基的生成；同时保护体内的抗氧化系统，如增强过氧化氢酶(CAT)、超氧歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH)等多种抗氧化酶的酶活，增强体内自身清除自由基能力，防止机体受活性氧的损害。,综上所述，茶多酚可从多种途径来阻止机体受氧化：清除自由基；络合金属离子；抑制氧化酶的活性；提高抗氧化酶的活性；与其他抗氧化剂有协同增效作用；维持体内抗氧化剂浓度。
31、,2.抗癌、抗突变作用,环境污染的加剧，饮食的变化，运动量的减少等多种原因，癌症患者逐年增加。据统计，我国每年新发癌症病例160万至200万，并以3的速度递增且呈年轻化趋势。癌症的发生过程为：生物体内的某一个细胞受环境影响，其基因发生突然变异引起细胞膜和细胞质的变化，变成癌细胞后快速分裂增殖，最后发展为癌组织。因此，抑制基因突变或抑制癌细胞增殖都能阻止癌症的发展。,3.抗菌、抗病毒,大量研究证实，茶多酚和茶色素对痢疾杆菌、金黄色葡萄糖球菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌等多种有害菌有明显的抑杀作用。饮茶可以防治一些细菌性疾病，如痢疾、伤寒、霍乱、肠炎、肾炎等。在民间就有喝浓茶治疗细菌性痢疾的作用。此外，茶
32、叶中的有效成分对人体肠道有益细菌双歧杆菌有促进生长和促增殖功效。饮茶又可以改善人体肠道微生物结构，提高肠道免疫力，增进人体健康。,同时对病原菌如体癣、足癣菌有显著杀伤作用。茶水擦身或足浴5-7周后，体癣、足癣症状会完全消失。艾滋病（AIDS）病毒会造成人体血液中淋巴细胞的感染，破坏人体自身免疫细胞。体外研究发现，茶多酚对病毒作用具有相当强的阻断作用，可有效抑制 AIDS 病毒的增殖，其阻断能力高于国际上通用的治疗AIDS 药物 AZT20-30倍。茶多酚可抑制蛀牙菌以及引超牙周炎的细菌生长，具有预防蛀牙、牙周炎。,4.除口臭作用,口臭由多种挥发性化合物引起，包括硫磺化合物(硫化氢、甲硫醇等)、
33、含氮化合物(氨类)、低级脂肪酸、醛类、酮类化合物等。这些物质有的因为口腔疾病、消化系统、呼吸系统疾病而自体内产生的，有的来自食物，如大蒜、酒、烟等。茶多酚能有效地消除口臭。因为茶多酚能与引发口臭的多种化合物起化学反应，生成无挥发性的产物，从而消除口臭。由于这个效果，茶叶提取物被用于一些牙膏、口香糖中。,5.抑制动脉硬化作用,心血管疾病的病因主要是动脉硬化。由于血液中脂类浓度偏高，胆固醇和其他脂质沉积在动脉内膜而引起。胆固醇和脂肪不溶于水，被包在磷脂和蛋白质中以脂蛋白的形式存在血液中。血液中的脂蛋白胆固醇根据其密度大小被分为低密度脂蛋白(LDL)胆固醇和高密度脂蛋白(HDL)胆固醇。血液中LDL
34、胆固醇浓度高时，会引发动脉硬化，相反HDL胆固醇浓度高时，动脉硬化会受到抑制。,大量的调查研究发现，喝茶多的人其血液中胆固醇总量较低，而其中主要是LDL胆固醇的量的减少，HDL胆固醇没有大的变化。主要作用机理为抑制消化系统对胆固醇的吸收，促进体内脂质、胆固醇的排泄。因此，喝茶可改善血液中胆固醇的比例，从而达到预防心血管病的效果。血小板凝集形成血栓也是动脉硬化、心肌梗塞的原因之一。茶多酚还能抑制血小板凝集以防止血栓的形成。,6.降血糖,正常情况下，摄人体内的糖分转化为能量被使用。当摄人体内的糖分过多时，无法转化为能量的部分留在血液中引起血糖浓度上升，引发糖尿病。预防糖尿病的方法有控制饮食。治疗糖
35、尿病的药有一种为增加体内的胰岛素，以促进血糖的代谢；另一是抑制体内淀粉酶、蔗糖酶等的活性，使得摄人体内的淀粉、多糖无法被消化吸收，直接被排出体外，从而达到控制体内糖分、抑制血糖升高的作用。,试验发现多酚(ECG、EGCG、CG、GCG以及茶色素中的茶黄素)对人和动物体内的淀粉酶、蔗糖酶活性有抑制作用。其中茶黄素的效果最强。同时茶叶中的另一成分茶多糖也有有效的降血糖作用。因此，喝茶也有预防糖尿病的效果。,7降血压,高血压现代生活的多发病，世界上10人中有1人患高血压。人体内有一种名为血管紧张素转换酶(ACE)，此酶有引起血压上升的作用。治疗高血压的药物中有许多是ACE抑制剂。茶多酚对ACE有阻碍
36、作用，其中EGCG活性最强，其次是ECG。茶多酚可使平均血压、收缩压、扩张压都有明显下降。,8.抗过敏及消炎作用,过敏反应可由多种物质引起，如某些动物蛋白、细菌、病毒、药物、动物毛皮、植物花粉，以及油漆、染料、塑料、化学纤维等等。引起过敏的物质被称为过敏原。正常情况下，机体受外来性异物刺激后，产生相应的抗体，释放出化学物质进行抵御，发生抗原抗体反应。这是机体自我保护所需的免疫反应。但若反应过度或持续时间长，由此导致组织损伤或机体生理机能障碍，就成了损伤。,过敏反应过程模式图(为茶多酚起阻碍作用处),9抗辐射作用,二战中的日本广岛原子弹轰炸使人们发现了茶的抗辐射作用。辐射会引起血液中白细胞减少、
37、免疫力下降，从而引发多种疾病。在动物试验中，发现服用茶多酚可减缓辐射引起的免疫细胞的损伤，促进受损免疫细胞和白细胞的恢复，防治骨髓细胞的辐射损伤。,现代生活中，一些行业，如X光拍片、放射物质实验的工作人员接触射线的次数较多，并且日常生活中移动电话、计算机、电视等使人处于长时间低剂量的电磁辐射中。同时环境的恶化使大气的臭氧层遭到破坏，地球上的电磁辐射强度不断增大。因此需要经常注意抗辐射。而饮茶则是非常简便且有效的方法。,10对重金属的解毒作用,重金属包括砷、镉、锑、铍、铅、汞等，来源于空气、水、食物、日常所用金属制品等。可由呼吸、饮食进入身体。体内的积蓄会导致头昏眼花、腹部疼痛、呕吐和休克，损害
38、胃、肠、肝、肾等器官，损害神经系统，引起衰老。茶多酚对多种重金属离子有络合、还原等作用，能减轻重金属离子对人体的毒害。,11.茶多酚的应用,食品保鲜剂。茶多酚作为食品保鲜剂在油脂、水产制品、肉类制品的保鲜、保色的方面效果显著。口腔卫生用品。添加茶多酚的口香糖、牙膏能消除生理及饮食造成的口臭。抗菌布。用含有茶多酚的布做成的口罩、手套、工作服有抗菌能力，可用于防治疾病的传染。,空气清新剂。利用茶多酚的除臭作用，将茶多酚放人冰箱或空调、汽车中的空气过滤网中，可保持冰箱以及室内、车内空气清新。还有将茶多酚用到卫生间的空气清新剂中，以及添加茶多酚的卫生纸、尿布。动物饲料。在牲畜的饲料中添加茶多酚以生产低
39、脂肪的肉类、蛋类等等。茶多酚的开发应用前景非常广阔。,化妆品。最近还出现了含有茶多酚的化妆品，如化妆水、面膜、香皂等，因为茶多酚有抗氧化作用，可减少紫外线造成的色素沉积，有美容效果。,继茶多酚药理研究之后，茶色素的药理研究，特别是茶黄素类的药理研究，成为茶叶中活性成分的热点。目前许多国家的医药部门正在进行茶多酚治疗现代病的临床试验，茶多酚的开发也正在向医药品方向发展。美国医学基金会主席JHWeisbarger指出：“茶多酚将是21世纪对人类健康产生巨大效果的化合物。”,第三节 茶叶中的氨基酸(amino acid),茶叶氨基酸种类与结构 茶叶中的茶氨酸 茶氨酸的生理活性第四节 茶叶中的嘌呤碱
40、茶叶中嘌呤碱的组成与结构 茶叶嘌呤碱的性质 咖啡碱的生理活性,茶叶中的氨基酸(amino acid),茶叶中的氨基酸有26种，除了20种蛋白质氨基酸存在于游离氨基酸中，另外还检出6种非蛋白质氨基酸（茶氨酸、氨基丁酸、豆叶氨酸、谷氨酰甲胺、天冬酰乙胺、丙氨酸）。,茶氨酸（占茶叶干重的1-2%；占整个游离氨基酸的70%）；谷氨酸（占游离氨基酸的9%)；精氨酸（占游离氨基酸的7%)；丝氨酸（占游离氨基酸的5%)；天冬氨酸（占游离氨基酸的4%)。,茶叶中主要的游离氨基酸,1、茶氨酸(Theanine),茶氨酸是茶树中一种比较特殊的在一般植物中罕见的氨基酸，是茶叶的特色成分之一。除了在一种蕈及茶梅中检出
41、外，在其它植物中尚未发现。,Xerocomus badius,Camellia sasangua,茶氨酸属酰胺类化合物，系统命名为N-乙基-L-谷氨酰胺(N-ethyl-L-glutamine)。,茶氨酸的性质,自然界存在的茶氨酸均为L型，白色针状结晶。极易溶于水，而不溶于无水乙醇和乙醚，且溶解性随温度升高而增大。具有焦糖的香味和类似味精的鲜爽味，味觉阈值为0.06%，而谷氨酸和天冬氨酸的味觉阈值则分别为0.15%及0.16%。,茶氨酸与茶叶品质,在茶汤中，茶氨酸的浸出率可达80%。对绿茶滋味具有重要作用，与绿茶滋味等级的相关系数达0.7870.876。茶氨酸还能缓解茶的苦涩味，增强甜味。可见
42、茶氨酸不仅对绿茶良好滋味的形成具有重要的意义，并可作为红茶品质的重要评价因子之一。,茶氨酸的生理活性,调节脑内神经传达物质的变化 多巴胺是一种重要的神经传达物质。帕金森症和精神分裂症的起因，是由于病人的脑部缺乏多巴胺。茶氨酸被吸收入脑后会使脑内神经传达物质多巴胺显著增加，因而使脑部疾病有可能得到调节或预防。,提高学习能力和记忆力,（1）将老鼠放入箱中，箱内有一盏灯，灯一亮就有食物出来。服用茶氨酸的老鼠能在较短时间内掌握要领，学习能力高于不服茶氨酸的老鼠。（2）利用老鼠有躲到暗处的习惯，当老鼠跑到暗处时用电击它，服用茶氨酸的鼠趋于徘徊在光亮处，以免遭电击，表明对暗处的危险有较强的记忆。,试验表明
43、，服用茶氨酸后，脑中的波增强，波的出现就表示大脑处于放松、平静状态。其效果可与咖啡碱的兴奋作用相对抗。并且茶氨酸的这种作用对容易不安的人更有效。,镇静作用,cps=Cycles Per Second,茶叶含有较多的咖啡碱，其具有兴奋作用，但是人们在饮茶时反而感到放松、平静、心情舒畅。这主要是茶氨酸的作用。女性临床试验表明服用200mg/日的茶氨酸，女性经期综合症的症状如头痛、腰痛、胸部胀痛、无力、易疲劳、精神无法集中、烦躁等症状得到有效改善。,动物实验表明，茶氨酸能抑制短暂脑缺血引起的神经细胞死亡。主要是因为当谷氨酸过多时（兴奋型神经传递物质），会造成神经细胞死亡。而茶氨酸与谷氨酸结构相近，会
44、竞争结合部位，从而抑制神经细胞死亡。因而茶氨酸可能用于谷氨酸引起的脑障碍，如脑栓、脑出血等脑中风，以及脑手术或脑损伤时出现的虚血和老年疾呆等疾病的治疗及预防。,保护神经细胞,茶氨酸对患高血压的大鼠有降舒张压、收缩压及平均血压的作用。茶氨酸通过调节脑和末梢神经中含有色胺等胺类物质来起到降低血压的作用。而茶氨酸对正常血压的大鼠则无降血压作用。,降血压作用,小鼠实验表明，茶氨酸、茶多酚、咖啡碱、茶皂素、茶多糖等都具有减肥效果。,减肥作用,目前市场上已有大量的茶氨酸保健品及茶氨酸添加食品。,Recovox,GABA也是茶叶的氨基酸之一，和茶氨酸不同的是其分布非常广，在植物和动物体内都有分布。GABA是
45、在谷氨酸脱羧酶作用下脱羧后形成的,2、氨基丁酸(gamma aminobutyric acid，GABA),GABA在一般绿茶中含量仅为25-40mg/100g干茶。但经过开发后的GABA茶其GABA含量高达150 mg/100g干茶。其加工方法是根据植物在厌氧或受伤情况下，细胞内会生成大量GABA的生理现象而制定的。,GABA的生理活性,安神作用：是一种非常重要的抑制性神经递质，参与脑的生理活动，具有安神、催眠等作用。一些安眠药、抗癫痫药的作用机理就是增加脑中的GABA的释放，达到镇静安神作用。GABA在动物的大脑中大量存在，每天饮食多注意摄取GABA，对维持大脑健康有一定效果。,降血压作用
46、：动物实验和人体实验均证实GABA有降血压作用。其机理是通过抑制血压上升酶的活性，促进体内盐分的排泄。体内盐分过多不但引起血压上升，还引起肾脏肥大。因而GABA还有保护肾脏、改善肾功能的作用。目前市场上已有富含GABA的降血压茶。,3、游离氨基酸与茶叶品质,色：游离氨基酸含量高的鲜叶，其N代谢旺盛，持嫩性强，制成的干茶条索紧细、色泽油润。味：很多游离氨基酸本身就是滋味因子。如茶氨酸具有类似味精的鲜爽和焦糖香气，对茶汤的滋味和香气都有良好的作用；谷氨酸和天门冬氨酸具有鲜味；精氨酸具有鲜甜滋味，在食品中被视为风味增强剂。香：在红茶发酵中,氨基酸可以形成香气物质。,作业题,1.简述儿茶素及其氧化产物
47、的生理活性。2.画出茶叶中两种非蛋白质氨基酸茶氨酸、GABA的结构式，并简述它们的生理活性。,第四节 茶叶中的嘌呤碱 茶叶中嘌呤碱的组成与结构 茶叶嘌呤碱的性质 咖啡碱的生理活性,一般是指来源于植物界的一类含氮有机化合物（蛋白质、肽类、氨基酸及VB除外），大多具有较复杂的氮杂环结构，并具有生理活性和碱性。1）含负氧化态氮原子，有碱性,遇酸成盐 2）氮原子大多在杂环上，形成复杂化合物 3）来源于生物，具有强烈生理活性,生物碱,大多数生物碱有比较复杂的环状结构和特殊的生理作用。如阿片中的镇痛成分吗啡、止咳成分可待因、麻黄的抗哮喘成分麻黄碱、长春花的抗癌成分长春新碱、黄连的抗菌消炎成分黄连素（小檗碱
48、）等等。在植物界分布较广，已发现和分离出的生物碱有近6000种。生物碱在植物体内含量悬殊较大，高可达1%，低可至千万分之几。而茶叶中生物碱含量可高达2-5%。在茶树体中，主要是嘌呤类生物碱。,吗啡碱(morphine):镇痛,鸦片,黄连,小檗碱berberine抗菌消炎,麻黄碱ephedrine:平喘,麻黄,长春新碱:抗癌,一、茶叶中嘌呤碱的组成结构,茶叶生物碱主要是嘌呤碱类。嘌呤碱含有嘌呤环结构，即由一个嘧啶环和一个咪唑环稠合而成。,茶叶中嘌呤碱主要有咖啡碱（caffeine,占茶叶干重的24%，是茶叶中的特征性成分之一）、可可碱（theobromine,0.05%)、茶叶碱（theophy
49、lline,0.002%)，它们均为黄嘌呤的甲基衍生物。,二、茶叶嘌呤碱的性质,（一）一般通性：由于嘌呤碱是生物碱中的一种类型，所以也具有生物碱的一般通性。物理性状：茶叶中嘌呤碱也和大多数生物碱一样，均为无色结晶，有苦味，有的还可以因热升华而不会被破坏。溶解性：咖啡碱能溶于水，易溶于80以上热水，能溶于乙醇、丙酮，易溶于氯仿，较难溶于苯和乙醚。可可碱难溶于冷水、乙醇、能溶于沸水，几乎不溶于苯、乙醚及氯仿。茶叶碱易溶于热水，微溶于冷水、乙醇、氯仿，难溶于乙醚。,熔点与升华特性：咖啡碱熔点为235238，在120以上开始升华，到180可大量升华成针状结晶。可可碱熔点为375，加热至290295时能
50、升华。茶叶碱熔点为269274。光谱性质：咖啡碱、可可碱、茶叶碱都有共同的紫外吸收光谱，在272nm 274nm处有最大的吸收峰。,酸碱性：咖啡碱为三甲基黄嘌呤衍生物，分子中两个N原子呈酰胺状态，其中一个虽呈弱碱性，另一个不但碱性极弱，且更接近于弱酸性，不易与酸结合成盐，即使结合形成的盐也极不稳定，溶于水或醇中能立即分解，转为游离的咖啡碱和酸。茶叶碱和可可碱是二甲基黄嘌呤衍生物，不但碱性很弱，还能溶解在氢氧化钠水溶液中生成钠盐，表现为两性化合物的性质。,沉淀反应 茶中的嘌呤碱同样可与大多数生物碱沉淀剂作用生成难溶于另外，茶叶中的嘌呤碱还可与大多数生物碱沉淀剂作用生成难溶于水的复盐或大分子络合物
