茶葉生物化學(xué)

TeaBiochemistry洪永聰青島農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉研究所第一章茶葉中的化學(xué)成分

及其性質(zhì)（10學(xué)時）第一節(jié)茶葉中的多酚類物質(zhì)（2學(xué)時）第二節(jié)茶葉中的色素（2學(xué)時）第三節(jié)茶葉中的氨基酸（1學(xué)時）第四節(jié)茶葉中的生物堿（1學(xué)時）第五節(jié)茶葉中的芳香物質(zhì)（2學(xué)時）第六節(jié)茶葉中的糖類（1學(xué)時）第七節(jié)茶葉中的皂甙（1學(xué)時）茶葉中的化學(xué)成分第一節(jié)茶葉中的多酚類物質(zhì)

（2學(xué)時）一、兒茶素類二、黃酮及黃酮醇類三、花青素及花白素類四、酚酸及縮酚酸類茶多酚（Teapolyphenols）：亦稱“茶鞣質(zhì)”、“茶單寧”，茶鮮葉中的含量一般在18～36%（干重）之間；是一類存在于茶樹中的多元酚混和物。茶多酚的種類：兒茶素類，黃酮（醇）類，花青（白）素類，（縮）酚酸類等。茶葉中的多酚類物質(zhì)目前國內(nèi)所指茶多酚一般是指從綠茶中提取的多酚類物質(zhì)，不包括兒茶素的氧化產(chǎn)物，如茶黃素、茶紅素、烏龍茶單寧。在國際上，茶葉中的多酚類物質(zhì)不僅包括茶多酚，還包括茶多酚的氧化產(chǎn)物。多酚類物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)一、兒茶素類（一）兒茶素的種類及結(jié)構(gòu)（二）兒茶素的異構(gòu)體（三）兒茶素的理化性質(zhì)（四）兒茶素與茶葉品質(zhì)（一）兒茶素的種類及結(jié)構(gòu)兒茶素（Catechins）：屬于黃烷醇類化合物（flavanol)，在茶葉中含有12-24%（干重），是茶葉中多酚類物質(zhì)的主體成分。兒茶素可分為非酯型兒茶素（或簡單兒茶素），如EC、EGC；酯型兒茶素（或復(fù)雜兒茶素），如EGCG、ECG。一、兒茶素類（一）兒茶素的種類及結(jié)構(gòu)（二）兒茶素的異構(gòu)體（三）兒茶素的理化性質(zhì)（四）兒茶素與茶葉品質(zhì)（二）兒茶素的異構(gòu)體1、兒茶素的幾何異構(gòu)2、兒茶素的旋光異構(gòu)體3、兒茶素的構(gòu)型1、兒茶素的幾何異構(gòu)

2，3號位C原子的H在環(huán)同一側(cè)為順式兒茶素，名稱前加“表”，英文簡稱前加“E”（epi-)；2，3號位C原子的H不在環(huán)同一側(cè)為反式兒茶素。2、兒茶素的旋光異構(gòu)體旋光異構(gòu)是另一類型的立體異構(gòu)，主要是由于分子中的不對稱性而引起。在兒茶素的結(jié)構(gòu)中，C2和C3是兩個不對稱碳原子，因而具有旋光特性，共有22=4個旋光異構(gòu)體。3、兒茶素的構(gòu)型具有與L型甘油醛相同的不對稱碳原子時，稱為L型兒茶素，而具有D型甘油醛相同的不對稱碳原子時，稱為D型兒茶素。在茶葉中的兒茶素主要有以下6種：EGCG、ECG、EGC、EC、GC和C。從茶葉中分離鑒定的兒茶素中順式兒茶素占兒茶素總量的70%左右。在茶葉中的兒茶素多為L型，D型的很少，其構(gòu)型與旋光性有相互對應(yīng)關(guān)系。L型的兒茶素多具有左旋，且多為順式兒茶素，即表兒茶素即L-（-）-EC。而D型兒茶素多具有右旋光性，且多為反式兒茶素即D-（+）-C。由于存在這種對應(yīng)關(guān)系，L-（-）-EC可簡寫成（-）-EC或L-EC或EC；D-（+）-C可簡寫成（+）-C或D-C或C。一、兒茶素類（一）兒茶素的種類及結(jié)構(gòu)（二）兒茶素的異構(gòu)體（三）兒茶素的理化性質(zhì)（四）兒茶素與茶葉品質(zhì)（三）兒茶素的理化性質(zhì)溶解性：兒茶素為白色固體，親水性較強，易溶于熱水、含水乙醇、甲醇、含水乙醚、乙酸乙酯、含水丙酮及冰醋酸等溶劑，但在苯、氯仿、石油醚等溶劑中很難溶解。吸收光譜：兒茶素在可見光下不顯顏色，在短波紫外光下呈黑色，在225nm、280nm處有最大吸收峰。顯色反應(yīng)：兒茶素分子中的間位羥基可與香莢蘭素在強酸條件下生成紅色物質(zhì)。酚類顯色劑如氨性硝酸銀、磷鉬酸等均可與兒茶素反應(yīng)生成黑色或藍色物質(zhì)。異構(gòu)化作用：在熱的作用下，一種兒茶素可轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼘?yīng)的旋光異構(gòu)體或順反異構(gòu)體。如在綠茶制作中，EC可轉(zhuǎn)變成C。沉淀反應(yīng)：兒茶素屬多酚類化合物，許多與酚類絡(luò)合的金屬離子也與兒茶素發(fā)生反應(yīng)，如Ag+、Hg2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+及Ca2+等。氧化反應(yīng)：在兒茶素的結(jié)構(gòu)中存在酚性羥基，尤其B環(huán)上的鄰位、連位羥基極易氧化聚合，易被KmnO4氧化、易被茶鮮葉中的多酚氧化酶氧化催化，也可在光、高溫、堿性條件下發(fā)生氧化聚合縮合，形成有色物質(zhì)。一、兒茶素類（一）兒茶素的種類及結(jié)構(gòu)（二）兒茶素的異構(gòu)體（三）兒茶素的理化性質(zhì)（四）兒茶素與茶葉品質(zhì)（四）兒茶素與茶葉品質(zhì)兒茶素是綠茶湯苦澀味的主體：特別是酯型兒茶素，其組合和濃度，不僅構(gòu)成苦澀味的主體，也是茶湯濃淡、茶葉優(yōu)劣的主體物。兒茶素的氧化程度與紅茶品質(zhì)密切相關(guān)：兒茶素氧化形成的茶黃素、茶紅素是紅茶湯色紅的主體，同時是茶湯厚度、強度的主體。兒茶素的自動氧化是綠茶貯藏中陳化現(xiàn)象的主因之一：在常溫常壓下，綠茶久置后，由綠色陳變?yōu)辄S色，湯色由綠變成黃紅色。兒茶素的味閾值（mg/100ml）二、黃酮及黃酮醇類（一）黃酮（醇）類的種類及結(jié)構(gòu)（二）黃酮（醇）類的理化性質(zhì)（一）黃酮（醇）類的種類及結(jié)構(gòu)黃酮（醇）類（也稱花黃素）：茶葉中黃酮類占茶葉干重的2-5%，其中包括黃酮醇（Flavone)茶葉中的黃酮醇，約占茶葉干重的4%，以及黃酮苷（Flavoneglycosides)，約占茶葉干重的1%。1、黃酮醇（Flavonol）2、黃酮苷（Flavoneglycosides)二、黃酮及黃酮醇類（一）黃酮（醇）類的種類及結(jié)構(gòu)（二）黃酮（醇）類的理化性質(zhì)（二）黃酮（醇）類的理化性質(zhì)色澤：黃酮及黃酮苷類物質(zhì)多為亮黃色結(jié)晶，與綠茶湯色關(guān)系較大。水解反應(yīng)：在制茶過程中，黃酮苷在熱和酶的作用下會發(fā)生水解，脫去苷類配基變成黃酮或黃酮醇，在一定程度上降低了苷類物質(zhì)的苦味。溶解性：黃酮及黃酮醇一般都難溶于水，較易溶于有機溶劑，如甲醇、乙醇、冰醋酸、乙酸乙酯等；而黃酮苷類在水中的溶解度比其苷元大，其水溶液為綠黃色，對綠茶湯色的形成作用較大，難溶和不溶于苯、氯仿等有機溶劑中。吸收光譜：不同結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物具有不同的吸收光譜；但吸收峰大都在240-270nm和335-380nm之間。顯色反應(yīng)：黃酮及黃酮醇類可與濃硫酸、三氯化鋁反應(yīng)呈現(xiàn)出一定的顏色。三、花青素和花白素類（一）花青素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（二）花白素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（一）花青素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、花青素的種類與結(jié)構(gòu)2、花青素的互變異構(gòu)3、花青素的理化性質(zhì)1、花青素的種類與結(jié)構(gòu)花青素（anthocyanidin）：又稱花色素，是一類性質(zhì)較穩(wěn)定的色原烯衍生物。一般茶葉中其含量占干物重的0.01%左右，而在紫芽茶中則可達0.5-1.0%。2、花青素的互變異構(gòu)花青素是植物花、果、葉、莖中由于細胞pH不同而呈現(xiàn)不同顏色。3、花青素的理化性質(zhì)花青素的吸收光譜在475-560nm之間。花青素能吸收部分光強，可減少光照過強時對代謝帶來的不利影響。花青素具苦味，對制茶品質(zhì)不利。三、花青素和花白素類（一）花青素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（二）花白素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（二）花白素類花白素（leucoanthocyanidin）：又稱隱色花青素；無色，但經(jīng)鹽酸處理后能形成紅色的芙蓉花色素苷元或飛燕草花色苷元。茶新梢花白素含量約為干重的2～3％。花白素C4位上多一個非酚性羥基，化學(xué)性質(zhì)比兒茶素更活潑，易發(fā)生氧化聚合作用。在紅茶發(fā)酵過程中，花白素可完全氧化成為有色氧化產(chǎn)物。四、酚酸和縮酚酸類（一）（縮）酚酸的種類與結(jié)構(gòu)（二）（縮）酚酸的理化性質(zhì)（一）（縮）酚酸的種類與結(jié)構(gòu)茶沒食子素（Theogallin)沒食子酸(Gallicacid)綠原酸(Chlorogenicacid)四、酚酸和縮酚酸類（一）（縮）酚酸的種類與結(jié)構(gòu)（二）（縮）酚酸的理化性質(zhì)（二）（縮）酚酸的理化性質(zhì)酚酸和縮酚酸占茶葉干重的5%。酚酸類