茶树与其他植物的特别之处在于其同时含有茶多酚、茶氨酸、咖啡碱等三种物质。这三种物质有什么特别之处呢？
茶多酚（Tea Polyphenols），又称茶鞣或茶单宁，是茶叶中多酚类物质的总称，从化学结构的角度来看，茶多酚是一种稠环芳香烃。稠环芳香烃是指分子中含有两个或多个苯环，两个苯环共用两个相邻碳原子的碳氢化合物，常见的有萘、蒽、菲等。
茶多酚可分为黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等，其中最主要的成分是黄烷醇类。黄烷醇类又包括三类：自然黄烷-3-醇类（又称儿茶素类）、黄烷-3，4-二醇类和缩合原花色苷元，其中以儿茶素类为主，约占茶多酚总量的60%～80%。儿茶素可分为非酯型儿茶素（或简单儿茶素），如EC、EGC；酯型儿茶素（或复杂儿茶素），如EGCG、ECG。茶多酚多样的物质结构决定了其具有广泛的生理作用。
茶氨酸（L-Theanine）是茶叶中特有的游离氨基酸，有甜味。茶氨酸是谷氨酸γ-乙基酰胺，在化学构造上与脑内活性物质谷氨酸、谷氨酰胺相似，即茶氨酸是谷氨酸加上一个氨基和一个乙基。(www.zuozong.com)
谷氨酸是中枢兴奋性神经递质，存在于中枢神经系统的所有神经元脑组织，参与大脑的高级功能，在学习、记忆、神经元可塑性及大脑发育等方面起重要作用。大脑内存在谷氨酸-谷氨酰胺循环，由于谷氨酸不能穿过血脑屏障，所以先由谷氨酰胺作为谷氨酸的前体转运到神经元中，再重新合成谷氨酸，发挥谷氨酸作用。茶氨酸对中枢神经系统具有一定的作用，可能跟其结构和大脑活性物质谷氨酸、谷氨酰胺类似有关。详情可阅笔者的《寻找你的心理极限》一书。
茶叶主要含有三种碱：咖啡碱、茶叶碱、可可碱，其中前者含量较多，后两者含量较少。咖啡碱又称咖啡因，是一种黄嘌呤生物碱化合物，属于生物碱的一种。生物碱是存在于自然界（主要为植物，少数为动物）中的一类含氮的碱性有机化合物，具有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。已知生物碱种类很多，如咖啡碱、麻黄碱、秋水仙碱、阿托品、雷公藤碱等，约一万种。其中的咖啡碱是一种中枢神经兴奋剂，但其兴奋作用可以被茶氨酸拮抗。
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