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茶心静语:揭秘芽、叶、梗的主要物质

时间:2023-08-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:又称花黄素,茶树芽、叶、梗中的黄酮及其糖甙约有20多种,含量只有1%~2%,其中较重要的是牡荆甙。芽、叶、梗中的酚酸类物质种类较多,主要有没食子酸、鞣花酸、间双没食子酸、绿原酸、异绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、对香豆鸡纳酸和茶没食子素等。游离氨基酸与蛋白质茶树芽、叶、梗中的游离氨基酸种类有20多种,含量在2%~6%之间。

茶心静语:揭秘芽、叶、梗的主要物质

茶树的主要内含物有芳香物质、茶多酚、茶氨酸、生物碱、酶类、糖类、各种色素、矿物质元素、维生素、脂类等。这些物质的组成与含量高低,往往能决定茶叶的香气和味道的优劣。也就是说,一般情况下与茶叶品性呈正相关的某些化学成分含量越多,往往就是好的茶树品种。例如,茶树的萜烯醇类含量高则香气会比较好,茶多酚含量高则味道会比较浓烈,氨基酸含量高则味道会比较鲜美,花青素含量高则味道会比较苦涩。

正常情况下,茶树芽、叶、梗中含水量高是茶树代谢旺盛的标志,不同部位的芽、叶、梗,含水量是会有差异的:往往较嫩的含水量较多,起输导功能的嫩梗含水量则会更多。茶树芽、叶、梗的含水量除了与老嫩度有关外,还与茶树的品种、生长环境、季节、树龄等有关,如雨季的雨水多则土壤含水量会高;空气湿度大,茶树芽、叶、梗的含水量一般也较高;高温、干旱季节茶树芽、叶、梗蒸腾量大则含水量相对会较低。

水分多,有助于物质的合成,尤其对含氮化合物的合成更为有利,由于氮代谢的加强,茶树芽、叶、梗中氨基酸、蛋白质的含量增高,制成的茶叶香气较好、味道浓醇。

(1)芳香物质

茶花

苏仲山钢笔画茶花

目前已经知道的茶树芽、叶、梗中含有的芳香物质有百多种,一般情况下以醇类为主,如青叶醇、沉香醇、苯甲醇、苯乙醇、橙花醇、牛儿醇等,而青叶醇又占总量的60%;其余是醛类(青叶醛等)、酮类(茉莉酮等)、酸类、酯类、内酯、酚类、杂氧化合物、含硫化合物、含氮化合物等。以上这些物质很多是和其他物质结合在一起的,成为一种混合状态,可以产生花香、果香、动物香等气味。

芳香物质含量一般是茶树的上部高、下部低,而由于茶树的品种、生长环境造成芳香物质含量的较大差异。如有些茶树由于苯乙醇、苯乙醛等花香物质含量较高,容易产生较好的香气;一些肥料足的茶树,吲哚的组成比例增长协调,可带来浓郁的香气;另外一些肥料少的茶树,由于沉香醇较多,也可以产生清爽的香气。

茶树内含香气物质的组成及其含量多少,与茶叶的香气的优劣关系密切,香气成分在茶叶制作过程中会发生很大变化,尤其是低沸点的挥发性物质会大量散失,也就是人们在茶厂经常嗅到的茶香气味;而高沸点的芳香物质则会保留较多。另外,一些非香气的物质也会因制作茶叶过程中发生转化反应,转变成新的香气物质。

(2)茶多酚

茶多酚是多酚类物质的总称,是芽、叶、梗中水溶性物质含量较多的一类化合物,是茶树新陈代谢的产物,是茶树三大物质之一。茶多酚的含量因品种、生长环境、季节等的不同而存在较大差异,一般在15%~45%之间。目前已经发现茶多酚物质约有30多种,可分为四大类:儿茶素类、黄酮类、花青素类和酚酸类。

20世纪60年代,日本科学家发现茶多酚的化学特点:一是在化学反应中能降低反应中的氧含量;二是能阻止、减弱氧化酶的活性;三是能使氧化过程中的链式反应中断,破坏氧化过程;四是能封闭有催化作用的金属离子和引起氧化反应的物质,以延长氧化的诱导期,减慢反应速度。

茶多酚是一类组成复杂、分子量不同、极性与结构差异很大的多酚类衍生物的混合体,具有二苯并吡喃的苯基碳架,含有两个以上互为邻位的羟基多元酚,故有酚类化合物的通性。这些多酚类物质具有较强的供氢能力,如儿茶素结构中的酚性羟基具有供氢能力,在氧化过程中生成邻醌类及联苯酚醌,是一种理想的自然抗氧化剂。茶多酚是一种理想的自然药物,具有清除自由基和抗氧化等生物活性,在抑菌、抗病毒、防癌抗癌、抑制肿瘤、防治心血管疾病等方面具有良好功效。

①儿茶素类。

儿茶素类约占到了茶多酚总含量的60%~80%,又分为两类:非酯型儿茶素和酯型儿茶素,亦称为简单儿茶素和复杂儿茶素。

一般情况下,芽、叶、梗中的酯型儿茶素的含量总量比较多,所以味道是比较苦涩的,在经过制作茶叶工艺的处理后,儿茶素得到一定的降解、异构和转化,苦涩味道可以得到减轻,变化后的儿茶素是构成味道浓醇爽口的重要成分。儿茶素的氧化物与氨基酸结合后可形成香气,同时,儿茶素的氧化又或是人为加速氧化都能聚合形成颜色产物,氧化程度不同可形成芽、叶、梗和茶叶以及茶叶汤汁不同的颜色。

②黄酮类。

又称花黄素,茶树芽、叶、梗中的黄酮及其糖甙约有20多种,含量只有1%~2%,其中较重要的是牡荆甙。

黄酮醇类物质约有十多种,包括山柰酚、槲皮素、杨梅酮以及它们的糖甙。黄酮类物质一般呈黄、黄绿至绿色的主要色素,从结构上可分为黄酮和黄酮醇两大类。

花青素含量较高的芽叶

③花青素类。

茶树遇到异常环境条件时可能长出红紫色的芽、叶、梗,主要是茶树变异,花青素突然增多所致,花青素是在茶树紫色芽、叶、梗中含量较多的一类水溶性色素,一般在幼嫩芽、叶、梗中含量多,含量多时可达0.5%~1%以上,花青素是具有明显苦味道的物质。

花青素主要由儿茶素、黄酮醇等转化而成,随着芽、叶、梗的生长,慢慢又会转化为儿茶素和黄酮醇,所以待叶生长成熟后花青素含量就会减少;但是,一些茶树由于品种变异关系,终年都可以长成紫色的,因此花青素的含量是可以比较稳定的。

花青素有飞燕草花青素、青芙蓉花青素以及它们的糖甙等多种。

④酚酸类。

芽、叶、梗中的酚酸类物质种类较多,主要有没食子酸、鞣花酸、间双没食子酸、绿原酸、异绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、对香豆鸡纳酸和茶没食子素等。其中绿原酸的含量为2%~4%,没食子酸和茶没食子素含量约为2%。

(3)游离氨基酸与蛋白质

茶树芽、叶、梗中的游离氨基酸种类有20多种,含量在2%~6%之间。主要的有茶氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、苏氨酸、酪氨酸、甘氨酸、脯氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等。在这些氨基酸中茶氨酸的含量较高,它约占氨基酸总量的40%~60%,是茶树三大物质之一,能产生鲜、醇、甜的味道,所以含量高是茶树品种优秀的标志之一;其次是谷氨酸、天门冬氨酸和精氨酸。

游离氨基酸和蛋白质都是茶树氮代谢的产物,主要是在根部合成然后输送到顶部,因此,根系发达的茶树、土壤的氮肥充足、合成氨基酸的数量也较多,在芽、叶、梗中的含量就更加显著提高。由于强光下茶氨酸易受光分解,由根部输送来的氨基酸会加速分解,其分解产物中的碳元素就去合成茶多酚,因此会造成芽、叶、梗中茶氨酸含量累积降低,而茶多酚含量累积增高。因此,一些地方会采用人工或种植遮阴树等方法,减少茶树的直接光照,有目的地提高茶氨酸的含量。此外,人们还发现若昼夜温差大,不但可以减少茶氨酸的分解,而且还利于茶氨酸的形成和积累。(www.zuozong.com)

由于若干氨基酸合成的高分子化合物就是蛋白质,毫多、细嫩部位、海拔高、气温低、光照弱、较嫩的茶树芽、叶、梗蛋白质含量可达25%以上。虽说茶树中蛋白质能溶于水的水溶性蛋白质只占1%~2%,但这部分水溶性蛋白质对增加茶叶汤汁的味道却能起到较重要作用,同时,在制作茶叶时一些蛋白质还能转化为香气物质。

(4)嘌呤碱

茶树芽、叶、梗中的嘌呤碱主要是咖啡碱、茶叶碱和可可碱等,是茶树三大物质之一。嘌呤碱中以咖啡碱含量较多,含2%~5%;茶叶碱含量较少,只有0.05%左右;可可碱也只有0.2%左右。咖啡碱又称咖啡因,化学名称为1,3,7~三甲基黄嘌呤,咖啡碱味道苦,主要含有氮元素,是世界上消费最广泛的日常饮食成分及精神类药物之一。

咖啡碱的含量与芽、叶、梗嫩度有关,较嫩的芽、叶、梗中含量较多;较老的叶梗含量较少。咖啡碱属含氮化合物,与氮肥量、氮代谢强度有很大关系,氮肥足氮代谢旺盛则含量较高。除此之外,不同品种、不同季节也不同,一般大叶种比小叶种含量高;嫩的芽叶含量比老叶多;夏天茶树生长快,所以夏茶含量高于春茶和秋茶;遮阴的茶树比露天茶树氮元素代谢更快,因此咖啡碱含量更高。

(5)酶类

酶是植物细胞产生的具有催化功能的一种蛋白质,因此,酶是生物体进行各种生化反应的催化剂。茶树芽、叶、梗中的酶种类很多,已经发现有:多酚氧化酶、过氧化物酶、肽酶、叶绿素酶、苯丙氨酸脱氨酶、脱氢莽草酸还原酶、亚麻酸氧化酶、果胶甲酯酶、磷酸酯酶、核糖核酸酶、茶氨酸合成酶等。由于有各种酶茶树才能正常而有规律地转化、合成各种物质。

茶树芽、叶、梗中多酚氧化酶存在于叶绿体和线粒体中,有5~6种酶。品种不同、老嫩程度不同,多酚氧化酶的数量和酶活性便存在显著差异,酶活性较高,发酵性能好;多酚氧化酶对茶多酚的氧化聚合起着重要的作用,尤其是在嫩芽、叶、梗中,多酚氧化酶的活性一般会比较高。

(6)碳水化合物

茶树芽、叶、梗中的碳水化合物包括单糖、双糖和多糖三类,总量为20%~30%,是茶树叶进行光合作用的产物。茶树嫩芽、叶、梗的光合产物少所以积累量也少,因此碳水化合物的含量也比较低;但随着茶树芽、叶、梗生长成熟,碳水化合物的合成积累量也会逐渐增加,同时单糖、双糖也会逐渐向多糖转化,因此茶树芽、叶、梗老化后多糖的积累量就会越来越多。

茶树芽、叶、梗中的多糖含量常在20%以上,其中淀粉只有1%~2%,含量较多的是纤维素和半纤维素,含9%~18%,多糖含量和纤维素含量与茶树叶老嫩程度有关,两者的含量若高,在一定程度上可视为茶树老的标志。

茶树芽、叶、梗中的多糖主要有淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等物质,淀粉常以淀粉粒的形式贮藏在成熟的叶细胞中,这种淀粉在茶树叶加工过程中一部分可水解变成可溶性糖,除增加味道的浓度外,还参与茶叶香气的形成。

除了上述碳水化合物以外,茶树芽、叶、梗还含有4%左右的果胶质,果胶质对茶叶条索的形成、颜色光润度等都有好处,其中0.5%~2%的水溶性果胶与汤汁浓度有关。同时,还有0.1%左右的茶叶皂素以及0.5%~1%的脂多糖等。茶叶皂素味道呈苦,汤汁容易起泡沫。一般情况下,能被水浸出的碳水化合物只占总量的5%左右。

(7)色素

茶树芽、叶、梗中的色素主要有叶绿素(绿色)、类胡萝卜素(黄色到橙红色)、花青素(红紫色)、花黄素(黄色)等,具体又可分为不溶于水的色素(称脂溶性色素)和溶于水的色素(俗称为水溶性色素),脂溶性色素包括叶绿素、类胡萝卜素等,水溶性色素包括花青素、花黄素等。

茶树芽、叶、梗中的叶绿素存在于细胞的叶绿体中,由蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b两种物质所组成。成熟茶树叶的叶绿素a的含量比叶绿素b高2~3倍,所以呈深绿色;茶树刚萌发嫩芽的叶绿素a含量少,所以呈黄绿色;随着茶树芽叶的生长,叶绿素含量逐渐增加,其中叶绿素a的比例也逐渐增大,一般可以达到0.3%~0.8%。茶树品种不同,叶绿素含量的差异会较大。

类胡萝卜素是一类黄色和橙黄色色素物质,存在于叶绿体中,类胡萝卜素大约有15种,主要包括叶黄素和胡萝卜素等物质。茶树叶中叶黄素的含量为0.01%~0.07%,胡萝卜素包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素等,含量为0.02%~0.1%。

一般情况下,茶树芽、叶、梗中类胡萝卜素与采摘嫩度有关,愈嫩芽、叶、梗的含量愈少,愈成熟含量愈多。β-胡萝卜素在茶树叶加工过程中,加温干燥时可以降解转化成β-紫罗酮、二氢海癸内酯等具有花香的物质,对增进茶叶香气有积极作用。某些茶叶通常是采摘茶树全开叶,这与胡萝卜素含量较高、有利于茶叶独特香气形成有关。

(8)矿质元素

茶叶经过高温灼烧灰化后剩下的都是无机物质,又称为灰分,灰分含量一般为4%~7%。灰分中矿质元素种类很多,其中含量较多的是磷和钾,其次是钙、镁、铁、锰、铝和硫,微量成分有锌、铜、氟、钼、硼、铅、铬、镍、镉等。

茶树梗的灰分含量一般较少,嫩芽叶的水溶性灰分含量较多,总灰分中有50%~60%为水溶性灰分。嫩芽、叶、梗中含有较多的磷、钾,而老叶梗中钙、镁等含量增加,钙常以草酸钙结晶体的形式储存于细胞中,成熟的茶树叶梗中可观察到较多的草酸钙结晶体。

茶树芽、叶、梗中氟和铝的含量相当丰富,铝能催化茶树生长,但铝在栅栏组织细胞中蓄积过多时,叶质便容易硬化,味道也会较涩。另外,氟的含量也是随着茶树芽、叶、梗的老化而增加。

(9)维生素

茶树芽、叶、梗中含有多种维生素,其中含量较多的是维生素C,是较重要的营养成分。春季茶树芽、叶、梗中一般含有0.6%~1%维生素C,以第一、二叶的含量较高,第三、四叶含量开始显著下降;夏、秋季茶树芽、叶、梗中的含量则会相应减少。

除了维生素C以外,茶树芽、叶、梗中还含有维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B11、维生素B5和肌醇等,这些都是水溶性维生素。而茶树芽、叶、梗中含有的脂溶性维生素一般难溶于水。

(10)脂类

凡是水解时产生脂肪酸的物质统称为脂类,是脂肪和类脂的总称。类脂即复合酯类,是脂肪以外的溶于脂溶剂的自然化合物的总称,除含脂肪酸和醇类外,尚有其他非脂成分的分子,主要包括磷脂、糖脂、蜡、萜类和甾族化合物等。茶树芽、叶、梗中含有大约8%的脂类物质,以类脂为主。

茶树芽、叶、梗中的类脂是某些香气成分的基础,类脂经过水解和转化后可形成青叶醇和青叶醛,对香气的形成有积极的作用。一般情况下,较嫩的茶树芽、叶、梗中含有较多的磷脂,而较老的茶树叶梗中则以含半乳糖和双半乳糖甘油酯为主。

一般情况下,成熟茶树叶的叶片表会附有蜡质,蜡质多的叶质一般会比较硬,嫩芽叶中蜡质较少。蜡质的多少与茶树的抗性有关,抗寒性强的茶树品种蜡质会较多。

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