章節(jié)簡介緒論第一章茶葉化學成分概述第二章茶葉中的氨基酸第八章綠茶加工化學第三章茶葉中的嘌呤堿第九章紅茶加工化學第四章茶葉中的多酚類第十章其他茶類加工化學第五章茶葉中的色素第十一章茶葉功能成分化學第六章茶葉中的芳香物第七章環(huán)境與茶樹的物質(zhì)代謝緒論圍繞和處理的問題：1、《茶葉生物化學》是一門什么樣的課程？2、茶葉生物化學研究的內(nèi)容有哪些?3、研究茶葉生化的意義？4、茶葉生化研究的歷史與現(xiàn)實狀況5、學習該門課程的規(guī)定茶葉生物化學是以茶為研究對象，是生物化學和茶葉科學互相滲透和互相作用，波及茶樹栽培、育種、加工、茶葉品質(zhì)檢查等課程內(nèi)容的一門專業(yè)課。研究的關(guān)鍵問題：茶葉次級代謝產(chǎn)物的生物合成及其在活體和制茶過程中轉(zhuǎn)化等機理的研究。《茶葉生物化學》研究茶樹體內(nèi)在物質(zhì)成分種類、構(gòu)造、性質(zhì)及其生理代謝和形成的途徑。研究制茶工藝中物質(zhì)變化的規(guī)律與品質(zhì)的關(guān)系。研究物質(zhì)代謝及其與環(huán)境條件的關(guān)系。研究內(nèi)容為科學管理茶園，提高鮮葉產(chǎn)量、質(zhì)量提供理論根據(jù)。在理解并掌握茶樹生長習性的基礎(chǔ)上，以茶樹物質(zhì)代謝規(guī)律為根據(jù)，采用合理的措施（栽培管理、病蟲害防治、施肥、采摘等）研究的意義指導制茶工藝，發(fā)揮鮮葉價值，提高產(chǎn)品質(zhì)量。鮮葉→對的加工→好品質(zhì)的茶葉生化理論指導，紅茶發(fā)酵中酶、溫、濕度的控制和掌握；綠茶加工中酶的雙重性等。為茶葉內(nèi)含成分的開發(fā)、應(yīng)用以及茶葉綜合運用提供理論根據(jù)。應(yīng)用范圍：醫(yī)藥、化工、食品內(nèi)含成分：茶多酚、茶多糖、茶皂素等茶葉生物化學的研究，是從成品茶的品質(zhì)及其有關(guān)的化學成分的分析逐漸發(fā)展起來的。第一階段：19世紀80年代后人們的研究開始從成品茶的化學分析轉(zhuǎn)入鮮葉分析，對茶葉中的水浸出物、灰分元素、咖啡堿、茶多酚、酶等成分進行較系統(tǒng)的研究；研究的歷史、現(xiàn)實狀況、方向第二階段：20世紀中葉茶葉生化研究重要是采用液相層析法對兒茶素的各組分進行了細致的分析；對兒茶素在茶葉中的形成和在茶葉發(fā)酵過程的氧化變化機制進行了較深刻的研究；

第三階段：20世紀60-70年代采用氣相層析法以及紅外光譜和紫外光譜等分析技術(shù)，在茶葉香氣方面的研究有了重要的進展；

第四階段：80年代后我國才正式進入了茶葉生化發(fā)展的研究，并以痕量方向、微觀方向、縱向方向發(fā)展。核磁共振、質(zhì)譜儀技術(shù)、氣-質(zhì)聯(lián)用儀等新技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，為茶葉微量成分的研究提供了條件。第五階段二十一世紀宏觀：學科間的交叉、互補，以及與邊緣學科的結(jié)合，是此后茶葉研究和發(fā)展的方向。微觀：分子技術(shù)的應(yīng)用、茶葉功能成分的作用機理、分子構(gòu)造確實定等及時關(guān)注學科發(fā)展的方向和前沿；鞏固、勤于思索，多問；態(tài)度端正總成績：考勤、作業(yè)、試驗、卷面第一章茶葉生化成分概述一、茶葉的化學構(gòu)成（一）茶葉中的元素（二）茶葉中的灰分（三）茶葉中的水分二、茶葉內(nèi)含物構(gòu)成（一）基本物質(zhì)（二）活性物質(zhì)（三）特性性物質(zhì)（一）茶葉中的元素1、概念：元素是一切物質(zhì)變化的基本單位。鮮葉75%-78%是水22%-25%干物質(zhì)有機物：基本上是由C,O,H,N四種元素構(gòu)成無機物：礦質(zhì)元素及其氧化物構(gòu)成2、元素分類可再運用元素：在植物體內(nèi)能轉(zhuǎn)移和再運用。此類元素在茶芽萌發(fā)旺盛時會由老葉轉(zhuǎn)運至新葉進行再運用。如N、P、K、Na、Zn等。不可再運用元素：元素在植物體內(nèi)形成穩(wěn)定的化合物,難以分解和轉(zhuǎn)移，直至葉子老化、死亡。如Ca、Al、Fe、Mn等。部分再運用元素：只有一部分能再運用，而另一部分即固定在葉中成為細胞的構(gòu)造物質(zhì)，如Mg，首先作為酶的激化劑，可以從老葉向新葉輸送進行再運用，另首先，作為葉綠素的構(gòu)造物質(zhì)固定在葉中，直至老化。（二）茶葉中的灰分1、概念：茶葉中的化學元素在茶葉分析過程中，通過高溫灼燒（600℃），部分元素以CO2、H2O、N2O5的形式揮發(fā)到空氣中，另一部分以氧化物（K2O、Ca2O、P2O5）的形式殘留下來，殘留的這部分即為灰分。2、分類：水溶性灰分：K2O、P2O5、Na2O等。水不溶性灰分：MgO、CaO、MnO2、Fe2O3、泥沙及堿土金屬的堿式磷酸鹽等。酸不溶性灰分：泥沙、微量氧化硅等物質(zhì)。3、茶葉中總灰分含量的變化茶葉中總灰分總量，除了芽中的含量較低外，伴隨芽葉的成熟含量逐漸減少，其水溶性灰分含量有相似的變化趨勢，但水不溶性灰分增長。因此一般高級茶的灰分含量高于低級茶，同步把水溶性灰分作為茶葉老嫩度的指標之一。1、概述：水分是茶樹生命活動中必不可少的成分，是茶樹生長、代謝、理化反應(yīng)、制茶等過程的重要介質(zhì)。茶鮮葉的含水量一般為75%～78%，鮮葉老嫩、茶樹品種、季節(jié)不一，含水量也不一樣。一般幼嫩芽葉、雨水葉、露珠葉、大葉種，雨季、春季的含水量較高，高的可達84%左右。老葉、中小葉種和旱季、晴天葉含水量較低。（三）茶葉中的水分2、制茶與水分：制茶過程中茶葉色香味的變化就是伴伴隨水分變化而變化的。因此，在制茶時常將水分的變化作為控制品質(zhì)的重要生化指標。炒青茶加工過程水分的變化（%）：鮮葉：75～78%殺青葉：60～64%揉捻葉：60左右%二青葉：35～40%三青葉：10～15%足干葉：5～6%（三）茶葉中的水分（一）基本物質(zhì)構(gòu)造物質(zhì)（纖維素、半纖維素）遺傳物質(zhì)（核酸、蛋白質(zhì)）貯藏物質(zhì)（糖類、脂肪）（二）活性物質(zhì)：含量少，對生命活動起著調(diào)整、代謝作用。（酶、激素、維生素）（三）特性性物質(zhì)：茶葉中含量較多，與茶葉品質(zhì)關(guān)系親密或茶葉中特有的一類或幾類物質(zhì)。（茶多酚、茶氨酸、芳香物、色素等）波及的內(nèi)容多，背面詳細作簡介。1、茶葉中的糖類茶葉中的糖類包括單糖、雙糖和多糖三類。其含量占干物質(zhì)總量的20%～25%。單糖和雙糖又稱可溶性糖，易溶于水，含量為0.8%～4%，是構(gòu)成茶葉滋味的物質(zhì)之一。茶葉中的多糖包括淀粉、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)，含量占茶葉干物質(zhì)總量的20%以上，多糖不溶于水，是衡量茶葉老嫩度的重要成分。茶葉嫩度低，多糖含量高；嫩度高，多糖含量低。茶葉中的果膠等物質(zhì)是糖的代謝產(chǎn)物，含量占干物質(zhì)總量的4%左右，水溶性果膠是形成茶湯厚度和外形光澤度的重要成分之一。1、茶葉中的糖類單糖：構(gòu)成其他糖的基本單位，不能水解成更簡樸的糖，其通式為CnH2nOn來表達，在茶葉中常見的有，葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖等。特點：固體結(jié)晶，易溶于水、乙醇，具有甜味。

雙糖：由兩分子單糖縮合而成的寡聚糖。一般是以蔗糖（一分子葡萄糖和一分子果糖縮合而形成）的形式存在。通式為CnH2n-2On-1。麥芽糖（2分子葡萄糖脫水而成）特點：固體結(jié)晶、具有甜味、易溶于水。三糖：棉籽糖（痕量）存在于大部分的植物中，是由半乳糖、果糖和葡萄糖結(jié)合而成。能順利地通過胃和腸道而不被吸取，有整腸和改善排便的功能，它能改善人體的消化功能，增進人體對鈣的吸取。從而增強人體免疫力。特點：白色結(jié)晶粉末，溶于水。

多糖：多種單糖分子縮合而成。通式為CnH2n-2xOn-x茶葉中常見的有淀粉、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等。淀粉，由葡萄糖縮合而成，作為一種貯藏物質(zhì)存在于茶樹的鮮葉中（0.2-2.0%），茶籽（30%），莖木質(zhì)部（15%）。淀粉難溶于水，沖泡后不進入茶湯，但淀粉在茶葉加工過程中通過水解酶（α－糖苷酶）的作用，可生成可溶性糖，增長茶湯的甜度。纖維素、半纖維素，形成后比較穩(wěn)定，構(gòu)成植物骨架，但原料粗老的普洱茶在加工過程中由于微生物的作用，分泌了大量的水解纖維素的酶。從而使得茶湯滋味甜度大增。

果膠類物質(zhì)果膠酸：酸性，溶于水，可以被鈣離子沉淀果膠素：中性，溶于熱水，存在植物汁液中原果膠：巨大的分子鏈，不溶于水，僅存在細胞壁中2、茶葉中的蛋白質(zhì)（1）茶葉中的蛋白質(zhì)a.概述：茶葉中蛋白質(zhì)含量約占茶葉干重的20-30%。能溶于水直接被運用的蛋白質(zhì)含量僅占1%～2%。這部分水溶性蛋白質(zhì)是形成茶湯滋味的成分之一。新生組織----含量高成熟組織----含量恒定衰老組織----含量下降；闡明，蛋白質(zhì)代謝與茶樹生長發(fā)育有親密關(guān)系。b.分類：溶解狀況清蛋白：溶于水、稀鹽溶液，占總蛋白的3.47%球蛋白：不溶于水，但溶于稀鹽溶液，占0.87%醇溶蛋白：不溶于水，可溶于稀鹽、稀堿溶液、可溶于70-80%酒精占13.61%谷蛋白：不溶于水，但溶于稀鹽、稀堿溶液，占82.05%功能劃分酶蛋白：數(shù)量最豐富，承擔多種生化反應(yīng)的催化作用。構(gòu)造蛋白：存在植物的細胞壁和細胞器中，沒有酶的催化功能。如：細胞壁的伸展蛋白、組蛋白、核蛋白。儲備蛋白：茶籽中存在，沒有酶的活性，比較穩(wěn)定，種子萌發(fā)時，被水解為多種氨基酸，供種子萌發(fā)。構(gòu)造特點單純蛋白：水解后只生成氨基酸的蛋白質(zhì)。一部分酶蛋白，以及所有的儲備蛋白均屬于這一類。結(jié)合蛋白：核蛋白（含核酸）、脂蛋白（含脂類）、糖蛋白（含碳水化合物）、葉綠蛋白（含葉綠素）等等，各有不一樣的構(gòu)造和功能。c.與蛋白質(zhì)含量有關(guān)的因子品種：大葉中<小葉中；物候期：春茶>夏茶>秋茶環(huán)境條件：高溫，長日照，Pr，相對低溫，濕度增加，Pr。土壤條件：土壤水分和氮素營養(yǎng)有助于根部吸取并合成較多蛋白質(zhì)。d.蛋白質(zhì)的通性蛋白質(zhì)是高分子化合物蛋白質(zhì)是兩性物質(zhì)蛋白質(zhì)是膠體物質(zhì)蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)蛋白質(zhì)的伸展性、變性及凝固

蛋白質(zhì)分子一般都在1萬-7萬之間。酶蛋白可達幾十萬，病毒蛋白可達幾百萬至幾千萬。蛋白質(zhì)是由N個氨基酸通過肽鍵連接起來的高分子化合物，將其放在酸性的條件下會電離為陽離子，向負極移動；將其放在堿性條件下，會電離為陰離子，向正極移動。因此純凈的蛋白質(zhì)在電泳條件下只有一種電泳高峰，不純的蛋白質(zhì)體現(xiàn)為多種高峰。

蛋白質(zhì)是高分子化合物，分子體積巨大，在水中具有膠體的性質(zhì)。絮凝作用：蛋白質(zhì)在溶液中靠水膜和電荷保持其穩(wěn)定性，水膜和電荷一旦被除去，蛋白質(zhì)就開始凝集在一起而形成較大的蛋白質(zhì)膠團，最終從溶液中沉淀出來。這種作用稱為絮凝作用。

鹽析作用：在蛋白質(zhì)溶液中加入足量的中性鹽飽和溶液時，則能使蛋白質(zhì)脫水并中和其電荷而從溶液中沉淀出來，中性鹽的沉淀作用稱為鹽析作用。常用的蛋白質(zhì)鹽析劑有氯化鈉、硫酸鈉、硫酸銨等。蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)是由于蛋白質(zhì)分子所具有的肽鍵、苯環(huán)、酚以及分子中的某些氨基酸能與某些試劑起作用發(fā)生顏色反應(yīng)，這些顏色反應(yīng)可以確定蛋白質(zhì)的存在，以及含量的高下。例如：蛋白質(zhì)和硝酸反應(yīng)，生成黃色的沉淀；和茚三酮反應(yīng)生成藍紫色沉淀。有些蛋白質(zhì)在濕潤條件下有伸展的特性。當?shù)鞍踪|(zhì)受到多種物理及化學原因影響的時候，（如加熱、多種酸、堿及醇等化學試劑、紫外光及X光的照射、劇烈的振蕩等）都會使蛋白質(zhì)凝固而形成難于溶解的沉淀。蛋白質(zhì)變性的實質(zhì)是蛋白質(zhì)構(gòu)造的變化。酶是一種具有特異性催化作用很活躍的蛋白質(zhì)，生物體的某些生化反應(yīng)、光合作用、呼吸作用、一切同化作用和異化作用都必須有酶的參與，生命假如沒有酶的催化，生命就會停止，因此酶在生命活動中具有重要的作用。3茶葉中的酶（1）酶的種類—根據(jù)酶所催化的基質(zhì)或底物來命名a水解酶類：催化水解反應(yīng)

葉綠素酶：催化葉綠素水解形成脫植基葉綠素(或稱葉綠酸甲酯)

酸性磷酸酯酶：催化磷酸單酯水解形成正磷酸和醇的反應(yīng)。

肽酶：催化蛋白質(zhì)的肽鍵形成氨基酸和多肽鏈。3茶葉中的酶

果膠甲酯酶:催化果膠素水解形成甲醇和果膠酸。

茶氨酸合成酶：(谷氨酸-乙胺合成酶)催化由谷氨酸和乙胺合成茶氨酸的反應(yīng)。3茶葉中的酶b氧化還原酶類：催化氧化還原反應(yīng)。多酚氧化酶：催化兒茶素B環(huán)上的3`、4`二羥基，氧化形成鄰醌，鄰醌深入縮聚形成茶黃素、茶紅素等品質(zhì)成分。過氧化物酶：催化過氧化氫或過氧化物對某些物質(zhì)進行氧化作用的酶。供體+H2O2→氧化型供體+2H203茶葉中的酶c移換酶類：催化功能基團的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。α-酮戊二酸氨基移換酶：催化亮氨酸與α-酮戊二酸之間的氨基移換酶。己糖激酶：催化D-葡萄糖，D-果糖，D-甘露糖的磷酸化作用。3茶葉中的酶d異構(gòu)酶類：催化多種同分異構(gòu)體的互相轉(zhuǎn)變。如：順-3-己烯醛異構(gòu)酶催化順-3-己烯醛異構(gòu)化形成反-2己烯醛。3茶葉中的酶e裂解酶類：催化從底物上移去一基團而留下雙鍵的反應(yīng)或其逆反應(yīng)。包括脫氨酶、脫羧酶，丙氨酸脫羧酶、苯丙氨酸解氨酶（PAL）通式：

R---R’R+R’

3茶葉中的酶（2）酶的性質(zhì)及構(gòu)成性質(zhì)：a具有蛋白質(zhì)的一切理化特性，易受外界影響，對熱敏感，易變性失去催化作用。b對催化的物質(zhì)具有專一性，一種酶僅能催化某一類或某一種化學反應(yīng)。c催化效率高，比一般催化劑高106---1010倍。3茶葉中的酶（2）酶的性質(zhì)及構(gòu)成構(gòu)成：a有些酶是單純蛋白質(zhì)，除具有蛋白質(zhì)外，不含其他任何物質(zhì)，如：蛋白酶（蛋白水解酶、肽酶）b結(jié)合蛋白質(zhì)，包括蛋白質(zhì)部分（酶蛋白）和非蛋白質(zhì)部分（輔基），兩者結(jié)合起來稱為全酶。如：過氧化氫酶3茶葉中的酶（3）酶的催化