茶学与茶科学
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04 茶叶内含物概论

茶品所形成的色、香、味、韵、气是借由茶叶内含物而呈现的,内含物的多寡与均衡性对于茶质量的表现具有决定性的影响。

鲜叶中,水分占75%~80%,内含物占20%~25%

鲜叶的化学成分

内含物占干物重之百分比

(《茶叶生物化学》,宛晓春 著,2003年出版)

茶(chá)知(zhī)识(shí)——没食子酸

起源:传统中药五倍子的主要成分,最早记载于明代李梴于1575年所著的《医学入门》。

性质:又称五倍子酸,属酚酸类,为白色针状晶体,遇热呈棕褐色,易溶于热水,味酸涩。

功能:于萎凋阶段由酯型儿茶素水解,可增加酶活性。

茶(chá)知(zhī)识(shí)——茶氨酸

化学名:麸氨酰乙氨

起源:日本,酒户弥二郎于1950年在玉露新梢中发现。

性质:茶干约含1%~2%,占茶叶中氨基酸总量的50%以上。为白色针状结晶体,非蛋白质单体,是茶叶中特有的氨基酸,易溶于水,水解可产生麸氨酸及乙氨,具焦糖香与鲜甜味,属天然呈味剂。

功能:能缓解茶的苦涩度及减缓咖啡因的吸收。

没食子酸结构式

茶氨酸结构式

茶(chá)知(zhī)识(shí)——果胶

定义:指沉积于茶叶的初生细胞壁与细胞间层,能使茶叶内各细胞组织表现出固有形态的支撑物质。

性质:白色粉末,属多糖类,利用酸和糖的结合形态存在,原果胶在制茶过程中经果胶酶作用,可生成水溶性果胶,参与茶汤黏稠度与厚味的形成。

功能:具有玉米甜味,可增加茶汤的香气与甜味;具黏性,可帮助条索卷曲。

茶(chá)知(zhī)识(shí)——茶多糖

定义:与蛋白质结合的酸性多糖,为黄色至褐色的粉末固体,具生物活性。

性质:可经水解酶水解为低聚糖,具有甜味,溶于热水,成熟叶含量较多。

功能:减缓茶汤的苦涩度,增加黏稠度。

茶(chá)知(zhī)识(shí)——茶皂苷

起源:1931年由日本人青山新次郎于茶籽中发现。

性质:又称茶皂素,为皂苷元结合有机酸与糖体的化合物,为无色细柱状晶体,味苦而辛辣,能起泡,溶于热水,以第一泡茶汤含量最高。

显微镜下冻顶乌龙茶茶干上的果胶

供图:台湾“自然医学教育学会”吴俊生秘书长

茶叶内含物成分解析

一、茶多酚(18%~35%)

与蛋白质络合属于可逆反应,为涩味之源。

1.黄烷醇(10%~25%),即儿茶素。

(1)白色固体,主要有五种,分为简单型(EC, EGC)与复杂型(CG、ECG, EGCG)。简单型为非酯型,稍苦涩,收敛性弱,爽口;复杂型为酯型,占儿茶素总量约40 %~70%,苦涩味重,收敛性强。

(2)儿茶素大量存在于叶细胞的海绵组织中。大叶种茶树只有单层栅状组织,海绵组织发达,成茶较苦涩,收敛性较强;而小叶种茶树则为多层栅状组织,海绵组织较不发达,成茶苦涩度相对较低,收敛性较弱。

(3)含量:夏茶>秋茶>春茶>冬茶

(4)与钙离子、铁离子、重金属离子、蛋白质形成络合、沉淀。

(5)可清除自由基,复杂型EGCG被誉为“八爪章鱼”。

(6)茶芽白毫的成分之一。

(7)在茶叶制作过程中发酵度在80%以下形成乌龙茶体;发酵度达80%以上则生成茶黄质、茶红质与茶褐质;酯型儿茶素经水解作用转化为非酯型儿茶素,可降低茶的苦涩度,形成茶汤的醇和性。

2.黄酮类(2%~4%),即花黄素。

(1)黄酮醇不易溶于水,属黄色色素,为红茶黄金嫩芽的主要成分,如:山柰酚、槲皮素、杨梅素等。

黄酮醇为红茶黄金嫩芽的主要成分

(2)黄酮苷具有苦涩味,易溶于水,为黄绿色茶汤的来源,在制茶过程中经水解作用产生具甘味的黄酮醇。

(3)含量以春季茶最高。

3.花青素(2%),可溶性色素,存在于液泡中,分为有色和无色。

(1)有色花青素在酸性中呈红色,在中性中呈紫色,在碱性中呈绿色,具有苦味,于紫外线照射下形成暗红紫色,紫芽茶中含量可达1%。

(2)无色花青素即花白素,为茶芽白毫成分之一。

(3)重发酵状态下容易氧化形成褐色物质。

4.酚酸及缩酚酸(4%)

(1)主要为没食子酸及茶没食子素,易溶于水,没食子酸可由制茶过程中酯型儿茶素、茶没食子素及双没食子酸水解生成,可增加茶青的酸度,增强酶活性。

(2)与重金属及生物碱形成络合、沉淀。

(3)与儿茶素络合为红茶中酸涩味的来源之一。

显微镜下东方美人茶茶干看到的茶芽白毫

茶叶中的强抗氧化剂茶多酚

紫芽山茶的紫芽

二、蛋白质(20%~30%)

为质之源。

(1)少量可溶性蛋白质进入茶汤,可增加茶汤的黏稠度。

(2)萎凋过程可水解为氨基酸。

(3)含量与茶质量成正比关系。

三、氨基酸(1%~5%)

为鲜之源。

(1)茶氨酸为非蛋白质氨基酸,占1%~3%,具鲜甜味。

(2)麸氨酸具鲜、酸味,可于厌氧状态下转换成GABA(r-氨基丁酸)。

(3)天冬氨酸具鲜味,丝氨酸及丙氨酸具甜味,精氨酸具苦味。

(4)可缓解茶的苦涩味,增强甜味,易产生回甘效应。

(5)含量以春季茶为最高。

(6)为香气前趋物,在制茶过程中可解降形成醛类等低沸点香气物质。

(7)在干燥或烘焙时与还原糖进行美拉德(Maillard)反应生成焦糖香与蜜香。

四、生物碱(3%~6%)

咖啡因结构式

为苦之源。

(1)有咖啡因、可可碱与茶叶碱,稳定性高。

(2)咖啡因

A.化学名:1,3,7-三甲基黄嘌呤。

B.俗称:茶素(theine)或茶碱。

C.性质

a茶叶内含量约为3%~5%。

b白色固体,无臭,具苦味。

c于20℃每100毫升水可溶解2.2克,100℃则速增为67克。

d易随茶体中的水蒸气散失,烘焙可降低其含量。

e在绿茶和轻发酵乌龙茶中容易与茶多酚络合,形成胶体而出现茶汤混浊的现象。

f在红茶中容易与茶黄质络合,形成茶汤的鲜爽味与杯缘的金黄冠冕。

g真茶含咖啡因,可作为真假茶的辨识依据。

D.茶树含量

a栽培型>野生型。

b夏茶>春茶>秋茶>冬茶。

c嫩芽叶>成熟叶。

E.茶汤中的角色:活性的来源。因此,茶叶每烘焙一次,活性即下降一次。

显微镜下茶干上的咖啡因

显微镜下看咖啡因粉末

干燥机上的咖啡因晶状体

五、糖类(20%~25%)

为甜之源。

(1)半纤维素、纤维素、木质素及淀粉不溶于水,可溶于水者为水溶性果胶、茶多糖,寡糖、单糖及双糖,为茶汤香气、甜度与黏稠度的贡献者,对苦涩度具有一定的减弱性与协调性。

(2)原果胶属杂聚多糖,是叶细胞组织表现出固有形态的支撑物质,经果胶酶作用后形成水溶性果胶,可增强茶汤的香、甜、厚味,帮助条索卷曲,使茶干具有光泽。茶树生长缓慢,日夜温差大的高海拔茶区含量较高。

(3)茶多糖是具有生物活性的复合性多糖,可溶于热水,茶青的成熟叶含量较高。

(4)茶皂苷(0.1%),属三萜结构,微量溶于热水,第一泡茶中含量最多,具辛辣、苦味,可起泡。

茶汤表面上皂素的泡泡

六、有机酸(3%)

为酸之源。

(1)可掩饰部分苦涩与异味,草酸以草酸钙结晶存在,其中的乙酸量可作为茶叶霉变指标。

(2)可刺激人体唾液腺分泌唾液,产生“生津”的现象。

(3)不饱和脂肪酸可被氧化,形成香气物质。

七、类脂(8%)

(1)大部分存在于叶细胞栅状组织中,小叶种为多层栅状,含量较大叶种高。

(2)在茶叶制造过程中易被氧化形成香气,为茶香的来源之一。

八、脂溶性色素(1%)

(1)不溶于水,制茶过程形成叶底色。

(2)茶叶制作过程中,叶绿素脱镁形成黄褐黑色。

(3)红茶制作过程中,胡萝卜素经氧化解降形成大马烯酮、紫罗兰酮等香气物质。

九、维生素(1%)

维生素B群及维生素C可溶于水。维生素A不溶于水,属二萜类,在制茶过程中可被氧化形成香气物质。

十、芳香精油(0.03%)

醇、醛、酮、酸、酯等。

十一、矿物质(3%~5%)

钾(1.5%~2.5%):能促进根系对氮素的吸收,使维管束发达,角质层增厚,减少呼吸率,增加抗旱性,缺乏则叶缘褐变,树势变弱。

钙(0.2%~0.8%):可防止茶树酸中毒,缺乏则叶尖呈匙状,叶缘黄变,顶芽开始枯死。

镁(0.2%~0.5%):为叶绿素的辅基,能促进维生素C的合成,缺乏则叶片易黄化。

锰(0.05%~0.3%):可维持细胞线粒体的完整,促进维生素的形成,缺乏则茶树易枯死。

铁:过氧化酶(POD酶)的辅基,缺乏则芽叶易黄化。

锌:醇脱氢酶的辅基,有“生命火花”之誉,缺乏则叶片易扭曲,并产生黄斑。

铜:茶多酚氧化酶(PPO酶)的辅基。

钼:可提高光合作用效率,缺乏则茶树易得黄斑病。

铝:促进根系及植株生长。

缺乏矿物质镁的叶片易黄化

EGCG结构式

茶(chá)知(zhī)识(shí)——儿茶素的中文命名

EC:表儿茶素

ECG:表儿茶素没食子酸酯

CG:儿茶素没食子酸酯

EGC:表没食子儿茶素

EGCG:表没食子儿茶素没食子酸酯

茶(chá)知(zhī)识(shí)——红茶中的儿茶素衍生物

1.黄烷醇二聚体:无色,溶于水,占茶干的1%~2%,是构成茶汤浓度、强度和鲜度的因子。

2.茶黄质:占茶干的0.5%~2%,橙黄色,又称“软黄金”。

(1)不稳定的活性缩合物,具辛辣及收敛性,在茶汤中与咖啡因络合形成强度与鲜爽性。

(2)在茶汤中为“亮度”及杯缘“金圈”的主要成分。

(3)茶树采摘一心两叶的含量最高。

3.茶红质:占茶干5%~15%,棕红色。

(1)形成茶汤浓度。

(2)滋味甜醇。

4.茶褐质:占茶干的5%~10%,部分可溶于水的聚合物,色泽暗褐,滋味平淡,是形成红茶汤“暗”的主要成分。

茶(chá)知(zhī)识(shí)——高叶绿素品种

1.常见茶种:青心乌龙、青心柑仔、青心大冇。

2.特性:

(1)叶绿素总含量高,茶小绿叶蝉喜欢刺吸。

(2)氮代谢较旺盛,氨基酸含量高,鲜甜度高。

3.适制性:绿茶

高山绿茶:青心乌龙

三峡碧螺春:青心柑仔

桃竹苗绿茶:青心大冇

红茶内的茶黄质为杯缘“金圈”的主要成分

翠峰茶园

叶片成熟度与内含物含量的关系

1.嫩芽叶中含量较高的物质

嫩芽叶中含量较高的物质包括:水分、水浸出物、茶多酚、蛋白质、氨基酸、咖啡因、有机酸、茶多酚氧化酶、苯丙氨酸氨解酶、果胶酶、钾、镁、铜、锌、磷。

2.成熟叶中含量较高的物质

纤维素、淀粉、原果胶、可溶性糖、茶皂苷、脂溶性色素、钙、铝、锰、氟。

(左)成熟叶,(右)嫩芽叶

同一季节高低海拔茶区理化性状分析

高海拔茶区气温低,致使叶片中酯型儿茶素特化酶的活性较低海拔茶区减弱,叶片中总儿茶素与酯型儿茶素含量皆低于低海拔茶区。同时由于土壤温度低,有利于氨基酸的累积,尤其以茶氨酸最为明显。因此,同季节高低海拔茶区茶青的酚氨比以高海拔茶区较低。

大禹岭茶园

茶(chá)知(zhī)识(shí)——同一季节高低海拔茶青农艺性状比较

茶(chá)知(zhī)识(shí)——茶树的遮阴

茶氨酸存在于茶树根部,由麸氨酸与丙氨酸脱羧产物乙胺合成,经枝条输送至芽叶,在光照下则分解回麸氨酸与乙胺,乙胺可经氨氧化酶氧化,最终合成儿茶素。遮阴可防止茶氨酸分解,减少儿茶素的合成;因此,遮阴除了可提高茶氨酸含量外,还可降低儿茶素含量,使茶青酚氨比下降,有效地增加茶汤的鲜甜度,降低苦涩度。日本玉露茶的遮阴栽培与中国台湾地区林木及云雾遮阴的茶区皆具有此种效应。

高海拔地区的茶青特征:梗粗、叶片大

林木及云雾遮阴的茶园

内含物在茶汤中的角色扮演

茶汤的形、色、香、味、韵、气源自于茶叶内含物的呈现,人体感官部位的官感由特定内含物的溶出量决定,良好的茶汤其内含物溶出具有一定的丰富性与均衡性。

良好的茶汤其内含物溶出具有一定的丰富性与均衡性

茶(chá)知(zhī)识(shí)——乌龙茶乳化

咖啡因、茶多酚与可溶性蛋白可利用氢键互相络合,可溶性糖、可溶性果胶

及叶绿素亦参与其中。当茶汤温度下降时,咖啡因、茶多酚与可溶性蛋白间的络合力增强,茶汤开始混浊并呈现乳化现象,其中咖啡因与酯型儿茶素含量为乳化的关键因子,降低这两种内含物含量则可有效降低乌龙茶的乳化现象。

酚氨比决定茶的适制性

茶的适制性可由茶的酚氨比决定,酚氨比高则代表苦涩的茶多酚含量高,适制重发酵茶以降低茶的苦涩度;酚氨比低则代表鲜甜的氨基酸含量高,苦涩的茶多酚低,适制轻发酵茶以彰显茶的鲜甜度,高纬度茶区或高海拔茶区或冬茶属此类。

酚氨比决定茶的适制性

酚氨比:茶多酚总量与氨基酸总量的比值

茶的形、色、香、味、韵、气

茶品的整体面貌可借由茶的“形、色、香、味、韵、气”予以呈现,“理性识茶”是构建茶学基础的不二法门。

一、茶之形

1.茶干形

二、茶之色

1.芽(心)

绿茶的白芽

红茶的金芽

2.叶片

3.汤色

4.混浊度

5.反光度

茶(chá)知(zhī)识(shí)——第二泡汤色较第一泡深的原因

冲泡时,茶叶内含物的溶出次序为:对水亲合力大的小分子先溶出,而可溶性色素等大分子溶出较慢。因此,第二泡茶汤颜色必然较第一泡深。

茶汤颜色呈现,可得知第二泡汤色必然较第一泡深。

三、茶之香

1.品种香

坪林茶区

梨山福寿山茶区

仁爱乡翠峰茶区

衫林溪茶区

阿里山茶区

瑞穗茶区

2.季节香

3.香的化学成分(1大气压)

4.蜜香

茶小绿叶蝉简介:

茶小绿叶蝉为叶蝉科,又称小绿浮尘子、烟仔、跳仔、青仔,体长2cm以下,体色淡绿,为保护色,复眼灰白,繁殖力强,一年可生产十四代以上,于5—10月数量最多。茶小绿叶蝉白天会躲在茶叶背后或树荫多的芒草间,刺吸茶树嫩叶汁液的高峰期则出现在清晨与黄昏,依其刺吸的程度可分为四期,依序为:脱水期、红脉期、焦边期与枯焦期,越后期采摘则成茶的蜜香越显浓郁。

原理:

茶小绿叶蝉的口器会产生水状唾液,协助吸取茶叶维管束组织中的汁液,此种水状唾液中含有特殊蛋白酶,它会促使茶树启动自身的防御系统,此时为抵抗逆境而分泌次级代谢物,并释放出以萜烯二醇类为主的互利素(synomone)信号物,借以吸引茶小绿叶蝉的天敌——肉食性蜘蛛与寄生蜂前来捕食。同时,茶树因受伤而产生异常代谢,促使茶多酚及芳香醇的含量增加,这种食物链的机制与茶树自身免疫系统的启动,通过茶叶制作的脱水及后酯化过程产生了富含萜稀醇及芳香酯的天然蜜香。

小绿叶蝉

图片提供:文山茶园

5.香的内涵

6.香的呈现

火香、原始林香、青香、毫香、蛋白味、海苔香、豆香、花香、果香、熟果香、蜜香、奶油香、品种香。

7.品香

茶(chá)知(zhī)识(shí)——蜜香的化学成分

中国茶学家陈宗懋与日本学者小林彰夫均研究得出蜜香信号物为2,6-二甲基-3, 7-辛二烯-2,6-二醇(单萜烯二醇),于制茶过程中脱水生成3,7-二甲基-1, 5,7-辛三烯-3-醇(单萜烯醇)。

四、茶之味

1.触觉:涩

“涩”非基本味觉,属于触觉,范围涵盖整个口腔、上颚、舌及咽喉,属茶汤的“骨架”,具有强烈的阳刚性。

涩的形成原理及收敛:

当茶多酚与口腔中的唾液蛋白相遇时,会形成不透水层膜,此时舌面及口腔黏膜会产生润滑性迟钝或消失的现象。层膜的厚度决定了涩度的强弱,如果此种复合式的皱缩感觉产生连续性的刺激下降。简言之,感官认定“涩能化”即代表收敛性。

收敛性部位

收敛性形态

涩的解析

涩为茶的原性,具有延续性,好的茶品应能表现出一定的收敛性,如此才能彰显出茶的力度与张力。但若层膜厚度太厚,则强涩不化称为“刮”,强涩微化称为“麻”,弱涩不化称为“利”,都不是好茶应有的表现。

2.味觉

五味

人体约有5000个味蕾,主要分布在舌头、软颚及咽部,每一个味蕾都具有数十个味觉细胞,可同时接收多种味觉。因此,人体任何一个味蕾均能感受多元而丰富的味道。

五味解析

味觉的效应

五、茶之韵

1.水韵

良好的茶汤能表现出“爽、活、顺、厚、饱、结、稠”,而不良的茶汤则表现出“水、青、薄、散、利、闷、杂”。

2.涎韵

指生津的现象。良好的茶汤可形成“涩化”或“酸化”的生津反应,此现象的产生展现出茶汤丰富内含物与茶品良好的自然性,它能使品饮者饮后感到舒坦与悠然。

3.喉韵

良好的茶汤能表现出润滑性、回甘性与凉性,而不良的茶汤则表现出燥性。

4.回韵

指茶的持久性与自然性。持续性是指茶叶内含物所形成的色、香、味、韵之均衡感,持久性良好的茶汤能展现出丰富的滋味与令人惊艳的耐泡性。自然性是指茶汤饮后予人的体感反应,它是茶的“真性”,优良茶的自然性源自于良好的茶园管理,其令口腔较为愉悦的回味及直泻丹田的茶汤,饮后常令人感觉“腾然”与“骨轻”。

六、茶之气

茶的茶气分寒气(绿茶)、凉气(乌龙茶)、温气(红茶)、热气(黑茶),体感上可感受到身体轻微的气动、打嗝、毛孔张开及脸麻等。

引发茶气的两条路径:

1.向上的神经传导路径:由香气成分萜烯类化合物、微生物与残余的酶引起,可经由嗅、味、触觉触动黏膜神经形成生理反射,赋予人体一种“闪念”。

2.向下的消化系统路径:由儿茶素及其氧化物、生物碱、茶皂苷与微量元素引起,有扩张血管、加速血液流动、增快心跳及发热的作用。

感受茶气的品饮者应闲适淡定,一杯茶分三口品饮,享受一下水香;饮毕,用嘴巴吸入一口空气,感受一下气韵;饮毕第三泡后,闭目放空,感受神经末梢的“颤动”。

茶气分正气与浊气,它是茶的化学成分引发的理化现象,是茶的内在相貌,其强弱有无虽因个人体感不同而有所差异,但其“运行”自有其节奏,须用“心”领悟。当你品饮完一款自然性佳的好茶后,那种全身放松、发汗、骨轻的感觉,你会蓦然惊觉,原来这就叫作“正茶气”。

茶(chá)知(zhī)识(shí)——茸毛

茸毛属叶片下表皮的毛,又称白毫,具腺鳞细胞,能分泌芳香物质。初春,茸毛逐渐长成,芽体膨胀,叶片尚未展开,此时茸毛密度最大,若此时不采芽茶,则芽成长展开后,茸毛极容易脱落。冲泡茶叶时,浮于汤面上之朵朵白花即为茸毛,此外茸毛还可切割水面产生泡沫。

茶(chá)知(zhī)识(shí)——茶梗

又称茶枝。茶梗约占茶干重量的五分之一,含大量香气前驱物——氨基酸,对于成茶的香气具有一定的加分效果,尤其是含量较高的茶氨酸,还可贡献茶汤的鲜甜度。茶梗含少量茶多糖与矿物质,内含物丰富度不如芽叶,儿茶素以非酯型含量较高,苦涩味相对较低,但不溶性的粗纤维含量也相对较高,冲泡茶梗则凸显出香高味醇偏淡。

显微镜下看到的茶梗

茶(chá)知(zhī)识(shí)——泡沫

唐宋时期的斗茶会使用茶筅拍打茶汤,使其产生汤花(泡沫),汤花最后消散者为胜出。此汤花源自于:

1.碎末:切割水面引起,泡沫红茶即此原理。

2.茸毛:切割水面引起。

3.可溶性蛋白与氨基酸:属界面活性剂,可降低水的表面张力,提高表面黏度,使泡沫不易破裂。

4.茶皂苷:属界面活性剂。