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绪章绪论
《茶叶生物化学与综合利用》作为茶学专业课程，是茶学学科的基础与前沿。
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●0.1“茶叶生物化学”课程介绍
茶叶生物化学是生物化学的一个分枝，是生物化学和茶叶科学互相渗透和互相作用所形成的一门边缘学科。
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●0.2茶叶中的化学成分概述
从生化角度看来，茶是各种各样的生化反应产生的一系列化学成份组成的特殊物质。
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●0.3茶树次级代谢的特点、主要途径及调节
茶叶的特殊的次生物质物质即茶叶的特征性成分有：茶多酚、咖啡因以及茶氨酸。
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第一章茶叶中的化学成分及其性质
茶叶中含有许多的特有的化学成分，其中许多成分有着特异的生物活性。本章节将介绍茶叶中的色素、蛋白质、氨基酸、茶氨酸、茶多糖以及茶叶中的皂苷。
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●1.1茶叶中的色素
色素是一类存在于茶树鲜叶和成品茶中的有色物质，是构成茶叶外形色泽、茶汤色泽及叶底色泽的成分，其含量及变化对茶叶品质起着至关重要的作用。
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●1.2茶叶中的蛋白质和氨基酸
茶叶中的蛋白质和氨基酸不仅是茶树生命的重要组成部分，也是茶叶滋味形成的重要成分。
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●1.3茶叶中的茶氨酸
茶氨酸是茶叶中含量最多也是最为重要的特征性氨基酸。
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●1.4茶叶中的茶多糖
茶叶中的多糖类物质占茶叶干重的20-25%。本节介绍茶多糖的性质、功效以及提取纯化方法。
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●1.5茶叶中的皂甙
本节茶叶中的皂苷的性质以及功效。
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第二章茶叶中的嘌呤碱及其代谢
茶叶中的生物碱是茶叶化学研究最早的一种成分，也是茶叶中最重要的一类品质成分。
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●2.1茶叶中生物碱的种类、结构和性质
茶叶中的生物碱，有嘌呤和嘧啶两类衍生物，而且主要是嘌呤类衍生物。茶叶的生物碱有10多种，其中咖啡碱、可可碱和茶碱是茶叶中最主要的三种生物碱，属于嘌呤类生物碱。
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●2.2茶树体内咖啡碱的生物合成与分解
本节主要介绍茶树体内咖啡碱合成的部位、方式以及茶树种咖啡碱的分解步骤。
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●2.3茶树体内的咖啡碱分布及其与茶叶品质的关系
本节介绍了咖啡碱在茶树内的分布变化以及其作为作为重要职位物质与茶叶品质的关系。
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●2.4咖啡碱的生理作用
咖啡碱的兴奋作用及其爽口满足人们的生理及口味的需求，本节介绍了咖啡碱的生理作用。
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第三章茶树中多酚类物质及其代谢
多酚类物质是茶树滋味组成以及功能的重要成分，它含量高，分布广，变化大，与茶树的生长发育、新陈代谢关系密切，对品质的影响最显著，是茶叶生物化学研究是广泛，最深入的一类物质。
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●3.1多酚类的组成
茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，是茶叶中一类主要的化学成分。它茶树的生长发育、新陈代谢关系密切，对品质的影响最显著，是茶叶生物化学研究是广泛，最深入的一类物质。
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●3.2茶多酚的理化性质
本节介绍了茶多酚的物理以及化学性质。
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●3.3儿茶素在茶树体内的分布
本节介绍了茶叶多酚，尤其是儿茶素在茶树体内的分布以及变化。
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●3.4儿茶素在茶树体内的形成和转化
茶叶中大量的多酚类是茶树新陈代谢最重要的特征。探讨茶叶中多酚类的主体——儿茶素的生物合成途径，不仅在茶树生理生化上有重要意义，在提高茶叶产量和质量上也有重要作用
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●3.5茶多酚在茶树体内的作用
茶多酚作为茶树中的重要物质，在茶树的代谢中起到很重要的作用，本节介绍了茶多酚在茶树体内起到的各种作用。
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第四章茶叶中的芳香物质及其代谢
茶叶中的香气物质含量较少但是却对茶叶品质起到很大的影响。本章将为大家介绍茶叶中法芳香类物质。
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●4.1茶叶中的芳香物质及其理化性质（上）
迄今为止，已分离鉴定的茶叶芳香物质有700余种，但主要成分仅为数十种。它们有的是在鲜叶生长过程中合成的，有的则是在茶叶加工过程中形成的。本节主要介绍这些芳香物质以及其理化性质。
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●4.2茶叶中的芳香物质及其理化性质（下）
本节继续介绍茶叶中的芳香物质的理化性质。
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●4.3茶树中芳香物质的代谢
本节主要介绍茶叶鲜叶中芳香物质的代谢。
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●4.4红茶加工过程中芳香物质的变化（上）
本节主要介绍了红茶中的芳香物质是通过哪些途径形成的。
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●4.5红茶加工过程中芳香物质的变化（下）
本节继续介绍红茶中的芳香物质形成过程。
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●4.6绿茶加工和贮藏过程中芳香物质的变化
本节介绍了绿茶加工过程中香气的形成以及在贮藏过程中香气的变化。
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●4.7乌龙茶加工过程中芳香物质的变化
乌龙茶是一种介于绿茶和红茶之间的半发酵茶类，其独特的摇青工艺对其香气形成有重要作用。
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第五章环境条件对茶树物质代谢的影响
茶树的生长、发育、繁殖与环境条件息息相关，那么茶树的物质代谢更是与环境条件密不可分，而这些物质代谢的差异也形成了茶叶的品质差异。本章介绍环境对茶叶生长的影响。
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●5.1光照与茶树的物质代谢
光照是茶叶生命能量的来源，本节介绍了光照对茶树物质代谢的影响。
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●5.2温度与茶树的物质代谢
温度是植物体内进行生物化学过程所必需的条件，茶树生命活动与环境温度息息相关。本节介绍了温度与茶树物质代谢的关联。
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●5.3水、肥与茶树物质代谢
水、肥作为茶树生命活动的物质基础，在茶树代谢过程中也起到很大的作用。
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●5.4地理状况与茶树的物质代谢
地理状况对茶树物质代谢的影响，主要是日照强度、日照时间、光谱成分、大气温度、水分状况以及土壤理化性质等外界环境条件参与茶树物质代谢作用的结果。
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●5.5茶树物质代谢的调控
通过外界条件的改变，可以人为地改变茶树的生长期、改善茶叶品质、提高茶叶产量。
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第六章绿茶制造化学
在六大茶类中，绿茶目前仍是我国内销和出口的主要茶类，按照杀青工艺，可以分为炒热杀青和蒸汽杀青绿茶。绿茶加工核心工艺是利用杀青钝化鲜叶中氧化酶活性，阻止茶多酚的酶促氧化，使绿茶具有“清汤绿叶”的品质特征。
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●6.1绿茶制造化学（上）
绿茶的杀青工艺和多酚类在绿茶加工过程中的变化。
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●6.2绿茶制造化学（下）
氨基酸、色素、香气等在绿茶加工过程中的变化。
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第七章红茶的加工与化学原理
目前世界上主要消费的茶类是红茶，主要分为小种红茶、工夫红茶和红碎茶。红茶因其富含茶黄素、茶红素、茶褐素而形成“红汤红叶”的独特品质特征。
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●7.1红茶的概况
目前世界上主要消费的茶类是红茶，主要分为小种红茶、工夫红茶和红碎茶。红茶因其富含茶黄素、茶红素、茶褐素而形成“红汤红叶”的独特品质特征。
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●7.2红茶加工化学原理（1）
萎凋是红茶加工工艺的第一步，温度、湿度和通风量均对红茶的萎凋起到决定性的作用。揉捻为形成红茶特有的内质奠定了基础，并且增加了茶汤的浓度，形成红茶油润的外形，揉捻方法通常包括3种：传统制法、卷曲法（CTC法）、锤切法（LTP法）。
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●7.3红茶加工化学原理（2）
发酵是红茶的重要工艺，红茶在发酵过程中，多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）等酶类物质发生了一系列的物理化学反应，最终形成了红茶“红叶红汤”的独特品质特征。
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●7.4红茶加工化学原理（3）
干燥是红茶加工的最后一步，不同的干燥方式对话红茶品质特征的形成也有不同的作用。
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●7.5红茶色素与红茶品质的关系
红茶色素与红茶品质的关系。
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第八章其他茶类制化学
我国的茶类按初制技术及发酵程度分为绿茶、红茶、乌龙茶（青茶）、白茶、黄茶和黑茶六大类。
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●8.1黄茶制造化学
黄茶的初加工包括杀青、闷黄、干燥三道基本工序。“闷黄”是黄茶加工的关键工艺，在这一过程中，茶叶中的多酚类、氨基酸、叶绿素等物质发生了一系列的物理化学反应，形成了黄茶黄汤黄叶、醇爽鲜爽的品质特征。
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●8.2白茶制造化学
白茶的制作工艺较为简单，传统白茶初制只有萎凋与干燥两道基本工序。萎凋是白茶加工的第一步，也是其关键步骤，在这一过程中，茶叶中的含水量、多酚类、色素等物质发生了一系列的物理化学反应，形成了白茶独特的品质特征。
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●8.3花茶制造化学
花茶加工的关键工艺是窨制，所利用的原理是鲜花吐香、茶坯吸香，在一吐一吸的吸附过程中，茶叶和鲜花发生一系列复杂的物理化学变化。
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●8.4以化学视角看六大茶分类
我国的茶类按初制技术及发酵程度分为绿茶、红茶、乌龙茶（青茶）、白茶、黄茶和黑茶六大类。
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第九章茶叶综合利用研究进展
茶叶综合利用是时代发展的必要结果，其意义深远，共包含五个方面。综合利用也可以使产品更加多样化，茶多酚、茶皂素、茶氨酸等物质通过综合开发利用，可以生产出一系列的产品。
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●9.1茶叶综合利用及其意义
茶叶综合利用是时代发展的必要结果，其意义深远，共包含五个方面。综合利用也可以使产品更加多样化，茶多酚、茶皂素、茶氨酸等物质通过综合开发利用，可以生产出一系列的产品。
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●9.2茶叶功能研究历史
中国是茶叶原产地，茶的发现和利用历史约有5000年。茶的功能研究主要分为三个阶段，每个阶段均包含了当时的特征及其主要贡献。
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●9.3茶叶功能成分研究的发展趋势
传统的茶叶功能成分分离制备技术，存在明显的化学残留、成本高、纯度低等问题，限制其产品应用。针对上述问题，目前研发出了柱层析技术、超临界流体萃取技术、逆流萃取技术、热回流低温提取技术等新型方法。 功能性食品除了具有正常的营养成分以外，还必须具有一种促进身体健康、或者降低疾病风险的效果，也被称为“21世纪的主流食品”，它具有有别于一般视频的生理调节功能。目前已经相继研究出了辅助降血脂、减肥、抗氧化等特定生理功能的茶功能食品。 吸收机理的研究对于我们进行产品的研究与开发有着至关重要的作用。例如儿茶素类抗UV-B作用的研究揭示了儿茶素类具有抗UVB的作用。
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第十章茶叶功能成分的主要生理功能
茶叶中含有多种生物活性物质，他们具有不同的生理调节功能。茶叶中的茶多酚、茶氨酸等多种活性成分含有不同的生理功能。
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●10.1茶多酚的主要生理功能
茶叶中含有多种生物活性物质，他们具有不同的生理调节功能。茶叶中的茶多酚大概具有六方面的生理功能，包括抗氧化、抗衰老；抗肿瘤；预防心血管疾病；抗菌、抗病毒；降低重金属毒性；预防肾脏疾病。
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●10.2茶氨酸的主要生理功能
茶氨酸是由“谷氨酸”和“乙胺”组成的酰胺类化合物，是一组手性化合物，这对手性化合物分别是：L-茶氨酸和D-茶氨酸。而从天然植物种萃取的茶氨酸是L-茶氨酸，茶氨酸的生理功能之一是辅助抗肿瘤或辅助抗癌，其在增强抗癌药物的作用机理体现在了四个方面。 茶氨酸还具有保护神经、增强记忆等生理功能。茶氨酸保护神经的作用机理包括三点。茶氨酸可以明显增强大脑α-波形成，从而增强记忆力。
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●10.3茶多糖的主要生理功能
从1962年苏联学者发现茶多糖具有抗辐射的效果到如今已经对茶多糖的组成与结构有了明确的定义，茶多糖的研究越来越深入，分别从动物实验、细胞实验等佐证了茶多糖的生理功能大致包括七个方面。
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●10.4茶皂素的主要生理功能
根据来源不同，茶皂素有茶叶皂素和茶籽皂素两种，它们是茶树中的一类皂甙化合物。茶叶中的皂素含量比较低，一般为0.5%左右。毒性试验表明茶皂素有一定毒性，但是对动物生长发育没有明显不良影响，也没有致突变作用。茶皂素的生理功能大致包括六个方面。
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第十一章茶的深度加工综合利用
了解茶叶和茶叶成分对产品色、香、味、形等品质的影响，对质构，流变性等的影响，对茶的深加工产品开发具有指导意义。
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●11.1茶的深度加工综合利用的基本原理
茶叶深加工概念是陈宗懋院士提出来的，其主要途径包括两个，通过进行茶叶深加工，具有可以提升茶叶利用价值，延伸茶产业链等优势。了解茶叶和茶叶成分对产品色、香、味、形等品质的影响，对质构，流变性等的影响，对茶的深加工产品开发具有指导意义。
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●11.2茶叶深加工产品开发的主要原辅料
茶叶进行深加工，需要许多原辅料，其一就是深加工用水，水与茶汤品质有很大关系，在保证符合国家软饮料用水标准的同时，其毒理学与微生物学指标、感官指标、化学成分指标均要符合相应的要求，水的主要处理方法包括三方面。其二就是茶，各种茶类都可以作为原料，按照不同需求搭配不同的茶类。其三就是其他辅料，包括二氧化碳、甜味剂、酸味剂等。
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●11.3茶汁和茶粉的制备
茶汁和茶粉的提取是极其重要的。茶汁的提取方法有多种，包括罐式提取法、逆流提取法等。茶粉的综合利用较为常见，包括抹茶、绿茶粉等主要产品，可以运用在面包、糖果、雪糕等多个领域。
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●11.4茶饮料和含茶饮料加工
从传统冲泡茶到现在的保健茶饮料，茶饮料和含茶饮料经历了漫长的发展时期。在这一发展过程中，茶饮料生产有一些亟待解决的主要问题，包括茶汤沉淀、香气和色泽的问题，根据这些问题研发了多种相应的方法和技术来解决。
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●11.5茶叶深加工食品
各种茶类都可以用于加工茶食品的原料，包括茶汁（包括鲜茶汁，浓缩茶汁）、茶粉（包括抹茶）和速溶茶。茶叶深加工食品的应用非常广泛，诸如茶糖果、茶糕点、茶叶主粮和茶膳等。
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第十二章茶有效成分的综合利用
茶多酚、茶氨酸、咖啡因等活性成分的提取方法很多，随着社会的发展，越来越多的新方法与应用途径不断出现。
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●12.1茶多酚（儿茶素）的制备与利用
茶多酚的提取方法很多，随着社会的发展，越来越多的新方法不断出现。茶多酚提取制备的质量和得率显著提高主要是得益于发展了微波提取、超声波提取和超高压提取三种辅助提取技术，以及CO2超临界萃取和膜富集和分离技术等。
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●12.2茶色素的制备与利用
茶多酚的应用已经很广，在食品工业的应用大致包括七个方面：油脂食品中的应用、动植物油的抗氧化剂应用、食品稳定剂、功能性食品添加剂、肉类和水产品的保鲜应用、口腔清新剂、水果蔬菜和鲜花保鲜的应用。 茶多酚在日化工业的应用大致包括四个方面：日化产品、洗涤用品、杀菌除臭剂等和其他方面。这些领域的应用主要是基于茶叶中的茶多酚的特点进项相关的研发。茶多酚的应用已经很广泛，产品也可谓琳琅满目，层出不穷，还包括养殖业的应用以及医药领域的应用。
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●12.3茶色素的制备与利用
茶色素其实是茶黄素、茶红素和茶褐素等的混合物，是红茶当中的水溶性色素。茶色素，包括茶黄素、茶红素和茶褐素，可以从以红茶或副产物直接提取制备。茶色素的应用也非常广泛，主要应用在医药和潜在作为天然食用色素方面。
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●12.4茶氨酸的制备与利用
茶氨酸的生产主要包括人工化学工程合成法；微生物酶法合成法；组织培养合成法；从茶叶中直接提取纯化四个途径，目前商业上获得主要是前面2个途径，但是随着茶的综合利用以及追求天然产品，后面的方法日益受到重视。茶氨酸的应用主要体现在三个方面：医药、食品工业应用和日化领域的应用。
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●12.5咖啡因的提取与利用
咖啡因的提取制备方法主要包括萃取法；升华法；吸附法；超临界提取法四种，主要是基于咖啡碱的两个理化性质。咖啡碱的应用其实是茶叶成分中较早而非常成熟的，主要应用在医药、食品饮料和化工原料领域。
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●12.6茶多糖的制备与利用
茶多糖的制备主要采取提取和沉淀等交叉处理，一般要经过提取，初步分离纯化，主要是脱蛋白和脱色，可以作为一般的产品进行利用，要求高的要进行完全分离纯化，主要经过活性炭柱、超滤和凝胶层析分离等处理，可以满足医药等方面的应用。
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第十三章茶树各部分的综合利用
茶树各部分资源极为丰富，包括低档茶、茶灰茶末、茶花茶果等，综合开发利用大有可为。
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●13.1低档茶的综合利用
低档茶一般包括积压茶、夏秋茶和低等级茶三种，其有多种利用途径，包括作为原料或拼配料提取茶汁或制备茶粉进行深度加工综合利用；提取有效组分进行综合利用；制备膳食纤维进行开发利用等。
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●13.2茶灰茶末的综合利用
茶叶加工过程中，会产生大量的副产物，主要有茶灰茶末和茶梗。茶灰茶末的利用途径包括提取有效组分进行开发利用；茶叶脱硫；污水处理；废纸脱墨等。茶梗的利用途径主要有两个方面，主要是基于茶梗的吸附功能、改性功能以及其他功能。
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●13.3茶花茶果的综合利用
茶树花资源极为丰富，综合开发利用大有可为，根据我国生产茶园的面积，基本可以估算出茶树花的产量。茶树花粉的利用途径主要有以下几点：提取有效组分加工花粉食品；作为养蜂业的优良花粉；开发茶树花粉产品。茶树花和茶树幼果的利用主要有以下几种途径：通过茶叶加工生产成品茶；提取各种有效成分；生产茶树花和茶幼果食品；加工茶树鲜花饮料等其他利用途径。
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●13.4茶果（茶籽）的利用
成熟的茶果，以前用来作为繁殖的材料，现在推广无性系茶树良种，如果不进行其综合利用的研究究会造成资源的浪费。茶叶籽油品质好，被誉为东方的橄榄油。茶果（茶籽）的利用途径有以下几点：生产茶叶籽油进行综合利用；提取茶皂素进行综合利用；提取茶叶籽油和茶皂素后的茶籽饼粕综合利用；茶子壳的综合开发。
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●13.5茶根的综合利用
茶树根的利用，主要包括提取有效组分及医药保健两个方面。
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●13.6茶渣的综合利用
茶的深加工和综合利用带来大量的茶渣，如速浓茶生产，茶饮料生茶，茶多酚生产。茶渣具有以下利用途径：作为燃料利用；作为饲料利用；用作有机肥；从茶渣中提取制备蛋白质；作为食用菌基质；作为茶渣树脂和纸浆利用；在水处理和环境净化中应用；制备膳食纤维；酿酒及其他利用途径。