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第一章绪论目的要求：了解《茶叶生物化学》的历史、性质、任务及发展趋势。要点：《茶叶生物化学》的定义、性质和任务。第一节《茶叶生物化学》历史及发展趋势茶叶生物化学的历史茶叶生物化学的研究始于19世纪初，发展过程大体可分为4个阶段：成品茶化学成分的研究—鲜叶化学成分的研究—茶树代谢的研究—制茶化学及功能成分的研究。第一阶段：寻找、发现、提取或鉴定茶叶中的成分。成分中有些来源于茶鲜叶，有些属于制茶过程中转化形成的。第二阶段：开始注重成茶中化学成分的来源及制茶化学变化，因此鲜叶化学成分受到关注。第三阶段：注重对茶树代谢尤其是次级代谢中重要品质成分的合成，代谢途径及相关酶进行研究。第四阶段：以茶叶品质化学、鲜叶成分、茶树代谢研究为基础，重点进行了制茶化学及品质控制的研究，如红茶制造化学，香气成分等。1980年代开始，茶叶功能成分受到关注。茶叶生物化学的发展趋势1、在茶叶学科中的基础地位将得到进一步加强茶叶饮料及茶叶附产品（如功能成分的提取与利用）开发和生产，终将成为商品，无论是品质、品味、卫生安全等都涉及到化学问题。2、与生物技术的联系日趋紧密茶叶生物化学最终都将以方法或技术的形式发挥作用。3、次级代谢仍将是茶叶生物化学研究的重要领域茶叶品质成分、茶叶综合利用的重点是次级代谢成分，且研究仍不完善，如香气成分、次级代谢的途径及调控等。4、茶饮料的开发、综合利用、香气成分、酶工程化学等是未来重点研究领域。一、基本知识、技能、概念1茶叶生物化学概念：是研究茶树各个器官化学成分的种类、性质、生物合成、转化途径及变化规律的专门学科。根据研究的内容，分为静态和动态2个部分。研究组成茶叶的各种化学成分的含量、存在部位及物理、化学性质以及与茶叶品质关系的部分，属于静态茶叶生物化学，也称茶叶化学；研究组成茶叶的各种化学成分的生物合成、转化及其与生态条件、栽培技术、加工工艺关系的部分，属于动态茶叶生物化学。此外，根据在茶学各学科中的研究重点，又可分为栽培生物化学、制茶生物化学等。性质：研究和阐明茶叶品质成分的生物代谢、制茶转化规律及相关条件的专业基础学科，并为茶学学科发展及茶叶生产、加工、开发利用提供有关化学理论、方法及技术支持。研究内容：（1）作为一门前沿学科，关注植物生物化学，食品化学，医学等学科的发展动态，并应用其研究成果。（2）茶树代谢及调控的研究。（3）制茶转化及调控的研究。（4）茶产品尤其是茶饮料质量、风味化学的研究。（5）茶叶有效成分提取及利用的研究。第二章茶叶中的化学成分及性质2茶鲜叶的化学组成及各组分（P8图）（课本第八页）认真复习，考试时间：2011年6月7号14点-16点，地点：禧强楼1072水分（75~78%）蛋白质（20~30%）：白蛋白、谷蛋白、球蛋白、精蛋白氨基酸（1~4%）：茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸生物碱（3~5%）：咖啡碱、茶叶碱、可可碱茶酶：氧化还原酶、水解酶、裂解酶、同分异构酶树茶多酚（18~36%）：儿茶素，占总量的70%以上鲜有机物糖类（20~25%）：纤维素、果胶、淀粉、葡萄糖、果糖叶有机酸（3%左右）：苹果酸、柠檬酸、草酸、脂肪酸类脂（8%左右)：脂肪、磷脂、甘油酯、硫脂和糖脂色素（1%左右）：叶绿素、胡萝卜素、叶黄素、花青素芳香物质（0.005~0.03%）：醇、醛、酮、酸、酯、内酯干物质维生素（0.6~1%)：维生素C、A、E、D、B1、B2、B6、K、H（22~25%）水溶部分（2~4%）无机物水不溶部分（1.5~3%）3茶多酚及组成茶多酚：茶叶中的多酚类简称茶多酚，又称“茶鞣质”、“茶单宁”，是一类存在于茶树中的多元酚的混合物，其含量一般占茶鲜叶干物总量的18%--36%。茶多酚组成：主要有四种类型：儿茶素类（黄烷醇类）；黄酮、黄酮醇类；花青素、花白素类；酚酸及缩酚酸类。其中，除酚酸及缩酚酸外，均具有2—苯基苯并吡喃的其本结构，统称为类黄酮物质。2-苯基苯并吡喃的结构（P9）。花青素：又称花色素，色原烯为其特征结构（见P18）花白素：又称隐色花青素，为无色，在一定条件下可转化为花青素。酚酸和缩酚酸：是一类具有羟基和羧基的芳香族化合物，已从茶叶中分离和鉴定多种这类物质。（P20-21）4类黄酮物质：具有2—苯基苯并吡喃的其本结构的多酚类物质.5儿茶素：又称黄烷醇类，是多酚类的一种类型，其特征结构为（P9），含量一般占茶鲜叶干物总量的12%-24%。6儿茶素中各成分的中文名称、英文名称及其与化学结构之间的关系（P10）7黄酮类又称花黄素，其特征结构为2—苯基色原酮，黄酮与黄酮醇的结构差异在C3上，均可与糖配体形成糖苷类。黄酮、黄酮醇及其糖苷类的结构（见P16-17）其中它们之间在糖配体的结合位上有所不同。多酚类的理化性质儿茶素的理化性质（P15）（1）溶解性（2）吸收光谱（与实验分析方法有关）（3）显色反应（4）沉淀反应（5）氧化反应（与茶叶分类及品质形成有关，是制茶化学转化、控制及茶叶风味、保健功能研究的重点之一。（6）异构反应（与制茶化学转化有关）黄酮及黄酮苷类的理化性质（P17-18）色泽溶解性认真复习，考试时间：2011年6月7号14点-16点，地点：禧强楼1073水解反应吸收光谱显色反应花青素和花白素的理化性质花青素在不同PH条件下的呈色表现。花白素易发生氧化聚合反应，形成有色氧化产物。酚酸和缩酚酸的理化性质多为白色结晶，易溶于水和有机溶剂。8茶叶色素及种类茶叶色素：是一类存在于茶鲜叶和成品茶中的有色物质的总称，其中一部分为天然色素，另一部分为制茶转化色素。茶叶色素的种类：（1）天然色素（P22页）A脂溶性色素：叶绿素（绿）----干茶、叶底、茶汤（叶绿素降解产物）类胡萝卜素（黄--橙红）----干茶、叶底B水溶性色素：花黄素（黄酮和黄酮醇，黄色）----茶汤花青素（红紫色）----紫芽、叶底、苦涩（2）制茶转化色素(P30页)A茶黄素（TFs）（橙黄、水溶）----干茶、叶底、茶汤、滋味B茶红素（TRs）（棕红、水溶）----干茶、叶底、茶汤、滋味C茶褐素（TB）（褐色、水溶）----干茶、叶底、茶汤、滋味D其它：美拉德反应产物；儿茶素轻度氧化产物；其它色素。制茶转化色素的理化性质（P30-32）色泽与茶叶品质（1）干茶色泽（2）茶汤色泽（3）叶底色泽（4）其它表现（如与茶叶滋味、香气有关）9茶叶芳香物质及种类茶叶芳香物质：是茶叶中易挥发性物质的总称，亦称挥发性香气组分（VFC）。红茶中已分离400余种；绿茶260种；鲜叶80余种。大部分由加工转化形成。种类：（1）茶叶芳香物质按化学结构分为：醇、醛、酮、酸、酯、内酯、酚、过氧化物、含硫化合物、含氮化合物等。（2）还可按香型、沸点等进行分类，如：a青叶醇（青草气，清香）b香族醇（花香，果香，沸点较高）c萜烯醇（花果香，品种特征明显）d类胡萝卜素转化产物（花果香）e清香（青气）（青叶酸、青叶醛、低级脂肪醇、醛、酮、酸等）f甜香（酯类，内酯类等）g酸味（脂肪酸）h烘烤香（美拉德反应产物，“湿热”转化产物等）i花果香（萜烯、芳香族醇等）j其它如焦味、火味、陈味等芳香物质的理化性质一般了解（P49）。含量少；种类多；与茶类、加工方法、品种、地域、气候等有关。芳香物质与茶叶品质香气在茶叶品质因素中的重要地位日益明显认真复习，考试时间：2011年6月7号14点-16点，地点：禧强楼1074不同类型和风味的香气及举例10茶叶生物碱定义：茶叶中的生物碱主要是嘌呤类生物碱，它们是咖啡碱、可可碱和茶叶碱，统称为生物碱。其中以咖啡碱含量最高，占鲜叶干物重量的2--4%。咖啡碱为茶叶的特征物质。理化性质：1、升华；2、热水中易溶；3、咖啡碱与儿茶素缔合形成“冷后浑”；4、化学性质稳定。生物碱与茶叶品质：热溶、味苦、鲜爽、药理作用、冷后浑、咖啡碱含量与鲜叶嫩度及季节变化。11茶叶氨基酸的组成目前，在茶叶中发现的氨基酸种类至少有26种，其中6种为非蛋白氨基酸。但游离氨基酸很少，约占干物质重量的2-4%。茶叶中主要的氨基酸有茶氨酸（甜鲜味）、谷氨酸（鲜味）、天门冬氨酸（酸味）、精氨酸（苦甜味），及丝氨酸等。其中茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸含量最高，约占茶叶氨基酸总量80%。茶氨酸约占60%，是茶叶中特有的氨基酸，是组成茶叶鲜爽滋味的重要物质之一。氨基酸与茶叶品质：对绿茶品质影响较大，与茶叶的鲜爽、甜味、香气、色泽也有很大关系。茶氨酸生物合成的底物是谷氨酸和乙胺12茶叶糖类的组成糖类物质也称碳水化合物，占鲜叶干物重量20-30%，分为单糖、寡糖、多糖及其它少量糖类。糖类与茶叶品质：与甜味、鲜爽、浓度、香气、色泽有关系。14、茶鲜叶中的芳香物质含量变化(1)春茶高于夏秋茶。(2)嫩叶高于老叶。(3)适当的海拔高度利于其积累。(4)适当的昼夜温差利于其积累。15、茶树初级代谢与次级代谢（P68）初级代谢或一级代谢：茶树物质代谢是茶树生长发育过程中所进行的物质合成、分解、转化等生物化学变化，与其他生物一样，其物质代谢既有普遍的规律可循，又有自身的特点。初级代谢和次级代谢即是生物界普遍存在的代谢规律和现象。在生物的生命活动过程中，蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸等这些物质的代谢，为生长发育提供了必需的能源、中间产物、结构物质、遗传物质等，因此称为初级代谢或一级代谢。次级代谢或二级代谢：由初级代谢衍生的其他物质的代谢，如多酚类、生物碱、留体、芳香物质、萜类等，这些物质一般在生物体内种类多、代谢途径复杂、且在积累和功能上各有特点，因此称为次级代谢或二级代谢。次级代谢产物：次级代谢生成的产物称次级代谢产物。茶叶的风味物质和保健成分主要是次级代谢产物及其转化物。13、多酚类在茶树体内的分布及含量变化(1)主要集中在幼嫩的生长部位，随茶梢成熟，总量趋于下降，其中L-EGCG和L-ECG是指标成分，L-EGC含量则不降反升。(2)大叶种＞中小叶种，大叶种简单儿茶素含量较高。儿茶素含量：紫芽＞黄绿芽叶＞深绿芽叶。(3)夏茶＞秋茶＞春茶。(4)磷肥有利于多酚类的积累，氮肥降低其相对含量。(5)儿茶素品质指数：L-EGCG+L-ECG认真复习，考试时间：2011年6月7号14点-16点，地点：禧强楼1075L-EGC儿茶素品质指数值越高，茶叶越嫩（针对绿茶）多酚类的合成：三个阶段（莽草酸途径P112、苯丙酸盐代谢P114、类黄酮合成途径P115），莽草酸途径合成“芳香族氨酸”，“苯丙酸盐”代谢生成香豆酰辅酶A，再经类黄酮合成途径形成儿茶素等物质。在儿茶素的基本结构中，A环来自3个醋酸分子，B环来自莽草酸，C环来自磷酸烯醇式丙酮酸。莽草酸途径的先质是磷酸烯醇式丙酮酸（PEP，糖酵解产物）和4-磷酸赤藓糖（磷酸戊糖途径产物）多酚类合成的亚细胞定位，细胞质中合成后转运至液泡。多酚类的转化茶树体内的多酚类物质主要积累在细胞的液泡，茶树体内的多酚类物质也进行各种分解代谢，14C儿茶素饲喂试验；参与碳代谢，提供碳架，提供能源。（P118）生物碱的合成：（1）嘌呤环的直接合成（2）嘌呤环由核酸降解提供咖啡碱的合成部位：主要在幼嫩叶片生物碱的转化茶树体内咖啡碱和其他嘌呤碱的分解代谢首先是脱甲基形成黄嘌呤，再经氧化形成尿酸（动物体仙的终产物），进一步分解最终形成尿素和CO2。生物碱在茶树体内的分布及含量变化(1)除种子外，其它部位均含有咖啡碱，其含量分布为叶片＞茎＞花果；嫩叶＞老叶。(2)云南大叶种＞一般中小叶种。(3)夏茶＞春、秋茶。(4)遮荫、施氮肥有利于提高咖啡碱含量。茶氨酸的生物合成（P96）（1）底物谷氨酸的合成茶树根部利用铵态氮，由a-酮戊二酸合成谷氨酸P97。谷氨酸很快转化为谷氨酰胺、茶氨酸等酰胺类化合物将铵贮藏起来，从而茶树表现出喜铵性和耐氨性。谷氨酸的另一合成途径是由谷氨酰胺提供氮源，从a-酮戊二酸合成。（2）底物乙胺的合成乙胺由L-丙氨酸脱羧形成（在茶树根部进行），L-丙氨酸的合成（P103）茶氨酸的分解生成谷氨酸和乙胺。乙胺可进一步进入到呼吸代谢和儿茶素的合成途径中。茶氨酸代谢的生理生化意义是茶树贮藏、输送、提供氮素的主要形式，是碳氮代谢平衡的指标物质。芳香物质的代谢芳香物质的合成不饱和