茶葉色素分水溶性與脂溶性兩大類。黃酮類和花青素以及紅茶色素屬于水溶性色素,葉綠素和胡蘿卜素屬于脂溶性色素。水溶性色素內容在本章第四節(jié)茶多酚部分已經(jīng)有清楚的介紹,所以本節(jié)中僅簡單地補充說明。
一、水溶性色素
1.黃酮類
黃酮類(也稱花黃素)基本結構是a-苯基色原酮(a- phenylchromone)。結構中C3位易羥基化而形成黃酮醇類。黃酮醇類和黃酮類都多與糖結合形成相應的苷類。
茶葉中黃酮苷類含量較少,主要是黃酮醇及其苷類,它們占鮮葉干重的3%~4%,是水溶性的黃色或黃綠色素。這與它具備吡酮環(huán)、羰基等生色團有關。但結構上羥基位置對顯色有不同的影響,一般羥基在5、7碳位置上對顯色影響較小,3′、4′碳位置上有羥基的衍生物多呈深黃色,在3碳位有羥基僅能使化合物顯灰黃色,但3碳位上的羥基能使3和4碳位上有羥基的化合物顏色加深,這就是黃酮醇類在紫外線下顯亮黃色或黃綠色,而黃酮類呈棕色的原因。
2.花青素
花青素在茶鮮葉中約占干重的0.01%左右,紫色茶芽中含量達0.5%~1%,花青素苷元水溶性較黃酮苷元強?；ㄇ嗨卦诳梢姽庀碌念伾S環(huán)境的pH改變而異,在酸性條件下為紅色的鋅鹽形式,近中性時為無色的a-羥基色原烯中間體,這種中間體很不穩(wěn)定,開環(huán)而形成查耳酮,進一步堿化則生成藍色的醌式。
花青素在茶葉中的形式與積累,與茶樹品種、茶樹生長發(fā)育狀態(tài)、環(huán)境條件密切相關。有的品種在較強的光照和較高的氣溫下,常使茶葉中花青素含量增高,茶的芽葉也呈紫色,用于制作綠茶,葉底常出現(xiàn)靛藍色,滋味苦澀,湯色褐綠。
3.紅茶色素
茶葉中含有大量的兒茶素,其含量約占鮮葉干重的12%~30%,純品呈白色結晶,但由于含有較多的酸性羥基,所以極易被氧化,從而生成有色物質。茶黃素就是由成對的兒茶素經(jīng)氧化結合而成的。茶黃素類含量一般占干重的0.3%~1.5%,是紅茶茶湯中的主要黃色色素,滋味頗辛辣,具有強烈的收斂性。紅茶制作中,由于加工中酶促氧化作用,使花青素得到轉化,對品質影響較小。
茶紅素類是茶黃素類進一步氧化的產(chǎn)物,也是紅茶茶湯中紅色物質的主要成分。純品茶紅素為棕紅色,易溶于熱水,刺激性沒有茶黃素強烈,收斂性較弱,含量一般為干重的5%~11%。茶紅素的分子結構中有兩個羧基(-C00H),因而顯酸性。茶紅素的陰離子(-C00-)顏色沒有解離的顏色深,因此,茶湯中若加入酸會降低顏色深度,加堿則顏色變深。茶紅素進一步氧化并與氨基酸、蛋白質等物質結合可形成茶褐素。茶褐素是一類結構十分復雜的大分子化合物,能溶于水,不溶于乙酸乙酯和正丁醇。
二、脂溶性色素
茶葉脂溶性色素主要有葉綠素(包括葉綠素a和葉綠素b),其次是類胡蘿卜素(包括胡蘿卜素、葉黃素)。這些物質與磷脂、蛋白質等構成茶樹光合器官葉綠體基粒,是將光能轉化為化學能的重要機構。
1.葉綠素
葉綠素是茶葉中的主要色素,約占茶葉干重的0.6%,比胡蘿卜素高4倍。葉綠素可分為藍綠色的葉綠素a和黃綠色的葉綠素b兩種。茶樹鮮葉的葉綠素a含量約為葉綠素b的2~3倍,使葉片在正常情況下呈現(xiàn)綠色。葉綠素是由甲醇、葉綠醇與卟吩環(huán)結合而成的,是一種雙羧酸酯化合物。由吡咯構成卟啉并戊酮環(huán),即卟吩環(huán),中間有一個不電離的鎂離子。茶葉越嫩,葉綠素a的含量越少,所以嫩葉多呈黃綠色,茶樹葉片長大后,葉綠素a的含量大增,葉色呈濃綠色。葉綠素中鎂原子被氫原子取代,使葉綠素的原有綠色消失變成褐色的脫鎂葉綠素。葉綠素被水解脫去葉綠醇和甲醇,其葉綠酸由脂溶性變成水溶性。水溶性的葉綠酸呈鮮綠色,而且比葉綠素穩(wěn)定。
2.類胡蘿卜素
類胡蘿卜素( Carotenoids亦稱“輔助色素”。類胡蘿卜素含有兩種色素,即胡蘿卜素( Carotene)和葉黃素( Lutein),前者呈橙黃色,后者呈黃色。功能為吸收和傳遞光能,保護葉綠素。在自然界分布很廣,屬四萜類衍生物,大多是結構復雜的復烯色素。
能使植物最大限度地吸收光能,以充分利用各種不同波長的光來進行光合作用。已知結構式的化合物在300種以上,茶樹體內存在10種以上,大致屬以下三類:①復烯烴類。有a胡蘿卜素、B-胡蘿卜素、8-胡蘿卜素、y-胡蘿卜素和番茄紅素等。②復烯醇類。如葉黃素、玉米黃素、隱黃素。③復烯烴的環(huán)氧化物。在茶樹中已發(fā)現(xiàn)的有堇黃素、a-胡蘿卜素環(huán)氧化合物。胡蘿卜素在茶葉制作過程中受到酶促氧化和熱解等作用可轉化為紫羅酮、二氫海癸內酯。葉黃素類( Xanthophylls)是胡蘿卜素的二羥基衍生物,常伴隨胡蘿卜素共存于茶樹及其他植物的綠色鮮葉中,常被葉綠素掩蓋,如葉綠素在制茶時被破壞,黃色即顯露。
3.葉酸
葉酸( Folic acid)又稱“維生素B3”和“維生素M”,是B族維生素的一種。黃色或橙黃薄片狀或針狀晶體
4.原花色素類
原花色素類( Proant hoeyanidins),茶葉中色素的種類之一。又稱“原花色苷元類”,黃烷-3-醇的二聚物和較高的寡聚物,用無機酸處理能產(chǎn)生紅色的花青素,屬縮合單寧,具鞣質通性,因含有更多的自由酚羥基,收斂性、苦澀味和抗氧化作用更強。
5.花白素
花白素( Leucoanthocyanidins)即“白花色苷元”,化學名為羥基-4-黃烷醇。廣泛分布于植物體內的一類還原的黃酮類化合物?；ò姿匕椿ㄉ胤诸?span style="font-family:calibri;">,在高等植物中以芙蓉花色素和飛燕草花色素為主。茶葉中含有的花白素苷及其苷元數(shù)量比兒茶素少得多。花白素無色,但在鹽酸水溶液或酒精溶液中,加熱煮沸時可轉化為有色的花色苷元或花色苷。花白素較活潑,易氧化聚合,是縮合鞣質的前體。花白素又名隱色花青素,占茶葉中干物的2%~3%。
6.脫鎂葉綠素
脫鎂葉綠素( Pheophytin)又名“葉褐素”。葉綠素分子中的鎂原子受酶(或熱)和酸的作用而喪失形成的一種褐色物質。成品茶的外表色澤同這種物質的含量有關。例如,綠茶制作工藝不當,失去翠綠的特點,是葉褐素過量累積的結果。
