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什么是发酵？
通常所说的发酵，多是指生物体对于有机物的某种分解过程。发酵现象早已被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。微生物生理学严格定义的发酵：有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化。
工业生产上定义的发酵——工业发酵：工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为发酵，比如啤酒酿造、味精生产等。食品中的发酵：发酵食品是指人们利用有益微生物加工制造的一类食品，具有独特的风味，如酸奶、干酪、酒酿、泡菜、酱油、食醋、豆豉、黄酒、啤酒、葡萄酒等。
茶叶的发酵—茶叶生物氧化过程意义
人们常说，中国茶叶按照发酵程度的不同以及综合制法，分为六大茶类。但这里的发酵一词，在中国茶叶的惯用语境中，则与上述微生物发酵全然不同。在茶叶中，同一片绿叶是通过控制生物氧化而被加工成绿茶、红茶、乌龙茶等，这一过程也被错误地称作发酵。这一过程更像是一系列的酶促反应，也许更应该被称作生物氧化。茶叶的生物氧化是细胞壁破损后，存在于细胞壁中的氧化酶类促进儿茶素类进行的一系列的氧化过程。
在茶叶的细胞里，儿茶素类存在于细胞液中，而氧化酶主要则存在于细胞壁中，而非主要存在于微生物中，所以需要使细胞壁破损。这也自然解释了发酵茶需要揉捻的原因。根据多酚类物质氧化程度的不同，也就区分了全发酵、半发酵、轻发酵。在红茶中，多酚类氧化程度很高，则称之全发酵;乌龙茶中多酚类的氧化程度约一半左右，则被称为半发酵。
例如在红茶加工中，发酵目的是使叶子中所含儿茶素氧化。叶色由绿色转变成铜红色，生成红茶特有的颜色。茶叶液胞膜受损伤后，液泡内的多酚类、氨基酸等物质，逐步被氧化，同时由于儿茶素氧化，使叶子中一部分物质进行化学作用，生成红茶特有的色香味品质。
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生物技术对于茶叶生产发展的意义
一、生物技术对于茶叶生产发展的意义 优良品种是现代农业生存与发展的根本基础 20世纪即将过去，新的一个世纪正在向我们招手。在这世纪之交的时刻，回顾本世纪全球农业的发展过历程，可以看到，自二次大战以来，农业经历了机械化、化学化和良种化三次发展浪潮，使得在许多国家，农业已经由低生产力、低科技水平、低产出的的传统农业迈入了以生产技术科学化、生产工具机械化和生产组织社会化为特征的现代化农业。因此，在即将到来的新世纪中，摆在中国及至全球茶叶持业面前的艰巨任务就是奋起直追，使茶叶生产能够尽快迈入现代化行列。 全世界目前约有58个产茶国家，但其中只有十几个国家的茶园年产量能超过1500公斤/公顷。在约2，500，000公顷的茶园中，许多是生产力较低的老茶园，不仅产量低，品质也较差。例如中国拥有大约110万公顷茶园，约占全世界茶园总数的40%，但其中可能只有不到25%的茶园栽种的是经过改良的无性系品种，其它多数茶园种植的仍是参差不齐的群体种，其生产力均在不断地下降。因此中国茶园的平均产量只有大约500~600公斤/公顷，比世界平均低很多。茶叶生产的这种低产率低品质使生产成本增加，经济效益降低，阻碍了茶叶生产的继续发展。除此之外，大量使用化学农药抵御病虫害不仅污染环境，也增加了生产的成本。如每年因虫害造成的损失可能达到总产出的10%~30%，也就是说，虫害有可能使每亩茶园每年减少30~90元的净利润。而进行虫害防治，每亩茶园每年又投入60~90元的农药与劳力。如果培育出抗虫品种来更新茶园，则这些损失与投入都可能转化为利润，使收入提高90~180元/亩/年。在产量方面也是如此，每增加10%的产量就有可能使每亩茶园的净利润至少提高30~5元。至于优质品种对于生产效益的促进更是有目共睹。所有这些都说明，用更好的品种有更高的产量、更好的品质、更强的抗病虫性能和抗逆性能的品种来更新茶园，是使茶叶生产摆脱低迷、获得长足发展的事半功倍听根本方法。 生物技术是使茶树育种摆脱困境的一条新途径 然而，茶树育种研究的现状却不能令人十分满意，常规育种方法在茶树上应用赶来存在困难，不仅费时费力，而且效率很低。这主要是由于茶树的特殊情况所导致的。首先，茶树是多年生植物，生育周期太长。比如对于水稻来说，一年可以繁育两至三季，而茶树却需要4~5年来让一株扦插苗长大。因而在育种过程中，水稻育种研究半年就可以完成的工作在茶树上就可能需要4~5年。其次，茶树的结实率太低，只有3~15%，茶树又自交不结实，得不到纯系，使其它植物中常用的杂交育种方法在茶树上几乎失去用武之地，这些都使常规育种方法不能很好地用于茶树育种研究。亿以茶树育种至今仍以单株选育为主，阻碍了茶树育种研究进展。 植物生物技术的发展为茶树育种摆脱困境提供了另一种解决途径。生物技术是新近发展起来的生命科学，包括了许多的他支。从之义上说，生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程和生物化学工程等分支学科。而狭义的植物生物技术可以从其研究对象上分为三个层次，即分子水平上的植物基因工程技术，包括基因的克隆和基因的转移；细胞及亚细胞水平上的植物细胞工程技术，包括突变细胞系的筛选、原生质体融合与体细胞杂交、植物细胞有大量培养与次生代谢物的生产等等；以及器官水平上的植物组织培养技术，包括花药培养与单倍育种、胚培养与胚挽救、快束繁殖与人工种子技术和室内种质保存等等。 植物生物技术可以创造具有新性状的茶树新品种，也可以用于设法将两个品种的优良特性结合在一起，或将其它来源的新遗传特性导入茶树。例如，我们可以运用基因工程技术将抗虫基因转入茶树之中，使茶树自身具有抵抗虫害的能力，以减少每年因虫害造成的损失和施用农药的巨大开支。在棉花等作物中，已经通过生物技术方法育成了巨大开支。在棉花等作物中，已经通过生物技术方法育成了这类抗虫品种，妈得了很好的效益。又如，在深入了解了茶树次生代谢机制的基础上，可以用基因工和工程技术对茶树进行遗传操作，针对不同茶类部育出不同的适制品种。采用生物技术，可以在大缩短育种的周期，因为生物技术与常规技术的不同之处在于操作象的不同，生物技术面对的是单个细胞，而常规技术的实施要在整株的水平上进行曲。细胞可以在几周、几个月内繁殖多代，而茶树却却需几的睥时间来长大。细胞培养没有季节的限制，不会场因等待开花等待发芽而耗费几个月的时间，同时，它们对空间的要求也有很大差异一毫升的培养液就可以培养几万个细胞，而种植必万株茶树就可能需要一公顷的土地，其次，对大批量的细胞进行筛选、诱变等处理也比对大片的茶树进行处理容易得多。如果茶树生物技术研究妈取得突破，并与常规育种技术相结合，互相取长补短，可使茶树育种研究效率更快，取得真正突破性的进展，培育出新一代的茶树品种。 二、生物技术可以为茶叶生产的了展带来什么 加速茶树新品种的培育与推广 培育与推广茶树新品种的困难之一就是速度太慢。一个茶树新品种的培育可能会耗时二三十年或更久，这就使得用培育新品种的方法来解决生产成为一种难题。这一困难可以采用一种称为快速无性繁殖，或微繁殖的技术来加以克服。这种微繁殖技术实际情况际就是在人工无菌条件下的微型扦插技术。这种方法的最大特点，就是可以用尽可能少的植物材料，在有限的时间内获得大量的植株。比如说，用一个插穗或芽头，在一年或两年的时间内，繁殖出成千上万株茶苗来。 与常规扦插繁殖方法不同的是，微繁殖不是将插穗扦插在泥土中，而是插在培养材料上进行培养。培养基中含有各种各样的矿质元素和有机添加物以满足生长的营养需要，并添加了各种激素来调节培养物的生长。在培养基上，最初的芽会先萌发成一个枝条，然后在其基部又会不断有新的芽形成。这样大约经过1~2月，从一个芽头上会形成有十多个芽头的丛生芽。然后再将它们分离开来，每一个芽头都可用作新的培养起始物，来诱导新一轮的芽增殖。这样不断重复的培养，可以在一年内用20平方米的培养室生产出上百万的小植株来。 微繁殖技术的一个培养周期只需1~2个月，且每个培养体在一个周期都能繁殖几倍至几十倍，所以它的繁殖效率大大高于一般的常规繁殖方法。但它因为需耗用大量的培养基并且是在人工条件下，所以微繁殖的成本比起常规扦插方法来要高一些。目前主要用于繁殖一些经济价值较高的观赏植物和园艺作物，以及一些难以繁殖或繁殖速度极低的植物，比如兰花。 在茶叶生产上，虽然目前常用的扦插繁殖方法要占用大量的土地为母本园和苗辅，但扦插繁殖的成本仍然较低，因此微繁殖技术替代生产上的常规繁殖方法在经济上可能仍然不很合算。但扦插繁殖方法的繁殖率较低，因此如果需要繁殖的材料其母本很少，就会需要很长的时间才能繁殖到一定的规模，常规方法的缺眯就暴露出来了。 在某些情况下，植物的原始材料可能是非常非常之少的。比如，刚用某种育种方法得到了一个具有新的遗传性状的植株，如果是单株选育，可能得到的材料只有一株茶树；如果是基因工程，得到的可能只是一株试管苗，这时急需的是迅速扩大群体以便进一步深入研究，使其能发展成为一个新的品种。又如，一个新的品种刚育成，这时需要快速繁殖至一定的规模，以便于早日应用于生产实践。在这些情况下，微繁殖技术就可以大显身手了。 为便于分析，假设在极端情况下可用于繁殖的起始材料只是一个插穗。在这种情况下，用常规方法进行繁殖需要1~2年使其长成一株小茶树，再茶3左右的时培育成为母本茶树。这时从这株茶树大约可以得到60~70个扦穗用于扦插。经过又一年扦穗萌发成小苗，移栽后又需3~4年长成茶树以便进一步扦插。然后从这些茶树上，大约可以得到4000~5000个插穗用于又一轮的扦插。为得到4000~5000株苗，可能需要8~10年的时间。 但如果采用微繁殖技术，1~2个月的时间就能形成一株无菌苗，再用1~2月的时间就能得到一瓶丛生苗。经过不断的继代培养，只需2年左右的时间就能得到4000~5000株植株。因此使用微繁殖技术可以加速育种研究中珍稀材料的增殖过程，使改良品种可以提早6~7年投入生产，加速优良无性系的推广进程。 任何一项技术的成本都取决于它能否实用。在通过情况下，可用于繁殖的茶树枝条几乎没有限制，而一株插穗繁殖的小苗的价格可能只有0.1元左右，因此采用微繁殖方法来繁殖茶要也许并不经济。但在类似上述的特殊情况下，由于可用于繁殖的起始材料太少而使繁殖一定规模种群的时间过长，采用微繁殖技术就可以节省下宝贵的数年时间。那么微繁殖所带来的成本升高可能只需1~2年的生产利润就可补偿。 微繁殖是茶树生物技术中吸引了最多的注意力。起步最早，取得的成就也最大的一个方面。根椐我们已有的知识，对一优异的茶树无性系利用微繁殖技术进行快速繁殖已经成为可能。虽然在茶叶生产中，由于成本较高，目前微繁殖技技术尚未成为茶树繁殖的主要方法。但这一技术具有的高增殖率和无性系快速克性隆能力仍使它对茶叶生产的发展会有很大的意义。 彻底改变茶树的繁殖与播种方式 扦插繁殖是茶树栽培史上一项极为重要的技术进步，它使得茶树的良种化成为现实，整齐一致的无性系茶园极大地提高了茶叶生产的产量与品质。但扦插繁殖方法仍有其不可克服的缺点。它不仅需要大片土地作为母本园和苗圃，而且在苗木的贮存与运输方面困难较多，尤其在苗木繁育地和种植地相距较远时，增加了茶苗工厂化生产和运输的困难，加大了茶苗的生产成本。 人工种子技术是有望解决这一问题的新途径，它是建立在体细胞胚胎技术和微繁殖技术基础上的一项新技术。体细胞胚胎就是人工诱导出来的类似胚胎的结构体。在通常的种子胚形成过程中，卵细胞先由花粉受精，受精卵再通过心形胚、鱼雷形胚等一系列过程发育成为一颗成熟的种子。但在体细胞胚胎发生过程图中，却没有这样的受精过程，一个来自茎或叶等类似组织器官的体细胞能被直接诱导成胚一样的结构。然后它能和受精卵一样通过心形胚、鱼雷形胚等发育阶段形成一个成熟的胚，并最终成为一株完整的植株，使茶树能以比克隆羊高出成千上百倍的效率进行无性繁殖。 人工种子就是将体细胞胚或微繁殖得到地试管苗用含各种营养成分和农药等化学成分的胶囊包裹起来，形成一种类似种子的结构，然后再用外皮将它包起来以防止机械损伤，用于包裹胚的胶囊就起了类似于天然种子中胚乳的作用。 人工种子技术有许多突出的优点。首先，它的效率和繁殖率大大高于通常的扦插方法。采用扦插方法时，从一株茶树上可能可以得到60~70个插穗从而繁殖出60~70株植株。而采用人工种子技术，理论上每个培养细胞都可诱导出一个体细胞胚，进而形成一颗人工种子，而1ml培养基中就可能有10，000~100，000个细胞，所以体细胞胚胎技术的增殖率是非常非常高的。例如，胡萝卜人工种子的生产中，20天内能生产出1千万个体细胞胚并进一步被包裹成人工种子。 其次，人工种子既象扦插苗一样能保持原有品种的优良特性，又和种子一样能很方便地贮存与运输，并且它可以用生物反应器进行工业化的生产，并进一步可以采用机械化播种。 茶树上目前已有一些人工种子生产方面的研究，但总的来说这项技术还远未成熟，在能够投入生产实践之前仍有大量的工作待做。 在室内保存各种各样的茶树品种资源 前面提到的微繁殖技术的另一项可能用途就是建立一个室内的茶树基因库。茶树的遗传资源是非常丰富的，在每个不同的原始种内甚至单个植株间都可能存在遗传上的差异，都会有其不同的特点或长处。这些差异对于育种工作者来说是非常珍贵的。但随着持续不断的茶园良种化改造，它们逐渐被整齐划一的无性系所替代。中国还有许多树龄几百年的野生大茶树，它们对于茶树的育种与遗传研究也非常的重要。一旦遭受自然灾害，这些珍贵资源的损失将是不可挽回的。建立一个室内基因库就是在人工条件下培养这些茶树的试管苗，使其尽可能缓慢地生长，以达到保存资源的目的。室内基因库与室外的资源圃相比具有以下优点：1）节省土地，10平方米培养室即可保存约750个不同材料，相当于15亩资源圃的保存量；2）避免自然灾害造成的损失；3）最便利的是它可以保存当地生长的材料；4）省却肥料，灌溉，农药等开支；此外它还便于种质的异地交流，方便在生物技术等各种研究中对这些遗传资源的分析利用。 将两个品种的优良特性组合在一起 杂交育种是将两个品种各自的优良特性组合在一起的常用育种方法，如将一个品种的高产性状与另一个品种的抗病特性结合起来，创造一个既高产又抗病的新品种。但茶树因为结实率太低，常常得不到杂交种子，给茶树的育种研究带来很大困难，这也是为什么茶树育种至今仍停留在单株选育水平上的原因。胚培养就是生物技术各种中用来解决这一问题的一个方法。胚培养就是将杂交后尚未成熟的胚从种皮中取出，将其置于培养基上，为其提供各种必要的营养与其它需求，在人工条件下加以精心培育，使其避免夭折，促进其萌发成正常植株。茶树的胚培养已经获得成功，要解决的问题是尽量提早培养的时间，如能将越冬前的幼胚培养成功，则用于实践才更为现实。 生物技术中用来替代杂交育种方法，即是不同品种各自的优异状结合在一起的体细胞杂交。体细胞杂交就是将两个不同品种来源的细胞设法融合在一起，再通过人工的培养促使这一融合后的细胞发育成为一株完整的植株，进而成为一个具有两品种各自优良性状的新品种。因为这一方法利用的是茎、叶等营养体组织来源的细胞，而不是生殖细胞，因此称它为体细胞杂交。 但植物细胞与动物细胞不同的是，在植物细胞周围有一层坚硬的细胞壁包裹着，这种天然的壁垒阻碍了细胞间的相互融合。解决这一问题的方法是用酶处理等手段去除细胞的细胞壁，用这种方法大量获得的没有细胞壁的裸露细胞称为原生质体，它们是真正分离的单个细胞，更易于对其进行各种生物工程操作。 体细胞杂交技术在茶树上有其独特的意义，如果茶树的体细胞杂交研究能够成功，就可以大规模地将现有的茶树品种进行相互杂交试验，培育出综合各品种优良性状的新一代茶树品种。 创造从未有过的茶树新特性 如上所述，当两个品种各自有一个我们所希望的优良性状时，可以用杂交的方法将其组合在一起。但如果所有的品种中都找不到我们所希望的性状时怎么办？这时就要用诱变的方法来获得突变体。诱变就是用辐射等物理方法或者用施用化学药品的化学方法来诱导植物在基因水平上产生变化，从而获得具有新的性状的突变体。并不是所有这样的突变体都是有益的，有些突变体会死去，有些反而产生一些不良的影响，但它们之中确实有可能产生一些我们所需要的变化，比如产量更高、某一品质更好或对于某种病害有更佳的抗性。我们的任务就是从大批的植株中找出这些有用的突变体并加以繁殖、评估和利用。 发生这种有用的突变的概率是很低的，会迫使你使用一个很大的群体来进行这种诱变与筛选。这样大量的土地和劳力就被浪费在种植这些被诱变的待筛选植株上，如果正在进行研究的是一个象茶树一样的多年生植物，困难就会更多一些，因为这种植物生长得实在太慢了。 如果采用培养的细胞来代替完整的植株进行这种诱变试验，工作强度就会减轻许多，因为处理大批的细胞应该比处理大批田间种植的植株容易得多。因此，生物工程方法的突变体诱导、筛选与常规方法非常相象，只是处理对象是细胞而不是植株。当诱变处理后，部分细胞因为致死突变而不能存活，另一部分细胞则会存活下来，下一步的工作就是从这些细胞中选出我们所希望的突变，设法使突变的细胞重新成为完整植株并加以繁殖，以创造一个新的优良品种。这种突变细胞系的筛选研究在别的一些作物上经常可见，但在茶树上至今仍未有报道，主要的原因就是大茶树上使细胞重新成为植株的技术仍不过关，因而无法使诱变的细胞重新生成植株，使这一技术的应用受到了限制。 以前所未有的效率创造抗虫、抗病或高产优质的新品种 随着世界对农产品产量和品质需求的大幅度提高，农业生产上迫切需要大批高产、优质、抗逆性强的作物新品种。常规育种虽然在农作物产量提高和品质改良方面取得了很大成绩，但它存在两个难以克服的难题：其一是遗传物质的转移难以突破物种隔离，使优良种质资源的利用受到限制。比如你没法用常规的方法将一条鱼的抗寒特性转移到茶树之中。其二是由于基因的连锁难以打破，育种效率不易提高。而在七十年代中后期诞生并迅速发展的植物基因工程，已在植物抗病、抗虫、抗除草剂和作物品质改良等几个方面取得了很大的成就，获得了一大批基因工程植物（又叫转基因植物）。这些植物有的已进入了大田试验，有的已经逐渐投产，使得按人们的愿望定向地改造农作物成为了现实。 基因工程是在分子水平上对植物进行的完全定向的改造。在这种改造中，能够使植物具有我们希望的某种性状的基因，比如抗虫基因，一般有两个
茶树生物学特征：花果的生育过程
花是茶树的生死器官。花芽由当年生新梢上腋芽处分化而成；由花芽发育到开花受精形成胚，最后形成果实与种子，繁衍后代。 从花芽分化到开花结实，可分两个阶段。 （1）花芽分化与花蕾形成阶段 全过程包括： 花芽分化期：6～7月，花芽生长锥细胞分裂迅速，横径加长，锥体弧度增大，其最下两个芽原基发育成苞片，使幼芽基部膨胀，在物候学上称为膨胀期； 萼片形成期：花芽生长锥继续分裂，出现萼片突起，花柄生长迅速，使花芽伸出鳞片外侧，又称鳞片开张期； 花瓣形成期：生长锥分化出花瓣，并继续生长，花蕾膨大呈绿豆状，又称花蕾期； 雄蕊形成期：出现雄蕊原始体，并迅速增大，使花蕾苞片开展，又称苞片开张期； 雌蕊形成期：在雌蕊群中央出现雌蕊原始体，并进一步分化为子房与花柱，雄蕊出现花药和花丝，紧紧顶住花瓣，而使蕾体坚实下垂，苞片脱落，物候学上称为花蕾成熟期。 （2）花蕾形成到种子成熟阶段 包括三个过程： 开花过程：花蕾成熟后即进行休眠，花粉与卵细胞继续发育，为开花受精准备条件。开花过程大体为：露白→破绽→初开→全开→雄蕊谢→花落。从花芽分化到始花需100～110天，由始花到终花需60～80天。一朵花从露白到初开约15天，由初开到全开需1～7天。 茶树花粉粒的萌发（图略） 1.外壁 2.内壁 3.脂肪滴 4.原生质 5.纹孔 6.细胞核 7.生殖核 8.花粉蕾 受精过程：茶花在自然条件下，主要靠昆虫传粉而受精。花粉粒受雌蕊柱头粘液的刺激作用，在适宜的温度下（20～25℃），经2～3小时便开始萌发，迅速长出细长的花粉管，沿着柱腔将2个精细胞带入胚囊。一个精子使胚囊内前端的卵细胞受精，发育成胚；另一精子使胚囊中央的次级细胞受精，发育成胚乳，这种现象称为双受精现象。 果实发育过程：雌蕊10～11月受精后，开始休眠越冬，第二年3～5月受精卵分化为原胚与乳胚，同时内外珠被发育为内外种皮，子房壁分化为果皮，茶果体积不断增大，干物质相应增加。6～7月，胚乳逐渐被子叶吸收，使子叶膨大，内种皮相应延展，并出现输导组织。通过胚柄输送母体的营养，外种皮逐渐石质化，硬度加强，逐步形成种子的固有形态。同时果皮生长迅速，并在果皮组织中形成石细胞，细胞间隙扩大，破坏叶绿粒，使果皮由绿色变为黄绿或褐色。8～9月份，胚乳全被子叶吸收，外种皮变为黄褐色，10月中旬果实成熟，外种皮转为黑褐色，子叶脆硬，种子含水量在40～50%，脂肪含量为30%，幼胚具有发芽能力。果皮呈棕褐色，干燥时即可自背缝线裂开，使种子脱落。 茶树从开花到结实长达17个月之久，因此在同一株茶树上，上年的果实发育与当年花芽分化可同时出现，这是茶树花果生育的重要特性。 茶树花果生育进程（图略） 1.花芽 2.花蕾 3.茶花 4.幼果 5.茶果 我国大部分茶区的茶树开花期在9～12月，盛花期在10月中旬至11月中旬。在云南的西双版纳和海南省等地，每月均有茶花开放，但盛花期多在12～1月。茶树花蕾开放率与开花期，不同的品种之间差异较大，有的在蕾期就自然脱落，尤其是后期形成的花蕾。茶花开放率较低，开花差异主要表现在始花期和盛花初期。 茶花能全日开放，以上午5～9时为多。自然生长茶树的开花顺序为：短枝先开，长枝后开；在同一枝条上，中下部先开，上部后开。茶花寿命长短与气候条件有关，如天气晴暖，寿命只有1～2天；如低温多雨，可长达5～6天。开花期的平均气温为16～25℃，如气温降到—2℃以下，花蕾不能开放。茶树结实率较低，一般在2～4%,高的达10%左右，这与开花期有关。凡开花期早的品种，一般结实率较高，相反则结实率较低。 茶树没有专门的结果枝，但一般短枝比长枝结实率高，茶树阳面比阴面结实率高，树冠中、下部比上部结实率高，树冠外层比内层结实率高。
茶叶生物碱
茶叶生物碱是茶树体内一类含氮杂环分子结构的有机化合物。
在茶树体中，主要是嘌呤类生物碱，其次也有少量嘧啶类生物碱。茶叶中已发现的嘌呤碱有：咖啡碱、可可碱、茶叶碱、腺嘌呤、乌便嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤、拟黄嘌呤等，嘧啶碱中有：胞核嘧啶、尿嘧啶、5-甲基胞核嘧啶、胸腺嘧啶等，其结构特点均以嘌呤环为基本骨架。
茶叶生物碱中，最重要的是咖啡碱、可可碱、茶叶碱。咖啡碱一般占干物量的2-4%，可可碱约含0.05%，茶叶碱约含0.002%。
①咖啡碱：学名为1，3，7-三甲基黄嘌呤，呈白色柔韧有绢丝光泽的针状结晶体，无臭、有苦味，露置干燥空气中有风化性，常集结成团；能溶于冷水，易溶于热水，水溶液对石蕊试纸呈中性反应；能溶于乙醇、丙酮，易溶于氯仿，难溶于乙醚或苯。
咖啡碱为碱性极弱的生物碱，和酸形成的盐亦极不稳定，溶于水或醇时，又会立即分解，转化成游离的咖啡碱和酸。咖啡碱是构成茶汤滋味的重要组成。在红茶中的咖啡碱能和茶黄素、茶红素等品质成分形成复合物，提高茶汤的鲜爽度。
②可可碱：学名为3，7-二甲基黄嘌呤，又称可可豆碱，呈白色结晶性粉末；无臭，略有苦味，溶于热水，难溶于冷水及乙醇，几乎不溶于苯、乙醚、氯仿；具有两性反应。
③茶叶碱：学名为1，3-二甲基嘌呤。又称茶碱，系可可碱同分异构体。呈白色无臭的结晶性粉末，熔点269-274℃；略溶于冷水、乙醇或氯仿，易溶于热水，难溶于乙醚；具有二性化合物性质，酸性比可可碱强。
茶叶加工过程
「毛茶」，必须经过「精制」
过程 (一) 筛分
精制包括「筛分」，将茶「筛分」成大小不同的等堆；
过程 (二) 剪切
「剪切」，太大的切小；
过程 (三) 拔梗
「拔梗」，将茶枝挑出；
过程 (四) 整形
「整形」，使外形更符合要求；
过程 (五) 覆火
「覆火」，再次干燥；
过程 (六) 风选
「风选」，用风把细末、粗片、杂物吹离。
过程 (七) 回潮、再次覆火
初次干燥制成的茶，茶性未能稳定，必须经过一段时间（如十天左右）的存放，并利用这段时间从事「精制」，让茶叶吸收空气中的水分（即所谓的回潮），随后再次覆火，茶性才会稳定下来，所以说精制不只是美容而已。
过程 (八) 熏花
茶已制成，但为使其多样化，可以从事些「加工」。先说「熏花」：如果您想让制成的茶多一份其它的香气，如茉莉花香，那就采些新鲜的茉莉花与制成的茶拌在一起，茶很会吸收别的气味，经过八小时左右，就会吸足花的香，而成茉莉花茶，但同时也受了潮，所以要再覆火一次。熏花只是将花与茶拌在一起，无需加温。
过程 (九) 烘焙
制成的茶如果想让它有股「火香」，那就拿来从事「烘焙」，这是加工的第二种类型，就像烤面包一样地用「高温」来烘烤，焙得愈重，我们就说它愈「熟」，否则就说它「生」。所谓焙得重，是指焙的时间长或温度高，或两者兼具。
怎么知道茶的「焙火」是「熟」还是「生」呢？这可以从茶干与茶汤颜色的「亮度」得知。焙火愈重，颜色愈暗，焙火愈轻，颜色愈亮。我们前面也曾说过：发酵愈重，颜色愈红，现在说的是「焙火」，焙火愈重，颜色愈深。所以看一杯茶的红绿程度可以知其发酵，看一杯茶的明暗程度可以知其焙火。
焙火重的茶，喝来感觉比较温暖；焙火轻的茶，喝来感觉比较生冷，所以如果您觉得自己的身体最近比较「寒」，那就喝比较「熟」的茶；如果觉得比较「燥」，就喝比较「生」的茶。
从欣赏的角度上，焙火轻的茶偏重在「茶香」的享用，焙火重的茶，偏重在「茶味」的享用。
茶叶有什么抗氧化功能？
在忙碌的工作闲暇之时再邀几个朋友一起泡上一杯茶喝喝，聊聊天，舒服安静养心。且查有美容、减肥、保健之功效。
紧张的现代生活让人们试图寻求舒缓身心的良药，除了泡上一杯好茶，品味那沁人心脾的香氛，茶中的神奇成分更是被直接用到了美容护肤品中。茶中的儿茶素有很强的抗氧化功能，比众所周知的维生素E 高出200 倍。
茶叶有抗氧化功能
据研究表明，将含有茶成分的护肤品涂抹在皮肤上后，即使被猛烈阳光照射，也可让导致皮肤晒伤、松弛和粗糙的过氧化物减少约1/3!所以，在喝茶的同时，别忘了让肌肤也尝尝好茶的滋味。
绿茶—抗氧之王
在所有的茶中，绿茶拥有最强的抗氧化功效，很早以前就有护肤高手将喝剩下的绿茶渣敷在脸上当做面膜。除了卓越的抗氧化功效，绿茶中的咖啡因能够有效消除水肿，单宁酸能收敛肌肤，让松弛的肤质变得紧致结实。
白茶—清新排毒
白茶具高效抗氧化功能，可强化肌肤抵抗力，当中的多酚成分有效压制游离基活动，能改善人体排毒和防御功效，给肌肤带来前所未有的清新感觉。
黑茶—紧颜抗老
人说 “见黑三分补”，黑茶的健身美容功效近年来也被逐渐发掘出来。通过大量研究发现，黑茶中的黑茶酵母菌能填补皮下组织的脂质，代谢被破坏的胶原蛋白，使肌肤恢复弹性。
茶叶多酚类及其氧化产物的抗氧化作用
多酚类及其氧化产物的抗氧化作用多指其清除自由基的作用。自由基指含有未成对电子的原子、原子团或分子。生物体内自由基的生成途径主要有三条：①分子氧的单电子还原途径。这一过程产生102、.OH和H202。②酶促催化产生自由基。机体细胞液中的一些可溶性酶，如黄嘌呤氧化酶、醛氧化、脂氧化酶等都是常见的可产生自由基的酶。③某些生物物质的自动氧化生成自由基。一些蛋白质、脂类、低分子化合物的自动氧化，过氧化物与某些金属离子的氧化还原均可产生自由基。生物体内自由基处于生物生成体系与生物防护体系的平衡之中。一旦平衡被破坏，就会危害机体，发生疾病。需要外源的抗氧化剂清除自由基，保护机体正常运转。
抗氧化剂清除自由墓，依其作用的性质通常分为两大类：第一类为预防型抗氧化剂。这一类抗氧化剂可以清除链引发阶段的自由基，如SOD、CAT等酶以及金属离子络合剂等。第二类抗氧化剂是断链型抗氧化剂，可以捕捉自由基反应链中的过氧自由基，阻止或减缓自由基链反应的进行。
茶多酚及其氧化产物是一类含有多个酚性羟基的化合物，较易氧化而提供质子，具有酚类抗氧化剂的通性。尤其是B环上的邻位酚羟基或连位酚羟基较高的还原性，易发生氧化生成邻醌类物质，而提供的H+与自由基结合，使之还原为惰性化合物或较稳定的自由基，从而直接清除自由基，避免氧化损伤。另外，茶多酚及其氧化产物还可作用于产生自由基的相关酶类，络合金离子，可间接清除自由基，从而起到预防和断链双重作用。茶多酚及其氧化产物的抗氧化、清除自由基的作用已受到国内外学者的广泛关注，并对其作用效果和机理展开了广泛的研究。
松崎妙子等研究了4种儿茶素对猪油的抗氧化力，表明按等物质的量浓度的抗氧化活性顺序是：L-EGCG>L-EGC>L-ECG>L-EC;按等重量的抗活性顺序是：L-EGC>L-EC>L-ECG>L-EGCG。Oldreive，C研究指出，多酚可清除活性氮自由基引起的酪氨酸硝化作用和DNA碱基的脱氨基作用，从而可预防胃癌的发生。另有体外研究表明，茶多酚及L-EGCG对02-的清除能力强于维生素E和维生素C，并在一定浓度范围内随浓度增加而加强，至6×10-3mg/ml时清除率达到最高(>97%)，对于Fenton反应产生的OH·，在最适浓度(0.043-O.100mg/ml)内清除率可达99%。LinJK对体外的60细胞研究表明，清除的0f能力呈如下顺序：EGCG>TF2(茶黄素单没食子酸酯)>TFi(茶黄素)>GA(没食子酸)>TF3(茶黄素双没食子酸酯>PG(没食子酸丙酯)。对H202的清除能力则为TF2>TF3>TFi，EG(PG，GA。VasylM.Sava研究指出，茶色素不论是从茶叶中直接提取而来，还是由茶多酚转化而来，都具有清除自由基的能力。茶儿茶索具有抗脂质过氧化作用，从而有益于延缓机体衰老。当机体内由于多种原因引起的自由基增多或维生素E和辅酶Q的保护不足时，生物膜中的磷脂发生过氧化作用，细胞坏而导致细胞的衰老。研究表明，茶儿茶素对脂质过氧化反应有抑制作用，其效果比现有服用的维生素E更为明显。
多酚类及其氧化产物具有丰富的活性羟基，它可与蛋白质等生物大分子通过氢键而结合，从而影响许多生理过程。它可以影响到许多酶的酶活。如它可增强抗氧化酶(如谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、醌还原酶等)和Ⅱ相酶(如谷胱甘肽一硫转移酶)活性，抑制鸟氨酸脱羧酶、环加氧酶、鲨烯环氧酶、黄嘌呤氧化酶、胶原酶、细胞间质多属蛋白酶、蛋白激酶C、芳香羟胡NADPH-细胞色素C还原酶、端粒末端转移酶等多种酶活性，从而对许多病理过程起到显著的抑制作用;在大豆脂质系统抗氧化实验中发现，儿茶素类可与脂质体膜极性部分具有极强的亲和力，从而起到保护作用。TosllHashimoto也研究发现，儿茶素类可与脂质体系统脂双层膜具有高度亲和力，但亲和力存在差异，按如下顺序递减：ECG>EGCG>EC>EGqSekiya等对体外大豆脂过氧化物酶与茶叶中两种主要儿茶素EcG、EGCq机理进行了研究，认为ECG和EGoG对胎过氧化物酶的络合沉淀作用是主要的机制。
多酚类及氧化产物可络合诱导氧化的过渡金属离子，如Fe3+，Cu2+等，Fe3+离子可催化HaberWeiSs反应，使02生成危害性更大的.OH，Cu2+可催化低密度脂蛋白(LDL)氧化，Ca2+离子是钙调蛋白和蛋白激酶的组分，是体内的第二信使，当生物体处于逆境时，Ca2+浓度升高，可激活蛋白酶，促进黄嘌呤脱氢酶转变为氧化酶。萧伟祥等研究表明，茶多酚类及氧化产物可络合多种金属离子，茶黄素对Ca2+和铁离子的络合性较强，而对CLl+络合性较弱。最新体外研究表明，EGCG与Cu2+络合后，其抗氧化能力大大提高，达到原有抗氧化能力的2倍以上，另外，Mrr2+、Cl+、Mg2+和A13+对EGCG的抗氧化能力也有所提高。