中國茶葉生物化學研究40年

張梁，陳琪，宛曉春，李大祥

安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室，230036

茶葉生物化學是以茶葉（茶樹）為研究對象，通過現代生物化學、分子生物學、有機化學等技術手段發現、認識并掌握茶葉中特有次生代謝產物合成、降解、代謝基本原理的一門科學。茶葉生物化學研究范疇涵蓋了茶葉生物體內的化學成分特點、變化規律及機制機理等一系列內容。茶樹屬于山茶科山茶屬植物，含有特殊的次生代謝產物，如咖啡堿、茶氨酸和兒茶素等。這類物質對于茶葉品質形成至關重要，而且也是茶樹生物化學研究的主要對象。

我國在1980年重新組織出版了《茶葉生物化學》一書，作為高等院校茶學相關專業的教材使用。改革開放促使現代生物化學研究水平的發展，茶葉香氣的研究在氣相色譜等儀器發展的基礎上得到快速進步。上世紀80年代，我國開始對不同茶類的香氣物質進行了分析研究，并且組織各種規模的學術研討會，有力地推動了茶葉生物化學的交流和發展。同時，我國商業部開始組織專家對茶葉的標準進行制定，規范了茶葉的生產和品質控制。

20世紀80—90年代，國內涌現出一批研究茶葉特征成分生物合成和轉化機理的學者，其研究的范圍涵蓋了茶樹的栽培育種、制茶過程中特征成分的結構轉化和機制等各個方面。這些研究逐步形成了茶學研究的主流方向，例如茶樹生理學、茶葉加工化學、茶葉成分的生物合成等。另外，隨著分析化學技術手段的進步，大量新型的分析方法被應用于茶葉品質成分的研究，氣相色譜、液相色譜、紅外光譜、紫外-可見光光譜等技術極大地豐富了茶葉生物化學研究手段，提高了茶葉生化的研究水平。

上世紀90年代至本世紀初，茶葉生物化學的發展又進入了一個新階段。在這個階段，除了國內學者團體的不斷發展壯大，一些國外研究學者也開始茶葉生物化學的研究。隨著我國科研投入的增加，國內形成了一批專門的茶葉研究機構，例如中國農業科學院茶葉研究所、安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室等。

隨著茶樹基因組的破解，以及現代生化研究方法和技術手段的發展，近年來茶葉生物化學的研究日新月異，大量高水平的研究成果不斷涌現。迄今，Camellia sinensis（小葉種）和Camellia assamica（大葉種）茶樹的基因組都已經繪制完成，對于其中某些標志性次生代謝產物的代謝通路關鍵基因也逐步清晰[1-2]。

為了能夠系統地綜述茶葉生物化學的最新發展前沿，筆者按照茶葉生物化學的研究對象，在前人綜述論文的基礎上[3-4]，概述了近40年來咖啡堿、兒茶素和茶氨酸的生物合成，以及茶葉加工化學、品質化學的相關研究成果。

一、茶樹主要成分的次生代謝

1.咖啡堿的生物合成

咖啡堿是一類嘌呤類生物堿，是茶葉中非常重要的一個次生代謝產物，咖啡堿含量占干重的2.50%～4.50%[5]。除了咖啡堿之外，茶葉中還含有一定量的可可堿，以及極其微量的茶堿[6]。茶樹體內除種子外，其他部位均含有咖啡堿。其中，葉中含量較高，莖梗次之，花、果最少?？Х葔A呈苦味，且有較強的興奮性，一般認為它在茶樹體內扮演生物防御的作用，能夠保護幼嫩組織免受害蟲的傷害[7]。在茶樹葉片生長過程中，咖啡堿在幼嫩葉片中含量最高，隨葉片老化其含量逐漸降低?？Х葔A含量也受季節影響，夏茶中咖啡堿含量常比春茶和秋茶高。

茶樹（Camellia sinensis）的咖啡堿含量高于可可堿，但是可可茶（Camellia ptilophylla）中則幾乎不含有咖啡堿，卻含有非常豐富的可可堿，含量可以達到6.5%左右[8]。由此可見，這些嘌呤類生物堿在山茶科的植物分布中存在著比較顯著的種屬差異性。我國的低咖啡堿茶樹資源非常豐富，例如大壩大樹茶（0.07%）、金廠大樹茶（0.06%）、鹽津牛寨茶（＜1.0%）和厚軸茶（＜1.0%）等[9]。

目前，咖啡堿的生物合成途徑比較清晰，其中關鍵的酶也都已經基本解析，但是仍有一些合成通路的酶尚不明確。咖啡堿（1,3,7-三甲基黃嘌呤）的生物合成是以黃嘌呤核苷（XR）為底物，通過三步甲基化、一步脫核苷酸化的核心途徑來實現的[10]。茶樹中咖啡堿的生物合成途徑主要是多個N-甲基轉移酶參與甲基化而將黃嘌呤核苷轉化為咖啡堿的過程，具體轉化過程為：黃嘌呤核苷→7-甲基黃嘌呤核苷→7-甲基黃嘌呤→可可堿（3,7-二甲基黃嘌呤）→咖啡堿（圖1），該途徑也是其他含咖啡堿植物中咖啡堿的主要生物合成途徑。一般所謂的咖啡堿合成酶（TCS），主要是催化最后兩步的甲基化（從7-甲基黃嘌呤→3,7-二甲基黃嘌呤→1,3,7-三甲基黃嘌呤）。另外，咖啡堿的合成還有一條次要途徑，通過7-甲基黃嘌呤→1,7-二甲基黃嘌呤→咖啡堿。

咖啡堿合成過程中的甲基供體是S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM），通過N-甲基轉移酶類（NMTs）催化黃嘌呤三步甲基化，最終生物合成咖啡堿。這3種甲基化轉移酶分別是黃嘌呤核苷N-甲基轉移酶（7-NMT）、7-甲基黃嘌呤N-甲基轉移酶（3-NMT）和3,7-甲基黃嘌呤轉移酶（1-NMT），其中3-NMT的活性最高，是7-NMT及1-NMT活性總和的10倍以上。由于3-NMT和1-NMT具有幾乎相同的性質，人們把這兩種酶看作為同一種酶，也就是目前已經解析的TCS。

圖1 咖啡堿生物合成途徑

TCS基因 （CsCS1，GenBank:AB031280） 在茶樹中被克隆之后，研究發現其合成酶基因存在突變。以可可茶為例，其咖啡堿合成酶（CpCS）由于個別氨基酸的突變失去了常規茶咖啡堿合成酶（TCS1）的正常功能，使可可堿（3,7-二甲基黃嘌呤）不能催化成為咖啡堿，從而導致可可堿的含量較高。茶樹NMT的獨立和快速的進化機制導致了TCS1具有豐富的等位變異[11]。目前，已經從茶樹中發現了6種TCS1的等位基因，其中TCS1a是主要基因，其他基因存在于一些野生種茶樹里面，例如不含咖啡堿的紅芽茶。也正是由于TCS1序列變異多樣，導致TCS1酶活性多樣，從而形成了我國茶樹資源中嘌呤生物堿具有不同的分布模式。Zhu等[12]利用山茶屬植物咖啡堿含量不同的特點，選擇了Camellia crassicolumna等低咖啡堿植物作為對照，通過轉錄組學等手段發現了咖啡堿降解為可可堿的途徑。

次黃嘌呤核苷酸是腺嘌呤核苷酸、鳥嘌呤核苷酸及咖啡堿合成的前體物質，茶樹中咖啡堿的合成可以分為核心途徑和供體途徑，其中合成黃嘌呤核苷有4種途徑，黃嘌呤核苷酸可以繼續合成咖啡堿，次黃嘌呤核苷酸脫氫酶參與了其中3種供體途徑。

次黃嘌呤核苷酸脫氫酶（IMPDH）和S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAM）也是咖啡堿合成過程中兩個關鍵酶，IMPDH基因在葉內表達量高于根和莖[13]。茶樹次黃嘌呤核苷酸脫氫酶催化次黃嘌呤核苷酸合成黃嘌呤核苷酸，其cDNA全長序列被克隆，命名為TIDH，對其在不同組織器官中的表達也有初步研究[14]。研究發現，可以通過抑制次黃嘌呤核苷酸脫氫酶活性增加次黃嘌呤核苷酸的量來培育低咖啡堿茶樹。

茶樹新梢嫩葉中TCS表達量較高，與咖啡堿含量變化一致，同時檢測到較強的一甲基轉移酶活性，表明嫩葉中咖啡堿生物合成主要受到基因水平上的調控和底物水平控制。

茶樹咖啡堿分解代謝途徑通常是通過7-N-脫甲基酶介導脫去7位甲基而成為茶堿，茶堿再脫甲基成3-甲基黃嘌呤和黃嘌呤，最后經嘌呤代謝途徑分解成CO2、NH3和尿素。目前，咖啡堿在茶樹中的末段的生物合成途徑基本清晰，但是前端的某些關鍵酶的基因還不能確定。7-甲基黃嘌呤核苷合成酶是催化黃嘌呤核苷成為7-甲級黃嘌呤的關鍵酶，但是目前這個關鍵酶還未被確證，其基因也不明確；是否存在3-甲基黃嘌呤直接合成可可堿的途徑也尚未確證。

2.茶氨酸的生物合成

茶氨酸（Theanine）是茶葉中特有的一類非蛋白質氨基酸，化學名為5-N-乙基-γ-谷氨酰胺或γ-谷氨酰-L-乙胺。迄今為止，已經在很多山茶科植物中檢出了茶氨酸，不過它在Camellia sinensis和Camellia assamica中含量較高。目前，一般認為茶樹體內乙胺和谷氨酸在茶氨酸合成酶作用下生成茶氨酸[15]。

茶氨酸是茶樹主體氨基酸，其存在于除果實以外的茶樹各個器官，嫩葉中含量最高，其次分別是根皮、吸收根、老葉和莖等。在茶樹新梢萌發前，供給茶樹的氨態氮主要以茶氨酸、谷氨酰胺和精氨酸為主，這些氮源主要貯藏在根部和葉部；隨著茶樹的萌發，這些化合物轉移到新梢，尤以茶氨酸濃度最高。

茶氨酸合成代謝途徑基因包括直接參與合成的茶氨酸合成酶基因和茶氨酸水解酶基因，以及控制主要前體物乙胺來源的丙氨酸脫羧酶基因等。茶氨酸合成酶（TS）即L-谷氨酸-乙胺連接酶，是茶氨酸合成的關鍵酶，催化谷氨酸和乙胺合成茶氨酸。

研究表明，茶葉中的茶氨酸合成酶和谷氨酰胺合成酶（GS）具有高度的基因同源性，TS1基因與GS3基因有99%相同，而TS2基因與GS1基因有97%相同，因此推測兩個基因可能源于GS家族，因為氨基酸突變導致酶學功能產生差異，使得TS具有催化谷氨酸轉乙胺基合成茶氨酸功能，而普通植物中的GS只有催化谷氨酸轉氨基合成谷氨酰胺的能力[16]。茶氨酸合成酶TS在ATP存在的條件下，能以L-谷氨酸和乙胺為底物催化合成茶氨酸，而作為茶氨酸組成部分的乙胺則是茶樹新梢兒茶素間苯三酚核的直接前體，茶氨酸代謝通路的水解產物乙胺還參與了兒茶素的生物合成。

茶氨酸合成酶（TS）是茶氨酸合成代謝的關鍵酶，在ATP、Mg2+、K+存在的條件下，茶籽苗勻漿能夠催化谷氨酸和乙胺合成茶氨酸。目前，宛曉春課題組從茶樹基因組中找到了5條GS基因序列，分別命名為CsTSI、CsGSII-1a、CsGSII-1b、CsGSII-1c 和 CsGSII-2a[1]。其中 CsTSI具備體外合成茶氨酸的能力，與較為古老的藻類、細菌中的I型GS同源性較高，因此分類為CsTSI。 CsGSII-1a、 CsGSII-1b、 CsGSII-1c 和 CSGSII-2a均為II型GS。轉基因植物研究表明，CsTSI具有雙功能酶特性，即可催化谷氨酸合成谷氨酰胺，又可合成茶氨酸，而其酶學特性切換主要受底物乙胺的調控。

TS1基因在茶樹芽頭和根部表達幾乎相當，但是TS2在茶樹芽頭的表達要高于根部。Liu等人研究了茶籽苗各部位茶氨酸合成酶基因的表達差異，結果表明TS1在新梢中表達量高于其他部位，根部相對較低[17]。Deng等[18]研究了咖啡堿和茶氨酸合成的特點，發現咖啡堿只在葉片和莖部合成，而茶氨酸在根部合成。

Cheng等[15]認為乙胺是茶氨酸生物合成過程中的關鍵前體，因為茶氨酸合成所需要的谷氨酸在很多植物中都存在，但是乙胺主要存在于山茶科的植物中，尤其是在Camellia sinensis中。乙胺作為茶氨酸的合成前體物質，在茶樹根部由丙氨酸脫羧酶將丙氨酸脫去羧基生成。最近，Bai等[19]從茶樹中克隆了1條新的絲氨酸脫羧酶（SDC）的基因，該基因具有很強的催化丙氨酸脫羧的作用，它在茶樹根部的表達高于葉片，該基因被命名為丙氨酸脫羧酶（AlaDC）。谷氨酰胺-α-酮戊二酸氨基轉移酶（GOGAT，又稱谷氨酸合酶），能將GS催化生成的谷氨酰胺催化生成谷氨酸。此外，谷氨酸脫氫酶（GDH）催化α-酮戊二酸發生還原氨基化反應，生成谷氨酸。茶氨酸轉運至葉部后在茶氨酸水解酶作用下降解為谷氨酸和乙胺。

茶氨酸合成酶需要K+和磷酸鹽維持它的活性。在茶葉采摘后的前10 h，此水解酶活力增加，隨后逐漸下降，而谷氨酰胺酶活力不斷下降，采摘48 h后幾乎失去活性。秋冬增施含氮基肥、采前遮陰、控制日采摘時間、噴施含茶氨酸前體葉面肥等措施可以提高鮮葉氨基酸（茶氨酸）含量。Liu等[20]關注了茶葉采摘之后在不同溫度和光照條件下（遮陰）茶氨酸含量變化以及相關基因的表達差異。高溫條件下，茶氨酸的含量顯著降低，通過關聯分析發現GOGATs在處理過程中變化較大，但是茶氨酸合成酶相關表達變化不大，加熱條件下CsNADH-GOGAT表達下調，且茶氨酸含量降低。CsFd-GOGAT（鐵氧還原蛋白-谷氨酰胺谷氨酸合成酶）表達水平與茶氨酸含量呈現負相關。盡管以上兩個酶基因不是茶氨酸合成的關鍵基因，但是也屬于其前體物質谷氨酸的關鍵合成基因[20]，因此也可以通過谷氨酸的合成來調控茶氨酸的含量。

一些研究還發現氣候，如氣溫等因素也會影響茶氨酸的生物合成。高溫條件下，尤其是夏秋茶中茶氨酸的含量顯著低于春茶，其主要原因可能是高溫導致GOGAT等茶氨酸合成酶的活性增加，降低了茶氨酸前體的合成，從而降低茶氨酸含量[21]。

隨著茶葉中茶氨酸合成途徑及相關基因研究的深入，已經有一些基因工程和發酵工程技術應用于茶氨酸的生物發酵。通過構建具有茶氨酸合成能力的基因工程菌來發酵生產茶氨酸是其體外生物合成的一條有效途徑[22]。

3.兒茶素的生物合成

兒茶素類化合物（Catechins）是2-苯基苯并吡喃的衍生物，屬于類黃酮化合物（Flavonoids）中的黃烷-3-醇類（Flavan-3-ols）。類黃酮分子中的A環是由3個乙酸分子頭尾相接而成的，而B環與C環上的碳原子則來自于由莽草酸途徑合成的苯丙氨酸。苯丙氨酸經過苯丙酸鹽途徑形成查爾酮后，再進入各種不同的類黃酮合成途徑，形成不同的黃酮類物質。這些黃酮類物質的生物合成途徑具有部分的同源性。

茶樹中主要多酚類物質——兒茶素類合成是一個復雜的網絡途徑，涉及莽草酸途徑、苯丙烷類代謝途徑和類黃酮合成途徑，并形成多種產物（圖2）。葉片中的兒茶素類化合物特別是酯型兒茶素含量遠遠高于根中，但后者的原花青素（聚合的兒茶素）含量是葉片的數倍，說明葉中的兒茶素類化合物后期的合成是以沒食子酰基化反應為主，而根中是以原花青素聚合反應為主[23]。

植物體中類黃酮化合物的B環羥基數目受黃酮-3'-羥化酶（F3'H）和黃酮-3',5'-羥化酶（F3'5'H）基因的調控，順式和反式兒茶素含量受花色素還原酶（ANR）和無色花色素還原酶（LAR）基因的控制，但是酯型兒茶素的沒食子?；瘷C理尚不完全清楚。Niemetz等[24]系統研究了水解單寧合成的相關酶類，推測1-O-沒食子酰-β-葡萄糖（βG）是單寧合成有效的酰基供體和受體。利用體外酶學手段，揭示了反式兒茶素C和GC的合成模式，發現在DFR和LAR催化下，二氫黃酮醇形成無色花青素即花白素，然后形成反式兒茶素C和GC。兒茶素的合成過程中，花青素合成酶（CsANS）是一個重要的關鍵酶。前期研究發現光照是CsANS基因編碼的一個重要調節因素。

圖2 兒茶素生物合成途徑

Liu等[25]研究發現1-O-沒食子酰基-β-D-葡萄糖轉移酶（UGGT）和O-沒食子?；D移酶（ECGT）是酯型兒茶素合成過程兩個關鍵酶。這兩個酶分別以尿苷二磷酸葡萄糖和1-O-沒食子?；?β-D-葡萄糖為底物。沒食子?；^程與水解單寧合成途徑具有相似性，即βG是它們合成的酰基供體。

茶樹中的黃酮醇類物質占干重的3%～4%，多以糖苷形式存在，在茶提取液的紙層析譜上就能鑒別出20多種，大部分是上述3種基本黃酮醇的各種糖苷。黃酮與黃酮醇的差別只是少1個3-羥基取代，在植物中它大多以黃酮糖苷的形式存在。

Liu等[26]利用分析化學和轉錄組學的手段研究春季和秋季茶樹兒茶素生物合成的差異。秋茶中總兒茶素的含量顯著高于春茶，其中以EGC最為突出。苯丙氨酸解氨酶（PAL）、黃酮-3-羥化酶（F3H）、黃酮-3',5'-羥化酶（F3'5'H）、二氫黃酮醇4-還原酶（DFR）和花青素合成酶（ANS）的基因表達與兒茶素的含量密切相關。Zhang等[27]也研究了黃酮代謝通路中相關基因表達與兒茶素含量的關系，結果發現查爾酮合酶1、查爾酮合酶3、花青素還原酶1、花青素還原酶2和無色花青素還原酶（LAR）的表達與兒茶素含量呈正相關，其中花青素還原酶（ANR）和無色花青素還原酶的表達與酯型兒茶素（EGCG、ECG）含量呈正相關。

近期有研究報道茶樹葉片的不同位置會影響其光合作用和呼吸。葉片的成熟過程中，呼吸速率以及總氮含量會持續下降，但是淀粉的含量卻會隨著成熟度的增加而增加。成熟葉片中葉綠素a和b的含量都顯著增加，另外，氨基酸和茶多酚的含量顯著降低[28]。還有一些學者通過基因共表達網絡的分析來探討茶樹3種特征性成分的相互調節關系[29]，通過研究發現3類次生代謝產物的相關基因相互影響，并且相關性分析發現F3'5'H、FLS和βG不僅與EGCG的代謝相關，還與咖啡堿代謝相關。Jin等[30]最近從貴州野生茶樹中發現了F3'5'H突變等位基因，其丟失了14個堿基對，從而導致F3'5'HmRNA表達水平很低，使得野生茶樹中三羥基兒茶素含量較低。Tai等人[31]還比較了茶樹和油茶（Camellia oleifera）在轉錄組水平的差異。

Yang等[32]還研究了不同氮形態對于茶葉中主要次生代謝產物合成的影響。結果發現施銨態氮（NH4+）對于茶樹次生代謝產物差異基因表達的影響大于施硝態氮（NO3-）或者同時施NH4+和NO3-。長時間給予NO3-會減少黃酮類的生物合成，但是會增強咖啡堿和茶氨酸的生物合成。Fan等[33]也比較了NH4+和NO3-兩種氮肥對茶樹次生代謝的影響，發現Cs-miR156是調節兒茶素次生代謝途徑中關鍵基因的一個調節基因。NO3-會增加芽頭中兒茶素的含量，并且PAL、CHS、CHI和DFR的相關基因也呈現出高表達，Cs-miR156的高表達則受到NH4+的影響。Sun等[34]也試圖通過生物信息學的手段挖掘與兒茶素合成基因相關的miRNAs，研究結果發現miR529d和miR156g-3p分別是CHI和F3H兩種基因表達的負調控因子。

Chen等[35]還專門研究了茶樹與兒茶素異構化相關基因的表達。特殊茶樹品種Y510含有較高含量的GCG和C，但是其EGC和EC含量卻很低。RNA序列分析發現兩個影響兒茶素異構化的關鍵基因，花青素還原酶基因（CsANR1、CsANR2）和花青素合成酶基因。CsANS在擬南芥突變體tds4-2的過表達會導致EC含量顯著增加。Li等[36]也通過比較Camellia ptilophylla和Camel-lia sinensis兒茶素合成相關基因轉錄水平的差異，發現Camellia ptilophyllaa的CpANS2與Camellia sinensis相似度僅有80%左右，推測其可能失去了合成cis-兒茶素的能力，從而導致白毛茶中表型兒茶素含量較低。

甲基化兒茶素是另一類具有顯著生理活性的兒茶素衍生物。一般認為，甲基化兒茶素也是通過黃酮類途徑合成，咖啡?；?CoA-3-O-甲基轉移酶是與甲基化兒茶素生物合成的關鍵酶[37]。研究發現CsWRKY31和CsWRKY48轉錄因子與甲基化兒茶素的合成有關，這兩個轉錄因子的表達會抑制CsLAR、CsDFR、CCoAOMT基因的表達[38]。此外，Zhang等人[39]也發現ANL2、WRKY44和AtMYB113等轉錄因子也與兒茶素的合成相關。

二、加工工序對茶葉品質化學的影響

1.萎凋

陳靜等[40]研究了白茶萎凋過程中茶多酚和兒茶素組分含量的變化，以及這些變化與其合成途徑中關鍵酶基因表達的變化情況。結果發現萎凋32 h后，非酯型兒茶素EC、GC、EGC和酯型兒茶素ECG和EGCG的含量達到最高值，且這種含量變化與兒茶素合成途徑中關鍵酶PAL、C4H、F3H、F3'H、DFR、LAR、ANR基因的表達基本一致。因此提出在白茶萎凋中，適當縮短萎凋時間，可以提高白茶品質。

劉亞峰等[41]利用通徑分析研究了萎凋槽和萎凋室中不同萎凋程度對紅茶化學成分與感官品質之間的關系。在以空調和除濕機控溫控濕的萎凋室中，萎凋至水分含量58%～60%之間時，紅茶品質最好。茶多酚、游離氨基酸、茶黃素雙沒食子酸酯（TFDG）、EC、EGCG和ECG與感官品質呈負相關，而茶黃素（TF1）、茶黃素-3-單沒食子酸酯（TF-3-G）和茶黃素-3'-單沒食子酸酯（TF-3'-G）與感官品質呈正相關，且TF-3'-G是影響紅茶品質的最主要成分。

龐月蘭等[42]研究了萎凋程度對紅條茶品質的影響，設置了56.00%～59.99%、60.00%～63.99%和64.00%～68.00%3個萎凋程度處理，發現凌云白毫茶紅條茶萎凋時間為17 h，萎凋葉含水量至60.00%～63.99%時，成品茶香氣濃郁，湯色紅亮，滋味濃厚，葉底紅亮，茶黃素和茶紅素含量均較高。

2.殺青

吳本剛等[43]以鎮江金山翠芽茶鮮葉為原料，以蒸汽殺青為對照，研究了紅外殺青對茶葉品質和理化成分的影響，確立了最優的殺青干燥工藝條件為：紅外輻照距離20 cm殺青150 s，經揉捻做形后，熱風干燥溫度70℃、干燥40 min，制成品中維生素C和茶多酚保留量較高，外形色澤緊實翠綠，茶香明顯。同時建立了紅外殺青過程中PPO鈍化動力學模型和干燥過程中水分干燥動力學模型，可為殺青干燥過程預測提供理論參考。吳雅麗[44]綜述了殺青技術對改善夏秋茶品質的研究進展，指出蒸汽殺青有利于茶多酚物質和蛋白質的水解，氨基酸含量增加，有利于減少夏秋茶品質的苦澀味。

3.發酵

發酵是紅茶加工中的關鍵過程，也是形成紅茶特有品質的關鍵工序。Tan等[45]對工夫紅茶發酵過程中（0～14 h，2 h間隔取樣）的非揮發性成分進行代謝組分分析表明，兒茶素、兒茶素二聚體、黃酮醇糖苷、氨基酸、酚酸、生物堿和核苷酸等成分發生了顯著變化；隨著發酵時間的延長，兒茶素類、香豆素、原花青素B1和B2顯著下降，咖啡堿較穩定，茶氨酸略降，而茶氨酸葡萄糖苷、楊梅素C糖苷、腺苷酸、香豆酰奎寧酸顯著上升。

4.干燥

郭桂義等[46]以低檔信陽毛尖毛茶為原料，研究了不同烘焙溫度和時間對品質的影響。研究發現烘焙能夠去除茶葉粗老氣和青草氣，有利于提高茶葉香氣，降低茶湯苦澀味，在100℃下烘焙15 min或30 min信陽毛尖茶的品質最優，茶葉中的氨基酸、咖啡堿等物質含量較高。

陳義等[47]以不同嫩度的信陽夏茶紅茶為原料，研究了50℃的炭火溫度下，不同烘焙時間對茶葉感官品質的影響。研究發現炭火低溫長焙能夠改變信陽夏茶紅茶的感官品質，提高茶葉香氣，且水浸出物、茶多酚和咖啡堿含量均有不同程度的降低，從而降低了茶葉的澀味。其中一芽一葉和一芽二葉原料茶分別慢焙10.5 h，品質最佳；而一芽二三葉原料茶葉則慢焙14 h品質最佳。

張麗等[48]以水仙、肉桂2個品種的武夷巖茶毛茶為原料，經不同程度（130～150℃，2～4 h）焙火處理后。結果表明，隨著焙火程度的增加，醇類含量呈降低趨勢，酯類和酮類含量呈增加趨勢，其中具花果香的脫氫芳樟醇、己酸葉醇酯、己酸己酯等主要香氣物質含量呈先增后減的變化趨勢，具烘烤香或焦糖香的香氣物質（如1-乙基-1H-吡咯）呈增加趨勢，苯乙腈、2，5-二甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪和2-乙?；秽日w呈先增后減的變化趨勢。

三、展望

茶葉生物化學的研究是茶產業的基礎，它將傳統農業領域的茶產業提升到了涵蓋第一、第二和第三產業的現代化產業。茶葉生物化學的基礎研究為茶葉的品種選育、加工提升以及精深產品延伸提供了堅實的理論依據。然而，盡管近年來茶學研究的最新科技進展不斷涌現，但是也存在一些研究內容雷同、研究方式類似的問題，尤其是近年來茶葉生物化學研究過程中積累的大量研究數據缺乏有效的溝通與共享。

以茶葉加工化學的研究為例，加工過程中茶葉中主要物質的變化規律受到許多因素的影響，例如基礎材料（鮮葉）的成分差異，成分之間的相互作用，加工條件和參數等因素的影響，這類加工化學的研究往往都具有一定的個體性，而難以代表不同茶類，甚至同類茶葉的規律。因此，以茶葉主要內含物質為基礎，建立標準化的組合化學物，并以其為基礎模擬茶葉加工過程中熱、濕度、pH值、酶促反應、單一/組合微生物發酵等條件，探究茶葉成分的變化規律，相互作用特點，建立可重復、可參考的茶葉化學轉化模式，從而揭示茶葉加工過程中的生化變化特點。此外，國內多個科研院所都分別建立了茶葉相關數據，涵蓋了茶葉研究的各個方面，存在著一定的重復建設和資源浪費。因此，我們也亟待建立區域間協作，甚至是國際范圍內的茶葉生物（基因）和化學數據庫，供全球茶葉研究者和公眾使用。