茶叶中有一类色素可溶于水，称之水溶性色素，主要对茶汤的颜色、口感等品质特点有影响。
水溶性色素是能溶于水的色素物质的总称。
天然存在于鲜叶叶片的有花黄素、花青素等;在茶叶加工中形成的有茶黄素类、茶红素类及茶褐素类等，其对茶叶品质的形成具有重要的作用。
1.花黄素类(Anthoxanthin)
花黄素也称黄酮类(Flavonoid)，包括黄酮醇和黄酮两类，呈黄色或者黄绿色，是茶多酚的组成成分之一，在茶鲜叶中约占干重的3%-4%。
它们是茶叶水溶性黄色物质，绿茶茶汤重要组成成分。
它们都多与糖结合，形成相应的苷类。
绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，在豆科、唇形科和菊科所含的黄酮类化合物相对较丰富，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方面起着重要的作用。
黄酮类可以明显预防缺血性心脏病，其机理可能跟其降血脂、促纤溶、扛血小板聚集、防治动脉粥状硬化和保护心肌等作用有关。
2.花青素类(Antho cyanidin)
花青素又名花色素，是一种性质稳定的色原烯衍生物，是茶多酚的重要组成部分。
花青素类一般占茶叶干物质的0.01%-0.1%，一些紫芽茶中的含量会相对较高，一般在0.5%-1%。
光照强、气温高的季节，较易形成花青素，芽叶呈红紫色。
紫色芽叶较多的鲜叶制成绿茶，由于花青素色泽和口感较涩，成茶汤色发褐、滋味苦涩，叶底靛青;加工红茶则汤色及叶底乌暗，品质较差。
花青素可直接有效清除自由基，有较强的抗氧化功能。
3.茶黄素类(Theaflavins,TFs)
茶黄素类是一类多酚类物质氧化而成的苯并卓酚酮结构化合物，它约占红茶干物质的1%-5%，是红茶中色泽橙红，具有收敛性的的一类色素，是红茶滋味和汤色的重要品质成分。
茶黄素类，对红茶的色香味有重要的影响，是红茶汤色“亮”的主要成分，也是红茶滋味强度和鲜度的重要成分，是构成茶汤“金圈”的主要物质。
茶黄素含量高时，红茶汤色明亮，呈金黄色;含量低时，汤色深暗。
在保健功效上，研究证实，茶黄素具有抗氧化、抗菌抗病毒、抗炎、抗肿瘤和心血管疾病等药理活性。
4.茶红素类(Thearubigins,TRs)
茶红素类是一类复杂的红褐色酚性化合物。
红茶中，茶红素约干重的占6%-15%，是红茶氧化产物中最多的一类。
它呈棕红色，溶于水后呈深红色，刺激性弱，是红茶汤色主体对茶汤滋味和浓度起重要作用。
茶红素含量太高则有损品质，滋味淡薄，汤色暗;含量低，茶汤红浓度不够。
由于茶红素类分子差异大，提取困难，对茶红素的保健作用有待进一步研究，但有研究表明茶红素是一种抗氧化剂，能够帮助老化的机体抵抗生物氧化，茶黄素与茶红素协同对细菌有抑制作用。
5.茶褐素类(Theabrownine,TB)
茶褐素类是一类水溶性非透析性高聚合的褐色物质，组成成分主要是多糖、蛋白质、核酸和多酚类物质。
茶褐素类一般由茶红素类和茶黄素类氧化而成，约占到红茶干物质的4%-9%，其含量与红茶品质高度负相关，是造成红茶汤色发暗、无收敛性的重要因素。
红茶加工中，萎凋时间过长、过重，高温缺氧发酵，或者是红茶存储中，都会促进茶褐素的积累。
茶褐色保健机理仍待进一步研究，但有实验证明茶褐素具有降血糖、降血脂和抗疲劳的效果。
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