茶叶(Camellia sinensis)因其健康品质和怡人感官风味受到中国百姓的喜爱是受全世界最欢迎的健康快消饮料之一。根据茶叶加工制作工艺的不同,可以将茶叶分为以下几类：未经过发酵的绿茶、在加工过程中经过半发酵的乌龙茶、在加工过程中完全发酵的红茶以及加工过程后通过微生物发酵的普洱茶。近些年来,随着消费者保健养生观念的加强和生活质量的提高,茶叶越来越受到全世界消费者的青睐。茶叶中感官化学成分主要包括水溶性滋味物质(如多酚、咖啡因、多糖等)与挥发性香气物质等。并且它们的化学成分的差异受到各种地理环境特征和不同加工工艺的影响。目前,对茶的研究仅局限于单一种类的茶的水溶性物质和挥发性物质的研究,而对各地区不同种类的茶叶之间主要水溶性物质和挥发性物质的差异的系统性比较研究尚未有文献报道,并且加工工艺对不同产地和品种的茶叶品质影响也鲜有报道。因此,本文将对我国不同类型以及不同茶树品种的茶叶的各种主要化学成分进行系统研究,通过数学模型等方法对不同的茶叶感官品质特征(如滋味、香气等)与其化学物质基础以及加工工艺等进行分析,找出导致它们之间差异的主要原因和物质规律,以期为我国茶叶的质量控制和茶产业的健康发展提供一些建议和新的思考。本文的主要研究内容和结论如下：1.以碧螺春为例,对不同加工工艺步骤中茶叶的香气物质含量的变化进行了研究。利用全自动顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)对碧螺春的6个加工工艺阶段样品的香气成分进行了鉴定,并对各个茶叶加工过程阶段中挥发性香气成分的形成和转化进行了比较分析,然后通过计量学方法比较和总结了香气的变化规律。结果表明,共鉴定了67种香气成分,其中一些挥发性化合物在加工过程中有所增加,如芳樟醇氧化物、β-紫罗兰酮和苯乙醛等。同时,在茶叶加工过程中,醛类、酮类和含氮类挥发性香气化合物的比例也有一定程度增加。与之相反,醇类和碳氢类化合物的比例下降。此外,干燥步骤中的香气化合物下降最为明显。因此,我们推测干燥步骤在绿茶产品香气形成中起重要作用,也是质量控制的重要环节。2.利用高效液相色谱(HPLC)、福林酚法、苯酚硫酸法以及全自动HS-SPME结合GC-MS法,进一步对来自不同产地的40个乌龙茶(云南大叶种和福建小叶种)、绿茶、红茶和普洱熟茶样品的主要水溶性成分和挥发性成分进行检测,并比较探讨了加工工艺对不同茶树茶叶的品质影响,并且利用化学计量学方法(如组成分分析、聚类分析、Ducan多元显著性检验等)建立分类模型。结果表明通过GC-MS鉴定出92种香气化合物,云南大叶种乌龙茶和福建小叶种乌龙茶样品之间的差异不大。主成份分析(PCA)和聚类分析(CA)对乌龙茶和其它地区的不同类型茶叶进行较好的分类,苯甲醇、吲哚、藏红花醛、β-紫罗兰酮、芳樟醇氧化物以及棕榈酸甲酯是促成乌龙茶独特香气的特征挥发性香气物质。这项研究证明,相同的加工工艺使两种茶叶在香气品质上具有一致性。3.通过HPLC、福林酚法、苯酚硫酸法以及全自动HS-SPME结合GC-MS,对不同种类的茶叶进行挥发性和水溶性成分的分析。40多个红茶、绿茶、普洱茶和乌龙茶样品被用来比较并建立质量评估模型。结果在40个茶叶样品中,绿茶具有最高含量的咖啡因、(+)-表儿茶素没食子酸酯(ECG)、(-)-表没食子儿茶素(EGC)、(-)-表儿茶素(EC)、(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)以及儿茶素(C)。不同种类的茶叶中总多酚含量差异不显著(P>0.05)；红茶中多糖含量相比之下最高；不同种类茶叶中挥发性香气成分的含量均有着明显差别,其中ECG、EGCG、己醛、芳樟醇、β-紫罗酮、吲哚和1,2,3-三甲氧基苯在不同种类茶叶中的含量(P<0.05)可以在一定程度上用来鉴别绿茶、红茶、普洱茶和乌龙茶。因此,通过主要水溶性成分和挥发性成分的指标分析可以在一定程度上分类不同类型的茶叶、构建各自的香气特征模型,这为不同种类茶产品的质量控制提供了一些新的思路。4.此外,我们还通过三价铁降低抗氧化能力法(FRAP)和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)法测定不同茶叶的抗氧化性,对比研究乌龙茶、红茶、绿茶和普洱茶中主要水溶性成分与其抗氧化能力之间的关系。结果表明,不同种类的茶叶中多糖的含量从10.31 mg/g增加到18.52 mg/g(除乌龙茶外,其他三种茶含量相近)；不同茶叶中总多酚的含量从121.71 mg/g增加到124.68 mg/g,即绿茶>乌龙茶>普洱茶>红茶；不同种类茶叶中抗氧化能力与儿茶素含量变化规律为：绿茶>乌龙茶>普洱茶>红茶。结论为儿茶素是茶叶的主要抗氧化成分。