科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，茶葉中的化學(xué)成分，是組成茶葉色、香、味的物質(zhì)基礎(chǔ)，多數(shù)能在沖泡過程中溶解于水，從而組成了茶湯的色澤、香氣和滋味。
1、茶湯色澤的變化
茶湯色澤是茶葉中有色物質(zhì)綜合反映的結(jié)果。
茶葉有色物質(zhì)主要有：葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素、花青素、花黃素和茶多酚的氧化物等。其中有些并不溶于水，因而對(duì)茶湯色澤影響不大。
綠茶茶湯色澤變深，主要是茶多酚類物質(zhì)、黃酮類及其糖甙物的氧化。葉綠素并不溶于水，只是在幼嫩組織中有少量葉綠素滲入茶湯。
紅茶色澤的變化，要比綠茶復(fù)雜得多。紅茶色澤主要是在紅茶加工過程中，氧化產(chǎn)生了有色物質(zhì)茶黃素（TF）、茶紅素（TR）。茶黃素對(duì)茶湯明亮度有主要影響；而茶紅素是茶湯紅艷度的主要物質(zhì)。它們的含量、比例大小，對(duì)紅茶湯色產(chǎn)生明顯影響。
烏龍茶在輕度發(fā)酵過程中，茶多酚氧化損失少，茶黃素、茶紅素含量低。因此，沖泡后的茶湯呈黃紅色。但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，這種湯色也由于茶多酚、茶黃素和茶紅素的進(jìn)一步氧化而色澤加深。
黑茶大都是用粗老的鮮葉為原料，經(jīng)發(fā)酵后制成的。初泡時(shí)，茶湯為棕紅色。這種色澤的形成，是由于茶多酚的氧化物，茶葉原有的黃色物質(zhì)，以及葉黃素、花黃素、胡蘿卜素等的顯露所致。
黃茶要求干茶微黃、茶湯黃色、葉底黃色。這種特征對(duì)綠茶來說是品質(zhì)上的缺點(diǎn)，而對(duì)黃茶而言，則是特征。黃茶加工，茶葉在熱化作用下，茶多酚自動(dòng)氧化，糖類物質(zhì)、蛋白質(zhì)等水解，葉綠素被大量破壞、分解，葉黃素顯露，所以反映在茶湯黃色更為突出。
白茶在制造工藝上屬輕微發(fā)酵，茶多酚氧化程度較輕，其它有色物質(zhì)特別是葉綠素、胡蘿卜素被破壞而分解，因此湯色黃白而明亮。
花茶在窨制過程中，由于鮮花含水分較高，素坯受潮后，茶多酚輕度氧化，因此花茶的湯色黃綠而明亮。
2、茶湯香氣的變化
科學(xué)家長(zhǎng)期研究，現(xiàn)已從鮮葉、綠茶、紅茶中檢測(cè)出組成茶香的芳香物質(zhì)，共有三百余種。
這些物質(zhì)一般在茶葉沖泡過程中能夠揮發(fā)出來，其速度與溫度成正比，水溫高時(shí)揮發(fā)得多而快，水溫低時(shí)發(fā)揮得少而慢。
烏龍茶以天然花香而得名，因此，在沖泡中除用沸水外，還需淋壺，目的是增加溫度使茶香充分發(fā)揮出來。
茶葉的香氣是一種揮發(fā)性物質(zhì)，隨著茶湯逐步冷卻，香氣也自然消失。
3、茶湯滋味的變化
茶湯滋味是人們味覺器官對(duì)茶葉中可溶性物質(zhì)的一種綜合反映，分為澀味、苦澀味、苦味、鮮爽味、甜酸味、酸辛味等。
通常澀味感覺比較明顯，其原因首先是茶葉中茶多酚的含量占各種化學(xué)成分總量的15%～20%，因此成了滋味的主導(dǎo)物質(zhì)。其次是氨基酸與咖啡堿，一般也在2%～4%之間，也是主導(dǎo)物質(zhì)。加上其他各種呈味物質(zhì)的配比，就出現(xiàn)了茶湯的濃強(qiáng)、清鮮、醇和、爽口等各種滋味。
科學(xué)研究證明，當(dāng)茶湯中茶多酚含量過高時(shí)，茶湯的苦澀味加重，如果含量適中，就會(huì)感到甘醇爽口。一般春茶比夏茶好喝，就是因?yàn)榇翰璧牟瓒喾雍窟m中，而夏茶的茶多酚含量較高。
大多數(shù)的氨基酸具有鮮爽的性質(zhì)，因此茶葉中的氨基酸含量多少直接影響著茶湯的鮮爽度。綠茶滋味之所以鮮爽高醇，主要是因?yàn)榘被岬暮扛吆筒瓒喾拥谋壤m當(dāng)。
一般而言，春茶氨基酸含量是全年最高的，所以春茶品質(zhì)最好，茶味也最好。夏茶氨基酸含量低茶多酚含量最高，所以茶味苦澀。因此“春茶鮮，夏茶苦”。
組成茶湯滋味的化學(xué)物質(zhì)，除主味物質(zhì)外，還有助味物質(zhì)。茶多酚、氨基酸是茶湯的“主味團(tuán)”。而“助味團(tuán)”有多種，其中，咖啡堿、花青素、茶皂素等為苦味物質(zhì)；糖類、果膠和部分氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸）為甜味物質(zhì)；多種有機(jī)酸和維生素C等為酸味物質(zhì)；各種無機(jī)鹽類為主要咸味物質(zhì)。另外，茶多酚的氧化物、茶黃素、茶紅素也有一定的鮮爽味。
當(dāng)然，以上這些化學(xué)物質(zhì)，應(yīng)是一個(gè)組合關(guān)系，配合比率關(guān)系，只有組合、配比適當(dāng)才能顯出茶味的特色。這就是茶湯滋味的復(fù)雜性。
一般茶湯呈味成分的含量要達(dá)到一定的量值，才能對(duì)人的呈味器官起味覺作用。這個(gè)量值稱為“味閾（yù）值”。如花青素，在茶湯中含量超過味閾值時(shí)，茶湯就有苦味。據(jù)測(cè)定，在150毫升的茶湯中含有15毫克的花青素，茶湯就會(huì)產(chǎn)生明顯的苦味。一般夏、秋茶花青素含量最高，所以帶有苦味。
茶葉中雖有咸味物質(zhì)（無機(jī)鹽類）存在，但未達(dá)到咸味的味閾值，所以顯示不出來。這種咸味物質(zhì)只能起助味的配料作用。
可見，呈味成分的量及協(xié)調(diào)配比，是決定茶湯滋味的重要因素。
在沖泡過程中，一杯香美可口的綠茶或紅茶，經(jīng)幾次續(xù)水以后，茶味起了變化，顯露苦味，也是因?yàn)檫@些呈味物質(zhì)含量多少的原因，其他成分溶解已盡，剩下的只有多酚類化合物，所以只顯苦澀味了。
