茶多酚的主体物质是儿茶素类物质。儿茶素存在于鲜叶细胞的液泡内，而多酚氧化酶主要存在于原生质中的叶绿体和线粒体内。但当叶片组织受到损伤如揉捻或揉切后，儿茶素类物质与多酚氧化酶接触，在有氧气的条件下，儿茶素类便迅速发生酶促进氧化作用，首先产生儿茶素邻醌。邻醌物质很快又发生聚合，逐步产生了茶黄素，茶黄素进一步氧化的结构产生茶红素，茶红素进一步氧化并与氨基酸等物质的聚合，最后形成茶褐素。茶黄素和茶红素是形成红茶红叶红汤的主体物质。
从儿茶素氧化聚合形成茶褐素的整个过程，物质的颜色是逐渐加深的。邻醌为黄色，茶黄素为橙黄色。茶红素为红色，茶褐素为暗褐色。红茶制造过程中叶绿素的分解破坏是很显著的。叶绿素的分解破坏，一是由于酶性或非酶性的水解，二是加热过程中的脱镁作用，使红毛茶的色泽形成黑棕色。
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