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茶叶中的成分较为复杂，保健成分主要包括茶多酚、咖啡因、氨基酸、色素、维生素、酯多糖、矿物质、芳香剂等八大类。
多酚(又称茶多酚或茶单宁)是一种以儿茶素为主体的生物化合物，茶多酚含量占鲜叶干重的15% ~ 28%。纯化后的茶多酚为白色粉末，有苦味。实验证明茶多酚是降血脂的良药，是喝茶减肥的基础，也是高脂血症系列疾病患者喜爱茶的原因。
鲜叶中有三种主要生物碱，如咖啡因、可可碱和可可碱。咖啡因具有兴奋中枢神经系统的功能，即提神，而可可碱和可可碱具有中和作用，缓解纯咖啡因对心脏的刺激。这就是为什么茶是最健康的饮料，喝茶比喝咖啡和可可更健康。纯化的生物碱为白色粉末，具有苦味，与茶多酚一起形成茶——苦味的基本味道。绿茶的涩味是指喝茶时的苦味。
茶多酚和咖啡因如果经过提纯就是药物，但茶叶中或溶解在茶汤中的药物成分非常弱，其他营养成分如含氧酸和维生素也是如此，它们只能起到一定的作用。除了上述一系列可以缓解高血脂症的疾病外，还具有抗衰老、抗癌、抗辐射、抗炎、利尿、明目、助消化、降低重金属毒性、降低烟酒毒性、预防龋齿等功效。