眾所周知，茶樹鮮葉含有葉綠素、類胡蘿卜素、花黃素及花青素等色素，它們約占干物1%，但在紅茶初制中它們對紅茶色澤影響并不很大，而決定紅茶色澤的主要是茶多酚類的兒茶素(Catechin)及其氧化聚合產(chǎn)物。
據(jù)分析，茶鮮葉中多酚氧化酶（PPO）等底物的親合力．比對其它多酚類化合物要大，多酚類的酶促氧化，是以兒茶素的氧化為主，尤其是以氧化還原電位較低的L-A沒食子兒茶素（L-EGC）和L-表沒食子兒茶素沒食子酸酯（L-EGCG）最先被氧化縮合，生成茶黃素（TF）和茶紅素（TR）等紅色物質(zhì)，構(gòu)成紅茶茶湯色澤的主要成分。1985年英國皇家科學(xué)院院士Roberts用模擬方法探明了紅茶發(fā)酵中有色物質(zhì)形成的途徑（圖4-1），他的研究又得到Sanderson(1972)和潼野慶則(1963)等的實(shí)驗(yàn)證實(shí)（圖4-2).Roberts認(rèn)為，發(fā)酵是紅茶制造最重要的工序，在多酚氧化酶的作用下，促使兒茶素被氧化，因此發(fā)酶條件應(yīng)保持這種基本的酶促氧化作用正常進(jìn)行。同時(shí)也要使所有較次要的反應(yīng)也能正常進(jìn)行，其結(jié)果產(chǎn)生了上述的茶紅素和茶黃素。除此以外，還形成了其他有色和無色的化合物。
Sanderson（1964）指出，兒茶素的氧化程度取決于所采用的發(fā)酵條件，主要有揉捻的效率及氧化作用所耗去的時(shí)間、鮮葉中多酚氧化酶的活性狀態(tài)及兒茶素的氧化還原電位。
1972年，桑德森經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，證明了在紅茶發(fā)酵中，各種兒茶素及其沒食子酸酯化合物氧化形成茶黃素、茶黃素沒食子酸酯、表茶黃酸等，并還原產(chǎn)生雙黃烷醇，并都溶于茶湯中，故在紅茶發(fā)酵初期茶黃素是增加的。但后來茶黃素減少，而另一種具酸性的棕色物質(zhì)茶紅素（Thearubigins)一卻不斷增加，可達(dá)紅茶干物質(zhì)重9%-20%，約占紅茶水浸出物的30%-60%，成為紅茶湯色的主要成分。同時(shí)，他還發(fā)現(xiàn)使用不同組合兒茶素做先質(zhì)，所形成的茶紅素亦不同。
而且隨著時(shí)間的推移，茶紅素含量繼續(xù)增加，而溶解度顯著下降，表明茶紅素在氧化過程中分子量增大或形成更為復(fù)雜的茶紅素化合物(SI，SIa，SII……)。
日本潼野慶則和今川弘等于1963年開始，在羅伯茨研究成果的基礎(chǔ)上，采用紙上層析分離技術(shù)與核磁共振波譜（NMR）相結(jié)合的方法，對L-EC和L-EGCG單體混合物模擬發(fā)酵產(chǎn)物———橙黃色針狀結(jié)晶體進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，取得了與羅伯茨一致的結(jié)構(gòu)，但潼野慶則認(rèn)為：L-EC不是載體，而是氧化基質(zhì)之一，參加了茶黃素等色素的形成，而L-EC、L-EGCG、1-ECG和L-EGC分別縮合形成茶黃素沒食子酸酯，并于1966年提出了茶黃素的分子結(jié)構(gòu)。
進(jìn)入七十年代以來，由于氣相色譜（GC）分離技術(shù)及核磁共振波譜的飛速發(fā)展，其他又有Rryce,Collier,Coxon,橋本文雄等人相繼采用桑德森、羅伯茨類似的模擬方法，用各種兒茶素組合作先質(zhì)，確認(rèn)了茶黃素類物質(zhì)的多種立體結(jié)構(gòu)。
進(jìn)入八十年代以來，Hilton在馬拉維用揉捻機(jī)搓條40min，CTC機(jī)兩次切碎，25℃、2h內(nèi)將茶黃素和湯色濃度呈上升趨勢，L-EGCG、L-EGC顯著下降，L-EC,d-C、d-GC減少則十分平緩。
