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茶多酚是指茶叶中儿茶素类(黄烷醇类)、黄酮及黄酮醇类、花色素类和酚酸及缩酚酸类多酚化合物的复合体，它们的结构除酚酸及缩酚酸类外，均具有2-苯基苯并二氢吡喃(黄烷)为主体的C6-C3-C6基本碳架，其中以儿茶素类化合物为茶多酚的主体成分，约占茶多酚总量的50%～70%，占茶叶干重的12%～24%，它是一类结构比较复杂的化合物，包括儿茶素、没食子儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯、儿茶素没食子酸酯等。茶多酚在茶叶中的含量大致上是绿茶多于红茶，夏、秋茶多于春茶。茶多酚的主要药效作用有：
(1)降低血脂，抑制动脉粥样硬化。不少研究表明，饮茶可以降低血液中胆固醇的含量，具有明显的抗动脉粥样硬化的功能。这是因为茶多酚类化合物对有机体的脂肪代谢起着重要的作用，具有抑制血浆和肝脏中胆固醇含量上升的作用，具有促进脂类化合物从粪便中排出的功能，因此，它不仅能防治动脉粥样硬化，而且还有减肥之功效。
(2)增强毛细血管，降低血糖。茶多酚不仅能防止脂肪过多引起的微血管通透性增Chemicalbook加，还能与茶叶生物碱共同作用，使血管壁松弛，有效直径增大，从而有利于人体血管的舒张，增强微血管壁的韧性，起到防止血管破裂的作用。实验表明，儿茶素还能有效地降低血糖，减少糖尿病的危险。
(3)抗辐射。关于茶叶防辐射，最早是由日本所报道。他们发现在原子弹爆炸后的幸存者中，经常饮茶的人，放射病表现较轻。一系列动物试验表明，茶多酚具有明显的抗辐射效果。一般认为茶多酚的抗辐射效果，与茶多酚参与体内的氧化还原反应、保护血相、修复生理机能、抑制内出血等有关。另外茶多酚能减少辐射引起的DNA损伤。
(4)防衰老。人体内脂质的过氧化是人体衰老的机制之一，而自由基是有机体内过氧化的主要因素。茶多酚具有较强的清除自由基作用，从而可以起到抗氧化防衰老的效果。动物试验表明，茶多酚可以抑制皮肤线粒体中脂氧合酶的活性和脂质过氧化作用。
(5)抗癌抗突变。自由基可能在癌变过程中起一定的作用，因而茶多酚清除自由基效果可以起到抗癌的作用。绿茶和乌龙茶具有较显著的对亚硝胺合成的阻断能力。