茶色素是从绿茶中提取的一类水溶性酚性色素。Roberts E.A.H.(1959)将其分为茶黄素(Theaflavins TFs)、茶红素(Thearubigins TRs)、茶褐素，并提出了TF的分子式与结构式，阐述了制茶发酵中茶色素形成途径等，这些至今仍是茶色素化学基础。
茶多酚是茶叶中酚类物质及其衍生物的总称，约占茶叶总量的20%～35%,经过氧化聚合反应，一部分茶多酚可以转化为茶色素。茶色素的活性极大，结构极不稳定，会随着温度和时间的变化而变化。
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茶叶中的茶色素可降血压、抑制心肌肥大，可防止血液黏稠和血栓形成。茶叶还能消除疲劳、抑制细胞衰老，使人延年益寿。茶叶的抗衰老作用比维生素E强。茶叶的减肥效果也很好，特别是乌龙茶效果尤为明显。茶叶中含有防辐射的物质，边看电视边喝茶能减少电视辐射的损害，提高人体免疫力。
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茶褐素是茶色素的主体组分，其含量占茶色素总量85%以上，是一类酚性氧化聚合物的异质类群，从中已检出儿茶素二聚物，低聚合物和少量高聚合体。它不是茶红素形成的必需的中间体，茶红素是以儿茶素二聚物和儿茶素低聚合物为主体。茶色素的前导物中除儿茶素外还有原花色素，黄酮醇及其甙和酚酸等酚性物质，甚至还有氨基酸、蛋白质等非酚性物质。
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