紅茶はなぜ赤いのか——テアフラビンとテアルビジンの化学

お茶の科学｜著者：祥興茶行｜公開日：2026-07-18

無色のカテキンが葉自身の酵素で酸化され、テアフラビン、テアルビジンへと姿を変えて紅茶の水色を金赤から赤褐色へ塗り分けていく。その「変色の階段」を研究データとともにのぼります。

同じ茶樹から摘んだ葉でも、緑茶に仕上げれば青々とした緑、紅茶に仕上げれば金色がかった赤になります。分かれ目は品種ではありません。摘み取られたあとの数時間、葉の中で進む化学の連鎖反応にあります。今回は、紅茶のあの魅惑的な「ゴールデンリング」を化学の目でほどいてみましょう。あの赤は、いったいどこから来るのでしょうか。

先に結論から 紅茶の赤は、茶葉に含まれる無色の「カテキン」が、葉自身の酵素によって一歩ずつ酸化・発色・重合してできた色です。その途中でまず金色に澄んだテアフラビンが生まれ、さらに進むと赤褐色のテアルビジンに変わり、行き過ぎれば暗く沈んだテアブラウニンになります。色はどんどん深まっていく。これが本記事の主線です。

一枚の葉の分かれ道

茶葉の細胞には、もともと二つのものが同居しています。ふだんは細胞膜で仕切られ、互いに顔を合わせることはありません。一方は大量のカテキン（茶の苦渋みと活性の源で、いわば天然色素の前駆体）。もう一方はポリフェノールオキシダーゼ（PPO）、ポリフェノールに酸素を「つなぐ」ことを専門とする酵素で、切ったリンゴを台所で褐色に変えてしまう、あの見えない職人と同じ仲間です。

緑茶づくりでは、最初の「殺青」で高温によりPPOを失活させます。酸化への道が封じられるので、カテキンは守られ、葉は緑のままです[1][8]。紅茶はその正反対です。まず萎凋で葉をしんなりさせ、次に揉捻で細胞を揉みつぶす。ここで酵素とカテキンと空気がようやく出会い、酸化が本格的に走り出します。台湾の茶及飲料作物改良場はこの工程を明快に説明しています。揉捻は「茶葉の組織を壊して内部の酵素を放出させる」ためであり、続いて温度と湿度を管理しながらゆっくり酸化させ、「紅茶特有の香気と色沢が形成された時点で、高温により酵素の活性を止める」のだと[8]。

六大茶類の酸化度スペクトルを俯瞰したい方は、[発酵の正体は酸化——六大茶類の分かれ道](/articles?slug=teafermentaition)もあわせてどうぞ。本記事は紅茶という一本道の化学に絞って掘り下げます。

最初の駅は金色のテアフラビン

酸化がまず生み出すスター選手がテアフラビン（TF）です。分子の核は「ベンゾトロポロン」と呼ばれる骨格で、その生まれ方はなかなか気難しい。「B環に水酸基を二つ持つカテキン」と「B環に水酸基を三つ持つガロカテキン類」がペアを組んで共酸化して初めて成立し、どちらか一方が欠けると成り立ちません[1]。すべてのカテキンがTFになれるわけではないのはこのためです。いわば、決まった相手としか踊れない社交ダンスなのです。

〔圖〕兒茶素 catechin 分子結構式

カテキン（B環に水酸基を2つ）

〔圖〕EGCG 表沒食子兒茶素沒食子酸酯 分子結構式

EGCG（エピガロカテキンガレート・B環に水酸基を3つ）

↑ 二種類のカテキンがペアで共酸化して、はじめてテアフラビンの金色の核「ベンゾトロポロン」が組み上がります（テアフラビン自体は構造が複雑なので、ここでは二人の「ダンスパートナー」である前駆体を描いています）

テアフラビンの色は金色がかった橙赤で、しかも澄んでいます。これは感覚論ではありません。ケニアの研究で一連の紅茶を測定したところ、テアフラビン含量と水色の明るさの相関係数はr=0.87に達し、単一成分としては最高値でした[2]。日本で市販紅茶12種を分析した報告でも、テアフラビン合計値は「赤みの度合い」を示す表色a値と正の相関（r≈0.79）を示しています。テアフラビンが多いほど、水色は赤の方向へ進むのです[4]。別のケニアのサンプル群でも、テアフラビンと明るさの正の相関（r≈0.72）が確認されています[5]。

💡 ここが大事：いずれも「相関」であって「因果」ではありません。産地も測定機器も異なる観察研究なので、数値どうしを直接比べることもできません。それでも三者の傾向はそろっています。テアフラビンが多いほど、水色はより明るく、より赤くなるのです。

二番目の駅は赤褐色のテアルビジン

実は、テアフラビンは途中駅にすぎません。茶葉にはもう一人の酵素ペルオキシダーゼ（POD）が控えていて、過酸化水素のある環境で、できたばかりのテアフラビンをさらに酸化・重合させてテアルビジン（TR）へ変えていきます[1][2]。テアルビジンは赤褐色で、分子はより大きく、色はより深い。水色の濃厚さと口当たりの重みを担う成分です。酸化がさらに行き過ぎると、暗く沈んだテアブラウニンへ向かいます。階段の全体像はこうです。

```mermaid flowchart LR A[カテキン 無色] -->|PPO＋酸素 ペアで共酸化| B[テアフラビン TF 金色に澄む] B -->|POD＋過酸化水素 重合| C[テアルビジン TR 赤褐色で深い] C -->|過度の酸化| D[テアブラウニン 暗く沈む] ```

面白いことに、テアルビジンが水色に働く方向はテアフラビンと正反対です。同じケニアの研究群では、テアルビジン含量が高いほど明るさはむしろ下がりました（rは約−0.66〜−0.89）[2][5]。しかもテアルビジンはひとくくりにできません。ケニアのObandaのチームがテアルビジンを分画して回帰分析したところ、水色を暗く濁らせる主犯は高重合の画分（TRSII）でした。官能評価の明るさを予測するモデルで、TRSIIの回帰係数Bは−0.980と、テアフラビンの＋0.162をはるかに上回ったのです[7]。

混同しやすい注意点が二つ ① 先ほどの−0.980と＋0.162は非標準化の回帰係数Bで、標準化係数ではありません。数字の大きさは成分の量の単位に依存するため、「影響力が何倍」とそのまま読むことはできません。 ② 「明度L」と「明るさ（ブライトネス）」は別の指標です。日本の研究でテアフラビンが多いほど明度Lが下がったのは、赤みと黄みが濃くなって水色が沈んで見えるためで、「テアフラビンは明るくする」という話と矛盾しません。そもそも測っている色の次元が違うのです[4]。

製茶師が回すつまみ「pH」

テアフラビンがPODによってテアルビジンへ押し流されていくのなら、「押される量を減らして、多めに残す」ことはできないのでしょうか。できます。鍵を握るつまみの一つが、発酵時のpHです。

茶葉のPPOが最も好む環境はpH5.5前後です。しかもPPOは、カテキンを酸化するついでに過酸化水素を生み出します。これはまさに、PODがテアフラビンをテアルビジンへ変えるのに必要な燃料です。研究チームが発酵のpHを4.5まで下げると、過酸化水素の生成が減り、テアフラビンが持ち去られる割合も下がりました。その結果、テアフラビンの蓄積は三〜四割ほど増え、テアルビジンはむしろ減ったのです[2]。

pHのほかにも、温度・時間・湿度がこの酸化の階段を調律しています。学界でよく引かれる発酵条件はおよそ24〜29°C、相対湿度95〜98%、2〜4時間です[1]。発酵時間を延ばすと、B環に水酸基を三つ持つタイプのカテキンは消耗が速く、約120分を超えるとほとんど検出されなくなります。このときテアフラビンはピークを打ってから下がり始め、テアルビジンは上がり続けます[5]。「長く発酵させるほど赤く深い色になる」のは本当ですが、行き過ぎれば、明るい金赤から暗い赤褐色へ踏み込んでしまうわけです。

ついでに誤解をひとつ正す——渋みの主役は別にいる

紅茶の渋みはテアフラビンとテアルビジンのせいだ、と思われがちです。しかし近年の味覚分析は、もっと細やかな答えを出しています。紅茶の収斂性の渋みに最も寄与しているのは、実はフラボノール配糖体の一群であって、高分子のテアルビジンでも、カテキンやテアフラビンそのものでもないのです[6]。

その実力はどれほどでしょうか。ある配糖体の呈味閾値は、テアフラビンの約16,000分の1、EGCG（カテキンの一種）の約190,000分の1[6]。ごく微量でも舌が感じ取ってしまう水準です。しかもこの配糖体群がもたらすのは、口の中をシルクのように覆う収斂感で、典型的な「口がすぼみ、乾く」タイプの渋みとは口当たりが違います。テアフラビン自身にも渋みはあります（呈味閾値はおよそ125〜800 mg/L）が、紅茶の渋みの主役ではありません[6]。火入れが「酵素によらない」熱の作用で風味を書き換える仕組みは、[カテキンと焙煎——熱は一杯の茶をどう書き換えるか](/articles?slug=catechin-roasting-basics)で詳しく扱っています。

台湾の紅玉で答え合わせ

最後に台湾へ戻りましょう。台茶18号「紅玉」は、茶業改良場が育成した看板紅茶品種です。公式の説明には「茶ポリフェノール含量が高く、全発酵を経てテアフラビン類とテアルビジン類に転化する」とあり、水色は「鮮やかな金紅」[8]。本記事でのぼってきた化学の階段が、一杯の台湾紅茶にそのまま現れた姿です。カテキンの豊富な原料が完全な酵素酸化を経て、美しいテアフラビンのゴールデンリングと、テアルビジンの深い地色を積み上げるのです。

一杯の茶の結論

1. 紅茶の赤は「酸化」が生む：揉捻で細胞を壊して酵素とカテキンを引き合わせることで、カテキン→テアフラビン→テアルビジン→テアブラウニンという変色の階段をのぼります。 2. テアフラビンは明るく、テアルビジンは暗く：金色の澄んだ輝きはテアフラビン、赤褐色の濃厚さはテアルビジン。働く方向は正反対で、その比率が水色を決めます。 3. 渋みの主役は別にいる：紅茶の収斂性は主に微量のフラボノール配糖体によるもの。テアフラビンとテアルビジンにすべての責任を負わせてはいけません。

参考文献

  1. Abudureheman, B., et al. (2022). Enzymatic Oxidation of Tea Catechins and Its Mechanism. _Molecules_, 27(3), 942. https://doi.org/10.3390/molecules27030942 （綜述；文中「POD 熱鈍化後殘活性 >5×PPO」一句為此綜述轉述、未見一手實測，本文未採用為定量事實）
  2. Subramanian, N., Venkatesh, P., Ganguli, S., & Sinkar, V. P. (1999). Role of polyphenol oxidase and peroxidase in the generation of black tea theaflavins. _Journal of Agricultural and Food Chemistry_, 47(7), 2571–2578. https://doi.org/10.1021/jf981042y
  3. Bhuyan, L. P., et al. (2015). Spatial variability of theaflavins and thearubigins fractions and their impact on black tea quality. _Journal of Food Science and Technology_, 52(11), 7194–7204. https://doi.org/10.1007/s13197-015-1809-0
  4. 坂本 彬・井上博之・中川致之 (2012). 12 種類の紅茶の化學成分. 日本食品科學工學會誌, 59(7), 326–330. https://doi.org/10.3136/nskkk.59.326
  5. Ngure, F. M., Wanyoko, J. K., Mahungu, S. M., & Shitandi, A. A. (2009). Catechins depletion patterns in relation to theaflavin and thearubigins formation. _Food Chemistry_, 115(1), 8–14. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.10.006
  6. Scharbert, S., Holzmann, N., & Hofmann, T. (2004). Identification of the Astringent Taste Compounds in Black Tea Infusions by Combining Instrumental Analysis and Human Bioresponse. _Journal of Agricultural and Food Chemistry_, 52(11), 3498–3508. https://doi.org/10.1021/jf049802u
  7. Obanda, M., Owuor, P. O., Mang'oka, R., & Kavoi, M. M. (2004). Changes in thearubigin fractions and theaflavin levels due to variations in processing conditions and their influence on black tea liquor brightness and total colour. _Food Chemistry_, 85(2), 163–173. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(02)00183-8
  8. 農業部茶及飲料作物改良場. 臺灣特色茶分類及加工製程簡介／臺茶 18 號. https://www.tbrs.gov.tw/ws.php?id=4748 ；https://www.tbrs.gov.tw/ws.php?id=4689