茶叶中重要的含氮物质。氨基酸是一类含氨基、少数含亚氨基的羧酸，蛋白质是以α-氨基酸为单位，以肽键相联的高分子化合物，用以制茶的高级鲜叶，以氮计，一般含有占干重4.5～5.0%的氮，其中75%左右是蛋白质氮和游离氨基酸氮；以蛋白质氨基酸计，一般含有占干重25%左右的蛋白质和约1～4%的游离氨基酸。常用凯氏定氮法测定含氮量，获得的数值通常乘以6.25，用来估算粗蛋白质总量，这种换算是从估算蛋白质组成中大概含有16%的氮而求得的。

对茶树中所含的蛋白质，根据在不同溶剂中的溶解状况，可将鲜叶中蛋白质粗略地分为以下几类（见表1）。

表1 茶树鲜叶中的几类蛋白质

根据溶解度的分类，是一种粗略的分法，实际上，每种组分都是含有多种蛋白质的不均一的混合物，例如鲜叶球蛋白部分，即已分出了分子量约为65000和130000两种组分。

茶树中的蛋白质按照功能分类，可分为酶蛋白、结构蛋白和储藏蛋白。酶蛋白是细胞中数量最丰富的蛋白质，担任细胞中多种生化反应的催化作用；结构蛋白可以控制细胞壁的伸长，存在于植物的细胞壁和细胞器中，如细胞壁中的伸展蛋白。茶籽中含有储存蛋白，氨基酸组成比较简单，是一种储藏物质，供种子萌发时利用。

蛋白质还叮分为单纯蛋白质和结合蛋白质两大类，水解后只生成氨基酸的蛋白质称为简单蛋白质，一部分酶蛋白和结构蛋白以及所有的储存蛋白均属于这一类。结合蛋白质则可分为核蛋白（含核酸）、脂蛋白（含脂类、如磷脂），糖蛋白（含碳水化合物）、磷蛋白（含磷酸）、血红蛋白（含血红素）、叶绿素蛋白（含叶绿素）等类，各有其不同的结构与功能。

将蛋白质用5.7N盐酸水解后（由于色氨酸在酸水解时将被破坏，需另加一个用碱水解的步骤），再用色层法分离，在蛋白质水解产物中发现的氨基酸，称蛋白质氨基酸。

存在于蛋白中的氨基酸种类很多，从结构上可以分为8类：①氨基羧酸，包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸：②羟基氨基酸，包括丝氨酸、苏氨酸、羟基脯氨酸；③二羧基氮基酸，包括天冬氨酸、谷氨酸；④酰胺，包括天门冬酰胺、谷氨酰胺；⑤碱性氨基酸，包括赖氨酸、精氨酸、组氨酸；⑥含硫氨基酸，包括胱氨酸，半胱氨酸、蛋氨酸；⑦亚氨基酸、如脯氨酸；⑧芳香族氨基酸，包括苯丙氨酸、色氨酸。在茶树组织乙醇可溶部分的游离氨基酸，前述的22种蛋白质氨基酸，均发现存在于游离氨基酸中，另外还检出6种非蛋白质游离氨基酸（见表2）。

茶树新梢或老叶，含量高的游离氨基酸有茶氨酸、谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸等4种（在某些情况下，丝氨酸、苏氨酸和丙氨酸也比较高），春茶嫩梢中茶氨酸约占游离氨基酸总量的60～70%，其他几种氨基酸（谷、精、丝、天冬）约占25～30%，而另外的十来种氨基酸则约只占5～10%。随同一年中季节的推延和叶片的老化，游离氨基酸总量和茶氨酸所占的比例都将大幅度减少。例如，夏茶新梢氨基酸总量约只有春茶的50～60%，茶氨酸约只有春茶的40～50%，春茶期老叶中的游离氨基酸总量约只有新梢的20～30%等。

表2 茶树中非蛋白质游离氨基酸

茶氨酸是1950年由日本酒户弥二郎从玉露茶新梢中所发现的，除个别山茶科植物外，在其他高等植物中尚未发现，被认为是茶叶的特有成分。茶氨酸是茶树中含量最高的游离氨基酸，占茶叶干重可达1～2%，在适制绿茶的品种中尤为丰富，在个别品种中嫩梢中最高可达干重的4%。茶汤中泡出率可达80%左右，具鲜爽味，对决定绿茶滋味具有重要的作用，与绿茶滋味等级的相关系数达0.787～0.876，为强正相关。茶氨酸含量为作为选育适制绿茶品种的重要指标。在红茶中，也是改进红茶茶汤茶红素络合物色泽的一种成份，对红茶滋味有作用。另外，无论对于红茶或绿茶，茶多酚的氧化产物将引起某些氨基酸氧化为羰基化合物，如苯丙氨酸生成苯乙醛等，是茶叶香气的构成部分。

自然界存在的茶氨酸均为L型，纯品为白色针状结晶，熔点217～218℃（分解），，易溶于水，而不溶于无水乙醇和乙醚，水溶液呈弱酸性，在酸性条件下水解，将生成谷氨酸和乙胺。

类似于茶氨酸的两种游离氨基酸—谷氨酰甲胺（科尼斯基，1966年）和天冬酰乙胺（维克雷马辛赫，1965年）等，均已发现。但含量不高。

六氢吡啶羧酸（又名哌可酸，豆叶氨酸）主要存在于茶籽和子叶中（尾泽，1969年），约占茶籽和子叶游离氨基酸的15～20%。