多酚類物質的水溶性氧化產物主要是茶黃素、茶紅素和茶褐素。
（1）茶黃素（TF）
紅茶中的重要成分，對紅茶的色、香、味及品質起著決定性的作用。是紅茶湯色“亮”的主要成分，也是湯味強度和鮮爽度的重要成分，同時還是形成茶湯“金圈”的最主要物質。
茶黃素與紅茶湯色密切相關，其含量越低，湯色亮度越差，反之則越好，呈金黃色。在茶黃素的組分中，TF1和TF2都與湯色審評給分之間呈高度正相關，r分別高達0.89和0.91；TF3與紅茶茶湯也呈正相關，r為0.60。
茶黃素具有辛辣和強烈收斂性，對紅茶滋味有極為重要的作用，影響著紅茶茶湯的濃度、強度和鮮爽度，尤其是強度和鮮爽度。
茶湯中TF1、TF2A、TF2B及TF3具有不同的收斂性，其比例分別為1: 2.22 : 6.4 : 2.22；不同無性系品種具有不同的茶黃素總量和比例，即使當總茶黃素量相同，加工成的紅茶的收斂性也有不同，而TF2和TF3當量與感官審評評價之間的相關性比總茶黃素更好。
（2）茶紅素 (TR)
是一類分子量差異極大的複雜的紅褐色酚性化合物，包括兒茶素氧化物產物與多糖、蛋白質、核酸和原花色素的非酶促氧化反應的產物。茶紅素是紅茶中含量最多的多酚類氧化產物，約佔紅茶幹物總量的5%-19%。
茶紅素色澤棕紅，是紅茶湯色“紅”的主要成分，也是湯味濃度和強度的重要物質，但其刺激性不如茶黃素，收斂性較強，滋味甜醇。
茶紅素可分為三部分，即高分子量的TR-1、中分子量的TR-2和低分子量的TR-3。其中TR-3佔幹物質的13%-18%，呈紅褐色、微有收斂性，在460nm處有較強的吸收，對茶湯滋味與湯色濃度起極為重要的作用。而TR-1（佔幹物質的2%-6%）和TR-2（佔幹物質的1%-3%）呈褐色，無收斂性，在460nm處吸收率較低，能使湯色變暗，滋味變淡。
阮宇成（1981）則將茶紅素分為SI和SⅡ兩類，SI對紅茶茶湯的紅豔色澤有積極作用，而SⅡ則對茶湯有促使其發暗的作用，因此，對紅茶品質起消極的作用。
（3）茶褐素 (TB)
這是一類十分複雜的化合物，可分為透析性非透析性二部分，除含多酚類氧化聚合產物外，還含有氨基酸，糖類等結合物，其色澤暗褐，滋味平淡，稍甜，量多，茶湯味淡發暗，是紅茶湯“暗”的主因，其含量一般佔紅茶幹物重的4%-9%。 TF、TR、TB三者比例對紅茶品質的影響 。
紅茶品質要求湯色紅豔明亮，滋味濃、強、鮮爽，帶“金圈”。
湯色優次則決定了於上述三大色素的含量及組成比例，TF、TR含量高，比例較大（一般TF>0.7%，TR>10%，TR/TF=10-15時），TB較少，湯品質優良。如TF少，湯亮度差；TR少，湯紅淺，說明發酵不足，而TB多，紅暗不亮，說明發酵過度。
茶湯中TFs多，TRs高，加入牛奶後乳色一般粉紅色，反之則會使乳色黃中帶灰。這主要是由於牛奶中含有大量蛋白質，它們能與TR結合形成TR-蛋白質鹽類，使紅色轉淡。如TF過低，便反映不出紅茶鮮豔明亮的湯色。TF遇牛奶後，只有一般的稀釋作用。
紅茶滋味的濃度、強度則與TR、TF、殘留多酚及TR、TF的協調關係有關，鮮爽度的決定性成分則是TF、殘留兒茶素以及氨基酸、咖啡殘等，所以TF、TR、兒茶素及氨基酸等是形成紅茶茶湯品質極為重要的物質。
(4)冷後渾
茶多酚及其氧化產物TF、TR還能跟化學性質比較穩定而微帶苦味的咖啡鹼形成絡合物。當在高溫（接近100℃）時，各自呈遊離狀態，溶於熱水，但隨溫度降低，它們通過羥基和酮基間的H鍵締合形成絡合物。隨締合反應的不斷加大，其粒徑達10-7-10-6cm，茶湯由清轉渾，表現出膠體特性，粒徑繼續增大，便會產生凝聚作用。紅茶湯冷卻後常有乳狀物析出，使茶湯呈黃漿色渾濁，這就是紅茶的“冷後渾”現象，與紅茶湯的鮮爽度和濃強度有關。
冷後渾的形成主要是由於咖啡鹼與茶多酚類的沒食子基的H鍵締合的結果，因此，pH值的升高、脫沒食子基和脫咖啡鹼均可使冷後渾的形成受阻。而這些成份正是茶湯品質的最主要物質，冷後渾的抑制將會對茶湯的口感造成不良的影響。 冷後渾的主要成分是TF、TR和咖啡鹼，其比例為17:66:17。冷後渾絡合物的組成分還包括可可鹼、茶黃素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、兒茶素沒食子酸酯、三策啶、咖啡鹼、沒食子酸、鞣花酸、葉綠素、雙黃烷醇、黃酮甙和礦物質等。 Naohiro Maruyama等（1991）經13C NMR分析測定了兒茶素類（L-ECG、L-EGCG）與咖啡鹼形成的複合物，發現在兒茶素中，以L-EGCG和L-GCG與咖啡鹼混合時，其8位上的氫與7位上的甲基氫的信號位移更大。
Powell等（1992）發現在茶乳酪形成過程中茶紅素類約佔76%，茶黃素類約佔12%，而黃酮醇苷約佔2%。在茶乳酪形成過程中，TFs和TRs之間有增效作用，咖啡鹼利於酚性物質包括TRs的沉澱。
TFs、TRs與咖啡鹼的絡合物，與茶湯的鮮爽度和濃強度有關，因此，從冷後渾現象可間接判斷茶湯品質。一般冷後渾較快，黃漿狀明顯，乳狀物顏色較鮮明，湯質較好。但對速溶茶生產，特別是冷溶型速溶茶如冰茶的生產帶來一些困難。
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