经过现代科学的分离和鉴定，铁观音茶叶中含有机化学成分达450多种，无机矿物元素达40多种。铁观音茶叶中的有机化学成分和无机矿物元素含有许多营养成分和药效成分。
有机化学成分主要有：茶多酚类、儿茶素、多种氨基酸、植物碱、蛋白质、维生素、果胶素、有机酸、脂多糖、糖类、酶类、色素等。研究表明，铁观音的这些含量均高于其他茶类。因此，铁观音的保健功效尤其突出，主要表现在以下13个方面。
1、铁观音的抗衰老作用
据日本奥田拓勇试验结果，证实茶多酚的抗衰老效果要比维生素E强18倍。而铁观音的茶多酚含量很高，尤其是带有兰香的铁观音更为丰富，故常喝铁观音抗衰老作用明显，很多安溪百岁老人都有喝茶习惯。
2、铁观音的抗癌症作用
癌症是“不治之症”。日本有研究表明，铁观音所含的儿茶素（EGCG）具有很强的抗癌变活性。此外，铁观音中的维生素C和维生素E能阻断致癌物——亚硝胺的合成，对防治癌症有较大的作用。因此，常喝铁观音茶叶能够有效的预防癌症的发生。
3、铁观音的抗动脉硬化作用
铁观音含有的茶多酚，尤其是茶多酚中的儿茶素ECG和EGC及其氧化产物茶黄素等，有助于使这种斑状增生受到抑制，使形成血凝黏度增强的纤维蛋白原降低，凝血变清，从而抑制动脉粥样硬化。铁观音所含的咖啡碱能舒张血管，加快呼吸，降低血脂，对防治冠心病、高血压、动脉硬化等心脑血管疾病有一定的作用。
4、铁观音的防治糖尿病作用
糖尿病是一种很难痊愈的慢性疾病。日本医学博士小川吾七郎等人 临床实验证实，经常饮茶可以及时补充人体中维生素B1、泛酸、磷酸、水杨酸甲酯和多酚类，能防止糖尿病的发生。对于中度和轻度糖尿病患者能使血糖、尿糖减到很少，或完全正常；对于严重糖尿病患者，能使血糖、尿糖降低，各种主要症状减轻。
5、铁观音的减肥健美作用
研究表明，铁观音中含有大量的茶多酚物质，不仅可提高脂肪分解酶的作用，而且可促进组织的中性脂肪酶的代谢活动。因而饮用铁观音能改善肥胖者的体型，有效减少肥胖者的皮下脂肪和腰围，从而减轻其体重。喝铁观音茶配合运动减肥健美，其效果是社会公认的。
6、铁观音的防治龋齿作用
日本曾在两个相邻的村庄对入学儿童的龋齿率做过调查，结果表明，饮用铁观音对防治龋齿有良好的效果。每个入学儿童每天喝一杯铁观音，按含氟量0.4毫克计算，持续一年，原患龋齿的儿童中就有一半痊愈。日本统计了100所小学中患有龋齿的在校学生，经改饮铁观音后，其中有55%患龋齿的学生病情明显减轻。由此可见，饮用铁观音对未得龋齿的人有预防作用，对已得龋齿的人有治疗作用。
7、铁观音的杀菌止痢作用
在安溪民间早有采用铁观音治疗痢疾和肚子痛的做法。其原因是，铁观音的茶多酚进入胃肠道后，能使肠道的紧张功能松弛，缓和肠道运动；同时，又能使肠道蛋白质凝固，因为细菌的本身是由蛋白质构成的，茶多酚与细菌蛋白质相遇后，细菌即行死亡，起到了保护肠胃黏膜的作用，所以有治疗肠炎的功效。
8、铁观音的清热降火作用
茶汤中含有茶多酚类、糖类、氨基酸、果胶、维生素等与口腔中的唾液起了化学反应，滋润口腔，所以能起到生津止渴的作用。另外，铁观音中的咖啡碱作用，促使大量的能量从人体的皮肤毛孔里散出。据报道，喝一杯热茶，通过人体的皮肤毛孔出汗散发的热量，相当于这杯茶的50倍，故能使人感到凉爽解暑。
9、铁观音的提神益思作用
铁观音可提神益思，是由于咖啡碱具有兴奋中枢神经、增进思维、提高效率的功能。因此，饮茶后能破睡、提神、去烦、解除疲倦、清醒头脑、增进思维，毛尖茶，能显著地提高口头答辩能力及数学思维的反应。同时，由于铁观音中含有多酚类等化合物，抵消了纯咖啡碱对人体产生的不良影响。
10、铁观音的醒酒敌烟作用
茶能醒酒敌烟，这也是众所周知的事实。酒的成分主要是酒精，一杯酒中含有10%～70%的酒精。而铁观音茶多酚能和乙醇（酒中主要成分）相互抵消，故饮茶能解酒。另外，铁观音中含有一种酚酸类物质，能使烟草中的尼古丁沉淀，排出体外。
11、解毒消食去油腻
郑道溪有感于安溪铁观音的悠久历史，把安溪铁观音称为中国茶家庭的“老字号”。他论述其品用价值的第一项，便是“可解毒消食去油”。茶被公认为人类最好的保健饮料，早在西汉《神农本草经》中，就有“日遇七十二毒，得茶而解之”记载。进入20世纪，科学家又发现茶叶中有一种叫黄酮的混合物，具杀菌解毒作用。
12、美容减肥抗衰老
1979年和1984年日本两度掀起“乌龙茶热”，安溪铁观音更是被誉为“美容茶”、“减肥茶”。医学研究表明，铁观音的粗儿茶素组合，具较强抗化活性，可消除细胞中的活性氧分子，从而使人体免受衰老疾病侵害。安溪铁观音中的锰、铁、氟以及钾、钠含量比，高于其他茶叶，其中尤以含氟量高名列各茶类之首，对防治龋齿和老年骨骼疏松症效果显著。
13、交友养性心情好
安溪铁观音作为优质茶，在待客、交友和个人修身养性方面，功效独特。安溪铁观音需要冲泡，待客时要烧水洗杯，准备过程宾主嘘寒问暖，其情融融；客人边品茶边与主人叙旧，过程十分融洽亲和，故而程序化冲泡品饮，使人心静利于养性怡情。
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