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福鼎白茶基本以福鼎大毫茶制作，从其原材料来看内含物成分。《中国茶树品种志》载：福鼎大毫茶，春茶一芽二叶干样约含氨基酸3.5%、茶多酚25.7%、儿茶素总量18.4%、咖啡碱4.3%。
2009年，中国疾病预防控制中心营养与食品安全所韩驰教授研究白茶功效时，把2006年和2008年生产的白牡丹进行成分进行对比。对比的结果：茶多酚从18.3%变为18.2%，基本无变化；儿茶素总量8.6%变为7.4%，茶氨酸1.6%变成1.3%，茶多糖不降反而略升，由2.6%变成2.7%，咖啡碱都没有变化。
2001年，湖南农业大学杨伟丽等发表论文《加工工艺对不同茶类主要生化成分的影响》。采用同地点、同品种、同嫩度的毛蟹品种鲜叶，同时加工成六种茶类的茶样，分析比较其主要生化成分含量差异。鲜叶中可溶性碳水化合物含量为11.78%，白茶的含量为12.50%，比鲜叶中含量更高，其他的茶类最高的是黄茶，为10.57%。氨基酸鲜叶为1.592%，白茶为3.155%，其他茶类中最高为绿茶，含量为1.47%。黄酮含量白茶为2.205%，其他茶类最高者红茶为0.155%。咖啡碱含量白茶为3.86%，其他茶类最高者绿茶为3.38%。
论文的讨论部分杨丽伟教授指出：在本实验中还意外发现，六大茶类中黄酮的含量呈现白茶、青茶、红茶、绿茶、黄茶、黑茶依次递减的变化规律，实验结果表明，氨基酸和可溶性碳水化合物含量均以白茶中最高，与鲜叶比较，氨基酸增加98%，可溶性碳水化合物增加6%以上，而在红茶中，氨基酸却减少39%，最重要的原因是由于白茶加工中适度地激发、利用了内源酶的活性，有利于氨基酸、可溶性碳水化合物的形成、积累。
刘仲华教授分别采用HPLC分析、UC新国标、UC-VIS、GB/T5009.90-2003等分析了1、2、3、6、16年的白毫银针的儿茶素、生物碱、氨基酸、有机酸、茶多酚、矿质元素成分，得出以下结论：
儿茶素总量不高，但是，EGCg、ECg、GCg等酯型儿茶素的比例高，表现为酯型儿茶素/儿茶素总量的比值＞0.9。长时间的鲜叶萎凋失水导致EGCg大量异构化形成GCg，因此GCg的绝对含量和相对比例均较高。具有比其他茶类更高的嘌呤碱，尤其是咖啡碱和可可碱含量。陈年白茶在贮藏过程中，儿茶素总量、酯型儿茶素含量及比例均会大幅下降，由此造就了陈年白茶更加醇和回甘的口感，福鼎白茶由于独特的萎凋工艺，使得酯型儿茶素水解，积累了比红绿茶更高的没食子酸，陈年白茶随着年份的延长，没食子酸的积累量增多，这些生化特征是其品质风味及多种保健的重要物质基础。
福鼎白茶具有相对较高的氨基酸总量和L-茶氨酸含量，比绿茶平均水平高20%以上。
福鼎白茶的有机酸主要是草酸、酒石酸、柠檬酸和没食子酸，与同等嫩度的绿茶相比，福鼎白茶比绿茶有更高的有机酸水平，有效地平衡了其高嘌呤类生物碱的碱性，造就了福鼎白茶合适的茶汤的PH值，为期舒适的口感与调理胃肠道微生物菌落分布奠定了重要的物质基础。
福鼎白茶的矿质元素分析结果表明，由于独特的土壤条件、地理环境、品质资源和栽培技术，具有高锌、富硒、高锰、高镁、低铁、低铝、低氟、低铅的元素分布特征，这不仅展现了福鼎白茶的高安全性，而且为其抗氧化、抗衰老、抗辐射、抗癌等保健功能奠定了元素基础。
此外，刘仲华教授还对福鼎白茶中茶多酚总量、氨基酸总量、水浸出物进行分析，福鼎白茶具有较丰富的水浸出物、相当较低的多酚含量和较高的氨基酸含量造就了较低的酚氨比值，这是福鼎白茶滋味淡雅清醇、经久耐泡的主要原因。