近期,四川农业大学园艺学院杜晓教授、赵悦伶博士川茶风味学研究团队在中科院一区TOP期刊《Food Chemistry:X》(IF=8.2)在线发表了题为“Metabolic insights into the enhanced umami and sweetness of small-leaf yellow tea from albino cultivars”的研究论文,2023级茶学硕士研究生李法鑫为该论文的第一作者,茶学系杜晓教授与赵悦伶老师为论文共同通讯作者,雅安市雅安茶产业发展中心、农业农村局也参与了该项研究。
黄小茶以“一芽一叶”或“一芽二叶”为原料,兼具嫩度与风味层次感。不同白化程度(白化、黄化)茶树白化期间,叶绿体结构被破坏,导致叶色变化一般会呈现出白色或黄色,游离氨基酸含量增加,使茶叶口感鲜爽醇厚。这种叶色变化在黄茶闷黄工艺中更易形成“黄汤黄叶”特点,且高含量氨基酸促进黄茶鲜甜滋味形成,不同白化程度(白化、黄化)茶与黄小茶特性高度契合,适合制作黄小茶。然而当前对不同白化程度(白化、黄化)茶研究尚不均衡,多聚焦于安吉白茶制成的白化绿茶,对其他白化茶品种及所制工艺黄小茶的代谢物和风味成分研究匮乏。本研究选取四种不同白化程度(白化、黄化)的黄小茶及一种正常绿叶型黄茶作对照,结合非靶向和靶向代谢组学揭示其代谢物特征与差异滋味成分,并用WGCNA和相关性分析探讨关键风味成分与味道属性的关系,为黄化芽叶利用及高值转化创新了技术路径;研究所得代谢特征数据,不仅为黄小茶的品质提升与新品研发奠定了科学基础,更通过阐明传统闷黄工艺的现代科学内涵,推动了黄茶制作技艺的标准化传承与创新发展。该成果对优化黄茶产业结构、促进茶农增收具有重要指导价值,同时为乡村产业振兴提供了茶业现代化的实践范式,有助于实现生态保护与经济效益的双赢发展。
研究亮点
1. 研究集中在由四种不同白化程度(白化、黄化)茶品种制成的黄小茶;
2. 黄小茶的主要风味化合物是类黄酮、氨基酸和儿茶素,这些化合物来自不同的白化茶资源。;
3. 不同白化程度(白化、黄化)黄小茶富含氨基酸,这使其具有独特的甜味和鲜味;
4. 揭示了不同白化程度(白化、黄化)黄小茶的属性与化合物之间的关系。
研究结果
1、对5种黄小茶进行了感官审评和感官量化审评,统计结果显示,AJBC与NB以突出的鲜甜口感和极低的苦涩味为特征;HJYE与HJYA虽同样具有较高的鲜甜度,但略逊于AJBC与NB;而FD鲜甜度最低,苦涩味最为明显。(图1)。

图1 5种黄小茶的感官评价
2、对5种黄茶进行非靶向代谢组学分析,共鉴定出2663种代谢物,这些代谢物可分为18类(图2A),PCA揭示了样本之间的相似性与差异性,5种黄小茶被分为3类,PLS-DA模型结果与PCA结果一致(图2)。


图2 5种黄小茶的非挥发性代谢物分析
3、对5种黄小茶的所有代谢物进行了筛选,选取了前文KEGG富集程度最高的氨基酸及其衍生物和黄酮类物质等与滋味显著相关的化合物进行了热图分析。其中氨基酸与鲜味、甜味显著相关,黄酮类化合物大部分与苦涩味显著相关(图3)。

图3 5种黄小茶中黄酮与氨基酸的热图
4、对黄小茶的常规生化成分、儿茶素组分、氨基酸组分以及黄酮类化合物进行了靶向定量。并对其进行了OPLS-DA分析。结果表明,5种黄小茶在模型的不同区域不相交,证明OPLS-DA模型可以有效区分3类黄小茶,交叉试验证明模型没有过拟合。随后根据p<0.05,VIP>1筛选出了20种差异代谢物,包括13种黄酮、5种氨基酸、2种儿茶素(图4)。

图4 黄小茶关键差异风味化合物的OPLS-DA及热图分析
5、利用WGCNA构建了一个共表达网络,将85种代谢物与味觉因子关联起来。不同白化程度(白化、黄化)黄小茶的鲜甜口感主要得益于少数黄酮类化合物与大量鲜甜型氨基酸的共同作用,而苦涩滋味则主要由多数黄酮类、儿茶素类以及咖啡因成分导致(图5)。

图5 基于WGCNA的差异代谢物与口感的相关性分析

第一作者
李法鑫 四川农业大学园艺学院2023级茶学硕士研究生。主要从事茶叶风味与品质研究,以第一作者(含共一)发表SCI论文两篇。

共同通讯作者
杜晓博士,留学日本,茶学二级教授(博导),长期从事茶叶品质评价及风味组学研究。发表国内外学术论文160余篇,出版专著教材8部,获省部级科技进步一等奖1项,三等奖3项,省级优秀教学成果二等奖2项。

共同通讯作者
赵悦伶 师资博士后,主要从事茶叶加工风味物质形成研究以及茶叶功能成分的健康功能研究。前期以第一作者或通讯作者在《Food Chemistry》,《Food Research International》,《Journal of Agricultural and Food Chemistry》等期刊发表SCI论文10篇,中文核心期刊2篇,共发表论文20余篇。主持四川省国际科技创新合作项目1项、重点实验室开放课题1项,参与国家级省级项目3项。
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