近期,四川農(nóng)業(yè)大學園藝學院杜曉教授、趙悅伶博士川茶風味學研究團隊在中科院一區(qū)TOP期刊《Food Chemistry:X》(IF=8.2)在線發(fā)表了題為“Metabolic insights into the enhanced umami and sweetness of small-leaf yellow tea from albino cultivars”的研究論文,2023級茶學碩士研究生李法鑫為該論文的第一作者,茶學系杜曉教授與趙悅伶老師為論文共同通訊作者,雅安市雅安茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村局也參與了該項研究。
黃小茶以“一芽一葉”或“一芽二葉”為原料,兼具嫩度與風味層次感。不同白化程度(白化、黃化)茶樹白化期間,葉綠體結(jié)構(gòu)被破壞,導致葉色變化一般會呈現(xiàn)出白色或黃色,游離氨基酸含量增加,使茶葉口感鮮爽醇厚。這種葉色變化在黃茶悶黃工藝中更易形成“黃湯黃葉”特點,且高含量氨基酸促進黃茶鮮甜滋味形成,不同白化程度(白化、黃化)茶與黃小茶特性高度契合,適合制作黃小茶。然而當前對不同白化程度(白化、黃化)茶研究尚不均衡,多聚焦于安吉白茶制成的白化綠茶,對其他白化茶品種及所制工藝黃小茶的代謝物和風味成分研究匱乏。本研究選取四種不同白化程度(白化、黃化)的黃小茶及一種正常綠葉型黃茶作對照,結(jié)合非靶向和靶向代謝組學揭示其代謝物特征與差異滋味成分,并用WGCNA和相關(guān)性分析探討關(guān)鍵風味成分與味道屬性的關(guān)系,為黃化芽葉利用及高值轉(zhuǎn)化創(chuàng)新了技術(shù)路徑;研究所得代謝特征數(shù)據(jù),不僅為黃小茶的品質(zhì)提升與新品研發(fā)奠定了科學基礎,更通過闡明傳統(tǒng)悶黃工藝的現(xiàn)代科學內(nèi)涵,推動了黃茶制作技藝的標準化傳承與創(chuàng)新發(fā)展。該成果對優(yōu)化黃茶產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進茶農(nóng)增收具有重要指導價值,同時為鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興提供了茶業(yè)現(xiàn)代化的實踐范式,有助于實現(xiàn)生態(tài)保護與經(jīng)濟效益的雙贏發(fā)展。
研究亮點
1. 研究集中在由四種不同白化程度(白化、黃化)茶品種制成的黃小茶;
2. 黃小茶的主要風味化合物是類黃酮、氨基酸和兒茶素,這些化合物來自不同的白化茶資源。;
3. 不同白化程度(白化、黃化)黃小茶富含氨基酸,這使其具有獨特的甜味和鮮味;
4. 揭示了不同白化程度(白化、黃化)黃小茶的屬性與化合物之間的關(guān)系。
研究結(jié)果
1、對5種黃小茶進行了感官審評和感官量化審評,統(tǒng)計結(jié)果顯示,AJBC與NB以突出的鮮甜口感和極低的苦澀味為特征;HJYE與HJYA雖同樣具有較高的鮮甜度,但略遜于AJBC與NB;而FD鮮甜度最低,苦澀味最為明顯。(圖1)。
圖1 5種黃小茶的感官評價
2、對5種黃茶進行非靶向代謝組學分析,共鑒定出2663種代謝物,這些代謝物可分為18類(圖2A),PCA揭示了樣本之間的相似性與差異性,5種黃小茶被分為3類,PLS-DA模型結(jié)果與PCA結(jié)果一致(圖2)。
圖2 5種黃小茶的非揮發(fā)性代謝物分析
3、對5種黃小茶的所有代謝物進行了篩選,選取了前文KEGG富集程度最高的氨基酸及其衍生物和黃酮類物質(zhì)等與滋味顯著相關(guān)的化合物進行了熱圖分析。其中氨基酸與鮮味、甜味顯著相關(guān),黃酮類化合物大部分與苦澀味顯著相關(guān)(圖3)。
圖3 5種黃小茶中黃酮與氨基酸的熱圖
4、對黃小茶的常規(guī)生化成分、兒茶素組分、氨基酸組分以及黃酮類化合物進行了靶向定量。并對其進行了OPLS-DA分析。結(jié)果表明,5種黃小茶在模型的不同區(qū)域不相交,證明OPLS-DA模型可以有效區(qū)分3類黃小茶,交叉試驗證明模型沒有過擬合。隨后根據(jù)p<0.05,VIP>1篩選出了20種差異代謝物,包括13種黃酮、5種氨基酸、2種兒茶素(圖4)。
圖4 黃小茶關(guān)鍵差異風味化合物的OPLS-DA及熱圖分析
5、利用WGCNA構(gòu)建了一個共表達網(wǎng)絡,將85種代謝物與味覺因子關(guān)聯(lián)起來。不同白化程度(白化、黃化)黃小茶的鮮甜口感主要得益于少數(shù)黃酮類化合物與大量鮮甜型氨基酸的共同作用,而苦澀滋味則主要由多數(shù)黃酮類、兒茶素類以及咖啡因成分導致(圖5)。
圖5 基于WGCNA的差異代謝物與口感的相關(guān)性分析
第一作者
李法鑫 四川農(nóng)業(yè)大學園藝學院2023級茶學碩士研究生。主要從事茶葉風味與品質(zhì)研究,以第一作者(含共一)發(fā)表SCI論文兩篇。
共同通訊作者
杜曉博士,留學日本,茶學二級教授(博導),長期從事茶葉品質(zhì)評價及風味組學研究。發(fā)表國內(nèi)外學術(shù)論文160余篇,出版專著教材8部,獲省部級科技進步一等獎1項,三等獎3項,省級優(yōu)秀教學成果二等獎2項。
共同通訊作者
趙悅伶 師資博士后,主要從事茶葉加工風味物質(zhì)形成研究以及茶葉功能成分的健康功能研究。前期以第一作者或通訊作者在《Food Chemistry》,《Food Research International》,《Journal of Agricultural and Food Chemistry》等期刊發(fā)表SCI論文10篇,中文核心期刊2篇,共發(fā)表論文20余篇。主持四川省國際科技創(chuàng)新合作項目1項、重點實驗室開放課題1項,參與國家級省級項目3項。
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