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为探究不同中国后发酵茶真菌群落结构与功能,研究人员测序分析,发现其差异显著,意义重大。
# 中国后发酵茶中的真菌奥秘:从群落结构到风味形成
茶,作为世界三大无酒精饮料之一,深受人们喜爱。在中国,后发酵茶更是独具特色,像普洱茶、六堡茶、茯砖茶等,它们以独特的风味和健康功效备受青睐。后发酵茶的独特风味源于其特殊的发酵过程,这一过程离不开微生物的参与,尤其是真菌。然而,目前对于不同类型后发酵茶中真菌群落结构和功能的差异,以及它们如何影响茶叶风味,人们了解得还比较少。为了揭开这些谜团,黄山学院的研究人员开展了一项深入研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员收集了包括生普(RAP)、熟普(RIP)、茯砖茶(FZT)、青砖茶(QZT)、天尖茶(TJT)和六堡茶(LBT)在内的六种典型中国后发酵茶。这些茶来自不同省份,涵盖了后发酵茶的主要类型。研究人员利用 Illumina HiSeq 测序技术对真菌的 ITS rDNA 区域进行测序,以此分析真菌群落结构;运用顶空固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱联用(HS - SPME - GC - MS)技术测定茶叶样本的挥发性成分;同时还测量了茶叶样本的水分含量、pH 值、总氮、碳氮比和总硫等理化性质。
研究结果
- 理化性质:六种后发酵茶均呈弱酸性(pH 5.56 - 6.43),含水量较低(0.07 - 0.13%)。不同茶样在 pH 值、总氮浓度和碳氮比等方面存在显著差异。例如,熟普的 pH 值最低,为 5.56;青砖茶的 pH 值最高,为 6.43。茯砖茶和青砖茶的总氮浓度和碳氮比显著高于其他茶样1。
- 测序数据分析:从 18 个样本中获得了 620,499 条高质量序列,茯砖茶的序列数量最多。测序深度足够,覆盖了样本中的大部分真菌,能够准确评估真菌多样性。
- 真菌多样性分析:通过多种指数评估真菌多样性,发现青砖茶的真菌物种丰富度和多样性最高,熟普的最低。在属水平上,不同后发酵茶的优势真菌群落组成差异明显。如在茯砖茶、天尖茶、青砖茶和六堡茶中,曲霉属(Aspergillus)是优势属;而在熟普中,Blastobotrys 占主导;生普中则是 Debaryomyces 和 Penicillium 占优势23。
- 真菌群落结构分析:主成分分析(PCA)和主坐标分析(PCoA)结果显示,不同样本的真菌群落存在明显差异。生普、天尖茶和六堡茶的真菌群落较为相似,茯砖茶和熟普则与其他样本差异较大4。
- 真菌群落功能分析:利用 PICRUSt2 程序进行功能预测,发现大多数真菌基因功能与代谢相关,包括氨基酸、碳水化合物、能量等代谢过程。虽然不同样本的真菌群落结构不同,但功能丰度水平差异不显著5。
- 挥发性化合物分析:共检测到 26 种主要挥发性成分,不同茶样的挥发性成分组成存在差异。有六种挥发性成分在六种茶样中均存在,同时每种茶也有其独特的挥发性成分。例如,(1S, 4R, 6R)-4,7,7 - 三甲基双环 [4.1.0] 庚 - 2 - 烯和 (5Z) - 6,10 - 二甲基 - 5,9 - 十一碳二烯 - 2 - 酮是生普的独特挥发性成分6。
研究结论与讨论
该研究首次系统地比较了不同典型中国后发酵茶中的真菌群落和挥发性成分。研究发现,不同后发酵茶的真菌群落结构在门水平上相似,主要由子囊菌门(Ascomycota)主导,但在属水平上差异很大。真菌在茶叶发酵过程中发挥着重要作用,其功能主要涉及代谢,这有助于提升后发酵茶的品质。不同的优势真菌属会产生不同的挥发性成分,从而导致后发酵茶具有不同的香气类型。
这项研究为深入了解后发酵茶的发酵机制提供了理论依据,有助于优化茶叶发酵工艺,提高茶叶品质。未来的研究可以进一步聚焦于优势真菌的物种鉴定,以及它们与关键代谢途径和香气形成机制之间的关系,为后发酵茶产业的发展提供更有力的支持。
综上所述,该研究成果对于推动后发酵茶领域的发展具有重要意义,为茶叶品质提升和风味调控提供了新的思路和方法。