探秘生普陈香形成密码:多维解析揭示茶叶储存中的风味演变奥秘

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Current Research in Food Science 6.2

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  生普在长期储存中风味变化机制不明。研究人员通过采集多阶段样本,运用 HS-SPME/GC×GC-TOFMS 等技术,对生普(RaPT)品质成分和香气特征进行研究。结果发现其储存可分三个阶段,确定 30 种陈香特征化合物。该研究为茶叶品质控制提供依据。

  茶叶,作为备受全球喜爱的饮品,不仅口感丰富,还蕴含着深厚的文化底蕴。其中,普洱茶以其独特的风味和保健功效,在茶界独树一帜。普洱茶分为生普(RaPT)和熟普(RiPT),生普在自然储存过程中,风味会发生奇妙的变化。随着储存时间的延长,它的香气逐渐从清新的花果香转变为浓郁的木质香,品质也随之提升,市场价值水涨船高。然而,这种独特陈香的形成机制一直是茶叶研究领域的未解之谜。过去的研究虽然对普洱茶的香气成分有所探索,但由于获取典型长期储存生普样本困难,相关研究并不深入,无法清晰解释陈香形成的分子过程和动态变化。为了揭开这层面纱,来自国内的研究人员踏上了探索之旅,他们的研究成果发表在《Current Research in Food Science》上。
研究人员为了深入探究生普陈香的形成机制,开展了一系列全面而细致的研究。在样本选取上,他们收集了六个系列共 18 个不同储存阶段的生普样本,这些样本分别储存于云南昆明和广东广州的专业茶仓,涵盖了新茶、陈化茶和老茶三个阶段。研究采用了多种先进技术,其中定量描述分析(QDA)结合顶空固相微萃取(HS-SPME)与全二维气相色谱 - 飞行时间质谱联用技术(GC×GC-TOFMS),用于系统分析生普的香气特征;分子对接技术则被用于筛选关键香气化合物,结合香气重组实验,进一步验证陈香特征木质香气的形成机制。

1. 感官评价结果与储存过程中的香气演变


研究人员邀请专业品茶师,依据感官评价标准对不同阶段的生普进行品鉴打分。通过主成分分析(PCA)发现,基于新鲜、花香等七个香气指标,能将茶叶样本按储存阶段清晰区分。雷达图显示,随着储存时间增加,新鲜和花香香气显著下降(P < 0.01),逐渐转变为木质、草本等香气,这些香气成为老茶的标志性特征;果香香气前期相对稳定,长期储存后明显减弱;烟熏香气在老茶中显著增加(P < 0.01)。由此可见,生普在储存过程中香气发生了明显的演变。

2. 主要非挥发性成分的多元统计分析


对生普主要非挥发性成分进行 PCA 和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA),结果表明,尽管储存环境不同,但仍可根据这些成分将生普样本分为三个储存阶段。储存过程中,茶多酚、游离氨基酸等含量显著下降(P < 0.01),总黄酮含量显著上升(P < 0.01),可溶性糖含量适度下降(P < 0.05),嘌呤生物碱等则保持稳定。这说明不同储存时间的生普在品质成分上存在显著差异。

3. 不同储存阶段生普的 VOCs 特征分析


利用 HS-SPME-GC×GC-TOFMS 技术,研究人员在生普样本中检测到约 1800 个峰,并鉴定出 363 种挥发性有机化合物(VOCs),这些化合物分属于 10 个功能类别。随着储存时间延长,VOCs 的数量和相对浓度增加,其中醛类、胺类等化合物的相对浓度显著上升。同时,不同类别的 VOCs 变化趋势各异,如萜类化合物中,二氢猕猴桃内酯含量显著增加,而部分萜烯醛和萜烯醇含量下降;芳香化合物总体呈上升趋势,部分芳香酸则在长期储存后下降。这些变化共同影响着生普的香气。

4. 储存阶段特征 VOCs 的多元统计分析


通过正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA),研究人员识别出 105 个对储存阶段区分有重要意义的 VOCs,其中多数为上调化合物。这些关键特征 VOCs 主要来源于类胡萝卜素降解、糖苷水解和脂质氧化等过程。芳香化合物在储存过程中是主要的差异特征化合物,其含量上升促进了生普香气的转变;而脂肪族醇和酮则是主要的下调成分。

5. 香气特征与 VOCs 的相关性分析


相关性分析发现,不同 VOCs 与不同香气特征存在显著相关性。16 种 VOCs 与新鲜香气显著正相关,9 种与花香显著正相关,这些化合物在储存过程中的减少导致新鲜和花香香气降低。62 种 VOCs 与木质香气显著正相关,其中多种甲氧基苯类化合物是木质和陈香的关键贡献者。此外,还发现了一些与坚果、草本、烟熏等香气相关的 VOCs,进一步明确了生普香气演变的化学基础。

6. 生普储存特征香气化合物与嗅觉受体的分子对接


研究人员选取两种嗅觉受体(OR1A1 和 OR1D2)与 30 种关键陈香特征香气化合物进行分子对接。结果显示,不同受体与香气化合物的结合能差异显著,结合能越低,亲和力越强。19 种与木质香气相关的 VOCs 与受体结合能≤ -5.0 kcal/mol,可能是关键香气化合物。同时,分析受体与香气化合物的作用力类型发现,除氢键外,疏水作用也对稳定结合起到重要作用。

7. 香气重组分析验证生普陈香成分


研究人员通过香气重组实验,将 18 种与受体结合能≤ -5.0 kcal/mol 的特征 VOCs 添加到脱味茶样中。结果显示,重组茶样的 QDA 评分与老茶相似,验证了这些化合物是生普陈香的关键成分。

研究结论表明,生普在储存过程中经历了明显的转变,根据主要非挥发性成分和 VOCs 的变化可分为新茶、陈化茶和老茶三个阶段。通过 OPLS-DA 模型和相关性分析,确定了 105 个区分储存阶段的关键 VOCs,其中 30 种是老茶的特征香气化合物,主要呈现木质香气。分子对接和香气重组实验进一步确认了 18 种关键陈香化合物。该研究为深入理解茶叶储存过程中的化学演变提供了重要依据,有助于茶叶品质控制和开发高品质普洱茶产品,在茶叶研究领域具有重要的理论和实践意义。

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