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【编辑推荐】为明确大叶茶 “发花” 后真菌群落丰度及代谢物变化,研究人员采用全长 ITS 测序及非靶向代谢组学技术,发现发花后冠突曲霉(A. cristatus)主导真菌群落,茶多酚类物质减少、挥发性花香物质显著增加,揭示了发花对代谢物谱的调控机制,为大叶茶后发酵工艺提供新策略。
大叶茶 “发花” 背后的微生物与代谢密码:一项揭示黑茶品质形成的关键研究
在茶的世界里,后发酵工艺如同一位神秘的魔术师,总能赋予茶叶独特的风味与内涵。作为黑茶家族的重要成员,茯砖茶的 “发花” 过程一直备受关注 —— 这一以冠突曲霉(Aspergillus cristatus)为主导的微生物发酵过程,被认为是塑造茶叶品质的核心环节。然而,当目光转向大叶茶(Camellia sinensis var. assamica)时,科学界却面临着一连串问号:其 “发花” 过程中真菌群落如何演变?代谢物谱会发生哪些特异性改变?这些变化与茯砖茶是否存在差异?这些未解之谜不仅制约着对大叶茶品质形成机制的认知,也限制了其深加工工艺的创新发展。
为破译大叶茶 “发花” 的生物学密码,中国研究人员针对云南大叶茶开展了深入研究。这项发表在《Food Bioscience》的成果,通过多组学技术揭开了大叶茶后发酵过程中微生物与代谢物的动态关联,为黑茶产业的工艺优化提供了关键科学依据。
研究技术路线:从微生物测序到代谢物全景扫描
研究团队采用全长核糖体内部转录间隔区(ITS)测序技术,对大叶茶发花前后的真菌群落进行高分辨率解析,结合非靶向代谢组学方法,系统分析了非挥发性代谢物(NVMs)和挥发性代谢物的组成变化。值得注意的是,研究选取了云南临沧地区按照国家标准(GB/T 22111)制作的晒青茶(SQ)作为原料,通过模拟自然发花过程获得发花样本(FP),确保了实验材料的代表性。
研究结果:微生物群落的 “王者登基” 与代谢物的 “新旧交替”
真菌群落的颠覆性重塑
全长 ITS 测序结果显示,发花后大叶茶中未分类曲霉科(unclassified_f_Aspergillus)占比高达 92.31%,通过多基因座序列分析进一步确认,主导菌种为冠突曲霉(A. cristatus),同时检测到少量米曲霉(Aspergillus luchuensis)。这一结果表明,大叶茶发花过程中真菌群落呈现高度专一性,与茯砖茶的微生物组成既有相似性又存在菌种差异。
非挥发性代谢物的降解与转化
发花过程对茶多酚类物质产生显著影响:表没食子儿茶素(EGC)、** 儿茶素没食子酸酯(CG)和儿茶素(C)含量分别下降 24.88%、22.42% 和 45.11%,而没食子酸(GA)** 含量激增 98.75%。这提示冠突曲霉可能通过分泌水解酶,促进酯型儿茶素向简单酚酸转化,这一过程可能与茶叶涩味降低、醇厚感提升相关。
挥发性代谢物的花香盛宴
研究鉴定出 12 种关键差异挥发性代谢物,其中α- 紫罗酮、芳樟醇、芳樟醇氧化物 II、水杨酸甲酯和香叶基丙酮含量分别增加 172.4%、110.6%、200.0%、349.8% 和 176.9%。这些物质均与花香特征密切相关,揭示了发花过程通过微生物代谢活动构建大叶茶香气轮廓的机制。
微生物 - 代谢物的协同网络
相关性分析表明,真菌丰度变化与代谢物含量波动呈极强正相关(P<0.01),尤其是冠突曲霉的丰度与花香类挥发性物质的生成量呈现显著协同上升趋势,证实了微生物在代谢通路中的核心驱动作用。
研究结论与展望:从实验室到产业的跨越
这项研究首次系统揭示了大叶茶 “发花” 过程中真菌群落的演替规律及代谢物重塑机制,证实了冠突曲霉在品质形成中的核心地位。研究发现,尽管大叶茶与茯砖茶均以曲霉科真菌为主导,但具体菌种组成及代谢物转化路径存在差异,这为不同茶类的个性化发酵工艺开发提供了理论依据。此外,研究建立的全长 ITS 测序与代谢组学联合分析方法,为发酵食品的微生物组研究提供了可复制的技术模板。
从产业应用视角看,该成果有助于优化大叶茶后发酵工艺参数,通过定向调控冠突曲霉等功能菌种,精准提升茶叶的风味品质与健康属性。未来研究若能进一步解析冠突曲霉分泌的关键酶系及其代谢通路,将为黑茶的生物合成机制研究开辟新维度,推动传统茶产业向科学化、智能化方向迈进。