茉莉花茶窨制过程中挥发性与非挥发性代谢物的动态变化及其风味形成机制

【字体: 时间:2025年06月04日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  为解决传统双瓣茉莉花茶品种单一、风味同质化问题,福建农林大学团队通过HS-SPME-GC-MS和靶向代谢组学技术,系统研究了"圆叶"茉莉花茶(RT)与双瓣茉莉花茶(DT)窨制过程中455种挥发性化合物(VOCs)和22种非挥发性物质的动态变化。研究发现甲基邻氨基苯甲酸酯、苯甲酸苄酯等6种关键香气物质(ROAV≥1)决定茉莉花茶品质,首次证实RT在第四次窨制(S4)即达最佳品质,其特有的(E)-3-己烯醇乙酸酯等化合物赋予优雅清新风味,为茉莉花茶品种创新提供了科学依据。

  

茉莉花茶作为中国特有的再加工茶,其独特的风味源于茶坯吸附茉莉鲜花香气的窨制工艺。然而当前产业面临严峻挑战:主栽品种双瓣茉莉(Jasminum sambac cv. Bifoliatum)遗传背景单一,导致产品风味同质化;传统窨制工艺缺乏精准质量控制指标,难以实现风味定向调控。更令人担忧的是,随着消费者对茶饮多样性需求的提升,开发具有特色风味的新品种茉莉花茶已成为产业迫切需求。

福建农林大学的研究团队创新性地将"圆叶"茉莉(Jasminum sambac cv. 'Round leaf')这一高产量、高繁殖系数但尚未开发利用的品种引入茉莉花茶加工领域。研究人员采用多组学联用策略,通过HS-SPME-GC-MS(顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用)和靶向代谢组学技术,对"圆叶"茉莉花茶(RT)和传统双瓣茉莉花茶(DT)在五次窨制过程中的代谢物变化进行系统解析。研究采集自福建福州的茶样(Camellia sinensis 'Fuding Dahaocha')与茉莉鲜花,严格遵循国家标准GB/T 34779-2017进行窨制,设置三个生物学重复,共获得33个样本。

感官评价揭示风味演变规律
专业评茶小组依据GB/T 23776-2018标准发现,RT呈现出更优雅持久的花香特征,其氨基酸含量显著高于DT,尤其是鲜味氨基酸天冬氨酸(Asp)、茶氨酸(Thea)和谷氨酸(Glu)的TAV(味觉活性值)分别达到79、31.42和25,这解释了RT更醇和细腻的口感。值得注意的是,RT在第四次窨制(S4)时感官评分即达峰值,而DT需至第五次(S5)才达最佳状态。

代谢组学解码品质形成机制
通过UPLC-MS/MS(超高效液相色谱-串联质谱)检测到19种游离氨基酸,发现茶氨酸含量随窨制次数增加而上升,RT比DT高15.3%,这与蛋白质热解产生游离氨基酸的假设相符。EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)的TAV高达802.62,是茶汤涩味的主要来源。HS-SPME-GC-MS鉴定出455种VOCs,其中酯类(26.37%)和萜类(20.44%)占比最高。PCA分析显示前两个主成分贡献率达74%,有效区分了茶坯与窨制茶。

关键香气物质指纹图谱
通过OPLS-DA(正交偏最小二乘判别分析)结合VIP(变量重要性投影)>1的标准,筛选出23种差异挥发物。ROAV(相对香气活性值)分析锁定6种核心香气成分:甲基邻氨基苯甲酸酯(甜葡萄香,ROAV=100)、苯甲酸苄酯(果香,8.78)、芳樟醇(花香,21.64)、吲哚(花香,3.7)、苯甲酸甲酯(果香,5.78)和水杨酸甲酯(薄荷香,7.1)。这些物质共同构成茉莉花茶标志性的"花香-甜香-果香"复合香型。

品种特异性风味标记
研究发现(E)-3-己烯醇乙酸酯(果香)、(E)-β-罗勒烯(花香)和苯乙醛(玫瑰蜜香)是RT优雅风味的化学标记物,其含量在RT中比DT高2.1-3.8倍;而DT的特征物质β-大马酮(玫瑰香)和(Z)-3-己烯醇(青草香)则与浓郁香气相关。JTF(茉莉花茶风味指数)分析证实,尽管RT在S5时总VOCs含量(4575.76 μg/g)低于DT(5347.17 μg/g),但其JTF值始终领先,这与感官评价结果高度一致。

窨制工艺的代谢调控
动态监测发现,RT的VOCs含量在S4即达饱和,而DT持续增长至S5。酯类物质如苯甲酸苄酯在S5时含量达1384.61 μg/g,是茶坯的328.88倍。甲基水杨酸在S1即达峰值后递减,提示其可能作为香气前体参与转化。值得注意的是,cis-3-己烯醇苯甲酯(青香)的ROAV为0.99,虽未达关键香气物质阈值,但对整体风味有重要修饰作用。

这项研究首次阐明了"圆叶"茉莉花茶的风味形成规律,建立了基于代谢组学的茉莉花茶品质评价体系。实践层面,确定RT最佳窨制次数为4次,较传统工艺缩短20%加工周期;理论层面,发现(E)-3-己烯醇乙酸酯等品种特征物质,为茉莉花茶风味定向育种提供了分子靶点。该成果发表于《Food Chemistry: X》,不仅为茉莉花茶产业品种更新提供了关键技术支撑,也为其他再加工茶的风味研究提供了方法学范式。未来研究可进一步解析关键香气物质的生物合成途径,实现从经验型加工向精准化制造的跨越。

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