分子对接与感官科学解析CTC红茶味觉特征及其食品添加剂应用潜力

本研究针对全球贸易量最大的CTC红茶，通过电子舌（ET）、高效液相色谱（HPLC）和分子对接技术，系统解析其味觉差异的物质基础。研究发现咖啡因、谷氨酸（Glu）、杨梅素-3-半乳糖苷（Myr-gala）和茶黄素-3′-没食子酸酯（TF-3′-G）等关键化合物通过协同或拮抗作用调控苦味、涩味和鲜味，其中TF-3′-G贡献最显著。该研究为红茶风味优化和食品添加剂开发提供分子机制支撑。

　　

红茶作为全球消费量最大的茶类，其风味品质直接影响市场价值。其中，CTC（Crush-Tear-Curl）红茶因工业化生产优势占据全球贸易量的78%，但不同产地的CTC红茶存在显著的味觉差异，传统感官评价难以精准关联分子机制。尽管已有研究利用电子舌（ET）和高效液相色谱（HPLC）检测风味物质，但化合物间的协同效应及其与人类感官的量化关系仍不明确。此外，茶黄素（TF）、黄酮苷等物质的受体作用机制尚未阐明，制约了红茶风味定向调控技术的开发。

中国农业科学院茶叶研究所的研究团队在《Food Chemistry》发表论文，通过多技术联用和分子模拟揭示了CTC红茶的味觉形成机制。研究整合ET感官分析、HPLC定量检测、剂量-阈值（DOT）计算和分子对接技术，筛选出咖啡因、TF-3′-G等关键活性成分，并通过重组/缺失实验验证其味觉贡献。分子对接首次阐明TF-3′-G通过激活苦味受体TAS2R46发挥作用，而Myr-gala可同时增强咖啡因的苦味和Glu的鲜味。

关键实验技术

1. 电子舌（ET）用于量化不同产地CTC红茶的味觉差异；
2. 高效液相色谱（HPLC）和高速氨基酸分析仪测定风味化合物浓度；
3. 剂量-阈值（DOT）模型计算化合物味觉贡献度；
4. 分子对接模拟TF-3′-G等与味觉受体的结合模式。

研究结果
1. 风味差异与物质基础
肯尼亚红茶（KBTs）以浓郁口感为特征，而印度红茶（NIBTs/SIBTs）突出鲜味。HPLC分析显示，TF-3′-G和Myr-gala在KBTs中含量最高，与ET检测的苦味强度正相关。

2. 关键味觉化合物筛选
通过DOT值筛选出咖啡因、Glu、Myr-gala等14种高贡献化合物。重组实验证实，TF-3′-G单独作用时苦味强度达对照组的2.3倍，而Glu可降低苦味感知40%。

3. 化合物互作效应
咖啡因与TF-3′-G协同增强苦味（p<0.01），而Myr-gala通过激活鲜味受体mGluR1提升Glu的鲜味响应。分子对接显示TF-3′-G与TAS2R46的亲和力（-9.8 kcal/mol）显著高于其他茶黄素。

4. 分子机制解析
TF-3′-G通过氢键和π-π堆积作用结合苦味受体关键残基Tyr²⁴¹
和Phe²⁵⁵
，而Myr-gala可同时结合鲜味受体mGluR1的Ser¹⁶⁵
位点，解释其双重调控作用。

结论与意义
该研究首次建立CTC红茶味觉物质-感官感知-分子机制的完整关联模型，揭示TF-3′-G作为核心苦味配体的分子基础，为红茶风味定向改良提供理论依据。发现Myr-gala的鲜味增强效应，为开发天然风味增效剂开辟新思路。分子对接技术的应用突破了传统感官研究的局限性，推动食品风味研究进入分子设计时代。研究获得国家自然科学基金（32202543）和国家重点研发计划（2021YFD1601102）支持，相关成果可应用于茶叶深加工和功能性食品开发领域。