冠突散囊菌发酵对安吉白茶风味品质的影响:基于LC-MS与GC–MS的多组学解析

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Food Chemistry 8.5

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  为解决夏季安吉白茶老叶品质下降、资源浪费等问题,浙江湖州安吉和茶生物科技有限公司联合研究团队通过冠突散囊菌(Eurotium cristatum)发酵技术,结合电子舌(e-tongue)、电子鼻(e-nose)、HS-SPME-GC–MS和LC-MS多组学分析,系统揭示了发酵过程中苦味物质(如儿茶素、绿原酸)下调与鲜味物质(如谷氨酸、天冬氨酸)上调的代谢机制,并鉴定出28种关键香气成分(OAV>1),为提升老叶附加值提供了科学依据。

  

研究背景与意义
安吉白茶(Anji Baicha)作为一种独特的白化茶变种,其春季嫩叶因氨基酸含量高、多酚类物质低而备受青睐。然而,随着温度升高进入绿化期后,老叶品质急剧下降,常被废弃造成资源浪费。如何提升夏秋茶老叶的经济价值,成为产业痛点。与此同时,冠突散囊菌(Eurotium cristatum)——这种从茯砖茶中分离的"金花菌",因其能降解苦涩成分并产生独特香气,成为茶叶发酵领域的明星益生菌。但此前研究多聚焦单一代谢组学(LC-MS或GC–MS),缺乏对风味物质系统性转化的整合分析。

浙江湖州安吉和茶生物科技有限公司的研究团队在《Food Chemistry》发表的最新研究中,首次将多模态分析技术应用于冠突散囊菌发酵安吉白茶老叶的风味解析。通过电子舌量化味觉变化、电子鼻捕捉气味特征,结合HS-SPME-GC–MS(顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用)和LC-MS(液相色谱质谱联用)技术,构建了从非挥发性代谢物到香气物质的完整转化网络。

关键技术方法
研究团队采用四步法:1)通过电子舌(配备5种味觉传感器)和电子鼻分析发酵前后感官差异;2)利用LC-MS定量148种非挥发性代谢物,包括儿茶素、氨基酸等;3)采用HS-SPME-GC–MS检测挥发性有机物,以OAV(气味活性值)>1筛选关键香气成分;4)通过KEGG通路分析代谢物互作网络。样本来源于标准化种植的安吉白茶老叶,经统一发酵工艺处理。

主要研究结果
1. 味觉重塑机制
LC-MS数据显示,发酵后苦味相关物质显著下调:表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)降低42%,绿原酸下降35%。相反,鲜味标志物如谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)分别上调1.8倍和2.1倍,这与电子舌检测到的鲜味增强(响应值+27%)高度吻合。

2. 香气特征解析
GC–MS鉴定出β-紫罗兰酮(β-ionone)、1-辛烯-3-醇(1-octen-3-ol)等28种关键香气物质。其中β-紫罗兰酮贡献了典型的"菌花香",其浓度与儿茶素氧化降解呈正相关(r=0.82,p<0.01),证实非挥发性前体转化对香气形成的促进作用。

3. 代谢通路调控
KEGG分析显示,苯丙烷代谢和氨基酸生物合成通路显著激活。例如,L-苯丙氨酸通过莽草酸通路转化为挥发性苯甲醛,解释了发酵茶中木质香气的来源。

结论与展望
该研究首次阐明冠突散囊菌通过"降解-转化-富集"三级代谢网络重塑安吉白茶风味的分子机制:1)水解多酚降低苦涩;2)释放氨基酸增强鲜味;3)氧化前体物质生成特征香气。这不仅为夏秋茶老叶的高值化利用提供了技术路径(如定向调控β-葡萄糖苷酶活性以增强花香),更建立了微生物发酵茶风味研究的标准化分析框架。未来研究可进一步优化菌株选育与工艺参数,推动该技术在茶叶深加工领域的产业化应用。

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