《Food Chemistry》：Integrative quality evaluation of tea raw material uniformity using sensory analysis, metabolomics, GC–O, and principal component analysis
编辑推荐：
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原材料的均匀性对茶叶品质有显著影响
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同时提取TF和SBSE能够全面富集挥发性化合物
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原材料的均匀性对茶叶品质有显著影响
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同时提取TF和SBSE能够全面富集挥发性化合物
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识别出23种关键风味化合物，这些化合物决定了茶叶风味的演变
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一个带三片叶的芽可以作为中等至低等级茶叶的分选标准
引言
茶作为全球消费最广泛的饮料之一，其风味质量在很大程度上取决于新鲜茶叶的嫩度和均匀性（Wan & Xia, 2015; Zhang et al., 2025; Zhang, Yang, et al., 2026）。近年来，由于劳动力短缺和成本上升，茶叶行业逐渐采用了机械采摘方法（Abhiram, 2024; Zhang, Yang, et al., 2026）。其中，非选择性机械采摘因其高效性和适用于大规模生产而被广泛使用，但它并未完全取代手工采摘（Abhiram, 2024）。这种方法会将不同生长阶段的芽和叶直接混在一起，大大降低了原材料的均匀性。不同生理阶段的芽和叶的物理混合改变了加工过程中风味前体的储存情况（Sun et al., 2022; Zhang, Yang, et al., 2026），从而影响最终茶叶的风味和市场定位。因此，研究原材料均匀性对茶叶品质的影响并确定新鲜茶叶分选的关键阈值对于未来的机械采摘至关重要。
茶叶风味是茶叶品质的重要指标，对其系统表征和客观评估具有重要意义。虽然感官评价可以有效描述样本的风味特征，但它无法直接揭示感官差异背后的化学基础（Liang et al., 2026; Wang et al., 2024）。近年来，包括固相微萃取（SPME）、搅拌棒吸附萃取（SBSE）和薄膜微萃取（TF）在内的无溶剂预处理技术，结合气相色谱-质谱/嗅觉仪（GC–MS/O），已被广泛应用于食品中挥发性化合物的分析（Tao et al., 2026; Wu et al., 2026; Zhai et al., 2022）。与传统SPME相比，TF和SBSE提供了更大的吸附表面积和更大的萃取相体积，从而提高了微量和低挥发性化合物的富集效果（Wu et al., 2026）。它们的联合使用还可以整合顶空萃取和液相萃取的互补优势，扩大可检测的挥发性化合物范围并增强香气活性物质的累积响应（Wu et al., 2026）。对于非挥发性风味化合物和其他生物活性代谢物，高效液相色谱（HPLC）和高分辨率液相色谱-质谱已成为主要的分析工具。这些技术通过靶向和非靶向的代谢组学策略，能够系统地识别多种化合物。例如，Shen等人（2025）使用HPLC阐明了红茶风味的化学基础，而Peng等人（2024）结合UPLC-QTOF-MS和分子网络技术，实现了复杂天然产物系统的全面化学表征。此外，主成分分析（PCA）可以降低多变量数据的维度，并整合多种化学和感官指标。它已被应用于不同茶树品种生产的绿茶风味质量模型的开发，以及抹茶感官质量的客观评估（Ma et al., 2020; Wu et al., 2022）。总的来说，这些研究为多维度风味表征和不同均匀性程度原材料制备的绿茶样品的全面质量评估提供了方法论基础。
研究表明，茶叶的成熟度和组织位置显著影响次级代谢物的合成和积累（Shen et al., 2019; Sun et al., 2022; Zhang et al., 2025; Zhang, Yang, et al., 2026）。然而，当处于不同发育阶段的原材料一起加工时，茶叶风味不仅取决于它们的初始比例，还可能受到不同成熟度水平的茎和叶的化学成分差异以及加工过程中发生的化学转化的影响。关于原材料均匀性对茶叶品质影响的系统研究仍然有限。在生产中，全面精细分选成本较高，因此基于产品的差异分选成为平衡质量和经济效益的关键策略。据此，本研究人工构建了具有不同芽叶比例的绿茶样品，并使用电子舌（ET）、气相色谱电子鼻（GC-E-Nose）、定量描述性分析（QDA）、代谢组学和GC-O等方法对它们进行了系统分析，以检测风味化合物的动态变化。PCA被用于全面质量评估，以确定新鲜茶叶分选的关键阈值。本研究旨在阐明与原材料均匀性降低相关的风味变化的化学基础。研究结果为机械采摘的新鲜茶叶的科学分选和标准化茶叶生产提供了理论依据。
章节摘录
化学物质和材料
本研究中使用的所有水均为从中国杭州的Wahaha集团获得的蒸馏水。其他化学物质的清单见表S1。所有参考标准的纯度均超过95%，除了(E,E)-2,4-庚二烯和(E,E)-2,4-壬二烯，其纯度为90%。
茶叶样品处理
2025年7月25日，在中国安徽省黄山（118.2583° E, 29.6872° N）采集了12年生茶叶品种‘Fuzao No. 2’的新鲜叶片。采样时的环境温度在28至33°C之间。
风味谱分析
新鲜叶片的均匀性显著影响绿茶的风味强度（图1A）。总体而言，U1具有最受欢迎的风味谱，苦味（5.14分）、收敛性（4.27分）、鲜味（21.98分）和浓郁度（17.84分）得分最高，表明高均匀性的嫩芽材料能够产生清新、饱满的茶汤。随着均匀性的降低，苦味、收敛性、鲜味和浓郁度分别下降了17.71%、25.47%、7.66%和9.38%。
结论
本研究系统分析了新鲜叶片均匀性梯度（U1～U5）如何调节绿茶的风味品质。通过使用电子舌（ET）、GC-E-Nose、QDA、代谢组学和GC-O，量化了风味和香气化合物的动态变化，并应用PCA评估样品质量并确定新鲜茶叶分选的关键阈值。高均匀性材料（U1～U2）以花香和青草香气为主，具有清新饱满的口感，而低均匀性材料（U4～U5）...
CRediT作者贡献声明
Jixin Zhang：撰写——原始草稿、软件开发、方法论、正式分析、数据管理、概念构思。 Luyao Yang：软件开发、方法论、正式分析、数据管理、概念构思。 Yuxuan Zhang：资源获取、方法论、研究调查、数据管理。 Yanqun Jiang：资源获取、方法论、研究调查、数据管理。 Zhibin Ye：数据可视化、监督、研究调查。 Tiehan Li：监督、研究调查。 Shaode Hu：项目管理工作。 Jingming Ning：资源支持、项目管理。
伦理声明
已获得所有参与者或其法定代表的书面知情同意参与本研究并发表文章。各参与者的隐私权得到尊重。
本研究是在相关法律法规、监管框架和指南的指导下进行的。
本研究已获得安徽农业大学的科学技术伦理委员会的批准。（批准编号：KJLL2026025）
资金支持
本研究得到了中国的国家重点研发计划（2021YFD1601102）和中国农业研究系统专项基金（CARS-19）的支持。
利益冲突声明
作者声明他们不存在可能影响本文报告工作的已知财务利益或个人关系。
Jixin Zhang|Luyao Yang|Yuxuan Zhang|Yanqun Jiang|Zhibin Ye|Tiehan Li|Shaode Hu|Jingming Ning|Zhengzhu Zhang
