整合感官分析、多组学与分子对接方法揭示杜仲黑茶发酵过程中香气形成的机制

《Food Bioscience》：Integrated sensory, multi-omics, and molecular docking approaches reveal the mechanisms underlying aroma formation during Eucommia ulmoides dark tea fermentation

　　• 真菌开花促进了EUDT的香气多样化。• 在发酵过程中筛选出五种常见的关键香气挥发性物质。• 20个缺失模型中有18个显示出显著的感官效应。• 1-辛醇和S-甲基己烷硫醇显示出一致的缺失效应。## 引言杜仲（*Eucommia ulmoides* Oliver）是一种在中国广泛栽培的珍贵药食两用植物资源（Liu等，2023）。与树皮相比，杜仲叶更为丰富且可再生。然而，由于其具有明显的青草味、涩味和草药味等感官特征，其直接使用受到限制。因此，需要有效的加工策略来提高杜仲叶的感官品质，同时保留其功能价值。微生物发酵是提高植物性食品风味和品质的有效方法（Pei等，2025）。在发酵过程中，内源酶和微生物酶促进香气前体物质的水解、氧化、降解和转化，从而重塑挥发性与非挥发性代谢物谱（Yang等，2025）。特别是，固态发酵已被证明能够通过调节碳水化合物代谢、氨基酸代谢、苯丙烷类生物合成和挥发性化合物形成来改变茶的理化性质和香气特征（Chen等，2024）。在此过程中，细菌、酵母菌和霉菌经历动态演替，并通过酶促作用将多酚类、蛋白质、多糖、脂质、苷类和氨基酸转化为关键挥发性化合物（如醇类、醛类、酮类、酯类、酸类、酚类、吡嗪类、含硫化合物和萜类），贡献花香、果香、木香、烘焙香、坚果香、青草香、油脂香和陈香等香气。然而，发酵过程中EUDT的微生物演替和挥发性代谢重塑机制尚不明确。香气是影响消费者对茶及类似产品接受度的关键质量属性（Zeng等，2025）。以往的研究主要集中在杜仲叶的化学成分、生物活性和一般挥发性物质谱（Wang等，2022）。特别是，轻微发酵、真菌开花和长期发酵对微生物演替、挥发性物质形成和香气成熟化的贡献尚需进一步阐明。本研究旨在表征不同发酵阶段EUDT的香气形成机制。在标准化条件下制备了四个代表性样品，包括非发酵茶、轻微发酵茶、真菌开花茶和长期发酵茶。采用电子鼻（E-nose）分析评估香气指纹；采用16S rRNA基因和ITS测序揭示细菌和真菌的演替；采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）和顶空固相微萃取-全二维气相色谱-四极杆飞行时间质谱（HS-SPME-GC×GC-QTOFMS）分析挥发性化合物谱；结合rOAV与多元统计分析识别关键香气活性化合物。此外，进行分子对接以验证核心香气活性挥发性化合物与嗅觉受体之间的结合相互作用。## 各节摘要### 材料选取成熟度均匀、无明显机械损伤、病害或虫害的新鲜杜仲叶作为发酵实验材料。在发酵过程中，选取代表不同发酵程度的四个阶段进行样品采集。十二烷酸乙酯标准品（纯度：99.84%）购自安谱公司。除另有说明外，实验中所用水均为符合GB/T 6682标准的Ⅰ级水。1-辛醇，### 感官描述如图1A所示，PCA分析显示前两个主成分解释了89.34%的总变异（PC1：77.59%；PC2：11.75%），非发酵茶（NFT）与发酵样品（SFT、FFT和PFT）之间存在明显分离，表明发酵显著改变了电子鼻响应指纹。OPLS-DA进一步证实了传感器响应模式具有阶段依赖性判别能力（图S1A），解释了73.40%的总变异（成分1：12.70%；成分2：60.70%）。该模型### 结论本研究系统阐明了杜仲红茶（EUDT）在发酵过程中微生物演替、挥发性代谢物动态变化及香气形成机制。电子鼻分析表明，发酵显著重塑了香气指纹，其中真菌开花阶段（FFT）和长期发酵阶段（PFT）被确定为香气重塑的关键阶段。微生物测序揭示了显著的细菌和真菌演替，其特征为### CRediT作者贡献声明**薛科 孙：** 资源。**杨基国：** 写作—审阅与编辑，监督，项目管理，方法论。**周金凤：** 写作—初稿，项目管理，调查，资金获取，正式分析，数据整理，概念化。**刘浩诚：** 调查，数据整理### 未引用参考文献Wang等，2026。### 利益冲突所有作者声明不存在利益冲突。### 利益冲突声明我们确认本手稿已由所有署名作者阅读并批准，且不存在符合作者标准但未列入的他人。作者声明他们与本工作不存在利益冲突。我们声明我们没有任何与所提交工作相关的商业或关联性利益冲突。### 致谢本研究由东莞未来生物食品创新联合体（20251201500022）资助。---周金凤 | 刘浩诚 | 薛科孙 | 杨基国