茉莉花茶中调控苦味与涩味的风味化合物的相关性分析及加标验证

《Foods》:Correlation Analysis and Spiking Validation of Flavor Compounds Modulating Bitterness and Astringency in Jasmine Tea

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月29日 来源:Foods 6.0

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  为阐明茉莉花茶中苦味和涩味调控的化学基础,研究人员采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)结合加标验证实验,对四种绿茶茶坯及其相应的茉莉花茶进行了分析。WGCNA表明,儿茶素(catechin)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallat

  
为阐明茉莉花茶中苦味和涩味调控的化学基础,研究人员采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)结合加标验证实验,对四种绿茶茶坯及其相应的茉莉花茶进行了分析。WGCNA表明,儿茶素(catechin)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)和丙氨酸(Ala)与甜味和鲜味呈正相关,而与苦味和涩味呈负相关。加标实验表明,味觉调控具有浓度依赖性和基质依赖性。在适宜浓度下,Glu和Asp能有效降低苦味,而茶氨酸(theanine)和Arg的作用则因茶基质而异。茉莉花茶茶汤的苦味和涩味受茶坯化学基质的综合作用调控,这为茶坯选择和茉莉花茶风味优化提供了理论依据。
**茉莉花茶苦味与涩味调控的化学基础及加标验证研究解读**

茉莉花茶是以绿茶茶坯为原料,经茉莉鲜花窨制而成的再加工茶,是中国传统花茶中最具代表性的品类之一。茉莉鲜花富含萜烯类、吲哚类等芳香化合物,赋予茶叶典型的花香特征;然而,茉莉花茶的品质不仅取决于香气,滋味同样至关重要,而茶坯正是滋味特征的主要来源和基础。茶汤的苦味和涩味不仅受咖啡碱、儿茶素、多酚、氨基酸等滋味活性化合物浓度的影响,还取决于这些化合物之间复杂的相互作用,它们可改变味觉感知,最终塑造茶汤的整体风味轮廓。对于茉莉绿茶而言,茶坯不仅提供滋味活性化合物,还构成了复杂的化学基质,与窨制过程中引入的新成分发生交互,从而强烈影响成茶的最终滋味。

目前,关于未窨制茶汤中苦味和涩味的研究已涉及化学组成、加工变化及味觉互作,但不同茶坯制成的茉莉花茶中调控这些口感属性的关键化合物仍不明确。绿茶茶坯中儿茶素、咖啡碱、黄酮醇糖苷和游离氨基酸的差异,可能不仅影响茶汤固有的苦味和涩味,还会改变其他滋味活性化合物的掩蔽和调节效应。因此,阐明茉莉花茶苦味与涩味调控的化学基础,对茶坯筛选和风味优化具有重要意义。

为探究这一科学问题,研究人员选取四种绿茶茶坯(包括碾茶、卷曲形毛峰、兰花形毛峰和扁形绿茶),在30 °C和35 °C两种窨制温度下分别制备茉莉花茶,共获得36个茶样。采用超高效液相色谱-二极管阵列检测-串联质谱法(UHPLC-DAD-MS/MS)测定儿茶素、黄酮醇糖苷和咖啡碱含量,采用高效液相色谱(HPLC)法测定游离氨基酸含量;由6名经训练的感官评价员组成专业小组,通过定量描述分析(QDA)对茶汤的顺滑度、甜味、鲜味、涩味、厚重感和苦味进行评分。在此基础上,利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选与六项感官属性关联的候选化合物,并进一步设计加标验证实验,将候选化合物按不同浓度添加到代表性茶汤中,由评价小组进行盲评,以验证这些化合物对苦味和涩味的实际调控作用。

WGCNA分析采用软阈值功率β=14构建加权邻接矩阵,基于拓扑重叠矩阵(TOM)进行层次聚类,识别出两个模块。模块-性状关系分析显示,M1模块与多个感官品质性状显著相关:与苦味(r=–0.67,p<0.05)和涩味(r=–0.90,p<0.05)显著负相关,与甜味(r=0.70,p<0.05)和鲜味(r=0.73,p<0.05)显著正相关;而M2模块与所有评估性状均无显著相关性。根据基因显著性(GS>0.2)和模块隶属度(MM>0.8)的阈值,鉴定出儿茶素(C)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)和丙氨酸(Ala)为潜在的滋味相关化合物。这些化合物与甜味和鲜味强度呈正相关,与苦味和涩味强度呈负相关,提示它们可能在茉莉花茶滋味塑造中发挥作用。

在成分测定方面,与对应茶坯相比,茉莉花茶茶汤的化学组成发生了一致的特定变化。总儿茶素和咖啡碱含量在四种茶中相对稳定,表明窨制过程对其影响很小。总黄酮醇糖苷浓度在窨制后显著升高,从茶坯的25.78–35.93 μg/mL增加到对应茉莉花茶的27.90–39.12 μg/mL,尤其在碾茶和扁形茶中增幅明显,主要归因于Q-葡萄糖-鼠李糖-鼠李糖苷(Q-glu-rha-rha)水平的上升。相反,总游离氨基酸含量显著下降,从茶坯的621.17–904.26 μg/mL降至窨制茶的454.09–725.78 μg/mL,主要由于茶氨酸、天冬氨酸和谷氨酸含量的降低;氨基酸降解在35 °C下普遍比30 °C更明显,尤其见于兰花形毛峰和碾茶。

在加标验证实验中,研究人员选取条索形毛峰和碾茶作为代表性茶基质,因其化学轮廓明显不同,尤其是黄酮类和游离氨基酸组成与苦味涩味差异密切相关。结果如下:

**3.1 通过WGCNA分析风味化合物与口感性状的相关性**
通过WGCNA识别出M1和M2两个模块,其中M1与甜味、鲜味正相关,与苦味、涩味负相关;基于GS和MM阈值筛选出C、GCG、Asp、Glu、Arg、Ala六个候选化合物。讨论指出,C和GCG与苦味涩味的负相关可能并非源于其固有呈味特性,而是因为热诱导的EC和EGCG差向异构化生成C和GCG,而后者涩味较弱,从而改善茶汤口感。

**3.2 验证Glu的味觉调控效应**
加标结果显示,Glu对苦味的抑制作用呈基质依赖。在毛峰茶汤中,添加0–0.04 mg/mL Glu使苦味评分从8.6逐步降至6.8;而在碾茶茶汤中未观察到抑制效果,评分由4.6轻微升至4.9。这可能与EGCG浓度有关:毛峰茶汤中EGCG浓度高于0.17 mg/mL,Glu可有效抑制其苦味;碾茶中则略低于该阈值,且毛峰中酯型儿茶素较高、氨基酸较低,使其对Glu补充更为敏感。

**3.3 验证茶氨酸(Thea)的味觉调控效应**
茶氨酸在两种茶汤中表现出相反的效应。在毛峰茶汤中,添加0.3和0.5 mg/mL茶氨酸使苦味评分从8.6分别升至8.9和9.2;而在碾茶茶汤中,0.3 mg/mL茶氨酸使苦味从4.6显著降至3.5,升高至0.5 mg/mL时仅微升至3.7。该差异可能与碾茶中较高的Glu水平(125.45 μg/mL)有关,有利于Glu与茶氨酸的互作并增强苦味抑制。

**3.4 验证天冬氨酸(Asp)的味觉调控效应**
Asp在两种茶基质中均降低了苦味,最大降幅出现在0.12 mg/mL浓度下:毛峰苦味评分从8.6降至7.5,碾茶从4.6降至3.7。进一步增加至0.15 mg/mL时,苦味降低作用减弱,但评分仍低于对照。表明Asp的苦味调节呈浓度依赖,存在最佳有效浓度范围。

**3.5 验证精氨酸(Arg)的味觉调控效应**
Arg在测试条件下对苦味影响有限。在0.01和0.03 mg/mL时,毛峰的苦味评分轻微升至8.7和8.8,碾茶保持4.5不变;即使在0.12 mg/mL时,仅升至9.1(毛峰)和4.6(碾茶)。这可能与其较高的苦味阈值有关,其对直接呈苦的贡献很小。

**讨论与结论**
本研究观察到的基质依赖效应表明,茉莉花茶苦味和涩味的调控受茶坯化学组成背景的显著影响,尤其是儿茶素与游离氨基酸的相对水平。在复杂茶汤体系中,外源甜味和鲜味活性化合物可与内源滋味成分相互作用,产生化合物特异且基质特异的感官响应。综合来看,茉莉花茶滋味受多种化合物的联合调节,而非单一成分决定。

研究结论可概括为:本研究将WGCNA与加标实验相结合,鉴定出参与茉莉绿茶苦味和涩味调控的潜在滋味活性化合物。C、GCG、Asp、Glu、Arg和Ala与较高的甜味鲜味及较低的苦味涩味相关,加标实验证实这些效应具有浓度依赖性和基质依赖性。总体而言,茉莉花茶滋味似乎受多种化合物综合作用的调控,而非仅由个别成分决定。这些发现可为茶坯选择和滋味优化提供依据。然而,加标实验仅使用了两种代表性茶基质和规模有限的感官小组(6名评价员),可能在一定程度上限制了研究结果在不同茶坯间的普适性。未来需要纳入更广泛的茶基质,并开展靶向机制研究,以确认这些味觉调节效应的适用性,并阐明苦味涩味调控所涉及的分子相互作用。
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