《Food Chemistry: X》：Mechanistic insights into taste modulation of
Xanthoceras sorbifolium leaf tea fermented by
Aspergillus cristatus and
Aspergillus neoniger: an integrated component–taste relationship analysis
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研究人员采用电子舌（electronic tongue）结合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-QTOF-MS/MS）非靶向代谢组学，系统研究了冠突曲霉（Aspergillus cristatus, AC）和新黑曲霉（Aspergillus neon
研究人员采用电子舌（electronic tongue）结合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-QTOF-MS/MS）非靶向代谢组学，系统研究了冠突曲霉（Aspergillus cristatus, AC）和新黑曲霉（Aspergillus neoniger, AN）发酵文冠果叶茶（Xanthoceras sorbifolium leaf tea, XLT）的味觉调控机制。研究发现，菌株特异性发酵驱动XLT产生不同的味觉轨迹；感官-代谢组学整合分析（sensory-metabolomics integration）进一步解析了味觉与代谢物之间的关联。黄酮类（flavonoids）、氨基酸（amino acids）和三萜皂苷（triterpenoid saponins）被鉴定为驱动味觉变异的关键化合物；分子对接（molecular docking）将非挥发性代谢物与味觉受体的相互作用联系起来，微量热泳动（microscale thermophoresis, MST）则进一步验证了代表性代谢物与TMC4受体的结合亲和力。该研究为微生物发酵调控茶饮风味提供了分子层面的理论依据。
本研究围绕文冠果叶茶（Xanthoceras sorbifolium leaf tea, XLT）的味觉调控机制展开。文冠果（Xanthoceras sorbifolium）是我国北方重要的木本油料树种，其叶片虽被加工为代用茶并具有多种保健功能，但因其富含皂苷等苦味物质，口感不佳，制约了市场接受度。微生物发酵是改善茶风味的有效手段，冠突曲霉（Aspergillus cristatus, AC）和新黑曲霉（Aspergillus neoniger, AN）是黑茶发酵中的优势菌种，前期研究已证实二者可改变茶的代谢谱和感官特性。因此，研究人员系统探究了这两种菌株发酵XLT后味觉变化及其物质基础，旨在通过成分-味觉关系分析揭示风味调控的分子机制。
研究采用电子舌（electronic tongue）客观量化味觉变化，利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-QTOF-MS/MS）进行非靶向代谢组学分析，并通过Spearman相关分析和冗余分析（RDA）建立代谢物与味觉属性的关联。时间序列聚类分析揭示了差异代谢物在发酵过程中的动态变化规律。最后，通过分子对接和微量热泳动（MST）验证关键代谢物与味觉受体的结合能力。样本来源为内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗，AC和AN菌株分离自黑茶。
### 3.1 发酵后XLT味觉的变化
与未发酵样品相比，AC发酵使茶汤变得明亮偏红，而AN发酵使茶汤变深近黑。电子舌检测显示，两种菌株引起了菌株特异性的味觉改变：AC组显著降低鲜味和咸味，升高甜味和苦味；AN组则显著升高酸味，降低咸味和苦味。两组均未改变所有味觉维度，说明发酵策略可定向塑造味觉特征。
### 3.2 多元统计分析与定性表征
主成分分析（PCA）显示未发酵对照组（UF0和UF10）间无显著分离，而发酵组与对照组明显区分，表明代谢变化主要由微生物活动驱动。通过OPLS-DA筛选和鉴定，共获得59个关键味觉相关差异代谢物，其中黄酮类（20个，占33.9%）占比最高，其次为三萜皂苷（13.58%）、其他类（11.86%）、氨基酸和糖苷（各8.47%）、生物碱（6.78%）、核苷（5.08%）和萜类（5.08%）。
### 3.3 发酵引起的差异代谢物变化
在AC组中，34个差异代谢物中16个上调、18个下调；AN组中48个差异代谢物中15个上调、33个下调。AC发酵导致多数氨基酸下调，而黄酮类和三萜皂苷大部分上调；AN发酵则使黄酮类、皂苷等大部分化合物下调，但核苷类全部上调。这表明两种菌株对底物代谢的偏好和转化路径存在本质差异。
### 3.4 化学成分与味觉变化的整合关联分析
Spearman相关分析显示，AC组中所有氨基酸和糖苷均与甜味呈负相关、与鲜味呈正相关；三萜皂苷则与苦味和甜味相关。AN组中核苷类与酸味正相关，大多数黄酮类与咸味和苦味负相关。RDA进一步筛选出17个关键代谢物：AC组与鲜味和咸味关联的主要是氨基酸和糖苷（如M4、M20、M17等），与苦味和甜味关联的主要是三萜皂苷（M58、M55、M57）；AN组与酸味关联的主要是黄酮类和酚酸，与咸味和苦味关联的是芦丁（M29）和杨梅苷-3-芸香糖苷（M22）等黄酮类。
### 3.5 发酵过程中差异代谢物的时间变化
动态发酵实验（0、5、10、15天）显示，AC介导的代谢变化主要集中在第5至第10天，而AN的代谢转化主要发生在第0至第5天，两种发酵体系均在10天后趋于稳定。模糊c均值聚类分析进一步将差异代谢物划分为多个动态模式，其中少数代谢物因时间规律不稳定被排除。
### 3.6 关键代谢物与味觉受体的分子对接及MST验证
分子对接结果显示，17个关键代谢物与对应味觉受体（T1R1/T1R3、T1R2/T1R3、TMC4、OTOP1、TAS2R14）的结合能全部低于-5.0，多数低于-7.0，表明强结合亲和力。其中，AC组中糖苷类化合物对鲜味和咸味受体亲和力强，三萜皂苷对苦味受体作用显著；AN组中AN特有代谢物马尔福林（malformin）与酸味受体OTOP1结合能力最强，芦丁对咸味受体TMC4和苦味受体TAS2R14均表现出强结合。MST实验证实芦丁与TMC4的表观解离常数（Kd）为20.85 ± 7.21 μM，而苯乙基樱草苷的Kd为0.42 ± 0.11 μM，进一步验证了分子对接预测。
讨论部分指出，AC和AN通过分泌不同酶系（如单宁酶、糖苷酶等）驱动代谢物转化，导致黄酮、皂苷等差异积累。氨基酸的降解解释了鲜味下降，皂苷的积累与苦甜味上升相关，AN发酵导致的黄酮类降解则降低了苦味和咸味。AN特有的次级代谢物马尔福林可能通过与OTOP1的调节区域相互作用增强酸味信号，但仍有待电生理实验证实。该研究也存在局限性，如未考察挥发性成分、缺少人类感官评价，代谢物对味觉的因果贡献需进一步验证。结论部分可翻译为：本研究整合电子舌、非靶向代谢组学、时间序列分析、分子对接和MST，解析了XLT发酵过程中的味觉调控机制。AC和AN诱导了不同的感官轨迹：AC发酵增强苦味和甜味并降低鲜味，AN发酵则特异性地增加酸味。代谢组学分别鉴定出34和48个关键差异代谢物，相关性和冗余分析表明AC组的苦甜味升高主要由三萜皂苷积累驱动，鲜味降低与氨基酸降解有关；AN组的酸味与特定黄酮及马尔福林等相关。分子对接证实关键代谢物与对应受体高亲和结合，MST进一步验证了代表性相互作用。这些发现为靶向发酵改善XLT不良风味提供了理论依据，未来研究应关注味感化合物的动态演化及混合菌种发酵策略，并进行消费者接受度测试和工艺放大评估。
