中国农业科学院茶叶研究所杨艳芹在《Food Chemistry》（IF 9.8）上发表了题为“Elucidating temporal variations in non-volatile metabolites during black tea rolling process via metabolomics combined with multivariate statistical analysis”的研究论文。本研究采用基于UHPLC-Q-Exactive-MS的非靶向代谢组学，系统性地研究了六个连续滚动周期（T1–T6）的代谢变化。共鉴定了115种非挥发性代谢物，以黄酮和黄酮/类酮苷类（30.4%）和氨基酸衍生物（25.2%）为主。两两比较分析显示T3–T4期为关键生化过渡期。时间分析显示明显趋势：长时间卷茶逐渐减少了黄烷-3-醇和酚酸，降低茶叶的涩味和酸味，而茶黄素显著增加，增强了茶叶的清亮度和柔和口感。这些不同的反应凸显了机械应力对代谢物动态的不同影响。KEGG途径分析进一步确认黄酮生物合成是调控风味相关代谢形成的主要调节途径。研究结果为优化轧制协议和推进红茶生产的精准控制提供了科学框架。如图1非挥发性代谢物是决定红茶质量的关键因素。综合分析识别出115种不同的非挥发性代谢物，系统性地分为10大类化学类别：氨基酸及其衍生物（29种）、黄烷-3-醇（10）、类黄酮及黄酮苷类（35种）、二聚儿茶素（9种）、核苷酸及其衍生物（7种）、碳水化合物（5种）、酚酸（10种）、有机酸（6种）、生物碱（2种）及其他（2种）。值得注意的是，黄酮及其黄酮/黄酮苷类（30.4%）和氨基酸及其衍生物（25.2%）成为主要类别（图1A）。对轧制过程中代谢物动态的K均值聚类分析显示出七种不同的时间模式。亚类2（34种代谢物），主要包括6种氨基酸、8种类黄酮苷、8种类黄酮-醇和5种酚类，在轧制过程中呈递减趋势。相反，亚类7（23种代谢物）——主要包含5个氨基酸、8种黄酮和全部检测到的茶黄素——表现出显著的积累。亚类4和亚类5出现了两种不同的变化模式，均在45分钟的早期滚动阶段出现初期增加。这两类随后分化，亚类5急剧下降，亚类4保持相对稳定。这种差异调控表明代谢物之间存在不同的生化途径或降解易感性，这些代谢物共享早期积累特征。Fig. 1.Comparison of non-volatile metabolites in black teas subjected to different rolling durations. (A) The proportions of different types of non-volatile metabolites in black teas subjected to different rolling durations; (B) K-means cluster analysis of non-volatile metabolites in black teas subjected to different rolling durations. T1, T2, T3, T4, T5, and T6 represented the rolling duration was 0, 15, 25, 45, 55, and 75 min, respectively.
为了描绘红茶卷时的时间代谢轨迹，采用了PLS-DA，这是一种监督式多变量统计方法，非常适合时间序列代谢组学数据。优化后的PLS-DA模型表现出稳健性能，累计解释方差（R2Y = 0.986）以及强预测效度（Q2= 0.767）。如评分图（图2A）所示，不同滚动区间观察到非挥发性代谢物谱的显著变化。在第一主成分（t[1]）上，出现了明显的时间聚类模式：早期滚动阶段（T1、T2和T3）的样本主要聚集在正t[1]坐标，而后期阶段（T4、T5和T6）的样本主要局限于负t[1]区域。通过置换测试（200次迭代）验证模型显示了对过拟合的鲁棒性，截距值为R。2= 0.635 和 Q2= −0.484（图2B）。早期和晚期加工阶段的明显区分表明，滚压过程中会发生显著的生化转化，其中T3–T4阶段被视为关键的过渡窗口。氨基酸在决定茶叶品质中起着关键作用，不仅对茶叶的鲜味和甜味有贡献，还作为香气形成的关键前体。茶叶加工过程中氨基酸的动态平衡受两个主要途径控制：（1）通过蛋白质水解积累，（2）通过酶氧化或儿茶素氧化过程中产生的O-奎宁反应，转化为挥发性芳香化合物。本研究在处理样品中检测到四种不同的氨基酸。值得注意的是，其中三种——N-乙酰-D-色氨酸、L-异亮氨酸和L-焦戊氨酸——随着滚动时间的延长显著增加，从而增强了高品质红茶特有的清甜口感（见图3）。除了直接对口感的贡献外，这些氨基酸还作为后续加工阶段中形成芳香活性化合物的重要前体，最终塑造整体风味的复杂性。此外，某些氨基酸衍生物已知具有固有的生物活性特性。例如，L-异亮氨酸已被证明能调节葡萄糖稳态，促进肌肉蛋白合成，并调节肝脏代谢和免疫功能.
本研究利用UHPLC-Q-Exactive-MS系统分析了红茶样品在不同滚动时间下的非挥发性代谢物特征。非靶向代谢组学鉴定出115种代谢物，其中黄酮和黄酮苷类（30.4%）和氨基酸及其衍生物（25.2%）成为主要化学类别。在严格阈值下连续处理间隔的两两比较分析（p < 0.05，VIP > 1），确定T3-T4阶段为关键生化过渡窗口。时间分析揭示了代谢物轨迹的不同：氟拉凡-3-醇和酚酸逐渐下降，伴随着涩感和酸味的降低，而茶黄素和氨基酸显著积累，促成了更理想的感官特征，特点是注入亮度增强和口感更柔和。这些相反趋势强调了对机械应力的机制反应不同，主要由滚动诱导的酶激活驱动。途径分析进一步证实，类黄酮生物合成是控制红茶在卷茶过程中质量演化的主要途径。所阐明的途径为旨在增强理想化合物（如茶黄素）积累的策略提供了基础。通过将代谢动力学与特定加工参数结合，本研究推进了红茶生物化学的机制理解，并建立了工业茶叶生产中基于数据的质量控制框架。原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814626013944
本文仅供科研分享，助力科学传播，不做盈利使用，如有侵权，请联系后台删除。部分图文资料来自网络，仅供科研分享，助力科学传播，不做盈利使用。转载内容不代表本公众号的观点和立场，本公众号不对其准确性、可靠性提供保证，仅供读者参考。如涉及侵权或未授权发布，请联系后台，我们将及时更正、删除，谢谢。联系人: 刘广洋，中国农业科学院蔬菜花卉研究所质检中心，liuguangyang@caas.cn
10个月宝宝每天需要喝多少奶粉？
