近日，中华全国供销合作总社杭州茶叶研究所代用茶研究团队在国际食品期刊《Food Chemistry》（Q1，IF=8.5）发表题为“Examining the effects of processing techniques on the quality of hawk tea through liquid chromatography–tandem mass spectrometry and two-dimensional gas chromatography–time-of-flight mass spectrometry”的研究性论文。谭蓉研究员为通讯作者，冯巩研究实习员为第一作者。

研究亮点

· 通过LC-MS/MS鉴定出107种非挥发性标志代谢物，GC×GC-TOF-MS鉴定出398种挥发性标志化合物。

· 不同加工工艺老鹰茶的主要差异代谢通路与黄酮类化合物的合成和降解密切相关。

· 180分钟的闷红工艺提升了老鹰茶的口感，同时保留了相对较多的生物活性化合物。

· 2,3-丁二酮可能是发酵型老鹰茶怡人香气的关键成分。

· 首次建立了老鹰茶全面的风味感官与化合物关联网络图谱。

研究背景

老鹰茶是一种源自中国西南地区的传统代用茶，以其独特的樟香和健康益处深受欢迎，尤其适合对咖啡因敏感的人群。然而，现有研究主要聚焦于老鹰茶单一成分的健康价值，对加工工艺如何影响其感官特性和化学组成的机制缺乏系统研究。针对这一研究空白，本研究采用四种不同加工技术系统地对老鹰茶进行处理，并利用多组学方法分析了这些加工技术对老鹰茶风味、非挥发性代谢物、挥发性成分以及关键特征香气化合物的影响，解析了老鹰茶品质形成的相关机制，为优化老鹰茶加工工艺和实现风味精准调控提供了重要见解，并为消费者产品选择提供参考。

图文摘要

研究结果

1.样品采集与制备

研究团队于重庆巫溪采集老鹰茶鲜叶，按照四种不同工艺对鲜叶进行处理，得到四种不同类型老鹰茶：不发酵条形老鹰茶（HTA）、闷红颗粒型老鹰茶（HTB）、发酵条形老鹰茶（HTC）和不发酵紧压老鹰茶（HTD）

图1 不同加工工艺老鹰茶流程图

2.感官审评结果

感官审评小组对四种不同工艺老鹰茶进行了盲测，并对滑口度、甜度、特征香气、涩味和厚度五个感官属性进行评分。结果表明，四种鹰茶样品的感官特征有显著差异：HTA样品汤色黄绿明亮，具有清新的口感和刺激性滋味；HTB样品汤色橙红明亮，口感醇厚，带有一定的甜感；HTC样品汤色浅橙黄明亮，甜度和厚度评分最高，并且具有花香和果香；HTD样品汤色橙红稍暗，滋味欠纯正但涩感较轻。所有样品均具有刺激性的樟香气息，HTC样品的樟香相对较弱，而HTA、HTB和HTD的樟香较强。

图2 不同加工工艺老鹰茶感官审评结果

3.代谢组学分析

通过LC-MS/MS在正、负离子模式下分析不同加工工艺老鹰茶浸提液。经筛选，最终得到 6951种代谢物用于进一步研究，其中次级差异代谢物有361种，其中包括：43种羧酸及其衍生物、37种苯及其替代衍生物、36种脂肪酰基化合物、35种有机氧化合物、9种类黄酮及其他次级代谢物。

通过VIP ≥ 1和p ≤ 0.05筛选出107种非挥发性标志代谢物，KEGG通路分析差异代谢物主要集中在黄酮类化合物合成与降解，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成与酪氨酸代谢途径中。黄酮类化合物是老鹰茶中的主要功能物质，柚皮素作为中间体在黄酮类化合物的生物合成和降解途径中都起着关键的作用。图5显示了参与黄酮类化合物降解途径的多种黄酮类化合物代谢物，如金丝桃苷、异槲皮苷、二氢山奈酚和柚皮素，后三种最终转化为间苯三酚。在HTA中，杀青过程使大多数酶失活，有助于保留更高含量的黄酮类化合物。与 HTA 和 HTB 相比，HTC样品中包括二氢山奈酚在内的六种黄酮类化合物的含量较低，这可能由于发酵过程中儿茶素和其他黄酮类化合物发生酶促氧化，从而改变其汤色和风味，这些化合物的降解降低了HTC茶的涩味，另一方面也削弱了其抗氧化活性。

图3 不同加工工艺老鹰茶非挥发性代谢物多元分析结果

与 HTA 相比，HTB 中的黄酮类化合物水平没有显着变化，HTB在闷红的湿热氧化过程中黄酮类化合物适度氧化，形成颜色更深的化合物。非酶促氧化过程既提升了老鹰茶的风味和色泽，又保留了较强的抗氧化性能，对于保持老鹰茶的品质和健康益处具有重要意义。

在苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成途径中，分支酸在HTD中的含量最高，且显著高于其他三种老鹰茶。分支酸是芳香族氨基酸生物合成的关键前体，参与各种次生代谢产物的生成，对香气和风味有显著影响。HTD 中分支酸含量较高可能有利于紧压型老鹰茶在后期储存过程中的品质转变。

老鹰茶的氧化过程与其感官和健康相关特性之间的关系揭示了未来研究的重要方向。了解不同的加工条件（如温度、湿度和微生物存在）如何影响酶促和非酶促氧化，有助于优化生产工艺，以平衡风味提升和生物活性化合物的保存。此外，研究特定酶在调节黄酮类化合物氧化中的作用可以为控制降解过程提供进一步的见解，从而增强老鹰茶风味，同时最大限度地减少关键生物活性成分的损失。

图4 不同加工工艺老鹰茶非挥发性代谢物差异分析结果

图5 不同加工工艺老鹰茶中差异代谢物的代谢通路分析

4.风味组学分析

通过GC × GC–TOF-MS在不同加工工艺老鹰茶中共检测到1800多种挥发性化合物，是先前相关研究报道数量的十倍以上，这一结果有助于老鹰茶香气成分的识别和分析。检测到的挥发性有机化合物根据其结构被分为八类：酮类、烃类、杂环化合物、醛类、酯类、醇类、羧酸类和其他化合物。HTC样品中的杂环化合物含量（3.05%）远高于三种未发酵样品，然而其烃类和酮类含量（分别为9.71%和6.40%）显著低于其他样品，这表明发酵过程增加了醇类和杂环化合物的含量，同时减少了烃类和酮类的含量，从而导致了发酵样品与未发酵样品之间的香气差异。

通过VIP ≥ 1和p ≤ 0.05从1,564种共有挥发性代谢物中筛选出了398种标志性化合物，包括69种烃类、38种苯基化合物、38种脂质及类脂分子、37种酮类和33种有机杂环化合物等。相对气味活度值（ROAV）分析表明，四种不同加工工艺老鹰茶中共有16 种挥发性化合物的 ROAV ≥1，2-甲基丁醛、2-壬烯醛和庚醛可能是未发酵鹰茶香气的主要贡献者，发酵老鹰茶中的愉悦香气可能与2,3-丁二酮的产生相关。

图6 不同加工工艺老鹰茶中的挥发性化合物分析

5.老鹰茶特征风味图谱建立

老鹰茶具有独特的樟香和刺激性气味，本研究共鉴定出26种樟香化合物和12种刺激性气味。主要的樟香成分包括莰烯、桉叶油素和β-石竹烯（BCP），其中BCP被认为是鹰茶中的主要芳香化合物，BCP已被证明对多种炎症疾病具有治疗潜力，包括帕金森病、阿尔茨海默症以及动脉粥样硬化等疾病。

刺激性气味则主要来源于乙醛、乙酸、吡啶和异丁醛，这些气味在老鹰茶生长过程中可能有利于天敌的防御，但过于浓烈的香气可能影响一些消费者的喜好度，消费者对樟香的喜好差异较大。为了提高老鹰茶的市场接受度，未来的老鹰茶加工可以通过精确控制发酵温度、时间或实施闷红工艺来调整香气特征，减少樟香和刺激性气味气味，从而满足不同消费者的需求，提升其感官体验和市场占有率。

另外，本研究建立了老鹰茶主要风味特征与化合物的关联网络图谱，以全面解析其风味贡献物质。

图7 老鹰茶特征香气风味轮及化合物-感官关联网络图谱

然而，本研究尚缺乏对加工过程中化合物动态变化的深入研究，也未进行香气化合物的重组实验。此外，香气调节成分之间的相互作用尚未得到充分探讨。未来的研究应解决这些问题，确保老鹰茶在保持较高健康活性物质的同时，能够具有更好的风味特征。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.142012