基于广泛靶向代谢组学比较金观音与铁观音加工中滋味的形成

乌龙茶属半发酵茶,因其香气馥郁、滋味醇厚的风味品质广受消费者青睐。其中‘金观音’、‘铁观音’是乌龙茶代表性品种,两者制得乌龙茶有着不同的风味特征。金观音乌龙茶鲜醇回甘,铁观音乌龙茶滋味醇厚甘爽、音韵显。目前,两种乌龙茶研究主要集中于成品茶的风味特征,而关于加工中滋味形成与比较研究尚无报道。因此,本研究结合广泛靶向代谢物组学、电子舌、转录组学等技术,对两种乌龙茶加工过程样进行分析,系统阐述两种乌龙茶加工过程中非挥发性代谢物的动态变化,明确两者风味特征品质,筛选滋味差异的关键代谢物,挖掘加工中重要滋味物质-黄酮类糖苷的调控基因,旨在进一步明晰两种乌龙茶风味特征品质与加工中滋味物质的动态变化,为金观音和铁观音乌龙茶的品种特征、加工中滋味品质形成研究提供实际应用和理论参考。主要研究结果如下:1.基于广泛靶向代谢组学研究金观音乌龙茶加工中非挥发性成分动态变化以金观音乌龙茶加工过程样为试验材料,利用广泛靶向代谢组学技术研究金观音加工过程中非挥发性代谢物的动态变化。结果表明,样品中共鉴定出1005种非挥发性代谢物,包括氨基酸及其衍生物(87种)、酚酸(154种)、黄酮(259种)等11类代谢物。结合正交偏最小二乘判别(VIP≥1)和倍数差异(FC≥1.6或FC≤0.62)分析,共筛选出562种加工过程中显著差异的代谢物产物。K-means聚类分析将562种差异代谢物分为12个特定变化趋势的代谢物Clusters,大多数代谢物在第三次摇青和最后一次晾青后含量发生显著变化,表明第三次摇青与晾青工艺对金观音乌龙茶品质形成有重要影响。与金观音滋味相关的缬氨酸、亮氨酸等14种氨基酸加工中呈“增加-减少”变化趋势,晾青后含量最高;芹菜素、杨梅素、山奈酚及芹菜素C-糖苷加工中含量显著增加,而大多数3-O-糖苷含量呈下降趋势;D-葡萄糖、D-果糖等糖类物质加工中整体含量减少,茶黄素类化合物晾青阶段含量最高;有机酸呈“增加-减少-增加”变化趋势,但整体含量增加。综上所述,金观音加工中,与鲜味相关的氨基酸含量增加,与苦涩味相关的黄酮醇苷含量减少、咖啡碱保持稳定,与茶汤甜味相关的糖类减少,冲淡苦涩味的有机酸含量增加,最终形成了金观音滋味鲜醇回甘的滋味特性。2.基于广泛靶向代谢组学研究铁观音乌龙茶加工中非挥发性成分动态变化以铁观音乌龙茶加工样为材料,利用广泛靶向代谢组学技术研究铁观音加工过程中非挥发性代谢物的动态变化。selleck结果表明,加工样中共鉴定出1095种非挥发性代谢物,包括氨基酸及其衍生物(82种)、酚酸(219种)、黄酮(264种)等12类代谢物。铁观音加工过程中共筛选出584种显著差异的代谢物,结合K-means分析将差异代谢物分为8个特定变化趋势的代谢物Clusters,其中杀青后发生显著变化的差异代谢物数目最多(213种)。结合代谢途径富集分析,发现铁观音杀青后与滋味物质相关的黄酮生物合成、类黄酮生物合成、氨基酸生物合成等途径显著富集,表明杀青工艺对铁观音乌龙茶的品质形成起着关键作用。各类差异代谢物的动态分析表明,金观音、铁观音乌Kidney safety biomarkers龙茶加工中各类非挥发性代谢物呈相似的变化规律,氨基酸、茶黄素在最后一次晾青结束时含量最高;黄酮类糖苷、糖类物质乌龙茶加工中呈减少变化;咖啡碱整个加工中维持稳定水平。3.基于电子舌与广泛靶向代谢组学比较研究金观音与铁观音的滋味差异为进一步明确金观音、铁观音乌龙茶的滋味品质特征,通过感官审评与电子舌比较两者的风味特征。结果表明,金观音滋味鲜醇回甘,铁观音滋味醇厚甘爽、音韵显;两者苦味、鲜味和甜味滋味属性差异最大(大于1个味觉指标),金观音苦味、甜味指标强,铁观音鲜味指标强。代谢组分析表明,金观音、铁观音乌龙茶的差异代谢物有499种,其中黄酮(25.05%)、酚酸(18.04%)、脂质(15.03%)是两者的最主要差异代谢物,酚酸、黄酮类物质的差异可能是铁观音形成滋味醇厚的重要因素。进一步结合滋味特征与差异分析,共筛选出谷氨酸、肌苷酸、缬氨酸、儿茶素、槲皮素-3-O-半乳糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷、葡萄糖、果糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖等(VIP≥1,FC≥1.6或≤0.62)重要的滋味差异物质。其中谷氨酸、肌苷酸可能是铁观音滋味鲜味指标强的主要原因,葡萄糖、果糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖与金观音甜味指标强有重要关联,而缬氨酸、儿茶素、槲皮素-3-O-半乳糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷是金观音、铁观音苦涩味差异的重要物质,为金观音、铁观音乌龙茶的品种特征研究提供参考。4.基于加权基因共表达网络挖掘金观音加工中调控黄酮类糖苷的关键基因基于金观音加工样代谢组与转录组数据,利用WGCNA算法将黄酮类糖苷与相关基因进行加权基因共表达调控网络的构建,挖掘加工中黄酮类糖苷调控基因。结果表明,共筛选出4CL、CHS、F3H、FLS、CYP75A黄酮合成相关的关键结构基因,以及4个黄酮糖苷转移酶(Cs TGY08G0000789、Cs TGY08G0000792、Cs TGY02G0002971、Cs TGY02G0002965)。结合启动子区域转录因子结合位点及相关性分析,进一步构建了金观音加工过程LY2157299 IC50中的黄酮糖苷调控网络,筛选出MYB13、MYB106、和MYB16等17个转录因子,为乌龙茶加工中黄酮类糖苷的调控提供参考。