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解析武夷岩茶(肉桂)呈现“岩骨花香”的风味特征以及微生物对风味的贡献

 雾霭霾 2024-05-22 发布于江西
LFSBB 食品合成生物学与生物制造团队
 
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近日,Food Chemistry在线发表了江南大学未来食品科学中心和生物工程学院陈坚院士团队张娟教授课题组的研究成果“Metabonomics analysis of the flavor characteristics of Wuyi Rock Tea (Rougui) with “rock flavor” and microbial contributions to the flavor”Wu et al., Food Chemistry, 2024, 139376.)。2022级硕士武文妙为论文第一作者,李江华教授、张娟教授和彭政副研究员为通讯作者
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武夷岩茶是乌龙茶(半发酵茶)中品质极佳的一种茶叶,产自中国福建省武夷山市,具有独特的“岩骨花香”。按照茶树的种植区域距离武夷山国家级自然保护区的远近划分为正岩、半岩、外山产区,“岩骨花香”随着产区的变化呈现逐级减弱的特点,表现出了明显的地域差异。肉桂是武夷岩茶的一个经典品种,刚采摘的鲜叶经过萎凋、做青、杀青、揉捻、烘焙制成干毛茶,在此阶段已具有肉桂岩茶基础的风味特征。干茶再经过筛选、挑拣、匀堆和焙火工艺制成成茶。成茶具有肉桂香、花香、果香的香气特点和浓郁醇厚的滋味特点。然而,目前关于不同产区肉桂武夷岩茶的“岩骨花香”风味特征与形成机制的研究尚不全面,同时微生物在制茶过程中对风味物质的生物转化作用并没有得到系统性地研究。
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    针对上述问题,本研究团队对来自正岩、半岩和外山产区的肉桂武夷岩茶进行研究,通过感官评价确定核心产区茶叶的风味特征。采用顶空固相微萃取-气相色谱–质谱联用技术(HS-SPME-GC–MS)和高效液相色谱技术(HPLC)检测不同加工阶段挥发性化合物和非挥发性化合物。通过扩增子测序明确加工前后茶叶的微生物组成,构建感官评价-风味物质和风味物质-微生物的相关性网络。探讨了不同产区的肉桂武夷岩茶的特征风味物质在加工过程中的变化以及微生物对关键物质形成的影响。
结果表明,肉桂的“岩骨花香”主要表现为浓郁的花香和果香,以及茶汤口感的甘甜、顺滑和鲜爽。定义“岩骨花香”的关键物质组成为挥发性化合物去氢芳樟醇以及非挥发性化合物ECGEGCEGCG、咖啡碱、茶氨酸、可溶性糖、甜味氨基酸和苦味氨基酸。去氢芳樟醇、ECGEGCEGCG和咖啡碱主要在制茶阶段产生,茶氨酸和可溶性糖的变化受到美拉德反应和酶的共同作用。微生物在制茶过程中表现出了一定的地理差异,对这些物质的变化起作用。特征微生物影响着“岩骨花香”的关键物质的生成,特征细菌ChryseobacteriumPedobacterBoseaAgrobacteriumStenotrophomonasActinoplanes主要影响着去氢芳樟醇、ECG和茶氨酸的生成,特征真菌PestalotiopsisFusariumElsinoeTeichosporaTetracladium主要影响非挥发性化合物的生成。优质产区的茶叶风味绝佳但产量甚少,通过对不同产区武夷岩茶的风味与物质进行探究,有助于规范武夷岩茶市场,同时为消费者选购武夷岩茶提供了参考。此外,这些结果为武夷岩茶“岩骨花香”的探究提供了一定的参考价值,从微生物代谢角度揭秘地理环境对“岩骨花香”的形成的影响,有助于通过微生物干预手段促进高品质武夷岩茶的生产。基于本研究的结果,风味物质的生成途径需要进一步探索。
上述研究工作得到了福建省科技重大专项(2021HZ027002)、福建省区域发展项目(2022N3012)和资源化学产业科技创新联合资助项目(N2021Z006)的资助。

图片1 肉桂成茶香气雷达图(A)、滋味雷达图(B

图片2 肉桂成茶挥发性化合物多变量统计分析结果。A 相对含量百分比堆积图;B偏最小二乘判别分析模型(PLS-DAR2X = 0.985R2Y = 0.981Q2 = 0.932);C PLS-DA模型的置换检验图(permutation test plot)(R2 = 0.35Q2 = − 0.742);D VIP > 1Variable Important in Projection)的特征挥发性化合物;E 特征挥发性化合物聚类热图;F 特征挥发性化合物与香气感官相关性网络分析,红色线条表示正相关,蓝色线条表示负相关。线条的粗细表示相关性的强弱,节点的大小表示连接度的大小

图片3 肉桂成茶非挥发性化合物多变量统计分析结果。A偏最小二乘判别分析模型(PLS-DAR2X = 0.996R2Y = 0.918Q2 = 0.635);B PLS-DA模型的置换检验图(permutations plot)(R2 = 0.199Q2 = − 0.737);C 非挥发性化合物的VIPVariable Important in Projection)值;D VIP > 1的特征非挥发性化合物聚类热图;E 游离氨基酸含量热图

图片4 制茶过程(青叶、干茶、成茶阶段)中肉桂特征挥发性化合物和非挥发性化合物含量热图(FL:鲜叶;DT:干茶;RT:成茶)

图片5 不同产区肉桂青叶、干茶阶段的微生物分析。A 细菌α-多样性分析Shannon Index);B 真菌α-多样性分析(Shannon Index);C 基于Bray-Curtis距离的细菌PCoA分析;D 基于Bray-Curtis距离的真菌PCoA分析;E 优势细菌属分析(FL:青叶;DT:干茶);F 优势真菌属分析(FL:青叶;DT:干茶)

图片6 干茶阶段细菌(A)、真菌(B)与挥发性化合物、非挥发性化合物相关性网络分析图。其中红色线条代表显著正相关(ρ < 0.05, r > 0.6),蓝色线条代表显著负相关(ρ < 0.05, r < − 0.6),线条的粗细代表相关性的强弱;节点的大小代表连接度的大小。

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