《Food Chemistry》：Role of smoke withering process in the bitterness amelioration effect on smoked Lapsang Souchong tea
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萎凋工艺通过降低单宁和多酚含量及烟熏化合物抑制苦味受体TAS2R14活性，协同减少 lapsang 晒红茶叶苦味。
苏伟英|倪莉|王大亮|卢园|刘王欣|冯晓晓|刘园|刘志斌
福州大学化学工程学院，中国福建省福州市350108
摘要
烟熏拉普桑苏昌茶（SLST）以其独特的烟熏香气和相对较低的苦味而闻名，这种特性归因于“松木烟熏”工艺。本研究采用综合方法探讨了该工艺在减轻SLST苦味中的作用。电子舌分析、感官评估和基于细胞的钙成像实验均证实，松木烟熏显著降低了茶叶的苦味。非靶向代谢组学分析显示，松木烟熏显著减少了多种苦味酚类物质，包括10种单体儿茶素、14种糖基化黄酮醇和6种没食子酸酯类化合物。同时，关键松木烟熏成分——愈创木酚和α-萜品醇——通过预烟熏处理抑制了TAS2R14受体的激活，分别使细胞内钙信号传导减少了37%和21%。量子化学计算进一步表明，这些成分主要通过分子间氢键和范德华力与苦味化合物相互作用，从而可能抑制苦味信号的传递。本研究为理解松木烟熏如何通过降低苦味来改善茶叶风味提供了新的见解。
引言
萎凋过程是茶叶生产中的关键第一步，新鲜采摘的茶叶在控制空气、温度和湿度的条件下摊开，使其水分含量从70-80%降至50-60%。这一过程削弱了茶叶细胞的机械强度，为后续的酶促发酵创造了条件。同时，茶叶内部发生了显著的生化变化：细胞结构的完整性降低，促进了酶与底物之间的相互作用（Liu等人，2022年）。多酚氧化酶和过氧化物酶等关键酶催化儿茶素的初步氧化，水解酶将糖苷前体分解为芳香化合物，将脂质转化为挥发性物质，将蛋白质分解为氨基酸，将复杂碳水化合物分解为简单糖类（Li、Chen等人，2025年；Qi等人，2024年）。这些酶促反应有助于最终产品风味的形成。值得注意的是，萎凋过程还有助于减轻茶叶的苦味感知，可能是通过转化与苦味相关的酚类化合物实现的（Ntezimana等人，2024年；Ye等人，2022年）。
萎凋可以在户外或室内进行。户外萎凋是将新鲜茶叶薄层铺开，在阳光下或阴凉处进行，依靠自然空气流通和温度来降低水分。而室内萎凋则是在受控环境中将茶叶铺在架子上，通过精确调节温度、湿度和气流来实现水分的均匀减少。中国东南部武夷山桐木村出产的烟熏拉普桑苏昌茶（SLST）采用独特的烟熏工艺，茶叶在阳光下短暂萎凋后，会暴露在松木燃烧产生的烟雾中。燃烧木材产生的热量加速了水分蒸发，同时茶叶吸收了松木释放的芳香化合物，如长叶烯、α-萜品醇和愈创木酚（Li等人，2024年；Yao等人，2005年）。先前研究表明，松木烟熏在赋予SLST独特的烟熏、木质和松木香气方面起着关键作用（Su等人，2024年）。特别是，松木烟熏促进了多种关键挥发性化合物的形成，如愈创木酚、克雷索尔、p-甲酚、m-甲酚和(E)-异丁子香酚，这些化合物赋予了SLST烟熏和木质的风味（Su等人，2024年）。最近的研究发现，使用专用燃料棒代替松木进行烟熏时，酚类化合物（如愈创木酚、p-甲酚和3-乙基酚）的含量也有所增加，进一步强调了烟熏成分在风味形成中的作用（Tian等人，2025年）。
与其他许多黑茶相比，SLST的苦味相对较低，这可能与其独特的松木烟熏工艺密切相关。松木烟熏产生的强烈而复杂的香气可能具有感官掩盖效应，降低了茶叶内源性苦味化合物带来的苦味感知。类似地，柠檬草中的柠檬醛等挥发性化合物能够减少红茶浸泡液和咖啡因溶液的苦味感知（Suess等人，2018年）。此外，添加β-紫罗兰酮等挥发性成分也被证明能有效减轻番茄泥的苦味（Baldwin等人，2008年）。茶叶中的酚类化合物（尤其是儿茶素及其氧化产物）可能与吸收的松木烟熏成分发生化学相互作用，这些成分是苦味的主要来源。研究表明，挥发性芳香化合物可以通过分子间作用与苦味化合物相互作用（Pittari等人，2021年）。例如，在红葡萄酒中，(+)-儿茶素、表儿茶素和单宁中的酚类环与β-苯乙醇、4-乙基愈创木酚和2-甲基吡嗪等芳香环通过π-π堆叠和氢键相互作用（Gabler等人，2023年；Pittari等人，2021年）。咖啡中的黑色素也与芳香物质（如吡嗪、甲氧基酚和萜类）通过π-π堆叠相互作用（Gigl等人，2021年）。这些相互作用可能改变苦味化合物的构象，从而改变它们与人类苦味受体（TAS2R家族）的结合亲和力。TAS2R14是一种广谱苦味受体，能够响应多种结构不同的苦味化合物，包括茶叶中的主要酚类成分（如表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯和茶黄素-3’-O-没食子酸酯）（Meyerhof等人，2010年；Yamazaki等人，2013年）。因此，茶叶中的苦味化合物与挥发性芳香成分之间的相互作用可能最终降低人们对苦味的感知。
尽管有这些观察结果，但目前仍缺乏关于松木烟熏如何具体降低SLST苦味的深入研究。因此，本研究通过结合感官评估、仪器分析、基于细胞的钙成像实验和计算建模的方法，探讨了松木烟熏对SLST苦味的缓解作用。首先，使用电子舌分析、人类感官评估和基于异源表达的人类苦味受体TAS2R14的细胞成像实验，比较了烟熏前后SLST的苦味变化。接着，通过非靶向代谢组学定量分析了烟熏前后SLST中存在的潜在苦味化合物（如酚类、嘌呤生物碱和苦味氨基酸）。随后，进一步利用基于细胞的钙成像实验评估了关键松木烟熏成分对苦味感知的影响。最后，采用密度泛函理论（DFT）计算方法研究了儿茶素与关键松木烟熏成分之间的相互作用，以阐明苦味缓解的化学机制。
材料与化学试剂
用于SLST的松木烟熏处理的是2023年5月从中国福建省桐木村（27.65°N, 117.99°E）新鲜采摘的Camellia sinensis var. sinensis cv. Bohea茶叶。这些茶叶首先经过6小时的日晒萎凋，然后在40°C的松木火源下进行2.5小时的烟熏处理。实验中收集了烟熏前（新鲜采摘时）和烟熏后的茶叶样本，每个样本重复三次以供分析。
烟熏前后SLST的电子舌和感官评估
为了评估茶叶的口感特性，使用了电子舌设备。如图1A所示，电子舌分析显示，烟熏后的样品在酸度、咸度、浓郁度、余味涩度、余味苦度和涩度方面显著增加（p<0.01）。相反，苦味强度显著降低（p<0.01）。此外，鲜味评分基本保持稳定。
讨论
SLST生产中的独特松木烟熏工艺长期以来被认为能显著降低茶叶的苦味。我们的综合方法（包括电子舌分析、人类感官评估和基于细胞的实验）定量证实了这一效果。特别是基于细胞的钙成像实验显示，烟熏后茶叶提取物对TAS2R14受体的激活显著降低（约60%）。
结论
本研究表明，松木烟熏通过两种机制缓解了SLST的苦味：一是转化了茶叶中的内源性苦味化合物；二是烟熏产生的气味成分与茶叶中的苦味受体直接相互作用，减少了苦味信号的传递。具体而言，烟熏改变了苦味化合物的组成，降低了单体儿茶素和某些糖基化酚类的含量，并促进了茶黄素的生成。
CRediT作者贡献声明
苏伟英：撰写初稿、方法设计、实验实施、数据分析、概念构建。
倪莉：撰写、审稿与编辑、项目监督、方法设计、资金申请。
王大亮：撰写、审稿与编辑、数据可视化、方法设计。
卢园：撰写初稿、结果验证、实验实施。
刘王欣：撰写初稿、结果验证、实验实施。
冯晓晓：撰写、审稿与编辑、项目监督。
刘园：撰写、审稿。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了福建省财政专项基金（[2023]834项目）的支持。作者感谢福建师范高等专科学校的高观珍博士在电子舌设备使用方面提供的技术支持。
